張海浩,黃志強,高佳語

(黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院,哈爾濱 150025)

智慧教室是教育信息化的關(guān)鍵載體,其電器的智能化管理和使用效率受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)教室的電器控制系統(tǒng)多采用有線連接,布線復雜,維護困難,且系統(tǒng)獨立運行,存在資源浪費和信息孤島的現(xiàn)象。為解決這些問題,基于超寬帶技術(shù),設(shè)計如下智慧教室電器控制系統(tǒng)方案。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

智慧教室系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智慧教室系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 Intelligent classroom system architecture

1)控制機房?？刂茩C房是智慧教室系統(tǒng)的心臟,負責管理和控制整個教室的設(shè)備。要在控制機房部署各個系統(tǒng)的服務器,如智慧校園平臺服務器、互動錄播服務器、“物聯(lián)管控+廣播系統(tǒng)”服務器及電子班牌系統(tǒng)服務器,實現(xiàn)統(tǒng)一管控、統(tǒng)一部署、統(tǒng)一供電等。

2)普通教室。該教室以滿足日常教學需求為主,設(shè)計智慧黑板系統(tǒng)、智能多媒體系統(tǒng)、教室照明系統(tǒng)等,統(tǒng)一管控教室多媒體設(shè)備的系統(tǒng)電源,實現(xiàn)一鍵上下課。系統(tǒng)內(nèi)置的中控模塊能夠?qū)崿F(xiàn)教室環(huán)境的自動控制,包括窗簾、空調(diào)等,同時配置無線話筒,實現(xiàn)教師移動授課發(fā)言。

3)互動錄播教室。該教室能滿足教學過程中的互動需求,相應配置云控教室終端內(nèi)置音頻切換模塊、視頻切換模塊、紅外學習及發(fā)射模塊、設(shè)備電源管理模塊、功放模塊、2.4G無線模塊、網(wǎng)絡廣播模塊、控制接口模塊,捕捉教學過程中的互動信息,實現(xiàn)師生互動與教學反饋。詳見圖2。

圖2 互動錄播教室系統(tǒng)架構(gòu)Fig.2 Interactive recording and broadcasting classroom system architecture

4)精品錄播教室。課程錄制支持手動導播、自動導播等多種錄制方式,教師可靈活選擇,同時支持添加片頭、視頻標簽、學校標語等功能,方便教師簡單編輯視頻。師生的全景畫面和特寫畫面、學生起立回答問題的畫面及教師課上走動的畫面均可自動跟蹤并錄制,從而實現(xiàn)互動教學。具體的設(shè)計系統(tǒng)包括智慧黑板系統(tǒng)、互動錄播系統(tǒng)、智能多媒體系統(tǒng)、健康照明系統(tǒng)等。

5)階梯教室。該教室的設(shè)計注重空間利用和聲音傳播效果,采用階梯式座位布局能夠提高空間利用率,安裝吸音材料降低噪音干擾,提高聲音傳播效果,采用智能照明系統(tǒng)能夠根據(jù)教室內(nèi)的光線強度自動調(diào)節(jié)亮度。具體的系統(tǒng)設(shè)計包括LED顯示系統(tǒng)、智能多媒體系統(tǒng)、教室擴聲系統(tǒng)、語音轉(zhuǎn)寫系統(tǒng)、教室照明系統(tǒng)等。

6)普通會議室。根據(jù)會場實際使用環(huán)境設(shè)計交互智能平板,主要用于顯示信號源的文字、圖片、視頻畫面等信號,視頻接口可隨時接入電腦、攝像頭、DVD、視頻終端等信號源,這些信號源通過顯示設(shè)備呈現(xiàn)出來。具體的設(shè)計系統(tǒng)包括顯示系統(tǒng)、音頻擴聲系統(tǒng)、全數(shù)字討論系統(tǒng)、集成會議預約系統(tǒng),方便參會者預約會議室和設(shè)備,促進彼此間的交流討論。

7)校園公共區(qū)域。設(shè)計區(qū)域為教學樓教室、教學樓公共走廊、綜合樓、實驗樓、宿舍、食堂、操場等,用于日常校園廣播、定時打鈴、應急廣播等。詳見圖3。

圖3 校園公共區(qū)域系統(tǒng)架構(gòu)Fig.3 Campus public area system architecture

2 系統(tǒng)功能

2.1 云控教室系統(tǒng)

該系統(tǒng)是支持多教室設(shè)備控制及廣播控制管理的網(wǎng)絡集控系統(tǒng)(詳見圖4),以集控為主線、以滿足業(yè)務管理需求為目標,改變教室設(shè)備的傳統(tǒng)控制模式,構(gòu)建全面的、協(xié)同的綜合教室集控管理平臺,提高學校內(nèi)部的設(shè)備管理效率,達到高效、節(jié)能、便捷的目的。

圖4 云控教室系統(tǒng)Fig.4 Cloud-controlled classroom system

2.2 場室管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)以考勤管理、信息發(fā)布及家?；ヂ?lián)為主體,集云平臺、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)實時通信技術(shù)、智能控制技術(shù)、信息發(fā)布管理技術(shù)為一體,具有學校信息、學校通知、校園資訊、活動日程、校園風采、校園榮譽墻、班級信息、班級課表、班級通知、班級相冊、日常任務、班級榮譽、天氣情況等多種功能。詳見圖5。

圖5 場室管理系統(tǒng)Fig.5 Field room management system

2.3 信息發(fā)布系統(tǒng)

學校的日常宣傳與教學過程中有大量信息在校內(nèi)傳遞,如知識、教學信息、課程信息、教學管理信息等。信息發(fā)布系統(tǒng)在不同的場合面向不同的受眾,在不同的時間展示不同的內(nèi)容。面對不同年級學生主要為課程安排、先進事跡、優(yōu)秀學生評選、教學成果、緊急通知、名言警句等內(nèi)容的發(fā)布,實現(xiàn)有針對性的信息傳播。面對教職工需發(fā)布管理信息、會議信息、優(yōu)秀教師評選、工作動態(tài)及日常生活信息等內(nèi)容。詳見圖6。

圖6 信息發(fā)布系統(tǒng)Fig.6 Information distribution system

2.4 公共廣播系統(tǒng)

數(shù)字IP網(wǎng)絡廣播利用網(wǎng)絡通信TCP/IP協(xié)議的優(yōu)點并基于LAN/WAN網(wǎng)絡進行建設(shè),安裝時無需單獨布線。基于IP網(wǎng)絡的節(jié)目傳送解決了傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)線路功率損耗、節(jié)目單一、控制方式落后、廣播信號傳播單向性等問題。結(jié)合人性化的操作硬件,組成了純數(shù)字傳輸?shù)倪h程數(shù)字IP廣播系統(tǒng)。詳見圖7。

圖7 公共廣播系統(tǒng)Fig.7 Public address system

3 結(jié)論

遵循實用性、先進性、可靠性、開放性、兼容性等原則,以實現(xiàn)系統(tǒng)功能強大、安全穩(wěn)定、操作簡便、易于維護管理為目標,智慧教室控制系統(tǒng)升級了IP網(wǎng)絡廣播、操場擴聲、報告廳會議擴聲等功能。依托“課堂錄播系統(tǒng)+互動教學+資源管理應用”的形式,打造集教育視頻資源采集、制作、管理、應用、分享為一體的完整應用模式,形成共建共享、特色鮮明的優(yōu)質(zhì)數(shù)字教育資源,能推動信息技術(shù)與教育技術(shù)的深度融合,促進教學質(zhì)量提升。從實用性方面來看,要充分考慮各類教學場景的需求,保證各種教學活動的開展。從先進性方面來看,要采用先進的數(shù)字廣播和擴聲技術(shù),實現(xiàn)聲音和圖像的高質(zhì)量傳輸,提升教學效果。從可靠性方面來看,要采用穩(wěn)定可靠的技術(shù)和設(shè)備,確保系統(tǒng)在各種環(huán)境下都能正常運行。從開放性方面來看,要便于與其他系統(tǒng)進行集成和互聯(lián),為學校提供統(tǒng)一的信息平臺。在兼容性方面來看,要兼容不同類型的設(shè)備和軟件,滿足學校多樣化的教學需求。智能化與信息化的教室系統(tǒng)設(shè)計有助于推動教育信息化建設(shè),促進教育現(xiàn)代化發(fā)展,讓教與學更輕松、更快樂、更有效。