高校课堂教学环境智慧化管理平台构建探析

甘启宏，冯鸟东，崔亚强，余 淇

(四川大学 现代教育技术中心，四川 成都610065)

随着教育技术的发展和教育信息化的推进，高校教室建设和管理呈现出全新的发展态势。[1]随着目前各高校教学规模的扩大和信息化教学要求的不断提高，各高校的多媒体教室数量越来越多，分布地点越来越分散，使日常维护管理工作异常繁重。[2]高校多媒体教室作为高校课堂教学的主要场所，目前其发展和建设方向是智慧教室，[3]同时，为适应不同的教学需求，很多高校已经建成多种类型的教室，包括网络互动教室、多视窗互动教室、灵活多变研讨教室、多屏研讨教室、高清录播教室等，课堂教学环境已不再局限于传统多媒体教室。因此教室的管理，不再局限于多媒体教室管理，还扩展到整个课堂教学环境的管理。传统的多媒体教室管理模式已经不再符合新时期课堂教学环境的管理需求，如何利用网络化环境和信息化技术优化课堂教学环境管理模式，有效提高管理人员工作效率和管理水平，已成为高校课堂教学环境管理中亟待解决的问题，同时也是当前一项重要研究课题。

一、课堂教学环境管理的现状及问题

结合对目前国内高校教室管理运行状况的调研分析，以及现有教室管理系统的研究，在教室管理方面仍然存在不少问题，主要表现在以下几个方面。

1.管理模式落后且效率不高

目前仍然有不少管理人员将纸质记录作为日常管理的主要记录方式，教室的基本信息、设备信息、维护信息没有形成统一规范的数字化材料，并且管理人员分布在各个值班点，容易出现信息记录格式不统一、不规范、不完善的问题，而且信息无法实现互通共享，会造成管理方式落后、查询功能难以实现、工作效率低下等实际问题。

2.管理人员与教师沟通渠道单一

管理人员和教师的沟通主要是通过电话和直接面对面这两种传统方法，教师在遇到相关使用问题时，无法得到全面的技术支持，加之教室管理人员数量不足，给予上课教师的帮助毕竟有限。[4]随着学校信息化程度的提高，虽然部分高校建设了教室网站，但面向教师在教室使用方面的管理服务和技术支持不够。

3.现有教室管理系统存在不足

现有教室管理系统主要分为面向教室管理人员和面向师生提供服务两类。李光寿设计了多媒体教室管理信息系统，主要实现对多媒体教室设备信息以及日常维护信息的管理。[5]季益龙设计和实现了高校多媒体教室信息管理系统，实现教室信息、设备信息、故障信息和借用信息的管理。[6]杨云春等提出了智能化多媒体教室管理系统的设计思路，实现对多媒体教室的远程管理、批量控制设备、自动监测设备状态、可视化远程帮助等。[7]刁叔钧建设了基于课表联动的多媒体教室信息化管理系统，教师凭借自己的IC卡即可直接使用多媒体设备，同时总控制室可控制和监测多媒体教室。[8]乔虹等开发了基于JSP技术的多媒体教室服务网，分别为教师和学生提供多媒体教室信息浏览与查询、设备使用说明、空闲教室查找及网络留言服务，同时为管理人员提供多媒体教学设备信息化管理手段。[9]杨公义等设计和实现了北京大学教室管理系统，主要方便师生查询教室相关信息。[10]

虽然目前应用于高校课堂教学环境管理的系统较多，但大多是多媒体教室管理系统，而且功能较为单一，有的是针对设备管理，有的是针对设备控制，有的是面向教师提供信息服务，各系统间也不能实现数据互通共享。对于教室管理人员来说，缺乏一个功能完善的管理系统或平台，集成整合教室管理各方面需求和功能，全方位实现教室信息化管理，同时与教务系统数据对接，最大化提高教室管理工作效率，而且还应结合大数据分析技术，对教室信息、设备信息、故障信息、信息服务等进行分析，为课堂教学环境相关工作决策及计划提供有力的数据支撑与参考。

二、课堂教学环境智慧化管理平台设计思路

从课堂教学环境管理工作者角度出发，基于实际需求，强化信息化对多媒体教室管理工作的服务与支撑，平台需求及功能包括以下三个方面。

1.课堂教学环境智能化管理，提升管理服务效能

由于教室数量多，分布分散，所有教室需实现远程集中控制管理，随着智慧教学环境的建设，教室远程管理应更加智能化，而不只是实现设备的远程启动和关闭，应实现设备控制自动化、环境调节智能化、教室运行情况透明化以及教师服务及时化。所有教学设备信息实现在线管理，打破以纸质记录为主的传统教学设备管理模式，全面掌握设备动态，提高设备管理工作效率。教学督导智能化管理，实现可视化在线教学检查、专家远程督导。

2.课堂教学环境信息服务网络化，提升工作效率

教室作为教师教学、学生学习的主要场所，需提供面向教师和学生的信息服务，方便师生网上进行教室信息的浏览与查询、查看设备使用说明、了解教室使用状态等。

3.智能决策支持，管理工作有据可依

随着大数据、可视化技术的发展，不应只局限于使用信息技术进行管理，而应健全相关数据分析机制，让管理工作有据可依，以数据驱动决策。建立设备数据分析机制，对设备维护记录、故障信息等进行分析；建立信息服务分析机制，掌握师生最关心的教室信息，提高信息服务水平。

三、课堂教学环境智慧化管理平台构建

结合实际需求和现有多媒体教室管理系统功能，构建课堂教学环境智慧化管理平台，平台不只为管理者提供信息化管理手段，同时为教师和学生提供服务，平台包括课堂教学环境管理、课堂教学环境信息服务以及课堂教学环境智能决策支持三大模块，平台框架结构如图1所示。平台基于Web，信息服务模块面向师生，无需登录即可进行查阅和操作，课堂教学环境管理和智能决策支持模块面向教室管理人员，需登录平台进行相关操作。

图1 高校课堂教学环境智慧化管理平台框架

1.课堂教学环境管理模块

（1）课堂教学环境智能化远程集控管理

所有教室实现智能化远程集控管理，集设备远程控制、环境调节、视频监控等功能于一体。一是跨校区联动，各校区全部教室由一个总集控室远程集中控制，实现教室计算机、投影、功放、空调、窗帘等所有设备的开、关等控制，各校区设置多个教学楼值班点处理教学过程中出现的突发状况。二是课表联动，与学校教务系统对接，根据课表自动完成教室设备的开、关等控制。三是环境监测与调节，自动监测教室空气质量、温湿度和光照度，智能调节教室通风系统、空调、照明和窗帘。四是视频监控，远程实时监测教室运行状况，及时发现故障和隐患。五是远程服务，教师可通过远程呼叫与教室管理人员即时沟通。远程集控管理主要依托设备厂商的网络化中控系统，将其与平台进行集成和二次开发作为子模块。

（2）教学设备在线管理

实现教室相关教学设备的信息化和精细化管理，全面准确掌握设备动态，为智能化管理奠定基础。一是设备基础信息管理，实现设备信息导入、变更、查询、统计和设备业务审批功能，管理人员通过系统可快速组合条件查询和统计设备信息。二是设备维护管理，教室设备需要定期进行维护，如每学期需要进行投影机除尘或换灯泡等，管理员只需提前设置好每个维护事项，系统即自动统计出各个事项需要维护的设备并进行提醒，支持批量操作，并形成维护记录，方便管理人员维护设备及查看维护记录。三是设备运行数据管理，包括设备故障信息录入和设备维修管理，完整记录运行数据，便于查询与分析。

（3）教学督导智能化管理

依托教学督导系统与平台进行集成，实现教学督导智能化管理。一是实现集中可视化在线教学检查，开展课堂动态监测与智能分析，对学生到勤率、教师执教情况、课堂组织管理等进行监控检查。二是实现专家远程督导，方便专家对现场及历史课程开展远程督导。

2.课堂教学环境信息服务模块

（1）课堂教学环境信息浏览与查询

将教室基本信息，包括教室类型、座位数、所配设备、设备使用指南、网络、布局等，以及教学楼信息，包括服务热线、位置、实景图等发布于网上，并提供可视化查询方式，方便师生浏览和查询教室相关信息。

（2）教室状态信息发布

传统的教室状态信息发布依靠各教学楼教室管理人员每天根据课表人工挂牌来显示每间教室的使用状态，工作效率低下且准确率较低。平台通过与学校教务系统对接，每天自动同步各教学楼的教室及排课数据，同时与教室督导系统对接，实时同步教室使用数据，经过后台数据处理后，前端以可视化的形式直观呈现，展示当天每间教室状态、可用情况和课程信息，完全将教室管理人员从每天烦琐重复的工作中解放出来，同时方便师生查看教室状态以及查找空闲教室。

3.课堂教学环境智能决策支持模块

（1）设备数据分析

健全设备数据分析机制，智能化支持科学决策。依托平台积累的设备维护记录和运行数据等，以多维度的分析形成统一、科学的设备更新维护数据，以数据驱动决策。一是设备维护分析，系统自动提醒各个事项需要进行维护的设备，并通过分析维护记录智能生成设备维护计划。二是设备运行分析，分析设备的故障规律，如高发类故障、故障间隔期、各品牌故障率对比等，智能推荐故障预防措施、故障处理方法，以及设备采购品牌偏好等。

（2）信息服务分析

对平台面向师生的信息服务模块的流量进行分析，包括流量变化趋势分析、网站页面分析等，了解用户对各个页面的访问情况，发掘师生最关心的教室信息，对于平台后续改进提供数据参考，同时为提高信息服务水平奠定基础。

四、结束语

打造人本化、信息化、智慧化的课堂教学环境是高等院校智慧校园建设的一种创新形式和必然趋势。信息技术的发展促进了课堂教学环境管理流程再造和模式重构，为提高教室管理工作效率和信息化水平、创造更加优良的课堂教学环境奠定基础。本文在分析当前课堂教学环境管理的现状和不足的基础上，提出构建课堂教学环境智慧化管理平台，平台包含课堂教学环境管理、信息服务以及智能决策支持三大模块，一方面为管理者提供信息化管理手段，一方面为教师和学生提供教室信息服务，为实现课堂教学环境信息化、智慧化管理提供一种新思路。