基于智慧教室的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的搭建與應(yīng)用

余秋蘭

摘要：文中主要圍繞智慧教室系統(tǒng)所需的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行分析，從教師、學(xué)生、管理者三個(gè)層面的需求出發(fā)，根據(jù)智慧教室各模塊需要實(shí)現(xiàn)的功能，選擇、設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境架構(gòu)，保證學(xué)生可高效地在線學(xué)習(xí)，教師可流暢地在線指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)師生可無障礙交流互動(dòng)，管理者可實(shí)時(shí)掌握師生互動(dòng)情況。

關(guān)鍵詞：智慧教室;網(wǎng)絡(luò)環(huán)境;搭建

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）11-0032-02

0 引言

怎樣的教室才能達(dá)到真正意義上的智慧教室，目前尚未有明確的定義，每個(gè)高校對(duì)其理解都不一樣。智慧教室均配置了多種智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代媒體技術(shù)以供教學(xué)使用的物理空間和信息空間[1]。不同的學(xué)校根據(jù)學(xué)生的能力、層次水平建有不同的智慧教室模式，不同的智慧教室場(chǎng)景。智慧教室場(chǎng)景的搭建需通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)萬物物聯(lián)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源互動(dòng)。

目前，簡(jiǎn)單的智慧教室模式就是在原有的多媒體教室的基礎(chǔ)上加入視頻監(jiān)控以及遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制多媒體設(shè)備。復(fù)雜的智慧教室就是將教室的教室基礎(chǔ)設(shè)施（如燈、電動(dòng)窗簾、空調(diào)等）集中物聯(lián)管控、教室互動(dòng)教學(xué)、教學(xué)數(shù)據(jù)分析以及教學(xué)錄播融為一體，融入考勤管理、資產(chǎn)管理、視頻監(jiān)控以及遠(yuǎn)程監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)教學(xué)的智能互動(dòng)。

在智慧教室沒有標(biāo)準(zhǔn)模型前，大部分高校主要是利用物聯(lián)管控、錄播技術(shù)、云課堂技術(shù)實(shí)現(xiàn)課內(nèi)外互動(dòng)式教學(xué)地模式搭建智慧教室。同時(shí)利用對(duì)智慧教室進(jìn)行裝修裝飾，通過視覺感官，讓學(xué)生在舒適的環(huán)境下愉快地學(xué)習(xí)。

1 智慧教室的應(yīng)用現(xiàn)狀

為了培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代的創(chuàng)新型人才，國(guó)內(nèi)大學(xué)一直都在探索新教學(xué)模式，今天的高等教育也進(jìn)入了信息化改革高速發(fā)展的時(shí)期。隨著新信息技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，適合師生互動(dòng)式教學(xué)的教室解決方案層出不窮。眾多高校均以自己的模式建立了不同的智慧教室，都在向智能化教學(xué)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與轉(zhuǎn)變[2]，但是在實(shí)際建設(shè)與應(yīng)用中，出現(xiàn)了以下問題。

（1）設(shè)備穩(wěn)定性以及冗余的問題。智慧教室將多種設(shè)備集成在一個(gè)系統(tǒng)中，設(shè)備相對(duì)比較雜，而能滿足該子功能的設(shè)備比較多，不同廠家的設(shè)備融合過程中對(duì)接測(cè)試做得不夠，可能會(huì)造成不同設(shè)備之間出兼容性問題，可能出現(xiàn)設(shè)備穩(wěn)定性差的問題。不同的廠家提供的設(shè)備的堆疊，可能會(huì)造成設(shè)備的眾多以及性能的冗余，這樣不僅帶了資金的浪費(fèi)還給統(tǒng)一的管理和維護(hù)帶來困難。

（2）智慧教室部分模塊實(shí)用性低，與教學(xué)業(yè)務(wù)脫節(jié)。智慧教室部分模塊利用率不高。在我們調(diào)研的高校中，不少高校反映物聯(lián)網(wǎng)管控基礎(chǔ)設(shè)施在整個(gè)智慧教室的模塊中性價(jià)比最低?；A(chǔ)設(shè)施的開啟頻率高，控制模塊啟停頻率高時(shí)，設(shè)備容易報(bào)錯(cuò)?；A(chǔ)設(shè)施的物聯(lián)管控模塊成本高，維修成本也高，且對(duì)于互動(dòng)式教學(xué)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣意義不大。

（3）智慧教室投入成本高，大規(guī)模地推廣比較困難。舒適的環(huán)境的確能讓師生賞心悅目，故不少高校以樣板間的標(biāo)準(zhǔn)來建設(shè)智慧教室，一方面要投入大量資金用于教室的裝飾裝潢，另一方面，智慧教室的各類軟硬件投入也高，一間樣板間的整體投入可達(dá)百萬元已經(jīng)是常態(tài)。故目前各高校均以嘗試地模式試點(diǎn)智慧教室，不斷探索中吸取經(jīng)驗(yàn)后才能逐漸推廣。[1]

（4） 智慧教室使用門檻教高，對(duì)教師信息化素養(yǎng)和信息化教學(xué)能力要求高。智慧教室建成后，教室均需要接受專業(yè)的智慧教室使用培訓(xùn)，培訓(xùn)更多的在硬件使用上，而硬件配套的軟件，以及各類平臺(tái)系統(tǒng)的使用非常復(fù)雜，要求教室能全身心投入到鉆研中，加大了教師的學(xué)習(xí)、使用成本。這樣會(huì)讓教師覺得智慧教室的使用時(shí)一個(gè)高時(shí)間成本事件，故存在智慧教育系統(tǒng)利用不充分的情況，構(gòu)建簡(jiǎn)易融合的解決方案尤為重要。

基于以上問題，我們研究搭建了一套智慧教室網(wǎng)絡(luò)模型，保障各環(huán)節(jié)流暢運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 智慧教室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的體系架構(gòu)

傳統(tǒng)的智慧教室一般含有電腦主機(jī)、交換機(jī)、中控、音視頻切換設(shè)備、錄播設(shè)備以及功放等，這些設(shè)備模塊大多來自不同廠家，將多種設(shè)備模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)物聯(lián)、控制。智慧教室是一個(gè)多種技術(shù)融合應(yīng)用的綜合場(chǎng)所[3]，本文研究的載體是集這些設(shè)備于一體的智能控制主機(jī)，他采取模塊化設(shè)計(jì)，按需選配，各子模塊均可提供獨(dú)立部署形態(tài)。該主機(jī)簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)布線，簡(jiǎn)化了部署方案，投資成本以及部署的人工成本都大大降低。

智能控制主機(jī)功能圖如圖1，用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)全新的教室模式[4]，根據(jù)自身需求，選擇模塊搭建智慧教室，本文研究的完整智慧教室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境架構(gòu)見圖2。簡(jiǎn)易融合的智慧教室網(wǎng)絡(luò)環(huán)境讓教師、管理者易于掌控，實(shí)現(xiàn)了IT環(huán)境極簡(jiǎn)部署、高效運(yùn)維，IT工具合理利用，空間、技術(shù)深度融合，教學(xué)應(yīng)用上手即用的智慧教室方案。

3 結(jié)語

以《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》和《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018-2022年）》為指導(dǎo)，以互聯(lián)網(wǎng)為載體，以學(xué)生、老師、家長(zhǎng)及行政管理隊(duì)伍應(yīng)用現(xiàn)代教育技術(shù)的意識(shí)和能力目標(biāo)，搭建集教學(xué)資源、智能教學(xué)設(shè)備、學(xué)習(xí)平臺(tái)為一體的新開放、互動(dòng)、共享的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境-智慧教室，嘗試“教”與“學(xué)”的變革已經(jīng)迫在眉睫。

各學(xué)校智慧教室的搭建，一定要基于需求出發(fā)，基于學(xué)生層次出發(fā)，不能盲目的跟從，一定要量力而行，采取先點(diǎn)后面的推廣模式，讓智慧教室真正的高效地運(yùn)用于教學(xué)、管理中。

參考文獻(xiàn)

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