大学课堂互动教学软件需求说明

大学课堂互动教学软件需求说明一、项目总体情况本项目开发的是基于大学相关业务数据及按需求新建设的关联数据融合，从综合数据对接、教学过程数据建设及采集、教学数据综合管理应用等多个层面和维度分析和呈现学校教学学情日常运行的基本情况；并通过以上数据的可视化展示，实现校级层面的数据为精准教学和教学行为优化服务，推动以互联网等信息化手段服务教育教学全过程、切实提高教学质量和教学管理水平；二、项目总体技术要求1.基于B/S架构形式呈现，以浏览器为载体，支持多用户同时访问；支持主流浏览器内核，如:Chrome、Trident、Gecko、Webkit、Blink等；2.支持多种数据接入能力，满足各类数据源的接入，在对大量数据进行系统化分析展示的同时，需要具备并发处理能力以及完善的容灾措施；3.灵活的数据可视化，包括但不限于数据图形，如:折线图、饼状图、和弦图、雷达图、力导向图、热力图等；4.可用自定义级的权限管理，基于学校的管理方式，可对不同人员（校领导、院领导、教务处、管理人员等）自定义分配相应权限，也可批量修改权限；5.考虑后续业务功能的拓展，在满足当前业务需求上，同时为第三方API预留相关接口，以确保业务后续的可持续化拓展；6.上线前需进行功能以及稳定性能的压力测试，并提供相应的文档报告；要求能够7X24小时提供稳定的数据分析、挖掘、展示等；7.支持与学校现有的教学督导巡课平台以及教务系统对接；8.通过预定模板生成报表，按时段分为:日报、周报、月报、学期报告，便于导出；9.项目开发中涉及相关技术要求:9.1 数据整合：基于教务系统与巡课平台的数据统计，在数据脱敏的前提下，支持对数据源过滤分析与定位，如数据集、用例、参数等；9.2 模糊查询：在web页面上可以直接查询平台依托的各类存储介质中的数据，通过条件筛选得到想要的数据信息；支持多库处理，减少交互操作，在同时接入多个数据库时仍可通过简单的操作步骤查询数据信息；9.3 数据分析：支持数据预处理，数据库拆分、字段过滤与映射、空值过滤、去重聚合、排序、增加序号列、派生列、行列转换；支持大量数据在多样化场景的需求下，进行数据分析、挖掘等操作的实现；支持动态设置资源，提升分析效率，减少用户操作繁琐步骤，使数据在无感知的前提下，快速完整的呈现出来；9.4 图表分析：支持Excel的条件格式导出；无需手动刷新，数据源发生变化时，实时更新至图表视图，并生成相应的动态数据报告进行自我备份；可结合预先设定的计划任务，实现分析报告的定期分发与推送；基于eCharts图形库，可实现折线图、饼状图、和弦图、雷达图、力导向图、热力图等图形展示，并可设置仪表盘内联；9.5 数据共享：在数据脱敏的前提条件下，通过接口提供外部数据服务；支持自动调度、编排、管理等，便于对外提供数据接口，实现更高的资源利用率；三、项目建设内容按照高校教育信息化发展规划要求，着力构建基于信息技术的新型教育教学模式，促进信息技术与教育教学深度融合，充分利用信息技术开展教学方法的改革，逐步实现信息化教学应用师生全覆盖；通过本系统的建设，提高课堂教学信息传递的质量和有效性，进行教学资源的建设，开展有针对性的教学研修；通过大数据收集、智能分析和预测帮助教师开展大数据支撑下的精准教学和教学行为优化行动，因此，需要一套集数据分析、展现、查询、挖掘功能于一体的综合性平台，进一步完善教学管理数据的重构建设，并定制化开发大屏主题分析展板，用于探索师生工作的应用深度，提供数据决策和数据利用能力；建设内容功能清单：序号系统名称功能详述1综合数据对接统一身份认证系统2多媒体教室总控管理系统数据对接模块3校园一卡通数据对接模块4教务系统数据对接模块5在线听课督导数据对接模块6楼宇班牌系统数据对接模块7教学过程数据建设及采集客户端软件8学生移动端软件9教师移动端软件10数据融合平台11图床服务器运行环境12教学数据综合管理应用互动学情分析看板13教学数据全景看板升级14课程分布移动端3.1 综合数据对接通过数据管理平台,对不同来源的数据进行清洗、脱敏和标准化处理,分析汇总学校基础数据，形成中央数据库；数据库需结合设定的权限认证开通对外的流向，实现数据有条件共享；并将校园一卡通、教务系统、统一身份认证系统等第三方系统进行无缝对接；1)建成架构先进、技术可靠、功能全面、使用方便、运维简捷的数据管理与分析基础支撑平台，要求数据管理与分析基础支撑平台能充分反映最新数据技术，并能随着这些发展趋势进行深度的数据挖掘和分析，从而确保数据管理与分析平台的可持续发展；2)数据管理与分析平台需要具备全面且功能强大的数据感知与获取能力，能从业务信息系统、智能设备、多媒体教室总控管理系统、楼宇班牌系统、在线听课督导系统对接数据以及数据的分析挖掘的能力，从而完善大数据的来源问题；3)具备大数据存储与管理能力；并且在能满足大量结构化数据的存储需求前提下，同时平台还必须能满足各种应用场景的使用效率需求，以及满足对数据的各种使用要求；3.2 教学过程数据建设及采集3.2.1客户端软件：（1）功能区块划分：1基础数据/教室信息；2课程相关信息展示（课程、状态、下课时间）；3课堂互动信息入口（AI课堂数据、提问墙、消息推送）；4互动功能快捷方式（大屏批注、截图、提问）；5.学生无需安装APP，基于微信公众服务号参与课堂上的互动学习；（2）学生手机扫二维码签到登入到对应的课程：扫码签到入口，实时显示学生签到情况，系统实时与教务系统课表对接；签到人数实时同步到教师端，教师可直接查看签到人数，也可以查看签到详情，查看已签到或未签到的学生姓名；（3）课堂出题：截图出题、主观题、客观题，发送到学生手机端，学生作答并提交，最终提交的结果以多图表形式呈现在教师端大屏上；（4）答题统计：提示学生作答状态、整体统计展现分析，具体名单查阅操作、展现学生答题情况，选择正确答案与自动加分分值，实时下发到学生手机端；（5）课堂提问：随机抽选学生进行提问，灵活设置不同人数，滚动抽选效果，回答完成可即时进行加分操作，数据实时录入；（6）提问墙：学生通过手机端提问，提问词条呈队列显示在副屏，当老师认为有必要回答讲解时再选择某条提问切换到大屏展示；（7）课堂数据分析：教师可将教学过程中生成的数据(包括签到、众答、随机点名、提问墙、学生截图等数据)等，以图表形式形成“学情分析”及以列表形式形成“成绩管理”记录下来，教师可导出excel表格数据；还可根据这些数据形成行为分析看板，记录本学期、本学年课堂总体情况；教师通过数据统计分析进行针对性的授课，可以对每个学生在教学过程中的表现作为重要的评价依据；（8）应用缩略图展示及第三方软件应用：互动屏联动操控控制主显示屏显示内容，包括放映PPT、WORD文档、视频等，快捷切换，根据教学应用不同智能显示不同功能按键；3.2.2学生移动端软件（1）课程表查询基于教务课表系统实时对接，学生可在微信H5实时查询今日课表或按周次查看课表；（2）学生自主截屏学生通过微信H5中截屏按钮自主截屏，保存教师课件PPT、图像、文档，记录重点知识并进行备注，便于课后复习强化学习过程；（3）学生接收批注和截图学生在微信H5中接收教师实时下发的批注和截图，针对重点知识进行笔记备注；（4）学生答题学生在微信H5中对教师下发的测试题作答并提交，最终提交的结果以多图表形式呈现在教师端上；（5）学生提问学生通过微信H5提问内容在互动副屏体现，满足班内签到所有学生提问，当老师认为有必要回答讲解时再切换到大屏展示；（6）学生课后知识回顾学生在课后可按课程查看图库、批注等记录，以及课中互动的提问、答题等详情；3.2.3教师移动端软件（1）教师扫码开启客户端软件基于中控系统的远端控制功能，教师可以通过微信扫描教师客户端的登录二维码开启教师端；（2）教师今日课表以微信服务号为入口，教师可以查看自身关联的课程数据；首页默认显示教师今日的课程安排，例如课程名称、上课时间、教室所在校区的楼宇信息；（3）教师本周课程表同步教务系统排课的教学周次，支持切换周次查看教师每周的课程安排，点击可以查看具体的详情信息；（4）按学期显示教师授课的课程列表基于教务课表系统的数据对接，教师可看到本学期教授的全部课程的教学进度；（5）课程详情展示以时间轴的形式，显示课程的详细信息.生成教学过程中产生数据(包括签到、众答、随机点名、提问墙、学生截图等数据)的报表，便于教师了解学生的课堂互动情况；3.2.4数据融合平台1.基础信息模块支持基本信息(名称、性别、学号、学院等)的录入和编辑；2.统一身份认证模块师生可使用学校现有的CAS系统完成平台登录；3.数据分析模块通过对师生上课过程中产生的行为数据进行分析，可以自动以学院、专业、教师、学生等多维度的形式生成课堂教学内容分析报告；4.基础数据列表模块教师和学生可按时间、课程、校区等多条件筛选查看具体的课中互动数据；5.自适应UI支持主流浏览器如chrome、firefox、edge、safari等；域名绑定:1个；6.数据仅保留在学校本地服务器，共计需要四个二级域名，分别绑定到学校提供的对外服务器上；7.需申请认证微信服务号，便于后续学校统一管理；3.2.5图床服务器运行环境（本地化部署）部署后端服务的服务器；CPU:4核2.5GHz/3.2GHz；内存:16GiB及以上；硬盘:1T基础系统盘(固态SSD)；系统:WindowsServer2019及以上；域名绑定:3个；部署图床服务的服务器（支持学生截屏图片保留不少于一学期的图床存储）；CPU:4核2.5GHz/3.2GHz；内存:16GiB及以上；硬盘:1T基础系统盘(固态SSD)和25T⽂件存储盘(用于图床相关服务的文件存储)；系统:WindowsServer2019及以上；3.3教学数据综合管理应用3.3.1互动学情分析看板将学生的签到率聚合为院系维度、专业维度、课程维度、班级维度，通过数据汇总以上四个维度的学生到课率；以课程维度，展示平台课程访问量变化趋势；以教师维度，充分掌握该校教师的授课情况；以学生维度，充分掌握该教室学生的学课情况；到课率：全校学生到课率、发放签到数、完成签到人次；分别以教师、学生角色统计展示教师教学、学生学习过程中、课堂中教师、学生的活跃度、学习成果等统计展示；教师教学课堂活动中，发布的活动总数、教师在线时长；通过在线教学督导巡课平台对于教师个人授课层面、全校层面到院系层面的多维度观摩统计分析，随后通过时间节点，使用终端的记录，多个部门的数据系统对接进行各阶段的统计，将挖掘到的数据利用先进的大数据技术进行展示与分析，可以实时的掌控学校目前的一个整体教学概况；数据分析系统有效的剔除冗余数据，优化数据结构，实现高效的统计分析功能，以及进行有效的数据挖掘；3.3.2教学数据全景看板升级分别以教师、学生角色统计展示教师教学、学生学习过程中、课堂中教师、学生