多媒體智慧教室建設解決方案

姜毅

摘 要：隨著科學技術的飛快發展、新媒體的不斷引入，智慧學習時代已經到來。智慧教室，一種典型的智慧學習環境的設計與應用已經得到廣泛關注。論文通過分析構建智慧教室的需求，介紹智慧教室的建設目標、技術解決方案、建設的內容及要求。

關鍵詞：智慧教室 云平臺 資源管理 大數據

中圖分類號：G40.057 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）05（b）-0133-02

隨著學校智慧校園建設、信息化建設工作的推進，利用多媒體設備進行授課已經越來越受到師生們的青睞，甚至有些專業的課程教學已離不開多媒體教室的使用，因而教室的使用率空前提高。而且隨著學校大數據平臺的建設推進，也迫切需要搜集更多的多媒體教室使用數據，以便于做出精準的大數據分析，用于日常的管理和調度，提高對多媒體教室的使用率和教學反饋。同時在多媒體教學手段上，老師對各類工具和軟件的應用要求越來越多，如何方便快捷地把教學軟件與現有多媒體設備融為一體，為教學更好地服務也已經變得更為迫切。

1 背景分析

課堂教學是學生系統學習知識的重要渠道。如何在教學過程中增強老師與學生之間的互動，是提高教學效果的關鍵。現如今的傳統教學中，學生考勤、師生問答、課堂測試等都存在許多需要改進的地方。傳統考勤，是用紙質的簽到表，若是老師監管不嚴，就經常會出現學生代簽的狀況，并且對簽到結果的統計也非常不方便；教學過程中的師生問答互動，往往都是教師對學生提出簡單的疑問，會的學生舉手并口頭回答，不能獲得準確的數據分析，教師只能根據個別學生回答問題的情況來判斷全班學生對教學內容掌握的程度，沒有準確的數據，就無法對數據進行分析、挖掘、統計，無法更好地掌握學生的學習動態。為了改變這種狀況，基于互聯網+時代大數據的新型智慧教室系統應運而生。作為一種新型的教育形式，智慧教室給教育行業帶來了新的發展方向。

2 建設目標

智慧教室實現了集中管控與分級管理、教育資源管理云平臺、課堂互動、實時考勤與反饋、大數據平臺分析五大功能。多媒體教學環境具備完善的功能、先進的系統，穩定性與拓展性強，能夠充分利用網絡資源，達到真正的資源共享和教學管理一體化。同時，引入互聯網+時代大數據通過對教室設備、教學管理、學生管理等方面數據為教學質量行為提供數據分析，通過分析找到解決方案，從而培養學生的學習興趣，提高學習效率，發展他們的個性和特長。根據整體規劃，主要完成以下目標。

（1）建立一套云教育資源管理平臺，用于全校師生共同使用，實現校內各個專業資源共享、網上備課、虛擬實訓室、在線教學、教學遠程輔導平臺等功能。

（2）建立先進的多媒體設備管理系統：通過網絡控系統對教師機、投影、電子白板、功放系統、視頻系統、門禁系統等智能管理。同時對接教務系統實現自動排課、固定資產管理、遠程維護等功能。建立控制中心實現教學質量管理及設備運維管理。

（3）校園廣播系統：通過IP網絡廣播實現教室對講、英語等級聽力考試廣播、應急廣播等功能。

（4）對多媒體教學設備進行更換：每個教室配置全新的激光投影機、電子白板、搪瓷白板等方便老師書寫及利用電子白板工具進行教學，減少設備故障，提高教室使用率。

（5）基于大數據的智慧多媒體應用。

3 建設內容

3.1 智慧教室建設的技術解決方案

3.1.1 實現集中管控，分級管理

由于學校多媒體教室數量龐大，但目前管理維護的人員少，教室分布廣，所以要充分考慮多媒體教室的網絡化集中管理、控制和維護問題；同時在各教學點建立分控室，方便日常維護及快速故障處理。在設備使用過程中出現問題可以通過IP對講系統進行呼叫。分控室可對所管轄的教室的控制力度加強，維護更加簡易化，從設備基礎信息、狀態報告、統計分析、遠程協助、遠程升級、遠程開關等多方面實現控制。

3.1.2 采用先進技術滿足互聯網+時代背景下的教育教學要求

每個教室均配置激光投影機、搪瓷白板搪瓷電子白板。激光投影機可減少燈泡故障。搪瓷白板可用于老師教學板書的要求，采用水性筆方式環保衛生。在電子白板中也采用搪瓷技術可防止電子白板被水性筆誤劃時方便擦除。利用電子白板自帶軟件實現“拖、拉、拽、寫”等操作，軟件自帶多學科資源庫，包含了語文、數學、英語、物理、化學等各學科資源，同時可自定義增減資源，包含靜態資源素材，又包含各種動態資源，可進行化學物理實驗演示、數學公式、函數演示。

3.1.3 單個多媒體教室的解決方案要簡單、穩定、可靠

由于智慧教室牽涉到的多媒體設備數量、種類較多，所以要求整個系統解決方案能夠盡可能簡單，系統穩定，運行可靠；可以采用刷卡及遠程開機方式，上課時可一鍵式開啟電腦、投影、功放、電子白板、話筒等方便老師使用，避免遙控器找不到及沒有電池等問題。在下課時只需將中控桌關閉，設備將自動關機，實現關門即走。系統將自動關閉所有設備，避免野蠻關機損壞設備。

3.1.4 整個系統網絡管理功能要求功能強大、穩定、實用

由于每個學校的多媒體教室數量很多，要充分考慮學校多媒體教室管理人員的工作強度，要求多媒體系統解決方案的管理功能突出、強大，并且能夠通過網絡遠程進行管理，降低管理人員的工作強度。

3.2 智慧教室建構理念

總體上，利用先進的多媒體技術對教學過程中生成的大數據，進行挖掘和分析，提煉出智慧教學先進的教學評價模型和方法，整個數據分析過程自動化，并且可以根據用戶的需求實時反饋分析結果。具體要求如下。

3.2.1 實現課堂授課形式的變革

（1）在云端智慧教室中，教師不再單純地站在講臺上講課，不再使用講臺與黑板，而是將教室的課桌椅以小組討論的方式進行擺放，直接面向學生教學并隨時融入小組討論。

（2）教師可以通過手中的手機、PAD等任意移動終端，實現書寫并向教室內的大屏幕投射終端設備的屏幕內容，教師常用的PPT課件不僅是一張張的翻頁展示，而是可以進行任意的標注、手寫、推演等。·

（3）采用共享型專業教學資源庫云綜合平臺提供教學資源和專業網絡教學服務。對校內不同專業的教學資源進行集中統一管理，從而實現資源共享。構建網絡教學與自主學習的環境平臺，為各專業不同層次的技能人才搭建終身學習體系。

3.2.2 實現課堂師生實時考勤與反饋

通過智能終端采集學生上課信息、實現學生實時考勤，并可通過大數據分析對班級學生上課到堂率監控預警。實時了解學生動態。

3.2.3 實現班級到堂率和成績關聯分析，助推教學和學風建設

平臺軟件能夠對老師和學生上課時的刷卡紀錄進行匯總，能夠自動生成考勤管理列表，可以對每個班級的到課人數進行統計分析，也可以分析某個學生的到堂率及和成績的關聯。

3.2.4 實現利用大數據平臺開展課堂觀察與質量監控

利用大數據建立課堂觀察及遠程聽課，這是一個全新的協作式、多點互動、立體式的網上教學聽評課平臺。在授課教師授課時，遠程聽課的教師通過對教師提問、學生回答所記錄的打點的形式形成的數據來反映教師的教學行為、學生的學習情況，它可以有效地節約教學管理與教學研究的時間和成本，并為課堂教學資源的深度開發提供有效支持，實現高質量的遠程操控網絡課堂教學研究。

3.2.5 實現利用大數據提供教學評價數據的分析

采集到數據以后，通過先進的數據挖掘和分析技術來提取教學過程中產生的各種信息數據，從而提煉出更深層次的知識需求，應用到學生的教學評價當中。

例如對歷次試題答題情況進行聚類分析，從結果中發現A學生多次解答難度高的題目正確率高，而難度低的題目錯誤率高，可以判斷A學生可能是因為答題粗心，那么就要對其進行相關的輔導；再如對教學中的知識點進行歸因分析，如B知識學生難以理解，是因為A知識點沒學好，那么應當先解決A知識點的學習問題等。

3.2.6 實現基于大數據的設備設施管理

通過將多媒體中控系統與大數據平臺結合，可對每個教室的設備使用情況、故障統計分析，得出教室使用率、空置率、設備使用情況等并進行分析，給管理者提供排課、設備維護。

可以對學校的就職人員信息、考勤、后勤、固資、課表等信息進行登記管理，與學校原有的考勤系統、固資系統、排課系統等做對接，實現設備在線管理和在線排課等功能。

3.2.7 建立教學管理的可視化云控制中心

建議采用各高校原有標準化考試系統監控室進行改造后成為主控中心，同時利用校園網將多媒體設備管理系統、實時通訊系統、視頻監控系統、運維管理系統、門禁刷卡系統集中在控制中心，通過視頻和大數據管理平臺對教學行為進行管理。同時在每個區域建立分控中心主要用于設備管理及遠程維護。

4 結語

隨著智慧應用在校園的綻放，基于云平臺、資源共享、時代大數據等新型信息技術的智慧教室，旨在構建培養學生的創新、研究能力的新型智慧學習環境。在智慧教室中，現實空間與網絡的相互融通，充分發揮了教師的主導作用與學生的主體作用，整個教學、學習與創新活動的過程都將為學校開展教學科研活動提供分析評價，通過大數據挖掘、分析，最終構建出一個面向未來創新人才培養需求和教育教學改革需要的新型智慧教室。

參考文獻

[1] 李葆萍，周穎.基于大數據的教學評價研究[J].現代教育技術，2016，26（6）：5-12.