藝術(shù)高校智慧教室的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究

馮煒

【摘要】在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和藝術(shù)高校積極推進(jìn)教育改革背景下，促進(jìn)了藝術(shù)高校智慧教育轉(zhuǎn)型，有利于全面提升教學(xué)質(zhì)量?；诖?，本文從藝術(shù)高校智慧教室的概念和特征入手，討論智慧教室的建設(shè)原則，并分析藝術(shù)高校智慧教室的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)，希望對相關(guān)研究帶來幫助。

【關(guān)鍵詞】藝術(shù)高校;智慧教室;物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

1. 智慧教室的概念和特征

在現(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)得到了廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)智慧教室也應(yīng)運(yùn)而生。智慧教室就是以多媒體技術(shù)為載體，把智慧服務(wù)用于教學(xué)活動當(dāng)中，進(jìn)而讓軟件和硬件有機(jī)結(jié)合，通過改造和重建傳統(tǒng)教室的基礎(chǔ)設(shè)施以及網(wǎng)絡(luò)等，打造新型智能教室空間，推動藝術(shù)高校轉(zhuǎn)變教學(xué)結(jié)構(gòu)，以此提升教學(xué)質(zhì)量。物聯(lián)網(wǎng)智慧教室是未來教育以及知識資源共享的有效手段，有利于為學(xué)生提供更為完善的知識體系，提升教育管理水平。智慧教室的建設(shè)需要結(jié)合教學(xué)實(shí)際活動需求，然后提供智能性的應(yīng)用服務(wù)。

相較于傳統(tǒng)的多媒體教室，智慧教室中的硬件和軟件設(shè)施更加齊全，有利于學(xué)習(xí)資源共享，促進(jìn)師生互動，同時還能加強(qiáng)情景感知，滿足教室一體化管理。此外，打造智慧教室便于師生互動，完善教學(xué)模式。通過本地教室觸屏操作能夠?qū)淌覂?nèi)部全部的設(shè)備、電源和信號控制，還能夠借助遠(yuǎn)程集控管理平臺達(dá)到控制目標(biāo)。

2. 智慧教室的建設(shè)原則

對于建設(shè)原則來講，主要是結(jié)合當(dāng)前的教學(xué)需要從多終端共同學(xué)習(xí)、多媒體共享、可視化管理、跨端互動出發(fā)，全面提升智慧教室的互動性、可靠性、先進(jìn)性和易擴(kuò)展性。具體說來：從互動性的角度講，主要體現(xiàn)在智慧教室不受時空限制，滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及課堂討論需要;對于可靠性來講，通過教學(xué)硬件的利用可以和現(xiàn)有平臺無縫連接，以此促進(jìn)師生互動;先進(jìn)性主要體現(xiàn)在硬件模塊化以及軟件開源化的利用，有利于和其它設(shè)備對接，對更多應(yīng)用功能利用;易擴(kuò)展性就是系統(tǒng)更新過程中減少浪費(fèi)，通過軟件模板添加滿足不同管理需求。

3. 藝術(shù)高校智慧教室建設(shè)的重要性

3.1 有利于推動教育改革

在信息技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛用于教育教學(xué)領(lǐng)域，轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。在藝術(shù)高校智慧教室打造過程中，教師可將準(zhǔn)備好的課件上傳到云平臺，學(xué)生通過個人賬號即可登錄到學(xué)校云平臺，滿足課件預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)需要。與此同時，當(dāng)前青年一代習(xí)慣了利用信息化手段學(xué)習(xí)，藝術(shù)高校的智慧課堂建設(shè)能夠繼續(xù)滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。此外，智慧教室本身是全新的課堂教學(xué)模式，借助現(xiàn)代化教學(xué)手段可將資產(chǎn)管理、人員考勤、教學(xué)工作、遠(yuǎn)程控制相結(jié)合，減輕了教師的教學(xué)壓力。

3.2 有利于轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

在開展藝術(shù)高校教學(xué)活動時，通過合理設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)有利于教師把握整體教學(xué)質(zhì)量，提升教學(xué)效率。而當(dāng)前的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計中依舊存在著教學(xué)模式單一化問題，也不利于教師統(tǒng)計學(xué)生信息和掌握學(xué)習(xí)情況。智慧教室的建設(shè)可以有效解決以上問題，通過利用智能講臺、智能觸控膠一體機(jī)、電子白板等現(xiàn)代化教學(xué)儀器和設(shè)備教學(xué)，并且智慧教室當(dāng)中的多種智能工具具有智能簽到和統(tǒng)計功能，有利于教學(xué)工作的順利開展。

4. 智慧教室建設(shè)構(gòu)架

4.1 智慧教室的建設(shè)

智慧教室的網(wǎng)絡(luò)層主要借助自動分配無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)搭建，以此對教室全覆蓋，并且利用有線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)路由器滿足有線及無線的雙層網(wǎng)絡(luò)層打造。在平臺層構(gòu)建方面把多種傳感器配件接入物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)平臺，并且通過無線網(wǎng)絡(luò)可以訪問智慧教室、物聯(lián)網(wǎng)平臺。

4.2 智慧教室系統(tǒng)

4.2.1 教學(xué)系統(tǒng)

在教學(xué)系統(tǒng)當(dāng)中主要由電子白板、觸控投影機(jī)、監(jiān)聽設(shè)備、問答設(shè)備、麥克與音箱組成，能夠取代傳統(tǒng)的黑板教學(xué)，有效保證了教學(xué)立體化。

4.2.2 顯示系統(tǒng)

該系統(tǒng)由LED面板拼接而成，主要放在電子白板上方，能夠顯示教學(xué)信息以及出勤率等相關(guān)信息。

4.2.3 考勤系統(tǒng)

考勤系統(tǒng)主要是對學(xué)生出勤情況分析，還具有安全監(jiān)督功能和遠(yuǎn)程控制功能。

4.2.4資產(chǎn)管理系統(tǒng)

資產(chǎn)管理系統(tǒng)主要是對教室內(nèi)部的物資進(jìn)行配套管理，需要將教室內(nèi)重要物資貼上射頻標(biāo)簽，進(jìn)而在設(shè)備出入教室得到相關(guān)人員授權(quán)。

4.2.5 燈光控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由門窗控制器、光傳感器等部件構(gòu)成，能夠智能化感知人員在教室的情況，以此控制光線，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

4.2.6空調(diào)控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)涵蓋電源控制以及干濕度控制等軟件和硬件，主要滿足于教室的溫度、濕度調(diào)節(jié)。

4.2.7 通風(fēng)系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由含氧量感應(yīng)器和排氣扇組成，以此滿足教室內(nèi)部空氣的自我調(diào)節(jié)。

5. 藝術(shù)高校智慧教室的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)

5.1 教學(xué)管理系統(tǒng)

5.1.1 在藝術(shù)創(chuàng)作環(huán)節(jié)進(jìn)行智能語音錄像以及存儲播放

在智慧教室當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)錄音錄像需要將攝像頭安裝在教室當(dāng)中，然后通過智能軟件控制攝像頭。此外，智能軟件可以采集聲音信息，對投影儀觸控屏幕進(jìn)行操控，將采集的音頻和視頻數(shù)據(jù)保存，然后上傳到資源平臺，達(dá)到信息共享的目標(biāo)。比如教師可借助智慧教室當(dāng)中錄制微課的功能，然后把課堂中精彩的部分上傳到資源平臺上，如果學(xué)生未能掌握某個知識點(diǎn)可以隨時下載觀看。此外，教師也可以與其他教師交流優(yōu)秀的備課資源，逐漸提升自身的教學(xué)水平。

5.1.2 藝術(shù)創(chuàng)作過程的考勤智能監(jiān)測

在智慧教室系統(tǒng)當(dāng)中，通過錄播系統(tǒng)能夠全程監(jiān)控學(xué)生的課堂表現(xiàn)，主要利用學(xué)生證識別、指紋識別、人臉識別等手段記錄學(xué)生考勤情況，并且智慧教室當(dāng)中的錄播系統(tǒng)可以對某個日期的信息進(jìn)行整合，以表格形式呈現(xiàn)學(xué)生某段時間整體情況。教師通過學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計表分析，掌握學(xué)生出勤率，有利于提升課堂管理水平。

5.1.3 藝術(shù)創(chuàng)作過程的同步移動設(shè)備

在智慧教室當(dāng)中可以借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動設(shè)備和桌面同步，教師可以在手機(jī)上下載授課助手，然后與多媒體、電腦或者手機(jī)連接，使得教學(xué)過程中教師利用手機(jī)控制桌面，并且及時檢查學(xué)生學(xué)習(xí)情況，滿足個性化教學(xué)需求。

5.1.4 藝術(shù)創(chuàng)作過程的多元化評價

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持下載智慧教室還具有智能考試以及學(xué)生評價等功能，比如完成教學(xué)任務(wù)后可利用智慧教室自動生成試卷，以此盡快掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。為了方便學(xué)生作答，試卷不僅支持學(xué)生手寫，并且能夠保存軌跡。隨著試卷的保存，后臺評分軟件自動打分，便于教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，優(yōu)化課堂教學(xué)模式。

5.2 物聯(lián)網(wǎng)智慧教室的建設(shè)思路

5.2.1 多媒體教學(xué)設(shè)備的集中管理

現(xiàn)如今，多媒體設(shè)備在藝術(shù)高校教育教學(xué)中得到了廣泛引用，有效解決了傳統(tǒng)教育教學(xué)方式固定、內(nèi)容單一等問題，推動了新時期的教育改革。目前部分藝術(shù)高校利用集中管理式方法和分布式部署模式打造了物聯(lián)網(wǎng)智慧教室，可以避免多媒體教室實(shí)踐中的設(shè)備應(yīng)用頻率高、負(fù)載重問題，滿足了對全部媒體教室的遠(yuǎn)程控制和管理需要。在智慧教室創(chuàng)建過程中，關(guān)鍵在于利用智能終端管理單元以及智能教師單元系統(tǒng)打造前端智能控制系統(tǒng)，以此遠(yuǎn)程控制智能單元，確保網(wǎng)絡(luò)中斷情況下正常使用客戶端。通過桌面云部署教室PC端，然后借助底層硬件資源和中間層虛擬化資源打造虛擬桌面模式。在實(shí)踐虛擬化桌面的過程中需要對服務(wù)器端計算功能加以利用，以此節(jié)約資源。

5.2.2 遠(yuǎn)程喚醒和自動開啟

傳統(tǒng)的多媒體教室當(dāng)中，很多設(shè)備需要教室自動開關(guān)機(jī)。而智慧教室下可以通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程喚醒，縮短電腦和其它設(shè)備開關(guān)機(jī)時間。在智慧教室管理模式下，可以結(jié)合教務(wù)處實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，合理進(jìn)行課表安排，確保每節(jié)課開始前統(tǒng)一開啟設(shè)備。

5.2.3 監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行和耗電情況

智能教室有效彌補(bǔ)了多媒體教學(xué)中存在的不足，還可以解決中控連線多問題，便于對智能教室設(shè)備維護(hù)和管理。與此同時，教師通過后臺智慧教室管理軟件能夠監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，這一過程中進(jìn)入管理界面即可掌握設(shè)備開啟以及能耗情況，如果相關(guān)設(shè)備運(yùn)行存在問題監(jiān)控設(shè)備立即發(fā)出警報，便于第一時間開展維護(hù)工作。此外，智慧教室運(yùn)行過程中如果出現(xiàn)更換教室情況也可以利用后臺軟件及時傳輸課件，無需使用其他設(shè)備，這一過程中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以讓智慧教室以及供電系統(tǒng)密切連接，全程控制教學(xué)設(shè)備的電源使用情況，有效掌握設(shè)備用電時間。

5.2.4 教室環(huán)境全天候監(jiān)督管理

智慧教室可以對教室的各種教學(xué)設(shè)備加以控制，還能夠管理教室門窗、燈、風(fēng)扇、空調(diào)。在打造智慧教室的過程中需要將計算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、傳感器等先進(jìn)技術(shù)加以利用，以此打造更加舒適的教室環(huán)境，為教學(xué)活動開展提供良好條件。

6. 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對諸多行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了積極影響，新時期需要利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造智慧教室，進(jìn)而在藝術(shù)高校教學(xué)和管理中發(fā)揮積極作用，對多媒體設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控和維護(hù)需要，最終促進(jìn)藝術(shù)高校教學(xué)活動高質(zhì)量開展。

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