基于“互联网+教育”背景下智能管理系统在多媒体教室中的应用

刘 娴, 沈 婷

(马鞍山师范高等专科学校,马鞍山 243041)

国务院总理李克强曾指出,“互联网+教育”的发展,是促进教育起点公平的有效手段[1]。 2016年,教育部关于教育信息化的工作要求提出,校园互联网接入率需达到95%,实现所有学校基本配备多媒体教学条件的核心目标。 目前,我国城市普通教室多媒体教学设备占比80%,农村普通教室多媒体教学设备占比也达到二分之一。 随着信息时代下智能科技的发展,我国针对多媒体教室的设计也在不断革新,旨在为学生提供更加优质的学习环境。 基于此,将智能管理系统应用在多媒体教室的设计中,可推进高效能多媒体教室的整合升级。

一、智能管理系统的应用发展概述

(一)智能管理系统发展现状概述

智能管理系统以现代信息技术和计算机网络系统技术为主要支撑技术,以产业技术为核心开发技术,以智能控制技术为终端目标,共同集合成应用在现代各个场所的智能控制网。 目前,智能管理系统已经在住宅、医院、商场等多类建筑中有所应用[2]。 智能管理系统推进了知识创新型社会下智能城市的发展。

我国关于智能管理系统的技术推进不断升级,投入覆盖面不断扩大。 《中国智慧城市建设发展前景与投资预测分析报告》显示,我国智能城市场所覆盖率达60%,预计建设智能城市投入资金1.3万亿。 但我国针对现代多媒体教室的智能系统投入,仍稍显不足。 住宅的私密性及商场的营利性,能够保障智能管理系统的安全性及使用年限。 而学校作为特殊的教育场所,接入智能管理系统,不仅在投入资金上有所迟缓,其对教师的教学习惯也有所冲击。 学校对智能管控系统的维护人员及专门的技术处理人员,同样具有配备不足的问题。 学者蒋达央指出,当前多媒体教室已经存在设备运行状态突然故障、设备易被偷盗损坏的情况。 由此可见,智能管理系统在多媒体教室的设计应用中有较大的上升空间。 智能系统在校园的应用发展需考虑校园场所的开放性及教育性。

(二)智能管理系统应用价值概述

1.可视化系统管控下安全价值

一方面,从智能管控系统的自身特性来说,其可视化特征能够保障操纵者对智能系统的监测和数据掌握,从而保障系统应用的安全性[3]。 在管理系统开启、响应的同时,人机交互的运作过程转换为数据或图形界面,以Client/Server 服务器结构或Browser/Server 服务器结构,直接呈现在各类屏幕介质上。 在操纵管理系统终端时,人们能够清晰地看到各类可视化数据,从而掌握智能系统所反馈的信息;另一方面,从智能管控系统的作用来说,其下的计算机互联网数据技术,能够保存和隐藏用户的信息数据,具有数据安全价值。 以私密性住宅下的智能家居为例,用户通过手机终端能够操控家居使用。 对于家中安装摄像头的用户来说,用户可从手机屏幕页面掌握家中实景情况。 这类私密性数据在智能系统中被完全保护,只有使用者才能够操作系统,其他数据无法入侵。 由此,无论是智能管控系统的自身数据,还是其运行下保存的用户数据,都具有较高的安全性能。

2.自动化操作系统下便捷价值

智能管理系统的“智能特征”主要体现在操作的无人化和自动化,而智能系统的安全性价值又保证了“无人智能”的有序性。 智能系统的控制中心,不仅能够人为操作,还可进行无人自动化操作。通过用户设置数据,智能系统在特定的时间自主启动或关闭程序,具有高效性、便捷性的价值。 在用户使用完成后,智能管控系统还能自动存储数据、自动更新升级。 目前,以智能水下配电系统、智能无人商店、智能公共图书馆为主的新型智能系统应用较为普遍。 我国多媒体教室中的智能设计系统还未设置完善。 部分多媒体教室仅在门端设置自动门禁感应系统,以智能人脸识别监测进出多媒体教室的人员,但在使用多媒体教室的设备时,必须进行人员登记及手动操控,智能度和便捷度稍显不足。

二、现代多媒体教室使用效能探析

(一)系统管控中心模式探析

我国多媒体教室的硬件配备基本包括可视电子白板、投影仪、中控讲台、传输音响、计算机和电子摄像头等相应设备。 所有设备的管理控制均在中控讲台中进行。 部分多媒体教室的温感中央空调和自动光感窗帘也均由中央控制器控制。 在中控讲台这唯一的控制中心开启后,所有设备均相应全部开启。 这类一体化的集中控制系统,无需教师逐个打开设备,便于教师高效开展教学活动,但多会出现高耗能下的资源浪费情况以及单独设备故障影响整体教学的情况[4]。 中控系统具有自我保护功能,当系统下的任何功率较高的设备产生故障时,中控系统就自动跳闸关闭,影响教学的持续性。目前,为保护中控系统的安全性,多采用滑动式带锁讲台保护主机系统。 教师在上课前,都需去配电室领取钥匙,下课后再关闭中控系统,锁好讲台后归还钥匙。 当部分教师的上课地点并非在同一个班级,即不在同一个多媒体教室,短暂的下课时间和多媒体教室的分配失衡将导致教师之间钥匙交接繁琐、多媒体设备检查仓促等情况。 因此,多媒体教室亟须智能管控平台的应用接入,以无人程序操作代替人工复检。

(二)资源设置教学效果探析

2018 年4 月,教育部印发《教育信息化2.0 行动计划》(以下简称《计划》),标志着教育信息化的重要转型。 《计划》指出,教育信息化的实现,必须顺应和接入“人工智能、区域链、大数据”等新兴技术;我国到2022 年,各学校必须实现数字校园建设的全面覆盖。 基于此,教育者和受教育者要从“被管理者”转为“被服务者”。

目前,我国学校的多媒体教室资源多为非开放性的教学资源。 多媒体教室只在上课时由教师操作、学生使用,在课下便无人问津。 针对我国对教育信息化中“三全两高一大”的任务,教育“专用”资源必须向教育“公共”资源转型,将多媒体教室公开化[5]。 除此之外,目前的多媒体教室设计也没有做到“互联网+教育”的深度融合。 教师在教学时,必须自带U 盘,在打开主机后插入U 盘信息后,电子白板上才会显示课堂教学的内容。 教师如若出现忘带U 盘或资料拷贝失误的情况,教学则无法正常进行。 此外,多媒体教室中的主机每次打开都呈初始化状态,教师的教学记录并未存储,致使教师对课程的进行程度也需自主进行拷贝和查看。 由此可见,多媒体教学的资源设置障碍,阻碍着我国教育信息化的深度开展。

(三)硬件设施节能检修反馈

多媒体教室全称为“多媒体电教室”,其主要资源能耗为电能。 其器具损坏的主要原因也多为电路老化、短路等问题。 一方面,多媒体教室具有“高性能”的特点,但缺少“高效能”的运作系统。也就是说,在主机调控、互联网接入查找效率及设备使用长效性上,其性能可以长时间保持良好、快速的运作过程。 2016 年度教育部数据显示,拥有10M 以上宽带接入的多媒体教室,已占比高达60%,系统性能运作逐年攀升[6]。 但在高效能多媒体教室的规划目标上,却仍具有能耗较高的短板。以高耗能的温感中央空调为例,一体化中控系统开启后,中央空调随即开启,根据室内温度的高低进行调节。 对于春季和秋季这类空调使用率较低的季节,室内人员如若忘记手动关闭空调控制系统,空调依旧会根据室内温度进行低能耗调节。 对于不必要的使用来说,低能耗调节本质上便已经产生资源浪费的情况;另一方面,学校对多媒体设备的定期检修机制,无法实时掌控多媒体设备的突发损坏程度。 在检修反馈的过程中,多出现检修不及时耽误上课进度、检修机器过多、人员配备不足的问题。

三、智能管理系统在高效能多媒体教室中的设计路径

(一)分类模块控制系统

为解决一体化中控中心的集成控制弊端,以智能系统接入主机中控系统,并开设多个分控中心[7]。 首先,以计算机局域网技术下的以太网集散模式,将原本的一体化管控系统划分为不同的模块。 通过移动终端智能管控技术的核查管理,教师只需开启教学时需要的类别模块即可;其次,设置分控中心下的智能休眠系统。 部分教师在课上依旧习惯性打开中控中心,而其他非必要性模块也会被开启,在此情况下,可以让设备在被开启却无人使用的情况下,通过一定时间的休眠后自动关闭,并且自动休眠关闭的时间可自行设置;最后,学校所有多媒体教室都由智能终端系统集中管控,在分配教室使用上以计算机智能算法进行最佳排课模式,提高排课的效率及科学性。 在教师信息和课堂信息存入Flash 中时,智能编码就已自动设置好排课系统,并将排课信息通过无线网口接入,直接发送到学生和教师的手机中。 教师在上课前,可自动通过手机控制系统,提前打开所需的智能分控模块设备,省去了繁复的人为操作模式,提高了教学的便捷性。

(二)云端智能共享平台

2018 年,我国工业和信息化部印发了《关于推进网络扶贫的实施方案(2018-2020 年)》,提出现代教育必须大力推进“互联网+教育”的目标。 为有效实施数字化教育的建设,我国开始扩大乡村学校和贫困地区学校的宽带网络覆盖。 基于此,该方案要求教育部门配合网络扶贫,以远程教育和资源共享推进“优质教育资源入乡村”的政策[8]。 多媒体教室的高覆盖度,突破了其作为单一教学空间的价值。 在高效能多媒体教室的设计使用中,以智能管控系统进行教学资源存储,并在物联网接入的基础上,实现了教学视频实时上传和教学课件云端共享的功能。 基于此,除教师限定的私密课件资源外,无须教师手动存储,教学的录播视频及资源都能直接上传到互联网上。 通过云端智能共享平台,贫困地区的学生能够直接获取上传到互联网上的大量免费优质教学资源。 “城+村”的学习生态圈,让所有学生无障碍、无距离地享受教学资源,使得教育公平得以有序推进。 除此之外,其他学生也可通过录播课件,提高自己的知识储备,强化个体的信息素养。

(三)实时感知联动管理

新时期下,我国从“四位一体”的建设方针扩大到“五位一体”的建设路径,增加了生态建设的目标。 在政策要求下,智能管控系统在多媒体教室的设计中,首先要提高其“高效能”的节能环保作用,以可视化的智能数据监测为基准,通过红外感应系统,实时感知各设备的老旧程度和损坏程度,并预测机器可能使用的年限及可能损坏的位置。通过智能联动系统,可以将各设备的数据进行联合处理,实现“主控系统+分控系统”的协调运作,以系统联动共享的模式,减少类似硬件控制终端较多、管理平台增大的资源浪费现象[9]。

针对节能环保的高效能目标,智能管控系统不仅有自动休眠关机的感应模式,还可通过计算机推衍算法,平衡各个设备的能源消耗,以低耗能的方式进行系统运作。 在多媒体教室中任何设备需检修或更换时,智能管控系统也可推算出设备是否检修和更换的最佳选择,避免出现部分老旧设备检修后能耗更大的情况。 在实时感知联动管理的管控模式下,部分学校已经开始试行“无人公共多媒体教室”的措施,放宽学生使用多媒体教室的权限,大大提高了多媒体教室的使用价值。

四、结语

智能管控系统在多媒体教室的设计应用,不仅可以提升教师教学的高效性和便捷性,推进教学管理的有序进行,还整合了现有的多媒体设备,以实时监测和损耗预判的模式,维护和延长了设备的使用年限,在一定程度上节约了我国对数字校园建设的资金投入。 然而,鉴于多媒体教室环境的特殊性,其在功能上仍然以教学场所为主,针对学生自习场所的使用,所以,多媒体教室尚未完全开放。高效能多媒体教室的完善升级和完全开放的目标,还需不断试行发展,使其能够在智能管控系统的保障下,更好地提升使用价值。