“快”工出細(xì)活
——中南大學(xué)“智慧教育”初探

■本刊記者 季瑩

中南大學(xué)是教育部直屬全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)，學(xué)校堅(jiān)持立德樹人，質(zhì)量?jī)?yōu)先，努力探索和完善人才培養(yǎng)新模式，也是高校教育信息化的排頭兵。

2015年，國(guó)家提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃，號(hào)召傳統(tǒng)行業(yè)都要和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，這一規(guī)劃也影響到教育行業(yè)，“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”的發(fā)展思路，促使教育信息化的改造成為剛需。中南大學(xué)積極響應(yīng)，學(xué)校信息與網(wǎng)絡(luò)中心快速形成針對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和視頻的優(yōu)化升級(jí)方案。

2014年以前中南大學(xué)公共多媒體教學(xué)環(huán)境信息化情況是：教室網(wǎng)絡(luò)采用雙絞線布線的方式，沒(méi)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，線路老化導(dǎo)致學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性差；計(jì)算機(jī)設(shè)備老化，故障頻出，存儲(chǔ)空間小，無(wú)法支持個(gè)性化教學(xué)需要；監(jiān)控系統(tǒng)畫面清晰度不夠，故障率高；教室中控系統(tǒng)功能單一，不能共享資源也不能進(jìn)行統(tǒng)一管理。

面對(duì)落后的設(shè)備，粗放的管理，學(xué)校歷時(shí)7年，最終建設(shè)完成了一套具有中南大學(xué)特色，以可視化支持平臺(tái)為核心，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程時(shí)空拓展的“教、學(xué)、評(píng)、管”四維一體的完整智慧教育信息化系統(tǒng)。

智慧化教育起步

早在2014年底，學(xué)校就提出了“教室設(shè)備智能管理、教學(xué)過(guò)程時(shí)空拓展、教育管理數(shù)據(jù)支持”的“三教模式”建設(shè)思路。2015年的“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)校智慧教育的探索。學(xué)校信息與網(wǎng)絡(luò)中心開(kāi)始規(guī)劃公共教室信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)方案，并提出可視化的理念，建設(shè)完成可視化教學(xué)支持平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱可視化平臺(tái)）一期。通過(guò)全終端調(diào)用每個(gè)教室的高清攝像頭，可視化平臺(tái)一期可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻的查看和60天的歷史視頻查看。教學(xué)管理人員只要得到授權(quán)，就可以在任何地方、任何網(wǎng)絡(luò)、任何終端調(diào)看教室視頻監(jiān)控。

2017年，學(xué)校本科生院需要對(duì)教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行管理和評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生、教師的教學(xué)過(guò)程進(jìn)行全程督導(dǎo)，需要借助一個(gè)平臺(tái)來(lái)完成，學(xué)校又進(jìn)行了可視化平臺(tái)二期的建設(shè)。

2017年12月開(kāi)始合作采購(gòu)搭載在英特爾戴爾易安信PowerEdge R540和R940服務(wù)，用于服務(wù)器集群搭建；2018年上半年二期建設(shè)完成，可視化平臺(tái)二期可實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程及師生線上線下的交流互動(dòng)、學(xué)生評(píng)價(jià)等在平臺(tái)上可全程呈現(xiàn)，為教學(xué)督導(dǎo)、管理提供完整數(shù)據(jù)信息，并可及時(shí)反饋督導(dǎo)及管理結(jié)果給師生，形成完整的質(zhì)量控制閉環(huán)。

戴爾易安信PowerEdge服務(wù)器配置了英特爾?至強(qiáng)?Gold 6226處理器，該處理器計(jì)算主頻為2.7GHz，最大睿頻頻率為3.7GHz，最大支持4T內(nèi)存，內(nèi)存類型支DDR4-2933,采用14納米制作工藝和64位CPU架構(gòu)，擁有20個(gè)計(jì)算核心，支持40個(gè)線程，支持AVX 2.0技術(shù)、英特爾Speed Shift技術(shù)、英特爾TSX-NI技術(shù)、英特爾Enhanced SpeedStep技術(shù)、英特爾Instruction Replay技術(shù)，可以在電源節(jié)省、計(jì)算效能、計(jì)算安全方面提供更好的支持。

2018年12月，學(xué)校采購(gòu)了戴爾易安信存儲(chǔ)服務(wù)器SC3020用于智慧教室數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，SC3020雙活功能，保障了遠(yuǎn)程教育平臺(tái)連續(xù)運(yùn)行。2019年，學(xué)校再次采購(gòu)了戴爾工作站T3630用于教室的智能化改造，工作站的擴(kuò)展性也能為后期未來(lái)智慧教室轉(zhuǎn)型提供更強(qiáng)大的計(jì)算性能。

細(xì)節(jié)決定品質(zhì)。“一般說(shuō)來(lái)，光驅(qū)、風(fēng)扇等部分用橡膠螺釘固定在主板上，但是戴爾的工作站是用金屬板固定在主板上的，這大大降低了故障率?！毙畔⑴c網(wǎng)絡(luò)中心李老師表示，“戴爾的白金服務(wù)體系對(duì)用戶的問(wèn)題反饋很及時(shí)，我把問(wèn)題反饋給后臺(tái)，后臺(tái)會(huì)馬上聯(lián)系你解決，解決之后還會(huì)通過(guò)短信和郵件對(duì)用戶詢問(wèn)是否得到解決。我覺(jué)得這種完善的服務(wù)體系，給了我很好的體驗(yàn)?！?/p>

疫情期遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)發(fā)揮大作用

2020年初，新型冠狀肺炎從武漢爆發(fā)，迅速傳播至全國(guó)。國(guó)家規(guī)定大中小學(xué)校全部采用遠(yuǎn)程教學(xué)，居家完成教學(xué)活動(dòng)。學(xué)校根據(jù)教育部和湖南省教育廳關(guān)于疫情期間做好“停課不停學(xué)”工作的相關(guān)要求，立即響應(yīng)，可視化平臺(tái)三期緊急擴(kuò)容項(xiàng)目正式啟動(dòng)。

據(jù)了解，學(xué)校在疫情期間使用校內(nèi)自建的可視化平臺(tái)線上授課，學(xué)生訪問(wèn)人數(shù)約在26000人左右，加上教師訪問(wèn)，總用戶人數(shù)接近30000人?？梢暬脚_(tái)要在峰值時(shí)段保證所有師生在線訪問(wèn)、文件下載的平穩(wěn)性。這對(duì)于原來(lái)互聯(lián)網(wǎng)帶寬只有100MB的校內(nèi)網(wǎng)站來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。訪問(wèn)用戶多，并發(fā)量大是三期建設(shè)中最大的一個(gè)難點(diǎn)。

為了克服訪問(wèn)量、并發(fā)量巨大的難題，學(xué)校需要增配一些新的服務(wù)器產(chǎn)品來(lái)擴(kuò)容。由于早在2013年，中南大學(xué)公共多媒體教學(xué)環(huán)境建設(shè)項(xiàng)目中，購(gòu)買過(guò)戴爾商用電腦用于多媒體教室建設(shè)，在整個(gè)使用過(guò)程中，戴爾過(guò)硬的產(chǎn)品和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)給學(xué)校留下了很深的印象。所以面對(duì)這次緊急任務(wù)的時(shí)候，服務(wù)器提供商選定戴爾公司。

疫情期間，全校師生的遠(yuǎn)程教學(xué)任務(wù)都要依靠可視化平臺(tái)來(lái)完成，早上線一天，就能早日安排在線授課，不耽誤教學(xué)進(jìn)度。學(xué)校信息與網(wǎng)絡(luò)中心具體負(fù)責(zé)老師加班加點(diǎn)與戴爾科技的銷售和技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行需求分析和產(chǎn)品配置選型，第一時(shí)間制定具體可行的實(shí)施方案。戴爾科技的銷售和技術(shù)團(tuán)隊(duì)全盤評(píng)估了可視化平臺(tái)項(xiàng)目，考慮到服務(wù)器是平臺(tái)建設(shè)的一部分，新增的服務(wù)器需要與老舊服務(wù)器融合，建議使用戴爾易安信PowerEdge R940xa服務(wù)器，通過(guò)專業(yè)的定制化配置，最終達(dá)到一個(gè)契合平臺(tái)的最佳方案。（戴爾易安信PowerEdge R940 xa服務(wù)器如圖1所示）

2月10日，第一版平臺(tái)擴(kuò)容方案確定，建設(shè)實(shí)施5天后又優(yōu)化制定了第二版擴(kuò)容方案，并馬上投入建設(shè)實(shí)施，2月23日完成設(shè)備調(diào)試入網(wǎng)，2月24日學(xué)校上線可視化平臺(tái)，正式啟動(dòng)了2020春季學(xué)期線上教學(xué)工作。線上開(kāi)課第一周，是訪問(wèn)量和在線教學(xué)需求最大的時(shí)間，PowerEdge R940 xa成功完成了搭載網(wǎng)站、視頻轉(zhuǎn)碼兩大主要任務(wù)。盡管可視化平臺(tái)的業(yè)務(wù)負(fù)載非常高，戴爾易安信PowerEdge R940 xa幾乎滿負(fù)載運(yùn)行，但依然能保持出色的轉(zhuǎn)碼性能和高穩(wěn)定性。

學(xué)校在戴爾科技的協(xié)作下，自2月24日線上教學(xué)開(kāi)課以來(lái)，教學(xué)可視化平臺(tái)日總訪問(wèn)量最高值超過(guò)149萬(wàn)人次，平臺(tái)每日參與學(xué)習(xí)的師生總?cè)藬?shù)超過(guò)2.4萬(wàn)人，平臺(tái)日網(wǎng)絡(luò)總流量超過(guò)3.3TB，平臺(tái)每日網(wǎng)絡(luò)流量峰值超過(guò)1.5Gbps，平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)上行流量峰值數(shù)次達(dá)到單IP網(wǎng)絡(luò)帶寬最大峰值。

可視化平臺(tái)從出方案到項(xiàng)目上線僅用了兩周時(shí)間，平臺(tái)中的教學(xué)數(shù)據(jù)和師生信息齊全、安全，通過(guò)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)、全面性的客觀記錄教學(xué)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了高并發(fā)的在線教學(xué)，成功保證了師生正常教學(xué)活動(dòng)，為教學(xué)決策和學(xué)習(xí)優(yōu)化提供服務(wù)，輔助教師開(kāi)展精準(zhǔn)教學(xué)，輔助學(xué)生實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)，課程資源將沉淀為未來(lái)教學(xué)的寶貴財(cái)富，有效提升教學(xué)質(zhì)量。

遠(yuǎn)程教育的啟示與愿景

疫情推動(dòng)了中南大學(xué)遠(yuǎn)程教育的建設(shè)進(jìn)度，面對(duì)全校師生在線教學(xué)的巨大需求，遠(yuǎn)程教育平臺(tái)要如何克服各種卡頓、崩潰，給學(xué)校信息與網(wǎng)絡(luò)中心提出了一個(gè)艱巨的問(wèn)題。此次疫情期平臺(tái)的建設(shè)是中南大學(xué)在線教學(xué)實(shí)踐領(lǐng)域，一次大規(guī)模的深入探索，改變了教師的“教”，改變了學(xué)生的“學(xué)”，改變了學(xué)校的“管”，改變了教育的“形態(tài)”。借助疫情，中南大學(xué)把現(xiàn)代信息技術(shù)全面融入了教與學(xué)的過(guò)程。

同時(shí)，戴爾科技也將不遺余力地與中南大學(xué)進(jìn)行更多更深入的合作與探索，在教學(xué)視頻存儲(chǔ)和檢索、海量圖片和存儲(chǔ)和檢索、多路視頻轉(zhuǎn)碼、挖掘數(shù)據(jù)價(jià)值方面給中南大學(xué)提供更多具體建設(shè)案例。同樣的，戴爾科技也期待有機(jī)會(huì)為更多教育領(lǐng)域的院校，研究機(jī)構(gòu)提供優(yōu)秀的信息化產(chǎn)品、服務(wù)和解決方案，為加快加強(qiáng)我國(guó)遠(yuǎn)程教育信息化的建設(shè)出一份力。

圖1 戴爾易安信PowerEdge R940 xa服務(wù)器