基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧教室建設(shè)思路

唐傳娣 黃烽 江西財(cái)經(jīng)職業(yè)學(xué)院

一、建設(shè)目標(biāo)與思路

(一)多媒體教室現(xiàn)狀

目前高職院校多媒體教室存在設(shè)備落后、管理復(fù)雜和資源不能共享等問題。教室設(shè)備繁多，包括電腦、投影、幕布等，易損耗，難維護(hù)；教室大多采用單機(jī)版中控系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能單一，操控機(jī)械化；傳統(tǒng)的教學(xué)模式采用的老師講，學(xué)生聽，師生的課堂實(shí)時(shí)互動(dòng)方式單一；上課教師操作復(fù)雜，不當(dāng)?shù)牟僮鬟€會(huì)造成設(shè)備故障；對(duì)學(xué)生的考勤工作通常利用紙質(zhì)點(diǎn)名簽到來完成；優(yōu)質(zhì)教學(xué)課堂不能共享，教學(xué)監(jiān)測評(píng)估系統(tǒng)尚未建立。

智慧教室的建設(shè)消除多媒體教學(xué)面臨的困境、促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的提高以及變革信息時(shí)代教與學(xué)的方式具有重要意義。

(二)智慧教室的建設(shè)目標(biāo)

(1)改進(jìn)傳統(tǒng)多媒體教學(xué)授課方式，擴(kuò)大課堂范圍；(2)加強(qiáng)師生實(shí)時(shí)互動(dòng)，教師終端和學(xué)生終端進(jìn)行統(tǒng)一互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)畫面?zhèn)髌痢㈦p向互動(dòng)、即時(shí)測評(píng)、課堂管理等功能；(3)集中控制、集中管理可將多媒體信息資源充分調(diào)度，提高管理水平；(4)拓展廣大師生對(duì)設(shè)備的直接感知，還能很好通過各種智能設(shè)備提高信息化教學(xué)認(rèn)知，教師通過操作和使用新的信息化系統(tǒng)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段。(5)錄制優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)課堂共享；(6)通過云桌面資源共享，減少維護(hù)成本，增強(qiáng)管理手段。智慧教室主要功能模塊包括智能化設(shè)備控制系統(tǒng)、互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、教學(xué)錄播與在線直播系統(tǒng)、智能門禁系統(tǒng)、云桌面等應(yīng)用系統(tǒng)。

(三)建設(shè)思路

智慧教室的設(shè)計(jì)是營造促進(jìn)學(xué)生積極性的學(xué)習(xí)氛圍，從課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂的環(huán)境設(shè)計(jì)兩方面入手。其中環(huán)境部分包括物理環(huán)境和學(xué)習(xí)支持平臺(tái)。課堂環(huán)境中，智慧教室給課堂提供高交互的教與學(xué)設(shè)備，能夠有效支持課堂主體對(duì)于學(xué)習(xí)資源的獲取、處理和呈現(xiàn)。智能環(huán)境控制則給課堂主體提供了良好的外在環(huán)境，從光、溫、聲、空氣質(zhì)量等方面根據(jù)課堂的實(shí)時(shí)狀況進(jìn)行調(diào)節(jié)。

二、智慧教室的建設(shè)內(nèi)容

(一)智能化設(shè)備控制系統(tǒng)

學(xué)校早期建設(shè)的多媒體教室，大多采用單機(jī)版中控系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)功能單一，操控機(jī)械化，不適應(yīng)未來教學(xué)改革的步伐。智能化交互式多媒體網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)不僅能夠取代單機(jī)中控系統(tǒng)，并能大大提升教學(xué)管理體驗(yàn)。

智能化網(wǎng)絡(luò)中控系統(tǒng)主要由多媒體電子觸控面板，電子投屏系統(tǒng)、多屏互動(dòng)終端、遠(yuǎn)程控制平臺(tái)等模塊組成。它能夠讓學(xué)生和教師在聽課與講課在方式和地點(diǎn)的選擇上更加自由、更加多樣化。另一方面，管理人員可以遠(yuǎn)程操控設(shè)備集約式管理，極大地提高工作效率。

(二)互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)

(1)互動(dòng)軟件

①課堂點(diǎn)名：學(xué)生可以使用手機(jī)端的APP進(jìn)行簽到，通過簽到不僅可以輕松記錄學(xué)生缺席狀況，而且還節(jié)省課堂的寶貴時(shí)間。

②課堂分組學(xué)習(xí)：1.人員分組。對(duì)課程內(nèi)的學(xué)生進(jìn)行分組，分組可共同完成分組討論、學(xué)習(xí)等，分組查看小組內(nèi)的成員、作業(yè)。2.學(xué)習(xí)互評(píng)。可給老師提供多種評(píng)分方式：老師評(píng)閱、學(xué)生互評(píng)、分組互評(píng)和評(píng)分計(jì)量表；可給學(xué)生之間相互打分。

③隨堂測試：在課堂中編輯隨堂測(即測即評(píng))在手機(jī)上完成互動(dòng)，支持單選題、多選題。

④互動(dòng)討論：老師可以新增更多討論區(qū)(即討論板塊)，并編輯刪除，課程內(nèi)成員可以在板塊內(nèi)部展開交流討論。

⑤課堂反饋：教學(xué)中，老師可隨時(shí)發(fā)起調(diào)查問卷，學(xué)生可通過手機(jī)端完成問卷反饋，教室在大屏上進(jìn)行展示討論。

(2)投屏系統(tǒng)

無線支持PC和移動(dòng)設(shè)備同時(shí)投屏演示，支持按鍵切換兩畫面，無需通過軟件選擇方式切換。

(三)信息發(fā)布系統(tǒng)

學(xué)校里每天都有大量的消息和資訊需要被及時(shí)發(fā)布，包括通知、公告、圖像、考試信息、時(shí)間表和各類PPT資料等等。更重要的是，諸多數(shù)字消息的發(fā)布都需要在當(dāng)日內(nèi)完成，單傳統(tǒng)的信息發(fā)布方式不但成本較高，而且效率不高。信息發(fā)布系統(tǒng)由控制中心與教室終端連接構(gòu)成，采取集中控制、統(tǒng)一管理的方式將視音頻信號(hào)、圖片、PPT文檔、flash、滾動(dòng)字幕等多種多媒體信息資源通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)傳輸?shù)斤@示終端，并以高清的數(shù)字信號(hào)在顯示前端播出。

(四)教學(xué)錄播與在線直播系統(tǒng)

教學(xué)錄播與在線直播系統(tǒng)不僅打破了傳統(tǒng)的時(shí)空限制，也能充分利用高質(zhì)量的教育資源，最大限度地發(fā)揮教育功效。該系統(tǒng)能實(shí)時(shí)傳遞高清、流暢的音視頻及完整的課程講義，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的教學(xué)課堂互動(dòng)、共享。同時(shí)擁有豐富實(shí)用的教學(xué)工具，如白板共享、文檔共享、在線答題，實(shí)時(shí)教學(xué)評(píng)估等功能。

該系統(tǒng)由視音頻互動(dòng)服務(wù)器及互動(dòng)客戶端組成，互動(dòng)終端支持智能教學(xué)網(wǎng)關(guān)、錄播主機(jī)、計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦等設(shè)備。

通過互動(dòng)教學(xué)客戶端實(shí)現(xiàn)與異地學(xué)生同步教學(xué)，實(shí)時(shí)課堂面對(duì)面的交流，授課老師可以隨時(shí)向遠(yuǎn)端聽課教室學(xué)生提問，聽課教室的學(xué)生也可以向主講教室提問，主講老師與遠(yuǎn)程學(xué)生通過錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程面對(duì)面的交流。

(五)智能門禁系統(tǒng)

智能門禁系統(tǒng)是結(jié)合現(xiàn)有一卡通和門禁系統(tǒng)的功能，針對(duì)性解決現(xiàn)有的多媒體教室中存在接觸不到位、開柜延后、易被他人冒用、易丟失等種種弊端。智能門禁系統(tǒng)有針對(duì)性地解決我校傳統(tǒng)門禁的缺點(diǎn)。

智能門禁系統(tǒng)由門禁監(jiān)控主機(jī)、磁力鎖WiFi設(shè)備服務(wù)器、門禁監(jiān)控系統(tǒng)軟件、WiFi攝像頭等模塊構(gòu)成。此系統(tǒng)可以使指紋識(shí)別系統(tǒng)、面部識(shí)別系統(tǒng)、微信APP，也可使用RFID卡，密碼，按鈕開關(guān)多種方式和權(quán)限開、關(guān)門；可以接入有線或無線網(wǎng)絡(luò)，授權(quán)登陸或察看教室狀態(tài)以及實(shí)施遠(yuǎn)程控制。

(六)云桌面系統(tǒng)

云桌面系統(tǒng)使用教育桌面云的方案代替?zhèn)鹘y(tǒng)多媒體教室的PC計(jì)算機(jī)，打造先進(jìn)、高效的云計(jì)算多媒體教室。分布式計(jì)算的架構(gòu)采用云終端集中管理替換傳統(tǒng)PC，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算終端應(yīng)用環(huán)境的統(tǒng)一部署、遠(yuǎn)程更新、遠(yuǎn)程管理等功能，也可以實(shí)現(xiàn)用戶桌面離線使用，并完美兼容外設(shè)。

云桌面集中管理數(shù)據(jù)空間并提供服務(wù)，桌面化發(fā)布給操作者，將傳統(tǒng)的pc升級(jí)為網(wǎng)絡(luò)操作。(1)在數(shù)據(jù)中心建設(shè)好云平臺(tái)的IT環(huán)境，安裝相關(guān)的云桌面軟件和教學(xué)軟件；(2)在教學(xué)機(jī)柜上，部署云終端+顯示器+鍵盤+鼠標(biāo)，插上網(wǎng)線連上云桌面。該架構(gòu)可以讓桌面環(huán)境部署更快速、管理更集中、維護(hù)更簡單、數(shù)據(jù)更安全以及能耗更低廉。

三、預(yù)期效果

智慧教室的建成將實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式和方法的創(chuàng)新探索：它將傳統(tǒng)多媒體教室的師生交互轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘈螒B(tài)的交互教學(xué)模式，提供了以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)形態(tài)，提供了更強(qiáng)交互能力的課上、課下教學(xué)模式和方法；智慧教室完善教學(xué)生態(tài)體系的建設(shè)，把教室作為一個(gè)個(gè)互聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，圍繞教學(xué)這一主干，形成覆蓋教師、學(xué)生和管理者等不同人員之間的健全的教、學(xué)、管理和服務(wù)體系；智慧教室的應(yīng)用以課堂、管理、教務(wù)等業(yè)務(wù)的交互服務(wù)為目標(biāo)，按教、學(xué)、管等方面推送可持續(xù)服務(wù)，以大數(shù)據(jù)為教學(xué)管理決策，將有效提高服務(wù)工作效率和教學(xué)管理水平。

四、結(jié)束語

教室作為最典型、最核心的教學(xué)環(huán)境，正日益從多媒體階段、網(wǎng)絡(luò)化階段進(jìn)入智慧化階段。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的智慧教室為教學(xué)活動(dòng)提供更加人性化、智能化的互動(dòng)空間。智慧教室系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)解決目前數(shù)字校園建設(shè)、促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力提高及網(wǎng)絡(luò)時(shí)代教學(xué)模式變革具有重要意義。