物聯(lián)網形勢下高等院校智慧教室建設思路

陸明燕

摘 要：我國多數(shù)高等院校對硬件的建設比較重視，而忽視軟件建設。隨著我國云計算、物聯(lián)網等技術的飛速發(fā)展，高等院校智慧教室建設也被提上日程。文章分析了高等院校多媒體教室的使用現(xiàn)狀，根據智慧教室的概念和特征及建設構架，提出了聯(lián)網形勢下高等院校建設智慧教室的思路，以供參考。

關鍵詞：物聯(lián)網；智慧教室；建設思路

1 智慧教室的由來

隨著新興信息技術如大數(shù)據、云計算、物聯(lián)網等發(fā)展的逐漸成熟，人們越來越關注教育領域智慧技術、應用、管理等特征的智慧教室的建設。繼IBM“智慧地球”概念的提出以后，國內外許多學者以此為借鑒提出了“智慧校園”的方案。智慧教室作為智慧校園重要部分，當前并沒有在國內建設智慧校園的方案中得到詳細的研究。智慧教室，又叫作未來教室或智能教室，它是一種集高科技軟硬件設備于一體的增強型教室，使學生隨時利用人性化、智能化的視聽設備進行學習，為無縫接入資源提供了有利的條件，為先進教學設計提供了有效的技術支撐。智慧教室的建設作為高等院校建設信息化的延伸，是信息化發(fā)展到一定程度的新的體現(xiàn)，為教與學提供了智能化的互動空間。

2 高等院校多媒體教室的使用現(xiàn)狀

2.1 維護管理的難度比較大

多媒體教室的管理人員需要定期升級每臺計算機的系統(tǒng)應用軟件，做好相關補丁的更新，并保護和備份重要的數(shù)據，還需要現(xiàn)場對這些計算機的故障進行維護。加上這些多媒體教室在學校各角落分散，所以給維護管理帶來了較大的工作量，使其對維護管理的各種需求不能做到快速、及時的響應。

2.2 缺乏良好的安全穩(wěn)定性

因為多媒體計算機有許多人使用，上課老師不同所需要的應用環(huán)境也有所不同，難免會存在一些文件安裝拷貝的情況，因此存在的安全隱患較大，極其容易導致計算機感染病毒。另外許多課程在訪問互聯(lián)網的過程中，還容易受到互聯(lián)網的攻擊。因為多媒體計算機系統(tǒng)缺乏統(tǒng)一集中的管理，所以使其安全環(huán)境越來越差，進而影響到上課環(huán)境。

2.3 多媒體使用的成本較高

多媒體計算機想要發(fā)揮其作用，就需要在每臺計算機中安裝系統(tǒng)和防殺毒軟件及各種教學應用軟件，對于軟件資源來說無疑是一種浪費[1]。另外計算機硬件容易損壞、操作系統(tǒng)的不斷更新等，都影響到了多媒體計算機的使用壽命，按照這樣計算，多媒體計算機單臺具有較高的年使用成本。

2.4 教學中問題處理較麻煩

假如多媒體在上課的過程中發(fā)生故障，排除及保修等程序都會占用較多的上課時間，對學習效果造成較大的影響，進而不能及時有效地評估教學質量。

3 智慧教室的概念和特征

智慧教室又被稱為未來教室或智能教室，是應用智慧服務于教學活動的軟硬件裝備和教室空間的總和。智慧教室是在各種新興技術如大數(shù)據、云計算、物聯(lián)網等的基礎上，一種最新的建設教室信息化的形態(tài)。其核心任務是根據實際教學活動要求，提供智慧化的應用和服務，使其教學效果實現(xiàn)最優(yōu)化，是智慧教室的最終目標。

智慧教室和傳統(tǒng)多媒體、網絡化教室最大的區(qū)別是利用智慧技術，提供智慧服務，進行智慧管理。智慧教室涉及的“智慧性”包括優(yōu)化教學內容、獲取學習資源、教學課堂互動、檢測與感知情景、電氣管理、教室布局等，可具體概括為呈現(xiàn)內容、管理環(huán)境、獲取資源、互動及時、感知情境等維度，也是智慧教室特征的真實體現(xiàn)[2]。

4 智慧教室的建設構架

智慧教室作為相對較復雜的一套系統(tǒng)的工程，其架構包含網絡層、感知層、平臺層、數(shù)據資源層和應用層等，把建設智慧教室的各方面都涵蓋進來，并且可以把整體信息化環(huán)境進行有效的融合，智慧教室整體建設架構如圖1所示。

5 物聯(lián)網形勢下高等院校建設智慧教室的思路

5.1 集中管理多媒體設備

由于多媒體教室對設備的使用過程中存在使用較頻繁、負載較多、維護管理困難等問題，智慧教室采取“集中管理、分布部署”的方式，對學校內所有多媒體設備統(tǒng)一進行管理和控制，使管理部門的工作效率得到提升。智慧教室主要利用智能終端管理單元、管理系統(tǒng)對前端設備進行智能控制，可以對所有的智能管理單元的情況（或開啟，或關閉）實現(xiàn)合理的控制，并且可以對教室的設備進行遠程喚醒，監(jiān)控設備運行的能耗，課表與設備聯(lián)動自動開啟等功能，并能在網斷開的條件下，通過對客戶端設備的正常使用而不對上課造成影響。另外在智慧教室的PC端運用桌面云部署方式，并結合底層硬件資源和中間層虛擬化軟件資源，利用對上層桌面的虛擬化軟件的應用，以虛擬化的桌面模式為智慧教室的用戶提供服務。桌面的虛擬化應用既是對服務器端的計算能力的充分利用，還為用戶提供了靈活較強的PC管理能力，使其強大的可擴展性能和明顯的節(jié)約能源的優(yōu)勢得到充分的體現(xiàn)，使個人電腦中許多傳統(tǒng)的管理問題得到妥善的解決。

5.2 自動開啟和遠程喚醒設備

傳統(tǒng)的教學模式中，學校想要開啟電腦，只能運用后臺管理軟件開啟電源，然后通過教師手動才能正式開啟。而智慧教室可以聯(lián)動教室的管理系統(tǒng)和電腦網卡，對電腦實現(xiàn)遠程喚醒，也就是想要開啟電腦，只需利用管理系統(tǒng)，便可以遠程進行喚醒，節(jié)約了開機時間，為教師上課提供了極大的方便。同時智慧教室的設備管理上還可以完成遠程統(tǒng)一操作開關機，把教務處的課表和教室管理系統(tǒng)聯(lián)動起來，在教師上課之前，自動開啟計算機設備，使上課效率得到有效提升。因為多媒體教室的管理中心可以對所有設備的運行狀況實現(xiàn)統(tǒng)一實時監(jiān)控，因此也不會有教師丟失或忘帶一卡通而影響上課的狀況發(fā)生。

5.3 監(jiān)控設備的運行及能耗情況

智慧教室中的管理系統(tǒng)既使傳統(tǒng)的中控被替代，還使其連線較多、管理維護繁瑣等問題得到妥善的解決，在此過程中不斷強化智慧教室的管理功能，利用后臺管理智慧教室的系統(tǒng)軟件，智能監(jiān)控教室的設備，可以使開啟設備、指示燈是否亮等情況在管理界面上顯示，及時維護和監(jiān)控出現(xiàn)的各種問題。如果教學中需要更換教室，管理員可以利用后臺系統(tǒng)軟件把所需更換教室的智能單元設備開啟，及時解決相關問題，進行靈活方便的更換[3]。另外設計智慧教室的過程中運用物聯(lián)網的概念，對智能供電系統(tǒng)進行有效的應用，可以合理控制所有教學設備的電能。智慧教室的管理系統(tǒng)可以詳細地統(tǒng)計每個開斷模塊的時間點、日期、時長、供電開關等情況，進而可以對整個多媒體教室的能耗實現(xiàn)更加精細的監(jiān)控。

6 結語

綜上所述，運用物聯(lián)網、云計算等技術的智慧教室系統(tǒng)，可以在網絡環(huán)境下統(tǒng)一控制教學資源，實現(xiàn)對光線、溫度、能耗等環(huán)境的智能控制，使師生在上課過程中實現(xiàn)了考勤的智能化、智能開啟設備等，還可以對設備故障進行智能化診斷，使其在無障礙的條件下完成升級。本文提出的物聯(lián)網基礎上的建設智慧教室的思路，使多教室真正實現(xiàn)了全面感知，使多媒體教室維護管理的效率得到極大的提升，對智慧地開展教學活動起到了有效的推動作用。

[參考文獻]

[1]徐春林.一種基于“互聯(lián)網+”的高校智慧教室設計[J].淮海工學院學報（自然科學版），2016（4）：21-24.

[2]劉君.基于物聯(lián)網技術的高校智慧教室的設計研究[J].陜西理工學院學報（自然科學版），2017（5）：52-57.

[3]戴運籌.基于物聯(lián)網的智慧教室建設思路[J].科技資訊，2016（14）：126-127.