基于物聯(lián)網(wǎng)的開放大學(xué)智慧教室設(shè)計與實踐*

鄧孟紅 周個妹

摘? ?要：智慧教室是學(xué)校信息化發(fā)展到一定階段的內(nèi)在訴求。辦好開放大學(xué)，需要提升開放大學(xué)的教學(xué)信息化環(huán)境。文章首先回顧了教室環(huán)境在開放大學(xué)中的發(fā)展歷程，深入分析了多媒體網(wǎng)絡(luò)教室和云教室兩種教室環(huán)境在開放大學(xué)中的教學(xué)困境;然后結(jié)合遠(yuǎn)程教育的特點，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出了開放大學(xué)“四位一體”智慧教室建設(shè)架構(gòu)模型;最后根據(jù)學(xué)校具體實踐，介紹了智慧教室的建設(shè)思路和實施方案，以期為開放大學(xué)智慧教室的建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智慧教室;開放大學(xué)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2020）17-0018-05

一、引言

我國開放大學(xué)的前身廣播電視大學(xué)，是一所運用廣播、電視、文字教材、音像教材和計算機(jī)課件及網(wǎng)絡(luò)等多種媒體進(jìn)行現(xiàn)代遠(yuǎn)距離開放教育的新型高等學(xué)校[1]。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，廣播電視大學(xué)的辦學(xué)形式也發(fā)生改變，由最初的通過廣播、電視媒體開展教學(xué)的“學(xué)歷補(bǔ)償教育”階段，到通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開展遠(yuǎn)程學(xué)歷教育的 “開放教育”階段，網(wǎng)絡(luò)多媒體教室成為了廣播電視大學(xué)教學(xué)的主要支撐環(huán)境。現(xiàn)在的廣播電視大學(xué)處于向“開放大學(xué)”轉(zhuǎn)型階段，信息化建設(shè)對廣播電視大學(xué)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型及定位起到重要作用。在探究信息技術(shù)與教育深度融合的發(fā)展道路上，國家開放大學(xué)確定了依托云計算技術(shù)建設(shè)教育服務(wù)云，為學(xué)習(xí)者提供教、學(xué)、管、服、研等一體化的云平臺環(huán)境，以及“云教室、云OPAD、云手機(jī)、云電視、云桌面”等多終端融合的云學(xué)習(xí)接入環(huán)境。其中，以高清視頻通訊為基礎(chǔ)，集學(xué)、測、考、監(jiān)等功能于一體的云教室是開放大學(xué)重要的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)環(huán)境。目前，經(jīng)過三期的云教室建設(shè)，國家開放大學(xué)總部在各地廣播電視大學(xué)已經(jīng)建設(shè)了幾百間云教室，構(gòu)建了一個覆蓋全國城鄉(xiāng)的云教室教學(xué)網(wǎng)絡(luò)。

學(xué)習(xí)者的任何學(xué)習(xí)活動都是在一定的學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行的，離開學(xué)習(xí)環(huán)境的支持，學(xué)習(xí)活動就失去了依托，學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)劣直接關(guān)系著學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展[2]。廣播電視大學(xué)經(jīng)歷了不同階段的發(fā)展，其教學(xué)環(huán)境隨著信息技術(shù)的發(fā)展也發(fā)生著不同的變化，每一階段教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用都是與當(dāng)時社會的教育需求相匹配。安裝廣播、電視等媒體的教室解決了大規(guī)模學(xué)歷教育補(bǔ)償?shù)慕虒W(xué)需求;多媒體網(wǎng)絡(luò)教室解決了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和個人自主學(xué)習(xí)的教學(xué)需求;云教室實現(xiàn)了遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)中的學(xué)、測、考、監(jiān)的一體化，提高了學(xué)習(xí)體驗。信息技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了教學(xué)環(huán)境的轉(zhuǎn)變，越來越多的教學(xué)設(shè)備和技術(shù)被帶入課堂。教學(xué)環(huán)境豐富了，但教學(xué)環(huán)境如何促進(jìn)教學(xué)方式的變革是不變的話題。當(dāng)前，開放大學(xué)仍然是一所新型大學(xué)，探索信息技術(shù)與教育的深度融合，如何建設(shè)以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐的教學(xué)環(huán)境，以及如何利用現(xiàn)代化的教學(xué)環(huán)境促進(jìn)遠(yuǎn)程教育教學(xué)活動的開展，是開放大學(xué)發(fā)展面臨的問題。

二、目前開放大學(xué)教學(xué)環(huán)境的困境及智慧教室的提出

20世紀(jì)90年代后期，我國開始了大規(guī)模教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。經(jīng)過十年的發(fā)展，教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)取得了巨大成績，覆蓋全國的教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施與平臺基本建成，對教育信息化的認(rèn)識也有所提高[3]。教室進(jìn)行了“計算機(jī)+多媒體+投影”的武裝后，教師無需再用粉筆進(jìn)行板書，節(jié)省了板書時間，提高了授課效率，多媒體化的教學(xué)資源呈現(xiàn)增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也使得教學(xué)活動開展更加有趣，但是，多數(shù)的課堂教學(xué)出現(xiàn)了由“人灌”變成了“電灌”的現(xiàn)象，存在多媒體內(nèi)容呈現(xiàn)“堆砌”的問題，導(dǎo)致學(xué)生沒有時間對知識進(jìn)行聯(lián)系、對比，學(xué)生的認(rèn)知活動容易受到阻礙[4]，教師的課件講授貫穿課堂，活動范圍局限在多媒體教室的控制臺上，過分關(guān)注多媒體課件的使用，缺乏與學(xué)生的情感交流，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性普遍較弱。多媒體教室統(tǒng)一固定的座位布局，又不利于協(xié)作探究、基于項目或者問題學(xué)習(xí)等以“學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)活動的開展，課堂互動極度缺乏，導(dǎo)致教師在孤獨地“表演”。目前，全國的廣播電視大學(xué)總共有1萬多間多媒體教室用于開放教育的線下面授教育，普遍存在設(shè)備老化、配置低、教室之間孤立建設(shè)、資源不共享、教室難管理和維護(hù)不及時、多媒體課堂教學(xué)學(xué)生參與積極性不高等情況，導(dǎo)致開放教育線下面授教育越來越難開展，重構(gòu)教室環(huán)境，創(chuàng)建適合教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的新型教室環(huán)境，是一種必然趨勢。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要 （2010—2020年） 》將“到2020年，基本實現(xiàn)教育現(xiàn)代化，基本形成學(xué)習(xí)型社會，進(jìn)入人力資源強(qiáng)國行列”作為教育發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，并明確要求“大力發(fā)展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育”，利用遠(yuǎn)程教育手段“搭建終身學(xué)習(xí)‘立交橋”，提出了“辦好開放大學(xué)”的要求。由于廣播電視大學(xué)的辦學(xué)體制，以及在遠(yuǎn)程教育方面已經(jīng)為學(xué)習(xí)型社會的構(gòu)建提供了支持與服務(wù)[5]，于是，教育部于2012年7月31日在廣播電視大學(xué)的基礎(chǔ)上組建國家開放大學(xué)。國家開放大學(xué)為了貫徹落實建設(shè)新型大學(xué)的要求，積極探索先進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合，建設(shè)了以云計算技術(shù)為基礎(chǔ)的云教室教學(xué)環(huán)境。云教室對國家開放大學(xué)的系統(tǒng)建設(shè)與信息化應(yīng)用建設(shè)具有重要的意義，打造了具有學(xué)、測、考、監(jiān)等功能集一體的在固定場所接收遠(yuǎn)程教育服務(wù)的品牌典范，提升了系統(tǒng)辦學(xué)的信息化應(yīng)用水平，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享，緩解了邊遠(yuǎn)地區(qū)師資緊張問題。但是，經(jīng)過幾年的建設(shè)與應(yīng)用，在應(yīng)用上凸顯了一些不足，暴露了云教室功能架構(gòu)設(shè)計的缺陷。

一是信息單向傳播應(yīng)用比較普遍。云教室應(yīng)用模式基本為“總?！中！毙问剑杭粗饕獮槭谡n教師在總校云教室（授課教室）上課，學(xué)生在各學(xué)院和分校的云教室（聽課教室）聽課學(xué)習(xí)[6]。這是由于云教室雙向交互對于網(wǎng)絡(luò)帶寬的依賴性較大，當(dāng)多方參與互動時，無法保證視音效果的流暢性，嚴(yán)重干擾師生的互動活動，使得教師不得不采取講授的課堂教學(xué)模式。

二是功能設(shè)計有缺陷，交互性不足。云教室的實現(xiàn)載體是視頻互動，只能傳遞視頻信號，不支持圖文互動[7]，由于云教室是建立在雙向視頻會議基礎(chǔ)上，利用云計算技術(shù)構(gòu)建的教學(xué)系統(tǒng)，教師在授課的過程當(dāng)中，學(xué)生無法對授課過程發(fā)表圖文意見。例如：點贊、留言、作業(yè)點評等圖文資源的互動，也缺少彈幕互動、投票活動、課堂測驗等其它方面的互動功能。

三是不支持多終端接入。云教室是基于對固定場所的設(shè)計，在固定場所中搭建視頻互動終端設(shè)備，從而完成教學(xué)功能，由于云教室沒有開放多終端接入功能，學(xué)生無法通過手機(jī)終端或者平板電腦參與云教室課堂，阻礙了隨時隨地學(xué)習(xí)的需求。

計算機(jī)多媒體教室、網(wǎng)絡(luò)多媒體教室、云教室在一定程度上滿足了開放大學(xué)的教學(xué)應(yīng)用需求，但對教師教學(xué)活動的開展和學(xué)生的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)有限，制約著開放大學(xué)信息化教學(xué)應(yīng)用。智慧教室理念的提出及應(yīng)用，極大地豐富了教師的教學(xué)手段，有利于學(xué)生的協(xié)作能力、問題解決能力和創(chuàng)造力的提升。智慧教室是一種典型的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的物化，是多媒體和網(wǎng)絡(luò)教室的高端形態(tài)[8]，對于開放大學(xué)來說，也是網(wǎng)絡(luò)多媒體教室和云教室的高端形態(tài)。

三、開放大學(xué)智慧教室模型構(gòu)建及實踐

對于智慧教室建設(shè)，黃榮懷等人[2]從智慧學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建角度提出了“SMART”概念模型，分為內(nèi)容呈現(xiàn)、環(huán)境管理、資源獲取、及時互動、情感感知等五個模塊，按“內(nèi)容呈現(xiàn)、資源獲取、及時交互”三個緯度把智慧教室分為“高清晰”型、“深體驗”型、“強(qiáng)交互”型;聶風(fēng)華等人[9]從系統(tǒng)構(gòu)成角度提出的“iSMART”模型，由基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)感知、可視管理、增強(qiáng)現(xiàn)實、實時記錄、泛在技術(shù)等六大系統(tǒng)組成，為教學(xué)活動提供智慧應(yīng)用服務(wù)的教室空間及其軟硬件裝備的總和。在技術(shù)創(chuàng)新不斷升級和智慧教室實踐下，人們對智慧教室的認(rèn)識不斷得到豐富。然而，任何事物的發(fā)展都需要遵循因地制宜的原則才能有生命力。開放大學(xué)與其他全日制高校辦學(xué)模式不同，它是一所利用遠(yuǎn)程教育開展學(xué)歷教育的高等學(xué)校，對于智慧教室的建設(shè)，不應(yīng)盲目追求智慧教室功能的全面性，而應(yīng)該遵循遠(yuǎn)程教育的特點，符合開放大學(xué)的教學(xué)需求，才能真正發(fā)揮智慧教室在開放大學(xué)中的作用。

1.開放大學(xué)智慧教室模型構(gòu)建

智慧教室是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的定義，較為權(quán)威的理解是《2020年的物聯(lián)網(wǎng)：未來之路》中提出的“具有身份標(biāo)識與虛擬的個性化特征，可以利用智能化接口在智能空間進(jìn)行相關(guān)操作，并可以與社會的、環(huán)境的、用戶的上下文相互連接并進(jìn)行有效溝通的物體構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)”。[10]實際上，物聯(lián)網(wǎng)包含了物與物之間、人與物之間的互聯(lián)，采用感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三層架構(gòu)，以連通性、技術(shù)性、智能性、嵌入性的特點，為人們提供了智能化的生活與工作環(huán)境，改變著人們的生活、工作與學(xué)習(xí)方式。開放大學(xué)智慧教室借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及學(xué)習(xí)開放、資源共享的特點，構(gòu)建了適合遠(yuǎn)程教學(xué)的“感知—網(wǎng)絡(luò)—應(yīng)用—用戶”四位一體的智慧教室構(gòu)建模型，如圖1所示。

（1）感知層。感知層是教師與學(xué)生主要的教學(xué)環(huán)境，包括了燈光、窗簾、空調(diào)、音響、教師一體機(jī)大屏、小組屏、錄播主機(jī)、攝像頭、全向麥、音響、傳感器等構(gòu)造教室所需的物理設(shè)備。燈光、窗簾、空調(diào)通過傳感器進(jìn)行設(shè)備的感知，并把感知數(shù)據(jù)傳輸給具有路由功能的無線AP上，通過網(wǎng)絡(luò)層傳輸給集控中心平臺，進(jìn)行統(tǒng)一控制，可實現(xiàn)設(shè)備的手動設(shè)定或自動調(diào)節(jié)。例如：燈光的亮度控制、窗簾的升降、空調(diào)的溫度調(diào)節(jié)、音箱的音量大小、教師大屏、小組屏的電源開關(guān)等功能，能夠遠(yuǎn)程進(jìn)行控制，方便管理人員進(jìn)行管理和監(jiān)控;教師大屏、小組屏和智能終端通過無線AP和互動系統(tǒng)進(jìn)行屏幕的投屏與分享，呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，開展教學(xué)活動;錄播主機(jī)、攝像頭和全向麥實現(xiàn)了智慧教室教學(xué)過程的自動錄制，并把錄制視頻實時推送到視頻管理系統(tǒng)，實現(xiàn)課程錄制的管理。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。智慧教室通過企業(yè)級無線AP構(gòu)建無線局域網(wǎng)，具有接入設(shè)備多、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的特點，滿足教室內(nèi)幾十個智能終端和傳感器設(shè)備的同時接入。移動4G網(wǎng)絡(luò)是遠(yuǎn)端智能終端參與智慧教室使用的網(wǎng)絡(luò)，通過互動系統(tǒng)參與智慧教室教學(xué)活動，通過直播觀看課程教學(xué)情況，有線校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)搭建起了智慧教室環(huán)境設(shè)備與應(yīng)用系統(tǒng)和平臺之間的橋梁，實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的交換。

（3）應(yīng)用層。應(yīng)用層是智慧教室數(shù)據(jù)處理核心層，包括了集控中心平臺、視頻管理系統(tǒng)、互動系統(tǒng)、教學(xué)平臺和數(shù)據(jù)中心。集控中心平臺監(jiān)控智慧教室里的所有智能硬件設(shè)備，并能對智能硬件設(shè)備進(jìn)行控制;視頻管理系統(tǒng)能夠根據(jù)教學(xué)需求對錄制畫面的角度、景別、亮度等進(jìn)行設(shè)置，并設(shè)置錄制碼率，可以自由選擇任意畫面和多畫面輸出，實現(xiàn)畫面的靈活切換，錄制的視頻能夠推送給其它平臺使用，實現(xiàn)智慧教室課程視頻的共享;互動系統(tǒng)為智慧教室搭建起交互的紐帶，遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者、團(tuán)隊教師可以和智慧教室里的主講教師進(jìn)行交流溝通，并且實現(xiàn)教師大屏和智能終端屏幕的共享，智慧教室里的主講教師和學(xué)生能夠觀看遠(yuǎn)程桌面的演示和操作，從而能夠讓遠(yuǎn)端學(xué)習(xí)者、團(tuán)隊教師也參與到課堂中來;教學(xué)平臺為智慧教室提供課程直播、點播和教學(xué)資源的上傳、下載與管理，并且為師生互動提供教學(xué)工具，例如簽到、彈幕、投票、隨機(jī)點名、提問、測驗等功能，把教學(xué)工具部署在教學(xué)平臺，有助于教學(xué)工具的共享以及對教學(xué)活動中動態(tài)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析;數(shù)據(jù)中心保障了數(shù)據(jù)存儲的安全性與可靠性，可以把課程視頻、資源和教學(xué)動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，支持對存儲資源的顆粒化管理，方便教學(xué)平臺對數(shù)據(jù)的查找、調(diào)用。

（4）用戶層。智慧教室構(gòu)建的目的是為用戶提供教學(xué)服務(wù)，用戶包含了主講教師、團(tuán)隊教師、學(xué)生和其他人員。主講教師是智慧教室的主要使用者，主導(dǎo)著教學(xué)活動的開展;團(tuán)隊教師既可以是行業(yè)專家、能手，幫助主講教師對某一方面的領(lǐng)域知識進(jìn)行講解，也可以是輔助教師，協(xié)助主講教師做好遠(yuǎn)程教學(xué)工作;學(xué)生是指處于智慧教室本地課堂和利用遠(yuǎn)程手段參與課堂學(xué)習(xí)的學(xué)生，無論是本地學(xué)生還是遠(yuǎn)程學(xué)生，都可以通過智能終端參與到課堂學(xué)習(xí)中來;其他人員是指管理智慧教室智能化設(shè)備，以及進(jìn)行教學(xué)督導(dǎo)和巡視的人員，可以通過集控中心監(jiān)控智慧課堂的授課情況。

2.開放大學(xué)智慧教室建設(shè)實踐

我校正處在廣播電視大學(xué)向開放大學(xué)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期。探索信息技術(shù)與教育的深度融合，促進(jìn)開放大學(xué)快速轉(zhuǎn)型，是學(xué)校信息化建設(shè)的基本任務(wù)。在深入分析多媒體教室與云教室的使用現(xiàn)狀后，項目團(tuán)隊設(shè)計技術(shù)方案，構(gòu)建了技術(shù)先進(jìn)、功能適用、操作便捷的智慧教室，從而滿足了開放大學(xué)的學(xué)歷教育與非學(xué)歷教育教學(xué)需求。下面介紹智慧教室的建設(shè)目標(biāo)、原則與實施方案。

（1）建設(shè)目標(biāo)

①滿足移動學(xué)習(xí)需求，解決工學(xué)矛盾

體現(xiàn)智慧教室的遠(yuǎn)程教學(xué)性。開放大學(xué)主要是通過遠(yuǎn)程教育手段開展學(xué)歷教育，教學(xué)對象多數(shù)為在職工作人員，教學(xué)活動的實施存在工學(xué)矛盾。因此，智慧教室需要滿足移動終端的遠(yuǎn)程接入，讓學(xué)員在外出差或者工作閑暇時也能參與到智慧教室課堂教學(xué)中來。

②豐富教學(xué)應(yīng)用，增強(qiáng)師生教學(xué)體驗

體現(xiàn)智慧教室的功能易用性。構(gòu)建豐富適用的系統(tǒng)功能，滿足視頻互動、桌面共享、圖文互動等教學(xué)需求，促進(jìn)教學(xué)活動的有效開展。教學(xué)功能須便捷易用，能夠讓師生交互融入其中，增強(qiáng)教學(xué)體驗感。

③構(gòu)建遠(yuǎn)程互動平臺，滿足團(tuán)隊教師協(xié)同教學(xué)

體現(xiàn)智慧教室的協(xié)同教學(xué)性。開放大學(xué)具有開放性的特點，不僅體現(xiàn)在教學(xué)對象上，而且開放大學(xué)的教師也包括來自各行各業(yè)的專家、能手，隨著專業(yè)發(fā)展越來越精細(xì)化，需要課程教師、行業(yè)專家或者操作能手協(xié)同合作。開展協(xié)同教學(xué)將是未來開放教育的教學(xué)趨勢。

④建立資源管理機(jī)制，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源共享

智慧教室一個重要的作用就是能夠?qū)崿F(xiàn)資源的共建共享。建立資源管理機(jī)制，通過資源平臺對教學(xué)資源進(jìn)行顆粒度管理，構(gòu)建個人資源空間，提供教師備課、授課功能，并對教師智慧教學(xué)過程自動錄播、上傳云聚合，便于優(yōu)質(zhì)資源的共享。

（2）建設(shè)原則

在智慧教室建設(shè)的過程中，應(yīng)以符合開放大學(xué)實際教學(xué)需求為準(zhǔn)則，明確總體目標(biāo)，統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施推進(jìn)。

①技術(shù)實用性與先進(jìn)性原則

項目實施要滿足開放大學(xué)的實際教學(xué)需求，在充分保證項目應(yīng)用性和可操作性的基礎(chǔ)上，其實現(xiàn)技術(shù)要能體現(xiàn)開放大學(xué)的教學(xué)信息化水平，并適應(yīng)未來智慧教室的發(fā)展趨勢。

②功能架構(gòu)的可靠性和拓展性

項目應(yīng)用采用B/S架構(gòu)原則，在保證應(yīng)用可靠性基礎(chǔ)上，充分考慮到智慧教室未來的應(yīng)用升級與功能擴(kuò)充的便捷性。

③資源共建與共享性原則

智慧教室的建設(shè)不僅要滿足教學(xué)應(yīng)用，而且還要實現(xiàn)智慧教學(xué)過程的全程分享和教學(xué)工具的共享共用，支持教師對資源隨時隨地建設(shè)和共享。

④學(xué)習(xí)跨區(qū)域與開放性原則

充分考慮智慧教室與遠(yuǎn)程教學(xué)的融合，滿足多種智能終端設(shè)備的接入，支持教師遠(yuǎn)程協(xié)同教學(xué)以及遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)，保證教學(xué)環(huán)境以及參與學(xué)習(xí)的開放性。

3.實施方案

為了達(dá)成建設(shè)目標(biāo)，本項目實施采用圖1所示的開放大學(xué)“四位一體”智慧教室架構(gòu)，設(shè)計了我校智慧教室建設(shè)示意圖，如圖2所示。智慧教室包含教室環(huán)境、設(shè)備可視化管理平臺、錄播管理系統(tǒng)、云互動管理服務(wù)器、云教學(xué)平臺、云存儲和資源管理平臺、錄播管理系統(tǒng)等七個模塊。

在教室環(huán)境方面，充分考慮了環(huán)境聲音的回音處理，教室前后和周圍采用降噪吸音處理裝飾，教室配備可調(diào)節(jié)的燈光、空調(diào)、窗簾，通過智能控制，創(chuàng)造舒適的教學(xué)環(huán)境。為了充分滿足教學(xué)需求，設(shè)計了可布局座椅，可以布局成6個小組教學(xué)和傳統(tǒng)講授課堂教學(xué)。教學(xué)包含了教師雙屏互動大屏和小組屏。其中互動大屏可以實現(xiàn)分屏顯示和聯(lián)動顯示，分屏顯示即一屏展示教學(xué)內(nèi)容，另一屏用于板書教學(xué);聯(lián)動顯示可以設(shè)計PPT上下頁聯(lián)動畫面，即一屏顯示前一頁內(nèi)容，另一屏顯示當(dāng)前頁內(nèi)容，有助于學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容的回顧。教室還配備了視頻全自動錄制設(shè)備和音頻采集處理系統(tǒng)，提供智慧課堂的錄制功能。

在設(shè)備管理方面，教室環(huán)境中的設(shè)備通過設(shè)備可視化管理平臺進(jìn)行管理。結(jié)合溫度傳感器、光照傳感器和監(jiān)控設(shè)備，可以遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)以及調(diào)節(jié)、開關(guān)設(shè)備。

在云互動管理服務(wù)器方面，為參與互動的各種移動終端設(shè)備（手機(jī)、平板等）提供了注冊、分組、配對以及資源分配、轉(zhuǎn)發(fā)等管理服務(wù)。形成了統(tǒng)一的用戶交互入口和體驗界面，實現(xiàn)了團(tuán)隊教師的協(xié)作教學(xué)，同時具備擴(kuò)容功能，實現(xiàn)互動負(fù)載均衡，為今后的更多智慧教室互動接入提供支持。

在云教學(xué)平臺方面，提供了如搶答、點名、照片墻、投屏、截屏問答或投票、大屏快照、資料推送等互動功能。在教室里，通過教師大屏、小組屏和智能終端實現(xiàn)移動教學(xué)、師生APP互動教學(xué)和小組協(xié)作教學(xué)，為智慧教學(xué)提供了資源、數(shù)據(jù)、管理和服務(wù)。匯聚智慧教室教學(xué)過程中產(chǎn)生的點滴數(shù)據(jù)，通過云計算、云存儲和云分析，形成大數(shù)據(jù)圖表，有利于反饋指導(dǎo)教學(xué)。云教學(xué)平臺聯(lián)通云互動管理服務(wù)器、資源管理平臺和云存儲，具有數(shù)據(jù)調(diào)用、直播互動、課程管理、資源管理、個人空間等功能，同時支持微信簽到、彈幕、屏幕演示、討論、測驗、作業(yè)等教學(xué)應(yīng)用，有助于資源共建共享，有助于開展隨時隨地的教學(xué)活動。

在云存儲方面，能夠根據(jù)需求自由靈活地擴(kuò)容，并保證數(shù)據(jù)安全。主要用于存儲教學(xué)平臺產(chǎn)生的教學(xué)數(shù)據(jù)、課程資源和個人資源，以及智慧教室錄播的視頻資源。

在資源管理平臺方面，支持對錄播資源自定義。按照年級、學(xué)科、時間、時長、發(fā)布人、課程特色等類別，實現(xiàn)資源顆粒度管理，自動把資源數(shù)據(jù)上傳到云存儲，根據(jù)教學(xué)平臺調(diào)用數(shù)據(jù)，提供直播或者點播功能。

在錄播管理系統(tǒng)方面，視頻編碼采用目前國際上領(lǐng)先的H.264 High Profile高清編碼方式，音頻采用AAC編碼方式，支持本地導(dǎo)播模式和PC遠(yuǎn)程網(wǎng)頁導(dǎo)播模式，具有完善的錄課導(dǎo)播功能。功能包括教師畫面、學(xué)生畫面、教師大屏畫面、接入學(xué)生屏幕畫面等多路場景的切換，支持畫中畫布局、多畫面布局，畫面切換之間允許添加多種特效。系統(tǒng)還具有遠(yuǎn)程關(guān)機(jī)、音量調(diào)節(jié)、云臺攝像機(jī)焦距調(diào)節(jié)、攝像頭自動跟蹤、直播等功能，實現(xiàn)對智慧教室里錄播設(shè)備的智能化管理和錄制節(jié)目的自動推送。

四、結(jié)束語

隨著信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合，作為教學(xué)環(huán)境重要場所的教室正在從多媒體網(wǎng)絡(luò)階段進(jìn)入智慧化階段。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入為教學(xué)活動構(gòu)建了智能化的互動教學(xué)空間。開放大學(xué)智慧教室的建設(shè)需要符合自身辦學(xué)思路和實際教學(xué)需求，因此，在構(gòu)建具有可視化的設(shè)備管理、靈活布局的教學(xué)環(huán)境、優(yōu)化呈現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容以及豐富便捷的互動工具等智慧教室基本功能外，更應(yīng)重視智慧教室對團(tuán)隊協(xié)同教學(xué)的支持，以及滿足遠(yuǎn)程移動學(xué)習(xí)的需求。構(gòu)建云互動和云直播平臺，全程記錄教學(xué)過程，分享學(xué)習(xí)成果及教學(xué)資源。搭建智能化的互動教學(xué)空間，對教學(xué)互動大數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、挖掘與分析。充分發(fā)揮教師、學(xué)生在智慧教室中的主觀能動性，才能提高智慧教室的使用效能，發(fā)揮智慧教室在開放大學(xué)遠(yuǎn)程教學(xué)中的作用。

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（編輯：王曉明）