基于“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下智能管理系統(tǒng)在多媒體教室中的應(yīng)用

劉 嫻, 沈 婷

(馬鞍山師范高等?？茖W(xué)校,馬鞍山 243041)

國務(wù)院總理李克強(qiáng)曾指出,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展,是促進(jìn)教育起點(diǎn)公平的有效手段[1]。 2016年,教育部關(guān)于教育信息化的工作要求提出,校園互聯(lián)網(wǎng)接入率需達(dá)到95%,實(shí)現(xiàn)所有學(xué)?；九鋫涠嗝襟w教學(xué)條件的核心目標(biāo)。 目前,我國城市普通教室多媒體教學(xué)設(shè)備占比80%,農(nóng)村普通教室多媒體教學(xué)設(shè)備占比也達(dá)到二分之一。 隨著信息時(shí)代下智能科技的發(fā)展,我國針對多媒體教室的設(shè)計(jì)也在不斷革新,旨在為學(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)環(huán)境。 基于此,將智能管理系統(tǒng)應(yīng)用在多媒體教室的設(shè)計(jì)中,可推進(jìn)高效能多媒體教室的整合升級。

一、智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展概述

(一)智能管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀概述

智能管理系統(tǒng)以現(xiàn)代信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)為主要支撐技術(shù),以產(chǎn)業(yè)技術(shù)為核心開發(fā)技術(shù),以智能控制技術(shù)為終端目標(biāo),共同集合成應(yīng)用在現(xiàn)代各個(gè)場所的智能控制網(wǎng)。 目前,智能管理系統(tǒng)已經(jīng)在住宅、醫(yī)院、商場等多類建筑中有所應(yīng)用[2]。 智能管理系統(tǒng)推進(jìn)了知識創(chuàng)新型社會下智能城市的發(fā)展。

我國關(guān)于智能管理系統(tǒng)的技術(shù)推進(jìn)不斷升級,投入覆蓋面不斷擴(kuò)大。 《中國智慧城市建設(shè)發(fā)展前景與投資預(yù)測分析報(bào)告》顯示,我國智能城市場所覆蓋率達(dá)60%,預(yù)計(jì)建設(shè)智能城市投入資金1.3萬億。 但我國針對現(xiàn)代多媒體教室的智能系統(tǒng)投入,仍稍顯不足。 住宅的私密性及商場的營利性,能夠保障智能管理系統(tǒng)的安全性及使用年限。 而學(xué)校作為特殊的教育場所,接入智能管理系統(tǒng),不僅在投入資金上有所遲緩,其對教師的教學(xué)習(xí)慣也有所沖擊。 學(xué)校對智能管控系統(tǒng)的維護(hù)人員及專門的技術(shù)處理人員,同樣具有配備不足的問題。 學(xué)者蔣達(dá)央指出,當(dāng)前多媒體教室已經(jīng)存在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)突然故障、設(shè)備易被偷盜損壞的情況。 由此可見,智能管理系統(tǒng)在多媒體教室的設(shè)計(jì)應(yīng)用中有較大的上升空間。 智能系統(tǒng)在校園的應(yīng)用發(fā)展需考慮校園場所的開放性及教育性。

(二)智能管理系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值概述

1.可視化系統(tǒng)管控下安全價(jià)值

一方面,從智能管控系統(tǒng)的自身特性來說,其可視化特征能夠保障操縱者對智能系統(tǒng)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)掌握,從而保障系統(tǒng)應(yīng)用的安全性[3]。 在管理系統(tǒng)開啟、響應(yīng)的同時(shí),人機(jī)交互的運(yùn)作過程轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)或圖形界面,以Client/Server 服務(wù)器結(jié)構(gòu)或Browser/Server 服務(wù)器結(jié)構(gòu),直接呈現(xiàn)在各類屏幕介質(zhì)上。 在操縱管理系統(tǒng)終端時(shí),人們能夠清晰地看到各類可視化數(shù)據(jù),從而掌握智能系統(tǒng)所反饋的信息;另一方面,從智能管控系統(tǒng)的作用來說,其下的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)技術(shù),能夠保存和隱藏用戶的信息數(shù)據(jù),具有數(shù)據(jù)安全價(jià)值。 以私密性住宅下的智能家居為例,用戶通過手機(jī)終端能夠操控家居使用。 對于家中安裝攝像頭的用戶來說,用戶可從手機(jī)屏幕頁面掌握家中實(shí)景情況。 這類私密性數(shù)據(jù)在智能系統(tǒng)中被完全保護(hù),只有使用者才能夠操作系統(tǒng),其他數(shù)據(jù)無法入侵。 由此,無論是智能管控系統(tǒng)的自身數(shù)據(jù),還是其運(yùn)行下保存的用戶數(shù)據(jù),都具有較高的安全性能。

2.自動(dòng)化操作系統(tǒng)下便捷價(jià)值

智能管理系統(tǒng)的“智能特征”主要體現(xiàn)在操作的無人化和自動(dòng)化,而智能系統(tǒng)的安全性價(jià)值又保證了“無人智能”的有序性。 智能系統(tǒng)的控制中心,不僅能夠人為操作,還可進(jìn)行無人自動(dòng)化操作。通過用戶設(shè)置數(shù)據(jù),智能系統(tǒng)在特定的時(shí)間自主啟動(dòng)或關(guān)閉程序,具有高效性、便捷性的價(jià)值。 在用戶使用完成后,智能管控系統(tǒng)還能自動(dòng)存儲數(shù)據(jù)、自動(dòng)更新升級。 目前,以智能水下配電系統(tǒng)、智能無人商店、智能公共圖書館為主的新型智能系統(tǒng)應(yīng)用較為普遍。 我國多媒體教室中的智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)還未設(shè)置完善。 部分多媒體教室僅在門端設(shè)置自動(dòng)門禁感應(yīng)系統(tǒng),以智能人臉識別監(jiān)測進(jìn)出多媒體教室的人員,但在使用多媒體教室的設(shè)備時(shí),必須進(jìn)行人員登記及手動(dòng)操控,智能度和便捷度稍顯不足。

二、現(xiàn)代多媒體教室使用效能探析

(一)系統(tǒng)管控中心模式探析

我國多媒體教室的硬件配備基本包括可視電子白板、投影儀、中控講臺、傳輸音響、計(jì)算機(jī)和電子攝像頭等相應(yīng)設(shè)備。 所有設(shè)備的管理控制均在中控講臺中進(jìn)行。 部分多媒體教室的溫感中央空調(diào)和自動(dòng)光感窗簾也均由中央控制器控制。 在中控講臺這唯一的控制中心開啟后,所有設(shè)備均相應(yīng)全部開啟。 這類一體化的集中控制系統(tǒng),無需教師逐個(gè)打開設(shè)備,便于教師高效開展教學(xué)活動(dòng),但多會出現(xiàn)高耗能下的資源浪費(fèi)情況以及單獨(dú)設(shè)備故障影響整體教學(xué)的情況[4]。 中控系統(tǒng)具有自我保護(hù)功能,當(dāng)系統(tǒng)下的任何功率較高的設(shè)備產(chǎn)生故障時(shí),中控系統(tǒng)就自動(dòng)跳閘關(guān)閉,影響教學(xué)的持續(xù)性。目前,為保護(hù)中控系統(tǒng)的安全性,多采用滑動(dòng)式帶鎖講臺保護(hù)主機(jī)系統(tǒng)。 教師在上課前,都需去配電室領(lǐng)取鑰匙,下課后再關(guān)閉中控系統(tǒng),鎖好講臺后歸還鑰匙。 當(dāng)部分教師的上課地點(diǎn)并非在同一個(gè)班級,即不在同一個(gè)多媒體教室,短暫的下課時(shí)間和多媒體教室的分配失衡將導(dǎo)致教師之間鑰匙交接繁瑣、多媒體設(shè)備檢查倉促等情況。 因此,多媒體教室亟須智能管控平臺的應(yīng)用接入,以無人程序操作代替人工復(fù)檢。

(二)資源設(shè)置教學(xué)效果探析

2018 年4 月,教育部印發(fā)《教育信息化2.0 行動(dòng)計(jì)劃》(以下簡稱《計(jì)劃》),標(biāo)志著教育信息化的重要轉(zhuǎn)型。 《計(jì)劃》指出,教育信息化的實(shí)現(xiàn),必須順應(yīng)和接入“人工智能、區(qū)域鏈、大數(shù)據(jù)”等新興技術(shù);我國到2022 年,各學(xué)校必須實(shí)現(xiàn)數(shù)字校園建設(shè)的全面覆蓋。 基于此,教育者和受教育者要從“被管理者”轉(zhuǎn)為“被服務(wù)者”。

目前,我國學(xué)校的多媒體教室資源多為非開放性的教學(xué)資源。 多媒體教室只在上課時(shí)由教師操作、學(xué)生使用,在課下便無人問津。 針對我國對教育信息化中“三全兩高一大”的任務(wù),教育“專用”資源必須向教育“公共”資源轉(zhuǎn)型,將多媒體教室公開化[5]。 除此之外,目前的多媒體教室設(shè)計(jì)也沒有做到“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的深度融合。 教師在教學(xué)時(shí),必須自帶U 盤,在打開主機(jī)后插入U(xiǎn) 盤信息后,電子白板上才會顯示課堂教學(xué)的內(nèi)容。 教師如若出現(xiàn)忘帶U 盤或資料拷貝失誤的情況,教學(xué)則無法正常進(jìn)行。 此外,多媒體教室中的主機(jī)每次打開都呈初始化狀態(tài),教師的教學(xué)記錄并未存儲,致使教師對課程的進(jìn)行程度也需自主進(jìn)行拷貝和查看。 由此可見,多媒體教學(xué)的資源設(shè)置障礙,阻礙著我國教育信息化的深度開展。

(三)硬件設(shè)施節(jié)能檢修反饋

多媒體教室全稱為“多媒體電教室”,其主要資源能耗為電能。 其器具損壞的主要原因也多為電路老化、短路等問題。 一方面,多媒體教室具有“高性能”的特點(diǎn),但缺少“高效能”的運(yùn)作系統(tǒng)。也就是說,在主機(jī)調(diào)控、互聯(lián)網(wǎng)接入查找效率及設(shè)備使用長效性上,其性能可以長時(shí)間保持良好、快速的運(yùn)作過程。 2016 年度教育部數(shù)據(jù)顯示,擁有10M 以上寬帶接入的多媒體教室,已占比高達(dá)60%,系統(tǒng)性能運(yùn)作逐年攀升[6]。 但在高效能多媒體教室的規(guī)劃目標(biāo)上,卻仍具有能耗較高的短板。以高耗能的溫感中央空調(diào)為例,一體化中控系統(tǒng)開啟后,中央空調(diào)隨即開啟,根據(jù)室內(nèi)溫度的高低進(jìn)行調(diào)節(jié)。 對于春季和秋季這類空調(diào)使用率較低的季節(jié),室內(nèi)人員如若忘記手動(dòng)關(guān)閉空調(diào)控制系統(tǒng),空調(diào)依舊會根據(jù)室內(nèi)溫度進(jìn)行低能耗調(diào)節(jié)。 對于不必要的使用來說,低能耗調(diào)節(jié)本質(zhì)上便已經(jīng)產(chǎn)生資源浪費(fèi)的情況;另一方面,學(xué)校對多媒體設(shè)備的定期檢修機(jī)制,無法實(shí)時(shí)掌控多媒體設(shè)備的突發(fā)損壞程度。 在檢修反饋的過程中,多出現(xiàn)檢修不及時(shí)耽誤上課進(jìn)度、檢修機(jī)器過多、人員配備不足的問題。

三、智能管理系統(tǒng)在高效能多媒體教室中的設(shè)計(jì)路徑

(一)分類模塊控制系統(tǒng)

為解決一體化中控中心的集成控制弊端,以智能系統(tǒng)接入主機(jī)中控系統(tǒng),并開設(shè)多個(gè)分控中心[7]。 首先,以計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)下的以太網(wǎng)集散模式,將原本的一體化管控系統(tǒng)劃分為不同的模塊。 通過移動(dòng)終端智能管控技術(shù)的核查管理,教師只需開啟教學(xué)時(shí)需要的類別模塊即可;其次,設(shè)置分控中心下的智能休眠系統(tǒng)。 部分教師在課上依舊習(xí)慣性打開中控中心,而其他非必要性模塊也會被開啟,在此情況下,可以讓設(shè)備在被開啟卻無人使用的情況下,通過一定時(shí)間的休眠后自動(dòng)關(guān)閉,并且自動(dòng)休眠關(guān)閉的時(shí)間可自行設(shè)置;最后,學(xué)校所有多媒體教室都由智能終端系統(tǒng)集中管控,在分配教室使用上以計(jì)算機(jī)智能算法進(jìn)行最佳排課模式,提高排課的效率及科學(xué)性。 在教師信息和課堂信息存入Flash 中時(shí),智能編碼就已自動(dòng)設(shè)置好排課系統(tǒng),并將排課信息通過無線網(wǎng)口接入,直接發(fā)送到學(xué)生和教師的手機(jī)中。 教師在上課前,可自動(dòng)通過手機(jī)控制系統(tǒng),提前打開所需的智能分控模塊設(shè)備,省去了繁復(fù)的人為操作模式,提高了教學(xué)的便捷性。

(二)云端智能共享平臺

2018 年,我國工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)扶貧的實(shí)施方案(2018-2020 年)》,提出現(xiàn)代教育必須大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的目標(biāo)。 為有效實(shí)施數(shù)字化教育的建設(shè),我國開始擴(kuò)大鄉(xiāng)村學(xué)校和貧困地區(qū)學(xué)校的寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋。 基于此,該方案要求教育部門配合網(wǎng)絡(luò)扶貧,以遠(yuǎn)程教育和資源共享推進(jìn)“優(yōu)質(zhì)教育資源入鄉(xiāng)村”的政策[8]。 多媒體教室的高覆蓋度,突破了其作為單一教學(xué)空間的價(jià)值。 在高效能多媒體教室的設(shè)計(jì)使用中,以智能管控系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)資源存儲,并在物聯(lián)網(wǎng)接入的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了教學(xué)視頻實(shí)時(shí)上傳和教學(xué)課件云端共享的功能。 基于此,除教師限定的私密課件資源外,無須教師手動(dòng)存儲,教學(xué)的錄播視頻及資源都能直接上傳到互聯(lián)網(wǎng)上。 通過云端智能共享平臺,貧困地區(qū)的學(xué)生能夠直接獲取上傳到互聯(lián)網(wǎng)上的大量免費(fèi)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。 “城+村”的學(xué)習(xí)生態(tài)圈,讓所有學(xué)生無障礙、無距離地享受教學(xué)資源,使得教育公平得以有序推進(jìn)。 除此之外,其他學(xué)生也可通過錄播課件,提高自己的知識儲備,強(qiáng)化個(gè)體的信息素養(yǎng)。

(三)實(shí)時(shí)感知聯(lián)動(dòng)管理

新時(shí)期下,我國從“四位一體”的建設(shè)方針擴(kuò)大到“五位一體”的建設(shè)路徑,增加了生態(tài)建設(shè)的目標(biāo)。 在政策要求下,智能管控系統(tǒng)在多媒體教室的設(shè)計(jì)中,首先要提高其“高效能”的節(jié)能環(huán)保作用,以可視化的智能數(shù)據(jù)監(jiān)測為基準(zhǔn),通過紅外感應(yīng)系統(tǒng),實(shí)時(shí)感知各設(shè)備的老舊程度和損壞程度,并預(yù)測機(jī)器可能使用的年限及可能損壞的位置。通過智能聯(lián)動(dòng)系統(tǒng),可以將各設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理,實(shí)現(xiàn)“主控系統(tǒng)+分控系統(tǒng)”的協(xié)調(diào)運(yùn)作,以系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)共享的模式,減少類似硬件控制終端較多、管理平臺增大的資源浪費(fèi)現(xiàn)象[9]。

針對節(jié)能環(huán)保的高效能目標(biāo),智能管控系統(tǒng)不僅有自動(dòng)休眠關(guān)機(jī)的感應(yīng)模式,還可通過計(jì)算機(jī)推衍算法,平衡各個(gè)設(shè)備的能源消耗,以低耗能的方式進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)作。 在多媒體教室中任何設(shè)備需檢修或更換時(shí),智能管控系統(tǒng)也可推算出設(shè)備是否檢修和更換的最佳選擇,避免出現(xiàn)部分老舊設(shè)備檢修后能耗更大的情況。 在實(shí)時(shí)感知聯(lián)動(dòng)管理的管控模式下,部分學(xué)校已經(jīng)開始試行“無人公共多媒體教室”的措施,放寬學(xué)生使用多媒體教室的權(quán)限,大大提高了多媒體教室的使用價(jià)值。

四、結(jié)語

智能管控系統(tǒng)在多媒體教室的設(shè)計(jì)應(yīng)用,不僅可以提升教師教學(xué)的高效性和便捷性,推進(jìn)教學(xué)管理的有序進(jìn)行,還整合了現(xiàn)有的多媒體設(shè)備,以實(shí)時(shí)監(jiān)測和損耗預(yù)判的模式,維護(hù)和延長了設(shè)備的使用年限,在一定程度上節(jié)約了我國對數(shù)字校園建設(shè)的資金投入。 然而,鑒于多媒體教室環(huán)境的特殊性,其在功能上仍然以教學(xué)場所為主,針對學(xué)生自習(xí)場所的使用,所以,多媒體教室尚未完全開放。高效能多媒體教室的完善升級和完全開放的目標(biāo),還需不斷試行發(fā)展,使其能夠在智能管控系統(tǒng)的保障下,更好地提升使用價(jià)值。