智慧教室为校园信息化建设添彩

文/史宇

学校十三五智慧校园建设规划（2016-2020）中指出，以顶层设计与规划为基本理念，在高性能硬件环境的基础上，构建用户体验流畅的智慧校园环境，通过在基础设施、教学、科研、校务、资源和学校形象等多方面的信息化建设，到十三五结束时，使学校能实现信息技术与高校教学科研和管理的深度融合，完成“互联网+高等教育”的升级。普及型智慧教室就是把当代新的信息技术成果和我校实际结合起来，建设的具有我校特色的“智慧教室”。

设计思路

普及型智慧教室整体的设计要体现模块多元化、管理智能化的理念，充分体现信息化、科技化、人性化，具有安全、稳定、可靠，成本可控并适合大规模建设与改造升级的设计思路。具体表现在：在物理环境中，利用自动控制和物联网技术自动调节教室的温度、湿度、灯光亮度等，建立起一个舒适的物理环境；在资源环境上，实现个性化推送和资源共享，可以实现任意教室信号同步，根据课表自动录制每节课程并自动上传平台；在交互上，实现简单、自然、友好的人机交互，为学习者提供高效的信息获取、交流学习空间；在学习支持上，提供方便快捷的学习支持服务，信息发布系统及时发布课表、动态新闻消息，集控录播与学习平台相结合，课堂与课下相结合，为学生个性化学习提供条件；在对接上，实现与学校信息系统的无缝结合，实现智能开关机、智能到勤率、人脸识别等多样化的功能；在升级改造上，采用模块化的建设思路，为后期增加各种应用功能提供便利。

图1 集控录播教室拓扑

特色功能

普及型智慧教室除满足基本多媒体教学功能外，还增加了多项特色功能，具体如下：

1.常态化集控录播

集控录播系统由管控服务器、集控工作站、学习平台服务器、录播服务器集群、安装在教室的网络高清摄像头及音频采集设备、中心存储组成（图1）。集控系统在与学校教务系统课表进行数据对接之后，能根据课表自动对正在上课教室的教师场景、学生场景、课件PPT等进行全程录制，生成高清视频资源，并定时将资源上传至中心存储，实现对课程资源的回放、监看及长期保存功能。

目前，学校的163间普及型智慧教室都具备常态化录播功能，集控系统配备简单易用的操作后台（图2），方便管理员对所有教室的录播设备及录播服务器存储状态进行实时监管监看。

图2 集控录播后台管理系统

2.智慧班牌

智慧班牌也称为“信息发布系统”，主要由管控服务器、多功能显示终端、以太网组成（图3）。通过与校园卡数据、教务系统数据、学校网站数据对接之后，可实现智能签到、课表显示、新闻动态发布等多样化功能。尤其是课表显示功能在实际应用中最受学生欢迎，学生可以在教室门口的显示终端上查询此间教室实时、今日、本周的借用情况，教室使用率得到最大幅度提高，使学生能合理安排学习时间和学习地点，个性化学习更加方便。

图3 智慧班牌系统架构

3.巡课软件

相比传统的多媒体教室监控管理软件只能看见教室的普通画质视频图像，无法听到教室声音，普及型智慧教室为教学督导提供了教室可视化的视音频资源，校领导、教务管理人员、听课考核专家等只需通过巡课软件登录平台，即可看到所有在线的163间普及型智慧教室上课的实时画面，可获得与教室现场听课一样的效果，方便多校区多教学楼宇督导需求。目前，我们配备了教室后摄像头和教师电脑双路画面直播，未来还可扩充教室前置摄像头、学情分析等其他扩展功能。巡课软件可通过查询教师姓名、教室编号查到指定上课教室情况，也能一键查询所有正在上课的教室情况，并在每间教室图像上方显示教室名称、授课教师姓名、学院、课程名称等基本信息。

4.学习平台

教学督导、巡课是针对教室上课的实时情况，与普及型智慧教室相配套的还有线上的学习平台，这也是普及型智慧教室的一大特色，将教室的课程资源通过集控录播录制完成以后上传至中心存储，实现资源的长时间保存利用。目前，我校的学习平台用于点播教室录制的教学录像及课堂现场直播功能，在与我校信息门户系统对接之后，教师可以用自己的校园ID账号登录自己的教师主页空间对自己教学的课程进行编目、下载设置、是否发布选择，学生可通过课程名称检索选择和学习相应的课程，回看教学录像并在线上讨论区发表讨论进行学习交流。

未来智慧教室建设规划

1.建设规模

预计十三五期间，我校将根据学校的基本需求逐步实现教室的智慧化，使普及型智慧教室总体数量达到400间左右，其中普通的普及型智慧教室具备上述四种功能的达到80～90%，互动及精品录播智慧教室达到10～20%，探索型的高端智慧教室达到3～5%。

2.功能改进

在常态化录播、智慧班牌等功能的基础之上，增加人脸识别、学情分析、网络视频交互等功能，并逐步完善智慧班牌、学习平台软件、无线同屏功能。

3.教室类型

我校十三五智慧校园建设规划中指出要把当代新的信息技术成果和学校实际情况结合起来，设计具有我校特色的“智慧教室”。为此，从技术功能角度将我校未来规划建设的智慧教室分为普及型智慧教室、互动型智慧教室、研讨型智慧教室、高清录播智慧教室四种类型。

（1）普及型智慧教室

概念：普及型智慧教室就是适合大规模建设使用的，结合物联网技术、云计算技术、智能感知技术等新兴技术的，促进资源个性化呈现，利于师生、生生之间交流、协作、共享的智慧学习空间。

功能：普及型智慧教室首先应具备在物理环境中实现对教室温度、照明的智能控制；利用人脸识别功能结合现代计算机技术实现对学生智能考勤、课堂学情分析；高清摄录一体机及音频采集设备实现课程直播录播及不同课堂之间互动需求，录制的课程能自动上传至网络学习平台供学生学习使用；无线投屏功能满足教师不同课程的教学互动需要；智慧班牌系统能显示教室课表及功能状态，推送学校重要通知公告和新闻报道。

（2）互动型智慧教室

概念：互动型智慧教室就是在满足普及型智慧教室功能的基础之上改变传统教室的课桌椅布局，采用多小组分布式布局并配备高性能计算机和多屏显示终端的智慧教室。

功能：互动型智慧教室首先在学习工具上为每位学生配备了高性能计算机以便快速获取各类网络和学习平台资源；其次在师生、生生交互上，增近教师与学生之间的沟通，强化了学生团队之间的协作和交流；再次具备屏幕广播功能，每个学生都能成为课堂的主角；最后教师可以实现远程监管监控每台学生电脑。

（3）研讨型智慧教室

概念：研讨型智慧教室就是采用玻璃隔断的方式将普通教室划分成多个独立的空间，并为每个独立空间单独配备显示终端以及桌椅的智慧教室。

功能：研讨型智慧教室应具备相互隔音功能，使不同小组之间能相互可视、彼此促进，又不会互相打扰；多功能显示终端能连接电脑或不同移动终端实现小组资源可视共享。

（4）高清录播智慧教室

概念：高清录播智慧教室就是在原有精品课程录播教室的基础之上，升级软硬件设备，使其能完整录制高清课程并实现远程网络互动功能的智慧教室。

功能：高清录播智慧教室首先要具备多路高清全自动录播功能；其次具备课堂直播功能；最后具备实现校际、国际网络远程交互功能。

智慧教室的建设不能闭门造车要紧跟信息时代的脚步，智慧教室的建设更应该遵循“统筹规划、开放共享、分布实施、安全可靠”的原则，只有这样才能进一步推动智慧校园建设，推动校园信息化建设的步伐。