多媒体智慧教室建设解决方案

姜毅

摘 要：随着科学技术的飞快发展、新媒体的不断引入，智慧学习时代已经到来。智慧教室，一种典型的智慧学习环境的设计与应用已经得到广泛关注。论文通过分析构建智慧教室的需求，介绍智慧教室的建设目标、技术解决方案、建设的内容及要求。

关键词：智慧教室 云平台 资源管理 大数据

中图分类号：G40.057 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）05（b）-0133-02

随着学校智慧校园建设、信息化建设工作的推进，利用多媒体设备进行授课已经越来越受到师生们的青睐，甚至有些专业的课程教学已离不开多媒体教室的使用，因而教室的使用率空前提高。而且随着学校大数据平台的建设推进，也迫切需要搜集更多的多媒体教室使用数据，以便于做出精准的大数据分析，用于日常的管理和调度，提高对多媒体教室的使用率和教学反馈。同时在多媒体教学手段上，老师对各类工具和软件的应用要求越来越多，如何方便快捷地把教学软件与现有多媒体设备融为一体，为教学更好地服务也已经变得更为迫切。

1 背景分析

课堂教学是学生系统学习知识的重要渠道。如何在教学过程中增强老师与学生之间的互动，是提高教学效果的关键。现如今的传统教学中，学生考勤、师生问答、课堂测试等都存在许多需要改进的地方。传统考勤，是用纸质的签到表，若是老师监管不严，就经常会出现学生代签的状况，并且对签到结果的统计也非常不方便；教学过程中的师生问答互动，往往都是教师对学生提出简单的疑问，会的学生举手并口头回答，不能获得准确的数据分析，教师只能根据个别学生回答问题的情况来判断全班学生对教学内容掌握的程度，没有准确的数据，就无法对数据进行分析、挖掘、统计，无法更好地掌握学生的学习动态。为了改变这种状况，基于互联网+时代大数据的新型智慧教室系统应运而生。作为一种新型的教育形式，智慧教室给教育行业带来了新的发展方向。

2 建设目标

智慧教室实现了集中管控与分级管理、教育资源管理云平台、课堂互动、实时考勤与反馈、大数据平台分析五大功能。多媒体教学环境具备完善的功能、先进的系统，稳定性与拓展性强，能够充分利用网络资源，达到真正的资源共享和教学管理一体化。同时，引入互联网+时代大数据通过对教室设备、教学管理、学生管理等方面数据为教学质量行为提供数据分析，通过分析找到解决方案，从而培养学生的学习兴趣，提高学习效率，发展他们的个性和特长。根据整体规划，主要完成以下目标。

（1）建立一套云教育资源管理平台，用于全校师生共同使用，实现校内各个专业资源共享、网上备课、虚拟实训室、在线教学、教学远程辅导平台等功能。

（2）建立先进的多媒体设备管理系统：通过网络控系统对教师机、投影、电子白板、功放系统、视频系统、门禁系统等智能管理。同时对接教务系统实现自动排课、固定资产管理、远程维护等功能。建立控制中心实现教学质量管理及设备运维管理。

（3）校园广播系统：通过IP网络广播实现教室对讲、英语等级听力考试广播、应急广播等功能。

（4）对多媒体教学设备进行更换：每个教室配置全新的激光投影机、电子白板、搪瓷白板等方便老师书写及利用电子白板工具进行教学，减少设备故障，提高教室使用率。

（5）基于大数据的智慧多媒体应用。

3 建设内容

3.1 智慧教室建设的技术解决方案

3.1.1 实现集中管控，分级管理

由于学校多媒体教室数量庞大，但目前管理维护的人员少，教室分布广，所以要充分考虑多媒体教室的网络化集中管理、控制和维护问题；同时在各教学点建立分控室，方便日常维护及快速故障处理。在设备使用过程中出现问题可以通过IP对讲系统进行呼叫。分控室可对所管辖的教室的控制力度加强，维护更加简易化，从设备基础信息、状态报告、统计分析、远程协助、远程升级、远程开关等多方面实现控制。

3.1.2 采用先进技术满足互联网+时代背景下的教育教学要求

每个教室均配置激光投影机、搪瓷白板搪瓷电子白板。激光投影机可减少灯泡故障。搪瓷白板可用于老师教学板书的要求，采用水性笔方式环保卫生。在电子白板中也采用搪瓷技术可防止电子白板被水性笔误划时方便擦除。利用电子白板自带软件实现“拖、拉、拽、写”等操作，软件自带多学科资源库，包含了语文、数学、英语、物理、化学等各学科资源，同时可自定义增减资源，包含静态资源素材，又包含各种动态资源，可进行化学物理实验演示、数学公式、函数演示。

3.1.3 单个多媒体教室的解决方案要简单、稳定、可靠

由于智慧教室牵涉到的多媒体设备数量、种类较多，所以要求整个系统解决方案能够尽可能简单，系统稳定，运行可靠；可以采用刷卡及远程开机方式，上课时可一键式开启电脑、投影、功放、电子白板、话筒等方便老师使用，避免遥控器找不到及没有电池等问题。在下课时只需将中控桌关闭，设备将自动关机，实现关门即走。系统将自动关闭所有设备，避免野蛮关機损坏设备。

3.1.4 整个系统网络管理功能要求功能强大、稳定、实用

由于每个学校的多媒体教室数量很多，要充分考虑学校多媒体教室管理人员的工作强度，要求多媒体系统解决方案的管理功能突出、强大，并且能够通过网络远程进行管理，降低管理人员的工作强度。

3.2 智慧教室建构理念

总体上，利用先进的多媒体技术对教学过程中生成的大数据，进行挖掘和分析，提炼出智慧教学先进的教学评价模型和方法，整个数据分析过程自动化，并且可以根据用户的需求实时反馈分析结果。具体要求如下。

3.2.1 实现课堂授课形式的变革

（1）在云端智慧教室中，教师不再单纯地站在讲台上讲课，不再使用讲台与黑板，而是将教室的课桌椅以小组讨论的方式进行摆放，直接面向学生教学并随时融入小组讨论。

（2）教师可以通过手中的手机、PAD等任意移動终端，实现书写并向教室内的大屏幕投射终端设备的屏幕内容，教师常用的PPT课件不仅是一张张的翻页展示，而是可以进行任意的标注、手写、推演等。·

（3）采用共享型专业教学资源库云综合平台提供教学资源和专业网络教学服务。对校内不同专业的教学资源进行集中统一管理，从而实现资源共享。构建网络教学与自主学习的环境平台，为各专业不同层次的技能人才搭建终身学习体系。

3.2.2 实现课堂师生实时考勤与反馈

通过智能终端采集学生上课信息、实现学生实时考勤，并可通过大数据分析对班级学生上课到堂率监控预警。实时了解学生动态。

3.2.3 实现班级到堂率和成绩关联分析，助推教学和学风建设

平台软件能够对老师和学生上课时的刷卡纪录进行汇总，能够自动生成考勤管理列表，可以对每个班级的到课人数进行统计分析，也可以分析某个学生的到堂率及和成绩的关联。

3.2.4 实现利用大数据平台开展课堂观察与质量监控

利用大数据建立课堂观察及远程听课，这是一个全新的协作式、多点互动、立体式的网上教学听评课平台。在授课教师授课时，远程听课的教师通过对教师提问、学生回答所记录的打点的形式形成的数据来反映教师的教学行为、学生的学习情况，它可以有效地节约教学管理与教学研究的时间和成本，并为课堂教学资源的深度开发提供有效支持，实现高质量的远程操控网络课堂教学研究。

3.2.5 实现利用大数据提供教学评价数据的分析

采集到数据以后，通过先进的数据挖掘和分析技术来提取教学过程中产生的各种信息数据，从而提炼出更深层次的知识需求，应用到学生的教学评价当中。

例如对历次试题答题情况进行聚类分析，从结果中发现A学生多次解答难度高的题目正确率高，而难度低的题目错误率高，可以判断A学生可能是因为答题粗心，那么就要对其进行相关的辅导；再如对教学中的知识点进行归因分析，如B知识学生难以理解，是因为A知识点没学好，那么应当先解决A知识点的学习问题等。

3.2.6 实现基于大数据的设备设施管理

通过将多媒体中控系统与大数据平台结合，可对每个教室的设备使用情况、故障统计分析，得出教室使用率、空置率、设备使用情况等并进行分析，给管理者提供排课、设备维护。

可以对学校的就职人员信息、考勤、后勤、固资、课表等信息进行登记管理，与学校原有的考勤系统、固资系统、排课系统等做对接，实现设备在线管理和在线排课等功能。

3.2.7 建立教学管理的可视化云控制中心

建议采用各高校原有标准化考试系统监控室进行改造后成为主控中心，同时利用校园网将多媒体设备管理系统、实时通讯系统、视频监控系统、运维管理系统、门禁刷卡系统集中在控制中心，通过视频和大数据管理平台对教学行为进行管理。同时在每个区域建立分控中心主要用于设备管理及远程维护。

4 结语

随着智慧应用在校园的绽放，基于云平台、资源共享、时代大数据等新型信息技术的智慧教室，旨在构建培养学生的创新、研究能力的新型智慧学习环境。在智慧教室中，现实空间与网络的相互融通，充分发挥了教师的主导作用与学生的主体作用，整个教学、学习与创新活动的过程都将为学校开展教学科研活动提供分析评价，通过大数据挖掘、分析，最终构建出一个面向未来创新人才培养需求和教育教学改革需要的新型智慧教室。

参考文献

[1] 李葆萍，周颖.基于大数据的教学评价研究[J].现代教育技术，2016，26（6）：5-12.