智慧教室為校園信息化建設(shè)添彩

文/史宇

學(xué)校十三五智慧校園建設(shè)規(guī)劃（2016-2020）中指出，以頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃為基本理念，在高性能硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上，構(gòu)建用戶體驗(yàn)流暢的智慧校園環(huán)境，通過在基礎(chǔ)設(shè)施、教學(xué)、科研、校務(wù)、資源和學(xué)校形象等多方面的信息化建設(shè)，到十三五結(jié)束時，使學(xué)校能實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與高校教學(xué)科研和管理的深度融合，完成“互聯(lián)網(wǎng)+高等教育”的升級。普及型智慧教室就是把當(dāng)代新的信息技術(shù)成果和我校實(shí)際結(jié)合起來，建設(shè)的具有我校特色的“智慧教室”。

設(shè)計(jì)思路

普及型智慧教室整體的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)模塊多元化、管理智能化的理念，充分體現(xiàn)信息化、科技化、人性化，具有安全、穩(wěn)定、可靠，成本可控并適合大規(guī)模建設(shè)與改造升級的設(shè)計(jì)思路。具體表現(xiàn)在：在物理環(huán)境中，利用自動控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動調(diào)節(jié)教室的溫度、濕度、燈光亮度等，建立起一個舒適的物理環(huán)境；在資源環(huán)境上，實(shí)現(xiàn)個性化推送和資源共享，可以實(shí)現(xiàn)任意教室信號同步，根據(jù)課表自動錄制每節(jié)課程并自動上傳平臺；在交互上，實(shí)現(xiàn)簡單、自然、友好的人機(jī)交互，為學(xué)習(xí)者提供高效的信息獲取、交流學(xué)習(xí)空間；在學(xué)習(xí)支持上，提供方便快捷的學(xué)習(xí)支持服務(wù)，信息發(fā)布系統(tǒng)及時發(fā)布課表、動態(tài)新聞消息，集控錄播與學(xué)習(xí)平臺相結(jié)合，課堂與課下相結(jié)合，為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)提供條件；在對接上，實(shí)現(xiàn)與學(xué)校信息系統(tǒng)的無縫結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)機(jī)、智能到勤率、人臉識別等多樣化的功能；在升級改造上，采用模塊化的建設(shè)思路，為后期增加各種應(yīng)用功能提供便利。

圖1 集控錄播教室拓?fù)?/p>

特色功能

普及型智慧教室除滿足基本多媒體教學(xué)功能外，還增加了多項(xiàng)特色功能，具體如下：

1.常態(tài)化集控錄播

集控錄播系統(tǒng)由管控服務(wù)器、集控工作站、學(xué)習(xí)平臺服務(wù)器、錄播服務(wù)器集群、安裝在教室的網(wǎng)絡(luò)高清攝像頭及音頻采集設(shè)備、中心存儲組成（圖1）。集控系統(tǒng)在與學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)課表進(jìn)行數(shù)據(jù)對接之后，能根據(jù)課表自動對正在上課教室的教師場景、學(xué)生場景、課件PPT等進(jìn)行全程錄制，生成高清視頻資源，并定時將資源上傳至中心存儲，實(shí)現(xiàn)對課程資源的回放、監(jiān)看及長期保存功能。

目前，學(xué)校的163間普及型智慧教室都具備常態(tài)化錄播功能，集控系統(tǒng)配備簡單易用的操作后臺（圖2），方便管理員對所有教室的錄播設(shè)備及錄播服務(wù)器存儲狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管監(jiān)看。

圖2 集控錄播后臺管理系統(tǒng)

2.智慧班牌

智慧班牌也稱為“信息發(fā)布系統(tǒng)”，主要由管控服務(wù)器、多功能顯示終端、以太網(wǎng)組成（圖3）。通過與校園卡數(shù)據(jù)、教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、學(xué)校網(wǎng)站數(shù)據(jù)對接之后，可實(shí)現(xiàn)智能簽到、課表顯示、新聞動態(tài)發(fā)布等多樣化功能。尤其是課表顯示功能在實(shí)際應(yīng)用中最受學(xué)生歡迎，學(xué)生可以在教室門口的顯示終端上查詢此間教室實(shí)時、今日、本周的借用情況，教室使用率得到最大幅度提高，使學(xué)生能合理安排學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)，個性化學(xué)習(xí)更加方便。

圖3 智慧班牌系統(tǒng)架構(gòu)

3.巡課軟件

相比傳統(tǒng)的多媒體教室監(jiān)控管理軟件只能看見教室的普通畫質(zhì)視頻圖像，無法聽到教室聲音，普及型智慧教室為教學(xué)督導(dǎo)提供了教室可視化的視音頻資源，校領(lǐng)導(dǎo)、教務(wù)管理人員、聽課考核專家等只需通過巡課軟件登錄平臺，即可看到所有在線的163間普及型智慧教室上課的實(shí)時畫面，可獲得與教室現(xiàn)場聽課一樣的效果，方便多校區(qū)多教學(xué)樓宇督導(dǎo)需求。目前，我們配備了教室后攝像頭和教師電腦雙路畫面直播，未來還可擴(kuò)充教室前置攝像頭、學(xué)情分析等其他擴(kuò)展功能。巡課軟件可通過查詢教師姓名、教室編號查到指定上課教室情況，也能一鍵查詢所有正在上課的教室情況，并在每間教室圖像上方顯示教室名稱、授課教師姓名、學(xué)院、課程名稱等基本信息。

4.學(xué)習(xí)平臺

教學(xué)督導(dǎo)、巡課是針對教室上課的實(shí)時情況，與普及型智慧教室相配套的還有線上的學(xué)習(xí)平臺，這也是普及型智慧教室的一大特色，將教室的課程資源通過集控錄播錄制完成以后上傳至中心存儲，實(shí)現(xiàn)資源的長時間保存利用。目前，我校的學(xué)習(xí)平臺用于點(diǎn)播教室錄制的教學(xué)錄像及課堂現(xiàn)場直播功能，在與我校信息門戶系統(tǒng)對接之后，教師可以用自己的校園ID賬號登錄自己的教師主頁空間對自己教學(xué)的課程進(jìn)行編目、下載設(shè)置、是否發(fā)布選擇，學(xué)生可通過課程名稱檢索選擇和學(xué)習(xí)相應(yīng)的課程，回看教學(xué)錄像并在線上討論區(qū)發(fā)表討論進(jìn)行學(xué)習(xí)交流。

未來智慧教室建設(shè)規(guī)劃

1.建設(shè)規(guī)模

預(yù)計(jì)十三五期間，我校將根據(jù)學(xué)校的基本需求逐步實(shí)現(xiàn)教室的智慧化，使普及型智慧教室總體數(shù)量達(dá)到400間左右，其中普通的普及型智慧教室具備上述四種功能的達(dá)到80～90%，互動及精品錄播智慧教室達(dá)到10～20%，探索型的高端智慧教室達(dá)到3～5%。

2.功能改進(jìn)

在常態(tài)化錄播、智慧班牌等功能的基礎(chǔ)之上，增加人臉識別、學(xué)情分析、網(wǎng)絡(luò)視頻交互等功能，并逐步完善智慧班牌、學(xué)習(xí)平臺軟件、無線同屏功能。

3.教室類型

我校十三五智慧校園建設(shè)規(guī)劃中指出要把當(dāng)代新的信息技術(shù)成果和學(xué)校實(shí)際情況結(jié)合起來，設(shè)計(jì)具有我校特色的“智慧教室”。為此，從技術(shù)功能角度將我校未來規(guī)劃建設(shè)的智慧教室分為普及型智慧教室、互動型智慧教室、研討型智慧教室、高清錄播智慧教室四種類型。

（1）普及型智慧教室

概念：普及型智慧教室就是適合大規(guī)模建設(shè)使用的，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、智能感知技術(shù)等新興技術(shù)的，促進(jìn)資源個性化呈現(xiàn)，利于師生、生生之間交流、協(xié)作、共享的智慧學(xué)習(xí)空間。

功能：普及型智慧教室首先應(yīng)具備在物理環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對教室溫度、照明的智能控制；利用人臉識別功能結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對學(xué)生智能考勤、課堂學(xué)情分析；高清攝錄一體機(jī)及音頻采集設(shè)備實(shí)現(xiàn)課程直播錄播及不同課堂之間互動需求，錄制的課程能自動上傳至網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺供學(xué)生學(xué)習(xí)使用；無線投屏功能滿足教師不同課程的教學(xué)互動需要；智慧班牌系統(tǒng)能顯示教室課表及功能狀態(tài)，推送學(xué)校重要通知公告和新聞報(bào)道。

（2）互動型智慧教室

概念：互動型智慧教室就是在滿足普及型智慧教室功能的基礎(chǔ)之上改變傳統(tǒng)教室的課桌椅布局，采用多小組分布式布局并配備高性能計(jì)算機(jī)和多屏顯示終端的智慧教室。

功能：互動型智慧教室首先在學(xué)習(xí)工具上為每位學(xué)生配備了高性能計(jì)算機(jī)以便快速獲取各類網(wǎng)絡(luò)和學(xué)習(xí)平臺資源；其次在師生、生生交互上，增近教師與學(xué)生之間的溝通，強(qiáng)化了學(xué)生團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作和交流；再次具備屏幕廣播功能，每個學(xué)生都能成為課堂的主角；最后教師可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)管監(jiān)控每臺學(xué)生電腦。

（3）研討型智慧教室

概念：研討型智慧教室就是采用玻璃隔斷的方式將普通教室劃分成多個獨(dú)立的空間，并為每個獨(dú)立空間單獨(dú)配備顯示終端以及桌椅的智慧教室。

功能：研討型智慧教室應(yīng)具備相互隔音功能，使不同小組之間能相互可視、彼此促進(jìn)，又不會互相打擾；多功能顯示終端能連接電腦或不同移動終端實(shí)現(xiàn)小組資源可視共享。

（4）高清錄播智慧教室

概念：高清錄播智慧教室就是在原有精品課程錄播教室的基礎(chǔ)之上，升級軟硬件設(shè)備，使其能完整錄制高清課程并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)互動功能的智慧教室。

功能：高清錄播智慧教室首先要具備多路高清全自動錄播功能；其次具備課堂直播功能；最后具備實(shí)現(xiàn)校際、國際網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程交互功能。

智慧教室的建設(shè)不能閉門造車要緊跟信息時代的腳步，智慧教室的建設(shè)更應(yīng)該遵循“統(tǒng)籌規(guī)劃、開放共享、分布實(shí)施、安全可靠”的原則，只有這樣才能進(jìn)一步推動智慧校園建設(shè)，推動校園信息化建設(shè)的步伐。