基于智慧教室的網絡環(huán)境的搭建與應用

余秋蘭

摘要：文中主要圍繞智慧教室系統(tǒng)所需的網絡環(huán)境進行分析，從教師、學生、管理者三個層面的需求出發(fā)，根據(jù)智慧教室各模塊需要實現(xiàn)的功能，選擇、設計合理的網絡環(huán)境架構，保證學生可高效地在線學習，教師可流暢地在線指導，實現(xiàn)師生可無障礙交流互動，管理者可實時掌握師生互動情況。

關鍵詞：智慧教室;網絡環(huán)境;搭建

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）11-0032-02

0 引言

怎樣的教室才能達到真正意義上的智慧教室，目前尚未有明確的定義，每個高校對其理解都不一樣。智慧教室均配置了多種智能技術、網絡技術等現(xiàn)代媒體技術以供教學使用的物理空間和信息空間[1]。不同的學校根據(jù)學生的能力、層次水平建有不同的智慧教室模式，不同的智慧教室場景。智慧教室場景的搭建需通過網絡實現(xiàn)萬物物聯(lián)，通過網絡平臺實現(xiàn)資源互動。

目前，簡單的智慧教室模式就是在原有的多媒體教室的基礎上加入視頻監(jiān)控以及遠程監(jiān)控技術，通過網絡實現(xiàn)遠程控制多媒體設備。復雜的智慧教室就是將教室的教室基礎設施（如燈、電動窗簾、空調等）集中物聯(lián)管控、教室互動教學、教學數(shù)據(jù)分析以及教學錄播融為一體，融入考勤管理、資產管理、視頻監(jiān)控以及遠程監(jiān)控功能實現(xiàn)教學的智能互動。

在智慧教室沒有標準模型前，大部分高校主要是利用物聯(lián)管控、錄播技術、云課堂技術實現(xiàn)課內外互動式教學地模式搭建智慧教室。同時利用對智慧教室進行裝修裝飾，通過視覺感官，讓學生在舒適的環(huán)境下愉快地學習。

1 智慧教室的應用現(xiàn)狀

為了培養(yǎng)適應新時代的創(chuàng)新型人才，國內大學一直都在探索新教學模式，今天的高等教育也進入了信息化改革高速發(fā)展的時期。隨著新信息技術如物聯(lián)網、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)等技術在教學中的應用，適合師生互動式教學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，都在向智能化教學結構的調整與轉變[2]，但是在實際建設與應用中，出現(xiàn)了以下問題。

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

（2）智慧教室部分模塊實用性低，與教學業(yè)務脫節(jié)。智慧教室部分模塊利用率不高。在我們調研的高校中，不少高校反映物聯(lián)網管控基礎設施在整個智慧教室的模塊中性價比最低。基礎設施的開啟頻率高，控制模塊啟停頻率高時，設備容易報錯。基礎設施的物聯(lián)管控模塊成本高，維修成本也高，且對于互動式教學，提高學生學習興趣意義不大。

（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準來建設智慧教室，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百萬元已經是常態(tài)。故目前各高校均以嘗試地模式試點智慧教室，不斷探索中吸取經驗后才能逐漸推廣。[1]

（4） 智慧教室使用門檻教高，對教師信息化素養(yǎng)和信息化教學能力要求高。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，培訓更多的在硬件使用上，而硬件配套的軟件，以及各類平臺系統(tǒng)的使用非常復雜，要求教室能全身心投入到鉆研中，加大了教師的學習、使用成本。這樣會讓教師覺得智慧教室的使用時一個高時間成本事件，故存在智慧教育系統(tǒng)利用不充分的情況，構建簡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絡模型，保障各環(huán)節(jié)流暢運行運轉。

2 智慧教室網絡環(huán)境的體系架構

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

智能控制主機功能圖如圖1，用戶可通過互聯(lián)網建設全新的教室模式[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絡環(huán)境架構見圖2。簡易融合的智慧教室網絡環(huán)境讓教師、管理者易于掌控，實現(xiàn)了IT環(huán)境極簡部署、高效運維，IT工具合理利用，空間、技術深度融合，教學應用上手即用的智慧教室方案。

3 結語

以《中國教育現(xiàn)代化2035》和《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案（2018-2022年）》為指導，以互聯(lián)網為載體，以學生、老師、家長及行政管理隊伍應用現(xiàn)代教育技術的意識和能力目標，搭建集教學資源、智能教學設備、學習平臺為一體的新開放、互動、共享的信息化學習環(huán)境-智慧教室，嘗試“教”與“學”的變革已經迫在眉睫。

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

參考文獻

[1] 何文濤，王亞萍，毛剛.智慧教室環(huán)境下協(xié)作學習的交互特征-基于IIS圖分析與社會網絡分析的視角[J].遠程教育雜志，2018（3）：75-83.

[2] 呂宣玲.高校物聯(lián)網智慧教室建設[J].技術與創(chuàng)新管理，2019（3）：390-393.

[3] 上官水雨，柳彩志.智慧教室的技術架構設計及面臨問題分析[J].中國教育技術裝備，2018（10）：7-10.

[4] 關長杰.基于互聯(lián)網環(huán)境的智慧教室建設研究[J].通訊世界，2018（3）：335-336.