基于“互联网+”技术背景下高校智慧教室的构建

陈雪芳

摘要：在“互联网+”技术背景下，高校智慧教室的构建值得每一位技术人员研究，本文分析了“互联网+”技术的发展优勢和高校智慧教室的构建原则，根据实际工作经验对高校智慧教室的构建阐述个人的观点。

关键词：“互联网+”技术;高校智慧教室;构建研究

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）02-0175-02

1 高校智慧教室

1.1 智慧教室内涵分析

智慧教室是一种基于物联网技术打造的，通过重塑教学课堂模式，通过信息化技术重塑教学环境的技术。智慧教室是在智慧校园基础上延伸进行精细化教学管理的手段，能为信息化教学提供必要的教学场景、交互式教学模式和电子教学素材推送等。智慧教室并不是简单意义上的利用计算机、投影仪等进行教学，具有科技元素使得教学设备智能化，只能称其为多媒体教学，而智慧教室一种重塑教室环境、重塑教学模式的新型教育教学系统，是多媒体教室和网络教室结合发展的教育教学新形态。

1.2 智慧教室的特点分析

1.2.1 以混合式教学理念为核心

混合式教学模式是一种将传统的教学模式和信息化教学结合在一起的全新产物，智慧教室的理论核心就是混合式教学理念，在慕课等网络公开课崛起的背景下，翻转课堂就成为了混合式教学的全新产物。智慧教室就是以此为基础，设计出来的兼具网络教学和传统教学特征的全新的教学模式。其以网上自学为主、以见面讨论为辅，统筹结合实现学习效果的提升。

1.2.2 以最新科技为依托

智慧教室是推进未来高校建设的重要实践，其搭建是以最新的技术为依托，并且在物联网技术、人工智能技术、5G技术等依托下，实现智能考勤、远程监控、环境智慧调节等功能，是一套全新且现代化的智慧系统。

1.2.3 上课舒适性更强

在智慧教室学习能带给学生一种更好的“享受”，不仅仅是因为教学方式更加灵活多样，学生对其的兴趣程度更高，更是因为这种方式学习，能大大降低学生的疲劳感。以最常见的教室桌椅为例，设计符合人体工学，使用感更加舒适，教学桌椅能自由活动，即使遇到需要讨论的情况，也可以轻松应对。对学生来说，智慧教室能尽可能缓解久坐带来的身体上的疲惫感，令学生更好地适应学习、投入学习。在教学黑板、智慧教室系统的设计上也更加人性化，下文将进行简单陈述。

2 智慧教室整体架构

根据智慧教室的功能归纳，可以将其系统架构基本梳理清晰。智慧教室的主要功能就是实现智能化教学，此处的“智能化教学”包括教学智能化、教务系统管理智能化、学生学习智能化、环境智能调节、资源智能推荐等。

2.1 基础功能设计

通过对智慧教室的基本特征分析，智慧教室需要具有一定教学功能，并且能进行教学管理，且能自动检测和推送教学信息，倘若一旦出现技术故障系统也能进行自我修复和重启。因此按照这一思路也能基本总结出智慧教室的基础功能板块：

第一，基础网络系统和布线系统，该系统负责整体的教学资源储存和教学任务的完成，并且为电子白板、计算机提供网络和电力支持;

第二，教务管理系统，该系统需要对学生的基本信息管理、日常考勤、点名打卡、课程教学检验进行支持，并且要为教师开展教学活动提供服务，如课程录播、课程通知等;

第三，故障检测系统，该系统能在学生访问量巨大、教学压力大的情况下发出预警，并采取并线等方式解决故障。以2020年年初，新冠肺炎疫情期间学生采取网课上课的模式为例，“学习通”等软件出现了故障和访问异常的问题，导致上课质量不佳，但是如果采用智慧教室授课，能最大程度上缓解这一问题。

2.2 拓展功能板块

该板块的主要功能，是在满足基本教学任务的基础上，实现教学的延伸。以教师教学活动为基础，除了在教室教授课程知识以外，还有学生考勤、学生反馈、教学评价等任务，但是如果将这些任务完全采用手动的方式完成，势必会造成很大的时间浪费。智慧教室能最大程度上避免这些问题的发生，智能考勤、一键反馈、历史课程回放、教师评价、课程预约功能均能在智慧教室系统中完成。

2.3 运维保障系统

智慧教室的搭建不是单独一个学科或者一个专业的教学改革，而是覆盖某一范围的信息化教学改革。小到一所高校、大到一个大学城都可以采取统一管理，以降低运营维护的成本。在该系统主要是智慧教室系统设计企业和设计团队负责，主要对接高校、教师，并解决他们在使用这一系统时出现的问题。

3 智慧教室建设解决方案

3.1 智慧教室设计整体框架

该实验室主要是搭建一个物联网应用场景，并且能根据教师在教学中遇到的实际问题分析并加以解决，具体的设计框架如图1。主要的系统工作思路为，教师在校园网上预约智慧教室，填写上课时间、人数，并在系统中上传要用的课件。到预约课程时间的时候，上课前十分钟，门口的智能磁锁自动打开，并通过网盘更新教师要用的课件，自动打开多媒体教具和电子白板。教室内部的监测装置对教室内温度、湿度、污染气体浓度进行监测，并以事先设置的程序控制空调的开关。感光监测装置对室内的光照进行监测，并打开、关闭窗帘和照明灯。学生桌子上有应答装置，当出现学习疑问或者教师提问的时候，可以及时应答反馈。授课完毕后，教师可以选择自行关闭智慧教室系统，或者在预约课程时间结束后的五分钟内，系统会自动关闭。在教室使用完毕后，智能门锁自动上锁，并关闭智慧教室内的空调、照明等装置。

3.2 智慧教室子系统构成

3.2.1 自动化和智慧化教学系统

教学系统是智慧教室的主要构成，其主要完成自动化控制和智慧化管理两个任务。自动化管理包括：（1）自动检测系统，如智慧教室内的设备运行检测、病毒检测等;（2）自动报修，一旦出现技术问题且系统通过内部自我调整无法解决问题，智慧教室系统会将设备故障打包传送给维修人员，维修人员对故障进行检修;（3）远程监控系统，教师可以通过专门的APP对教室内的电脑、投影仪等设备进行控制;维修人员通过该系统可以有效监控设备是否正常运转。

智慧化管理主要是針对提升师生教学体验设计的功能，如教师可以远程控制教室内部仪器的开关、根据教室环境数据打开或关闭空调、电灯等;智能化签到、作业布置和课程通知等。

3.2.2 投影系统

该系统主要是实现无尘化教学，并且在多媒体教室中，该系统已经使用得较为广泛，智慧教室中，投影系统在满足多媒体教学的基础上的教学延伸，其实现了远程控制幕布和投影仪的开关，并且实现远程传输课件。

3.2.3 教室终端系统

根据教师预约的信息不同，教室终端系统进行不同的显示和记录。该系统包括两部分组成，第一部分是门口的智能显示终端，能显示教室使用情况、上课课程、授课教师、班级、时间等信息，另一部分是后台记录系统，能对教室的使用情况进行具体统计，并根据教师授课对教室的需求、上课人数等进行上课教室的合理分配。

3.2.4 教学互动系统

智慧教室仍然以课堂授课的模式开展，但是相比传统的授课模式效率更高，在智慧教室可以实现一键打卡签到签退、也可对教学中存在的疑问进行及时反馈，如，在课堂教学中，教师讲授完一个知识点以后，可以定向设计投票功能，看学生是否已经掌握。

4 结语

总而言之，基于高新技术打造的高校智慧教室在高等院校具有很高的开展价值，目前也有部分成功案例问世，如“北影-青腾未来文创学堂”“北航—网络安全实用型人才培养联合实验室”等，给相关系统设计者、高校管理人员提供了智慧教室开展借鉴，智慧教室在高校教学中有很大的实践价值，值得推广使用。

参考文献

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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