关于高校智慧教室建设的探讨

宋海明

摘要：智慧教室是运用现代化信息手段进行教育教学活动的设计，智慧教室是数字教学和未来教室的一种重要形式，是新型的学习方式。采用智慧教室模式会使课堂教学变得更加高效。在智能课程模式下，学生可以在自主思考和学习能力的培养过程中，获得多方面的知识文化。智慧教室改变传统教学模式的弊端，实现了智慧教学的网络化操作，是智慧教室面对现代化教学的重要措施。智慧教室建设可以给教育行业带来新的发展机遇，是教育面向未来建设的重要尝试。

关键词：高等教育;智慧教室;建设;构成;应用

中图分类号：TP391 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）13-0199-03

信息时代的重要标志就是智慧的信息技术改变了人们传统生活模式，同样在高等教育教学过程中，基于网络信息技术来实现的智慧教室，带来了教育教学的信息化变革。智慧教室借助物联网和互联网技术的结合将基础理论、物理信息标识与感知、计算机网络与数据分析和信息处理技术等多方面技术融合，在教学中帮助学生们从学习能力、实践能力到科研能力都可以获得全方位的提升。智慧教室是高等教育现阶段发展至关重要的实践。

1智慧教室的网络架构模式

1.1智慧教室的内部架构

智慧教室是全新的概念，在智慧教室的设计中，需要将硬件设备和软件融合应用。其包含了教学系统、LED显示系统、人员考勤系统、资产管理系统、灯光控制系统、空调控制系统、门窗监视系统、通风换气系统、视频监控系统等。例如视频方面需要更高端的设备，使视频信号的传输更加流畅，具有更高品质效果。智慧化多媒体教室的整体由：计算机、投影机、视频展台、无线话筒、功放、音箱等设备构成，也使多媒体教学的授课方式与传统方式有了很大的进步。在日常运行中，计算机与网络之间传输互动能力是智慧教室的关键，通过建立独立专用的局域网，为师生建立起强大的网络连接基础。智慧教室的网络架构实现的远程集中管理模式，是高校在智慧教学管理方式上的创新。（具体见图1：智慧教室系统拓扑图）

1.2智慧教室的功能定位

高校在数字化的管理模式推动下，拓展多媒体数字和数字信息交换能力，使智能化多媒体教室建设实现了远程管理和控制，包含了精品课程、智能录播、在线教育考核、网络听课、远程教育功能等的实现。因此智慧教室建设呈现出多元化发展状态。从实物展示改变成通过图片、文字、视频等媒体素材来展现，内容多种多样。智慧教室还可以使课堂转变成互动式教学模式，智慧教室改变了传统的授课与听课方式。课前学生可以提前预习课程，课中可以进行分组讨论。教师可以根据动态化的数据来掌握学生的学习情况。在高等教育中，智慧教室的应用可以全面提高学生的能力，老师可以进行更有针对性的辅导，学生的自主思考能力和学习能力会获得全面的提升。在提高现代化高等教育素质要求的背景下，智慧教室可以提高教学的水平，做好教学环节的衔接，实现学生能力和教学活动的相互促进。

2高校智慧教室的建设思路与策略

2.1智慧教室采用远程集中式的管理

高校建立智慧教室可以从多方面融合高等教育的思路，对高等教育实施多方面的引导。高等教育在发展建设过程中，能够实现多方面的创新。智慧教室的硬件软件建设要跟随信息化技术发展要求进行更新，采用高科技管理理念构建智慧教室的创新发展。在当前高等教育改革过程中，智慧教室能够为高等教育的创新实践提供必要的智力支持。高等教育在发展建设中，需要智慧教室作为引领，更需要智慧教室融合多种资源。在高校的多媒体智慧教室中运用传统网络及新型的物联网，为远程控制分布在多媒体教室中的所有设备提供必要的条件。以光缆为主的网络可以直达桌面，在多功能的控制器集中控制下，对智慧教室进行集中式管理。數据同传、计算机网络、互联网访问以及很多专项专用的设计都能够为实现智慧教室集中式管理提供必要的条件。特别在需要传输大量文件时候，能够通过中控发送指令让当前网络的环境做出快速反应。智慧教室中为教学电脑、数字摄像机、IP电话等所有设备合理规划出IP地址。智慧教室带有配套管理软件，所有操作在教学管理过程中都可以按静态设置操作。每台电脑都能够达到通信自由化的状态。管理人员在中控发送远程指令，控制数字摄像机，IP电话等，保证不同地理位置设备运行的准确性。需要给所有系统设备配置足够数量的IP地址，就是为了使专网的IP地址能够满足不同设备的需求。例如：172.18.50.0/24网段是设计用来访问互联网的网段，例如：172.18.70.0/24网段用于数字摄像机。因此可以按照相应的要求加入硬件建设要求中。软件方面的管理必须做到系统之间不互相影响为标准。在交换机上设置好硬件、软件互相独立的网络。

智慧教室建设是为了实施课堂教学的信息化建设而设计。在智慧教室里可以通过高清视频观摩等方式，呈现教师教学的实际场景。智慧教室运用了摄像机自动录制教学过程，课后学生可以随时下载和点播，智慧教室的各项工作操作都能够保持稳定运行状态。智慧教室实现了信息化管理，实现了网络多媒体集中控制，实现了高清联动信息化集中管理。通过对系统的数据进行分析可以为智慧教室的调优提供数据支撑。在项目建设过程中要注重多媒体教学设施的配备，例如计算机、投影仪、幕布、话筒和音响设备、多媒体智能讲台等远程控制系统。智慧教室要求计算机稳定良好，投影效果好，多媒体设施合理，多媒体教室网络集中控制，中控设备运行顺畅，读卡器和IP电话设施清晰。

2.2智慧教室实现集中控制和网络控制

智慧教室集中控制中需要注意主控机和中控的稳定性。网络控制中远程控制系统和使用状态能够达到全覆盖的状态。运用数据方式处理故障信息。各项管理功能的分类都可以从总控到中控系统实现与设备互相连接。多媒体教室、高清观摩设备系统不断完善。。智慧教室发展模式下，各个功能设备都必须能够进行管理和控制。实现多媒体操作程序编码的一键式设计，使任课老师方便使用。在智能化教学中设计好的操作都可以进人到系统化的过程中，老师和学生在使用过程中都可以运用固定的模式进行操作。例如视频监控系统通过摄像头、视频矩阵等设备配合实现了画面的多个分割。在远程控制系统中可以对多个教室进行批量处理，使智慧教室管理人员，减轻工作强度，提高了工作效率。远程控制系统对多媒体教室的所有设备都可以进行控制，例如投影仪、视频信号切换、IP电话系统等。监控系和IP电话统设计就是为了使后台管理人员和现场管理人员可以实现实时对话效果。特别是故障出现的时候，可以将画面切换到主屏上以掌握现场的情况。实时转播系统设计就是为了使主讲教师的讲课内容、实物展示台图像等通过中控系统传输到其他教室，同步进行上课，在主动生成视频文件后，可以提供良好的素材资源存储点播。

在网络环境下，智慧教室可以实现基础设施自由配置。例如交换机、综合布线及各个区域实现的点对点广播。智慧教室还要求对环境进行综合性能的改造，如校园教学网和教室子网之间构建起系统化的关系，光纤网络设计和学校网络的连接可以通过校园网络远程控制所有设备。整体设计实现安全稳定，建设过程动态监督，保障智慧教室施工方案与实际情况相符合。例如在多媒体教室添加了200万像素以上高清网络红外半球，200万像素以上高清网络自动跟踪球机，这样的设计可以使媒体服务和软件系统能够达到高度匹配的效果。多媒体监控中心进行远程多媒体教育设施的安全监控，实现了网络监控的联动操作。在软件和硬件系统中，各个权限可以得到有效分配实施。多媒体的音响设备实现了语音广播功能，各个区域实现分组广播，各个区域实现授权管理功能。

2.3智慧教室实现多种资源共享

智慧教室共享的目的就是为了对教学资源进行分类，通过点播课程或者其他媒体资源的应用使教学过程纳入灵活化管理的过程中。智能高清录播采用的是画面操作系统，例如PPT版书和现场同步画面，同步多媒体的课件能够进行交互，教师和学生们之间能够架构及系统化管理化关系。智能多媒体教室可以实现网络直播远程互动，在这样的模式下，国外的专家和国内的专家学生们可以纳入同一个系统中工作，节约了学术交流的成本和时间。智慧教室涉及了物联网的多个层次应用。在智慧教室设计中，采用了传感器、射频等技术来实现了基于网络的智慧方案，实现了物与物之间、物与人之间、物与物的识别跟踪监控和管理。还可以通过智慧教室内配备的设备来开设物联网原理、应用无线传感器网络及某些应用课程的教学，可以利用RFID技术和物联网工程的应用技術实现教学实训与教学理论课程相连接的项目教学。智能多媒体教室使高校的授课方式更加丰富。多媒体管理系统把分散的区域变成集中的区域，人力、物力、财力都获得了节约。例如智慧教室自动生成的报表功能，可以为故障分析提供原始化的数据。数字化智能化的未来课堂建构起来实现了教育高精尖技术与高效智能化教学系统的高度融合。例如网络课程安排系统和控制系统有利于校园数据库建设，学校课程系统可以对接个人信息，便于后期管理。中控软件或者IC卡授课操作权限可以让教师的教学更灵活，不受地域的限制。在教室以外的地方进行教学，授课管理员的权限划分可以有利于智慧教室更加符合现代化的要求。

3结语

信息时代的重要标志就是互联网的高度发展。智慧教室基于物联网技术搭建成一个物联网应用的场景，学生们在创新实验研究过程中，根据智慧教室的各种系统来实现操作。在智慧教室搭建的过程中，很多课程可以进行实验。在各项实验过程中可以发现智慧教室可以从多方面来构建教育教学的新模式。智慧教室发展了智能的应用，使高等教育能够纳入智能化管理过程中。多种软件可以实现多方面的操作。智慧教室的网络操作依托路由器建立有线网络和无线网络等关键部分，实现了信息平台的整体构建。智慧教室可以从多个层次来实现智能操作，对于教学科研研究具有重要的作用。