基于“互聯網+”技術背景下高校智慧教室的構建

陳雪芳

摘要：在“互聯網+”技術背景下，高校智慧教室的構建值得每一位技術人員研究，本文分析了“互聯網+”技術的發展優勢和高校智慧教室的構建原則，根據實際工作經驗對高校智慧教室的構建闡述個人的觀點。

關鍵詞：“互聯網+”技術;高校智慧教室;構建研究

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）02-0175-02

1 高校智慧教室

1.1 智慧教室內涵分析

智慧教室是一種基于物聯網技術打造的，通過重塑教學課堂模式，通過信息化技術重塑教學環境的技術。智慧教室是在智慧校園基礎上延伸進行精細化教學管理的手段，能為信息化教學提供必要的教學場景、交互式教學模式和電子教學素材推送等。智慧教室并不是簡單意義上的利用計算機、投影儀等進行教學，具有科技元素使得教學設備智能化，只能稱其為多媒體教學，而智慧教室一種重塑教室環境、重塑教學模式的新型教育教學系統，是多媒體教室和網絡教室結合發展的教育教學新形態。

1.2 智慧教室的特點分析

1.2.1 以混合式教學理念為核心

混合式教學模式是一種將傳統的教學模式和信息化教學結合在一起的全新產物，智慧教室的理論核心就是混合式教學理念，在慕課等網絡公開課崛起的背景下，翻轉課堂就成為了混合式教學的全新產物。智慧教室就是以此為基礎，設計出來的兼具網絡教學和傳統教學特征的全新的教學模式。其以網上自學為主、以見面討論為輔，統籌結合實現學習效果的提升。

1.2.2 以最新科技為依托

智慧教室是推進未來高校建設的重要實踐，其搭建是以最新的技術為依托，并且在物聯網技術、人工智能技術、5G技術等依托下，實現智能考勤、遠程監控、環境智慧調節等功能，是一套全新且現代化的智慧系統。

1.2.3 上課舒適性更強

在智慧教室學習能帶給學生一種更好的“享受”，不僅僅是因為教學方式更加靈活多樣，學生對其的興趣程度更高，更是因為這種方式學習，能大大降低學生的疲勞感。以最常見的教室桌椅為例，設計符合人體工學，使用感更加舒適，教學桌椅能自由活動，即使遇到需要討論的情況，也可以輕松應對。對學生來說，智慧教室能盡可能緩解久坐帶來的身體上的疲憊感，令學生更好地適應學習、投入學習。在教學黑板、智慧教室系統的設計上也更加人性化，下文將進行簡單陳述。

2 智慧教室整體架構

根據智慧教室的功能歸納，可以將其系統架構基本梳理清晰。智慧教室的主要功能就是實現智能化教學，此處的“智能化教學”包括教學智能化、教務系統管理智能化、學生學習智能化、環境智能調節、資源智能推薦等。

2.1 基礎功能設計

通過對智慧教室的基本特征分析，智慧教室需要具有一定教學功能，并且能進行教學管理，且能自動檢測和推送教學信息，倘若一旦出現技術故障系統也能進行自我修復和重啟。因此按照這一思路也能基本總結出智慧教室的基礎功能板塊：

第一，基礎網絡系統和布線系統，該系統負責整體的教學資源儲存和教學任務的完成，并且為電子白板、計算機提供網絡和電力支持;

第二，教務管理系統，該系統需要對學生的基本信息管理、日常考勤、點名打卡、課程教學檢驗進行支持，并且要為教師開展教學活動提供服務，如課程錄播、課程通知等;

第三，故障檢測系統，該系統能在學生訪問量巨大、教學壓力大的情況下發出預警，并采取并線等方式解決故障。以2020年年初，新冠肺炎疫情期間學生采取網課上課的模式為例，“學習通”等軟件出現了故障和訪問異常的問題，導致上課質量不佳，但是如果采用智慧教室授課，能最大程度上緩解這一問題。

2.2 拓展功能板塊

該板塊的主要功能，是在滿足基本教學任務的基礎上，實現教學的延伸。以教師教學活動為基礎，除了在教室教授課程知識以外，還有學生考勤、學生反饋、教學評價等任務，但是如果將這些任務完全采用手動的方式完成，勢必會造成很大的時間浪費。智慧教室能最大程度上避免這些問題的發生，智能考勤、一鍵反饋、歷史課程回放、教師評價、課程預約功能均能在智慧教室系統中完成。

2.3 運維保障系統

智慧教室的搭建不是單獨一個學科或者一個專業的教學改革，而是覆蓋某一范圍的信息化教學改革。小到一所高校、大到一個大學城都可以采取統一管理，以降低運營維護的成本。在該系統主要是智慧教室系統設計企業和設計團隊負責，主要對接高校、教師，并解決他們在使用這一系統時出現的問題。

3 智慧教室建設解決方案

3.1 智慧教室設計整體框架

該實驗室主要是搭建一個物聯網應用場景，并且能根據教師在教學中遇到的實際問題分析并加以解決，具體的設計框架如圖1。主要的系統工作思路為，教師在校園網上預約智慧教室，填寫上課時間、人數，并在系統中上傳要用的課件。到預約課程時間的時候，上課前十分鐘，門口的智能磁鎖自動打開，并通過網盤更新教師要用的課件，自動打開多媒體教具和電子白板。教室內部的監測裝置對教室內溫度、濕度、污染氣體濃度進行監測，并以事先設置的程序控制空調的開關。感光監測裝置對室內的光照進行監測，并打開、關閉窗簾和照明燈。學生桌子上有應答裝置，當出現學習疑問或者教師提問的時候，可以及時應答反饋。授課完畢后，教師可以選擇自行關閉智慧教室系統，或者在預約課程時間結束后的五分鐘內，系統會自動關閉。在教室使用完畢后，智能門鎖自動上鎖，并關閉智慧教室內的空調、照明等裝置。

3.2 智慧教室子系統構成

3.2.1 自動化和智慧化教學系統

教學系統是智慧教室的主要構成，其主要完成自動化控制和智慧化管理兩個任務。自動化管理包括：（1）自動檢測系統，如智慧教室內的設備運行檢測、病毒檢測等;（2）自動報修，一旦出現技術問題且系統通過內部自我調整無法解決問題，智慧教室系統會將設備故障打包傳送給維修人員，維修人員對故障進行檢修;（3）遠程監控系統，教師可以通過專門的APP對教室內的電腦、投影儀等設備進行控制;維修人員通過該系統可以有效監控設備是否正常運轉。

智慧化管理主要是針對提升師生教學體驗設計的功能，如教師可以遠程控制教室內部儀器的開關、根據教室環境數據打開或關閉空調、電燈等;智能化簽到、作業布置和課程通知等。

3.2.2 投影系統

該系統主要是實現無塵化教學，并且在多媒體教室中，該系統已經使用得較為廣泛，智慧教室中，投影系統在滿足多媒體教學的基礎上的教學延伸，其實現了遠程控制幕布和投影儀的開關，并且實現遠程傳輸課件。

3.2.3 教室終端系統

根據教師預約的信息不同，教室終端系統進行不同的顯示和記錄。該系統包括兩部分組成，第一部分是門口的智能顯示終端，能顯示教室使用情況、上課課程、授課教師、班級、時間等信息，另一部分是后臺記錄系統，能對教室的使用情況進行具體統計，并根據教師授課對教室的需求、上課人數等進行上課教室的合理分配。

3.2.4 教學互動系統

智慧教室仍然以課堂授課的模式開展，但是相比傳統的授課模式效率更高，在智慧教室可以實現一鍵打卡簽到簽退、也可對教學中存在的疑問進行及時反饋，如，在課堂教學中，教師講授完一個知識點以后，可以定向設計投票功能，看學生是否已經掌握。

4 結語

總而言之，基于高新技術打造的高校智慧教室在高等院校具有很高的開展價值，目前也有部分成功案例問世，如“北影-青騰未來文創學堂”“北航—網絡安全實用型人才培養聯合實驗室”等，給相關系統設計者、高校管理人員提供了智慧教室開展借鑒，智慧教室在高校教學中有很大的實踐價值，值得推廣使用。

參考文獻

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Construction of? College Smart Classroom Based on "Internet +" Technology

CHEN Xue-fang

（Minxi Vocational and Technical College， Longyan? Fujian? 364021）

Abstract：Under the background of "Internet +" technology， the construction of colleges and universities 'intelligent classrooms is worthy of study by every technician. This article analyzes the development advantages of "Internet +" technology and the principles of the construction of colleges and universities' intelligent classrooms. The classroom is structured to express personal perspectives.

Key words："Internet +" technology; college intelligent classroom; construction research