宋海明

摘要：智慧教室是運(yùn)用現(xiàn)代化信息手段進(jìn)行教育教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，智慧教室是數(shù)字教學(xué)和未來教室的一種重要形式，是新型的學(xué)習(xí)方式。采用智慧教室模式會(huì)使課堂教學(xué)變得更加高效。在智能課程模式下，學(xué)生可以在自主思考和學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)過程中，獲得多方面的知識(shí)文化。智慧教室改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，實(shí)現(xiàn)了智慧教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)化操作，是智慧教室面對(duì)現(xiàn)代化教學(xué)的重要措施。智慧教室建設(shè)可以給教育行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇，是教育面向未來建設(shè)的重要嘗試。

關(guān)鍵詞：高等教育;智慧教室;建設(shè);構(gòu)成;應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）13-0199-03

信息時(shí)代的重要標(biāo)志就是智慧的信息技術(shù)改變了人們傳統(tǒng)生活模式，同樣在高等教育教學(xué)過程中，基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的智慧教室，帶來了教育教學(xué)的信息化變革。智慧教室借助物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合將基礎(chǔ)理論、物理信息標(biāo)識(shí)與感知、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)分析和信息處理技術(shù)等多方面技術(shù)融合，在教學(xué)中幫助學(xué)生們從學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力到科研能力都可以獲得全方位的提升。智慧教室是高等教育現(xiàn)階段發(fā)展至關(guān)重要的實(shí)踐。

1智慧教室的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)模式

1.1智慧教室的內(nèi)部架構(gòu)

智慧教室是全新的概念，在智慧教室的設(shè)計(jì)中，需要將硬件設(shè)備和軟件融合應(yīng)用。其包含了教學(xué)系統(tǒng)、LED顯示系統(tǒng)、人員考勤系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、門窗監(jiān)視系統(tǒng)、通風(fēng)換氣系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。例如視頻方面需要更高端的設(shè)備，使視頻信號(hào)的傳輸更加流暢，具有更高品質(zhì)效果。智慧化多媒體教室的整體由：計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、視頻展臺(tái)、無線話筒、功放、音箱等設(shè)備構(gòu)成，也使多媒體教學(xué)的授課方式與傳統(tǒng)方式有了很大的進(jìn)步。在日常運(yùn)行中，計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間傳輸互動(dòng)能力是智慧教室的關(guān)鍵，通過建立獨(dú)立專用的局域網(wǎng)，為師生建立起強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)連接基礎(chǔ)。智慧教室的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程集中管理模式，是高校在智慧教學(xué)管理方式上的創(chuàng)新。（具體見圖1：智慧教室系統(tǒng)拓?fù)鋱D）

1.2智慧教室的功能定位

高校在數(shù)字化的管理模式推動(dòng)下，拓展多媒體數(shù)字和數(shù)字信息交換能力，使智能化多媒體教室建設(shè)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程管理和控制，包含了精品課程、智能錄播、在線教育考核、網(wǎng)絡(luò)聽課、遠(yuǎn)程教育功能等的實(shí)現(xiàn)。因此智慧教室建設(shè)呈現(xiàn)出多元化發(fā)展?fàn)顟B(tài)。從實(shí)物展示改變成通過圖片、文字、視頻等媒體素材來展現(xiàn)，內(nèi)容多種多樣。智慧教室還可以使課堂轉(zhuǎn)變成互動(dòng)式教學(xué)模式，智慧教室改變了傳統(tǒng)的授課與聽課方式。課前學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)課程，課中可以進(jìn)行分組討論。教師可以根據(jù)動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)來掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在高等教育中，智慧教室的應(yīng)用可以全面提高學(xué)生的能力，老師可以進(jìn)行更有針對(duì)性的輔導(dǎo)，學(xué)生的自主思考能力和學(xué)習(xí)能力會(huì)獲得全面的提升。在提高現(xiàn)代化高等教育素質(zhì)要求的背景下，智慧教室可以提高教學(xué)的水平，做好教學(xué)環(huán)節(jié)的銜接，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力和教學(xué)活動(dòng)的相互促進(jìn)。

2高校智慧教室的建設(shè)思路與策略

2.1智慧教室采用遠(yuǎn)程集中式的管理

高校建立智慧教室可以從多方面融合高等教育的思路，對(duì)高等教育實(shí)施多方面的引導(dǎo)。高等教育在發(fā)展建設(shè)過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)多方面的創(chuàng)新。智慧教室的硬件軟件建設(shè)要跟隨信息化技術(shù)發(fā)展要求進(jìn)行更新，采用高科技管理理念構(gòu)建智慧教室的創(chuàng)新發(fā)展。在當(dāng)前高等教育改革過程中，智慧教室能夠?yàn)楦叩冉逃膭?chuàng)新實(shí)踐提供必要的智力支持。高等教育在發(fā)展建設(shè)中，需要智慧教室作為引領(lǐng)，更需要智慧教室融合多種資源。在高校的多媒體智慧教室中運(yùn)用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)及新型的物聯(lián)網(wǎng)，為遠(yuǎn)程控制分布在多媒體教室中的所有設(shè)備提供必要的條件。以光纜為主的網(wǎng)絡(luò)可以直達(dá)桌面，在多功能的控制器集中控制下，對(duì)智慧教室進(jìn)行集中式管理。數(shù)據(jù)同傳、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)訪問以及很多專項(xiàng)專用的設(shè)計(jì)都能夠?yàn)閷?shí)現(xiàn)智慧教室集中式管理提供必要的條件。特別在需要傳輸大量文件時(shí)候，能夠通過中控發(fā)送指令讓當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境做出快速反應(yīng)。智慧教室中為教學(xué)電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、IP電話等所有設(shè)備合理規(guī)劃出IP地址。智慧教室?guī)в信涮坠芾碥浖?，所有操作在教學(xué)管理過程中都可以按靜態(tài)設(shè)置操作。每臺(tái)電腦都能夠達(dá)到通信自由化的狀態(tài)。管理人員在中控發(fā)送遠(yuǎn)程指令，控制數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，IP電話等，保證不同地理位置設(shè)備運(yùn)行的準(zhǔn)確性。需要給所有系統(tǒng)設(shè)備配置足夠數(shù)量的IP地址，就是為了使專網(wǎng)的IP地址能夠滿足不同設(shè)備的需求。例如：172.18.50.0/24網(wǎng)段是設(shè)計(jì)用來訪問互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)段，例如：172.18.70.0/24網(wǎng)段用于數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。因此可以按照相應(yīng)的要求加入硬件建設(shè)要求中。軟件方面的管理必須做到系統(tǒng)之間不互相影響為標(biāo)準(zhǔn)。在交換機(jī)上設(shè)置好硬件、軟件互相獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。

智慧教室建設(shè)是為了實(shí)施課堂教學(xué)的信息化建設(shè)而設(shè)計(jì)。在智慧教室里可以通過高清視頻觀摩等方式，呈現(xiàn)教師教學(xué)的實(shí)際場(chǎng)景。智慧教室運(yùn)用了攝像機(jī)自動(dòng)錄制教學(xué)過程，課后學(xué)生可以隨時(shí)下載和點(diǎn)播，智慧教室的各項(xiàng)工作操作都能夠保持穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。智慧教室實(shí)現(xiàn)了信息化管理，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)多媒體集中控制，實(shí)現(xiàn)了高清聯(lián)動(dòng)信息化集中管理。通過對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以為智慧教室的調(diào)優(yōu)提供數(shù)據(jù)支撐。在項(xiàng)目建設(shè)過程中要注重多媒體教學(xué)設(shè)施的配備，例如計(jì)算機(jī)、投影儀、幕布、話筒和音響設(shè)備、多媒體智能講臺(tái)等遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。智慧教室要求計(jì)算機(jī)穩(wěn)定良好，投影效果好，多媒體設(shè)施合理，多媒體教室網(wǎng)絡(luò)集中控制，中控設(shè)備運(yùn)行順暢，讀卡器和IP電話設(shè)施清晰。

2.2智慧教室實(shí)現(xiàn)集中控制和網(wǎng)絡(luò)控制

智慧教室集中控制中需要注意主控機(jī)和中控的穩(wěn)定性。網(wǎng)絡(luò)控制中遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)和使用狀態(tài)能夠達(dá)到全覆蓋的狀態(tài)。運(yùn)用數(shù)據(jù)方式處理故障信息。各項(xiàng)管理功能的分類都可以從總控到中控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與設(shè)備互相連接。多媒體教室、高清觀摩設(shè)備系統(tǒng)不斷完善。。智慧教室發(fā)展模式下，各個(gè)功能設(shè)備都必須能夠進(jìn)行管理和控制。實(shí)現(xiàn)多媒體操作程序編碼的一鍵式設(shè)計(jì)，使任課老師方便使用。在智能化教學(xué)中設(shè)計(jì)好的操作都可以進(jìn)人到系統(tǒng)化的過程中，老師和學(xué)生在使用過程中都可以運(yùn)用固定的模式進(jìn)行操作。例如視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過攝像頭、視頻矩陣等設(shè)備配合實(shí)現(xiàn)了畫面的多個(gè)分割。在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中可以對(duì)多個(gè)教室進(jìn)行批量處理，使智慧教室管理人員，減輕工作強(qiáng)度，提高了工作效率。遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對(duì)多媒體教室的所有設(shè)備都可以進(jìn)行控制，例如投影儀、視頻信號(hào)切換、IP電話系統(tǒng)等。監(jiān)控系和IP電話統(tǒng)設(shè)計(jì)就是為了使后臺(tái)管理人員和現(xiàn)場(chǎng)管理人員可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)話效果。特別是故障出現(xiàn)的時(shí)候，可以將畫面切換到主屏上以掌握現(xiàn)場(chǎng)的情況。實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是為了使主講教師的講課內(nèi)容、實(shí)物展示臺(tái)圖像等通過中控系統(tǒng)傳輸?shù)狡渌淌?，同步進(jìn)行上課，在主動(dòng)生成視頻文件后，可以提供良好的素材資源存儲(chǔ)點(diǎn)播。

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，智慧教室可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施自由配置。例如交換機(jī)、綜合布線及各個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)廣播。智慧教室還要求對(duì)環(huán)境進(jìn)行綜合性能的改造，如校園教學(xué)網(wǎng)和教室子網(wǎng)之間構(gòu)建起系統(tǒng)化的關(guān)系，光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和學(xué)校網(wǎng)絡(luò)的連接可以通過校園網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制所有設(shè)備。整體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定，建設(shè)過程動(dòng)態(tài)監(jiān)督，保障智慧教室施工方案與實(shí)際情況相符合。例如在多媒體教室添加了200萬像素以上高清網(wǎng)絡(luò)紅外半球，200萬像素以上高清網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)跟蹤球機(jī)，這樣的設(shè)計(jì)可以使媒體服務(wù)和軟件系統(tǒng)能夠達(dá)到高度匹配的效果。多媒體監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程多媒體教育設(shè)施的安全監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的聯(lián)動(dòng)操作。在軟件和硬件系統(tǒng)中，各個(gè)權(quán)限可以得到有效分配實(shí)施。多媒體的音響設(shè)備實(shí)現(xiàn)了語音廣播功能，各個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)分組廣播，各個(gè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)授權(quán)管理功能。

2.3智慧教室實(shí)現(xiàn)多種資源共享

智慧教室共享的目的就是為了對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行分類，通過點(diǎn)播課程或者其他媒體資源的應(yīng)用使教學(xué)過程納入靈活化管理的過程中。智能高清錄播采用的是畫面操作系統(tǒng)，例如PPT版書和現(xiàn)場(chǎng)同步畫面，同步多媒體的課件能夠進(jìn)行交互，教師和學(xué)生們之間能夠架構(gòu)及系統(tǒng)化管理化關(guān)系。智能多媒體教室可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直播遠(yuǎn)程互動(dòng)，在這樣的模式下，國外的專家和國內(nèi)的專家學(xué)生們可以納入同一個(gè)系統(tǒng)中工作，節(jié)約了學(xué)術(shù)交流的成本和時(shí)間。智慧教室涉及了物聯(lián)網(wǎng)的多個(gè)層次應(yīng)用。在智慧教室設(shè)計(jì)中，采用了傳感器、射頻等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的智慧方案，實(shí)現(xiàn)了物與物之間、物與人之間、物與物的識(shí)別跟蹤監(jiān)控和管理。還可以通過智慧教室內(nèi)配備的設(shè)備來開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)原理、應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及某些應(yīng)用課程的教學(xué)，可以利用RFID技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)工程的應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)訓(xùn)與教學(xué)理論課程相連接的項(xiàng)目教學(xué)。智能多媒體教室使高校的授課方式更加豐富。多媒體管理系統(tǒng)把分散的區(qū)域變成集中的區(qū)域，人力、物力、財(cái)力都獲得了節(jié)約。例如智慧教室自動(dòng)生成的報(bào)表功能，可以為故障分析提供原始化的數(shù)據(jù)。數(shù)字化智能化的未來課堂建構(gòu)起來實(shí)現(xiàn)了教育高精尖技術(shù)與高效智能化教學(xué)系統(tǒng)的高度融合。例如網(wǎng)絡(luò)課程安排系統(tǒng)和控制系統(tǒng)有利于校園數(shù)據(jù)庫建設(shè)，學(xué)校課程系統(tǒng)可以對(duì)接個(gè)人信息，便于后期管理。中控軟件或者IC卡授課操作權(quán)限可以讓教師的教學(xué)更靈活，不受地域的限制。在教室以外的地方進(jìn)行教學(xué)，授課管理員的權(quán)限劃分可以有利于智慧教室更加符合現(xiàn)代化的要求。

3結(jié)語

信息時(shí)代的重要標(biāo)志就是互聯(lián)網(wǎng)的高度發(fā)展。智慧教室基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建成一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的場(chǎng)景，學(xué)生們?cè)趧?chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究過程中，根據(jù)智慧教室的各種系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)操作。在智慧教室搭建的過程中，很多課程可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)過程中可以發(fā)現(xiàn)智慧教室可以從多方面來構(gòu)建教育教學(xué)的新模式。智慧教室發(fā)展了智能的應(yīng)用，使高等教育能夠納入智能化管理過程中。多種軟件可以實(shí)現(xiàn)多方面的操作。智慧教室的網(wǎng)絡(luò)操作依托路由器建立有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵部分，實(shí)現(xiàn)了信息平臺(tái)的整體構(gòu)建。智慧教室可以從多個(gè)層次來實(shí)現(xiàn)智能操作，對(duì)于教學(xué)科研研究具有重要的作用。