一、智慧教室設(shè)計(jì)原則：
智慧教室項(xiàng)目是一項(xiàng)重要的系統(tǒng)工程，其設(shè)計(jì)的高可靠行、先進(jìn)性、合理性將對(duì)于今后學(xué)校的信息化管理和運(yùn)行產(chǎn)生極為重要的影響。智慧教室設(shè)計(jì)該遵循以下原則：
科大學(xué)智慧教室應(yīng)用解決方案.jpg "廣州醫(yī)科大學(xué)智慧教室應(yīng)用解決方案")
（一）、先進(jìn)型原則：保證所采用的設(shè)備和技術(shù)屬世界主流產(chǎn)品在相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域占有較高的用戶市場(chǎng)在相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面處于超越同行水平?？紤]到網(wǎng)絡(luò)和其他硬件系統(tǒng)設(shè)備長(zhǎng)期使用性所以在選擇網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和其他基礎(chǔ)設(shè)備的時(shí)候應(yīng)具有一定超前意識(shí)。
（二）、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性原則在保證智慧教室建設(shè)的先進(jìn)性、可靠性和高性能價(jià)格比的前提下，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到較大經(jīng)濟(jì)性的目的。能夠較大限度的滿足實(shí)際工作的需要把滿足智慧教學(xué)中的教學(xué)要求作為首要要素進(jìn)行考慮。
（三）、開(kāi)放性原則在基礎(chǔ)硬件設(shè)備方面應(yīng)支持符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)接口能夠與各網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)互通系統(tǒng)軟硬平臺(tái)應(yīng)具有良好的移植能力并要求統(tǒng)一平臺(tái)管理采用模塊化設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)API接口、靈活易擴(kuò)展適應(yīng)未來(lái)智慧教學(xué)新需求。
（四）、智慧教室的具體功能主要有：在學(xué)生考勤方面，通過(guò)掃描課程的二維碼起到簽到的作用。在課前預(yù)習(xí)方面，及時(shí)推送ppt到學(xué)生的手機(jī)端。在課堂學(xué)習(xí)上，可以發(fā)布測(cè)試題，檢查同學(xué)們對(duì)課堂內(nèi)容的掌握情況。同時(shí)，每個(gè)同學(xué)都可以把自己想要傳達(dá)的某些信息放在顯示大屏上。
應(yīng)用.jpg "智慧教室互動(dòng)應(yīng)用")
與傳統(tǒng)的常規(guī)教室相比，智慧教室把教學(xué)活動(dòng)的整個(gè)過(guò)程都納入了智慧系統(tǒng)里，包括課前、課中和課后各環(huán)節(jié)，對(duì)教學(xué)活動(dòng)全程參與，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)環(huán)境的智慧化和教學(xué)設(shè)備控制的智能化。教室里的所有設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)智能的管控，這樣就較大程度地提高了各種設(shè)備管控的效率和效果。從硬件方面來(lái)看，智慧教室里的桌椅都是可移動(dòng)的，可以擺放成適合小組討論等符合教學(xué)需要的形態(tài)，便于開(kāi)展個(gè)性化的、討論式的教學(xué)。
二、智慧教室主要功能：
1、環(huán)境監(jiān)測(cè)和管理:通過(guò)安裝在教室內(nèi)部的八合一傳感器(溫度、濕度、PM2.5、PM10、CO2濃度、甲醛、TVOC、光照度傳感器等)對(duì)教室環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)記錄,通過(guò)后臺(tái)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)教室環(huán)境的改善,也可以根據(jù)預(yù)先設(shè)置策略進(jìn)行智能控制。
2、教學(xué)過(guò)程錄制:通過(guò)安裝在教室內(nèi)的高清跟蹤攝像機(jī)對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化錄制和存儲(chǔ),云端管理平臺(tái)可以按照教師常規(guī)自動(dòng)錄制,或通過(guò)教室內(nèi)控制屏進(jìn)行手動(dòng)錄制。
3、教室集中設(shè)備控制:通過(guò)安裝在講桌里的智慧網(wǎng)絡(luò)中控,對(duì)教室內(nèi)教學(xué)設(shè)備(互動(dòng)教學(xué)一體機(jī)、投影、音響、電腦等)進(jìn)行統(tǒng)一控制,教師可以選擇一鍵開(kāi)關(guān)設(shè)備,也可以通過(guò)控制面板進(jìn)行單獨(dú)控制,從而降低設(shè)備操作復(fù)雜性。
用.jpg "智慧教室應(yīng)用")
4、教室管理:教室設(shè)備貼二維碼標(biāo)簽,教師通過(guò)手機(jī)二維碼掃描識(shí)別的方式進(jìn)行對(duì)教室設(shè)備進(jìn)行管理。
5、遠(yuǎn)程集中控制管理:系統(tǒng)管理平臺(tái)為B/S架構(gòu),可以通過(guò)遠(yuǎn)端登錄對(duì)每個(gè)教室內(nèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制,同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)教學(xué)樓的集中控制。
6、教學(xué)互動(dòng)管理:系統(tǒng)教學(xué)視頻課件通過(guò)云端進(jìn)行發(fā)布,學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí),對(duì)老師的課件進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和互動(dòng),老師可通過(guò)在線互動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)。
三、智慧教室的構(gòu)架：
一間完整、高效、性能優(yōu)良的智慧教室不僅是教育工作順利進(jìn)行的重要功能保障同時(shí)也是現(xiàn)代教學(xué)的重要組成部分。對(duì)于一個(gè)智能現(xiàn)代化的校園來(lái)說(shuō)需要有相應(yīng)規(guī)格的教學(xué)系統(tǒng)與之相適應(yīng)在方案設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到系統(tǒng)的先進(jìn)性、穩(wěn)定性、可靠性和可操作性、兼容性、安全性并且考慮到系統(tǒng)將來(lái)可能存在的升級(jí)要求及應(yīng)當(dāng)具有良好的可擴(kuò)容性及性能價(jià)格比并對(duì)可預(yù)期的技術(shù)發(fā)展作好充分的技術(shù)準(zhǔn)備。
（一）、智慧教室建設(shè)主要由以下系統(tǒng)構(gòu)成：
1、觸控顯示系統(tǒng)。
2、智能化課程錄播系統(tǒng)
3、擴(kuò)聲系統(tǒng)
4、互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)
5、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境控制系統(tǒng)
6、集中控制系統(tǒng)
7、虛擬教學(xué)系統(tǒng)
（1）、 觸控顯示系統(tǒng)
根據(jù)各個(gè)區(qū)域的不同應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)的顯示方式設(shè)計(jì)、計(jì)算和模擬論證確保畫(huà)面較佳的水平和垂直覆蓋滿足絕大部分觀眾的視角范圍沒(méi)有視像盲區(qū)。畫(huà)面的亮度參考國(guó)家對(duì)各種環(huán)境照度的規(guī)定結(jié)合各種文獻(xiàn)對(duì)較佳視像照度的推薦值和經(jīng)驗(yàn)所有設(shè)計(jì)指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)預(yù)期數(shù)值并根據(jù)智慧教室中教學(xué)互動(dòng)的重要環(huán)節(jié)加以觸控式教學(xué)設(shè)備輔助教學(xué) 根據(jù)以上要求我們?yōu)橛脩敉扑]：
用調(diào)試.jpg "智慧教室應(yīng)用調(diào)試")
大尺寸觸摸顯示屏教室前端壁掛一臺(tái)觸摸顯示屏用于主顯示及教師日常授課觸摸顯示屏為一體機(jī)架構(gòu)內(nèi)置電腦可以安裝日常教學(xué)軟件輔助教學(xué)教室兩側(cè)分別壁掛一臺(tái)觸摸顯示屏用于輔助顯示及學(xué)生演示時(shí)使用學(xué)生可以把自己的創(chuàng)意想法通過(guò)該顯示屏分享給其他學(xué)生。
無(wú)線HDMI發(fā)射系統(tǒng)
配備無(wú)線HDMI發(fā)射系統(tǒng)利用該系統(tǒng)內(nèi)置的高速視頻采集壓縮技術(shù)教師可以通過(guò)手機(jī)\PAD等移動(dòng)終端設(shè)備的拍照功能進(jìn)行視頻特寫(xiě)鏡頭采集顯示給學(xué)生就可以應(yīng)用無(wú)線HDMI發(fā)射系統(tǒng)利用手機(jī)攝像頭進(jìn)行特寫(xiě)拍攝并時(shí)時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生。
（2）、 智能化課程錄播系統(tǒng)
利用視音頻記錄技術(shù)完整記錄課堂的教學(xué)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)播放和課后回放。課堂教學(xué)活動(dòng)包括老師、學(xué)生的圖像與聲音教師的計(jì)算機(jī)課件、板書(shū)等信息。錄播系統(tǒng)具有數(shù)字化、控制的自動(dòng)化、傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)使用者也從專(zhuān)業(yè)的電教教師轉(zhuǎn)向普通教師系統(tǒng)集成了電影、雙流、遠(yuǎn)程三種記錄方式、自動(dòng)發(fā)布平臺(tái)、點(diǎn)播直播二種播出方式。
用.jpg "智能教室攝像頭應(yīng)用")
系統(tǒng)分手動(dòng)與自動(dòng)兩部分。自動(dòng)部分實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守自動(dòng)記錄課堂教學(xué)過(guò)程確保操作簡(jiǎn)單和常態(tài)實(shí)現(xiàn)有效和量產(chǎn)的視頻案例手動(dòng)部分用后臺(tái)手工方式記錄課堂的亮點(diǎn)和特色實(shí)現(xiàn)有個(gè)性化的視頻案例和精品課程。系統(tǒng)采用專(zhuān)業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化控制技術(shù)提供豐富的特技效果和強(qiáng)大的記錄、編輯、點(diǎn)播、直播、遠(yuǎn)程教學(xué)、發(fā)布等軟件實(shí)現(xiàn)高清晰的畫(huà)面和音視頻同步輸出的收視效果。
視頻采集攝像頭
在教室前端兩側(cè)各吸頂一臺(tái)攝像頭用于學(xué)生畫(huà)面采集采用高清hd-SDI\HDMI信號(hào)保證高清信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)支持后臺(tái)控制攝像頭推拉搖移放大縮小等 在教室后端中部布置一臺(tái)攝像頭用于教師跟蹤及課堂全景記錄采用高清hd-SDI\HDMI信號(hào)保證高清信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)支持后臺(tái)控制攝像頭推拉搖移放大縮小等后置攝像頭同時(shí)具備跟蹤功能。
（3）、 擴(kuò)聲系統(tǒng)
錄播.jpg "智能教室互動(dòng)錄播")
充分考慮到系統(tǒng)今后的使用方式及使用功能重點(diǎn)側(cè)重于語(yǔ)言清晰度、傳聲增益、音樂(lè)重放音質(zhì)以及方便的操作性和靈活的功能轉(zhuǎn)換等方面。系統(tǒng)中音箱的分布采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)力求聲場(chǎng)覆蓋均勻整齊美觀選用優(yōu)良的音箱和功率放大器及其專(zhuān)用處理器具有多重控制及保護(hù)功能確保系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。
揚(yáng)聲器的選擇應(yīng)該是以應(yīng)用為前提結(jié)合主觀音色、物理技術(shù)指標(biāo)兩個(gè)主要技術(shù)條件進(jìn)行選擇。從技術(shù)上來(lái)看物理技術(shù)指標(biāo)高并不代表音色好音色好的音箱相對(duì)來(lái)講物理技術(shù)指標(biāo)會(huì)高一點(diǎn)而在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度來(lái)看物理技術(shù)指標(biāo)高并不代表價(jià)格會(huì)貴音色好的音箱價(jià)格肯定會(huì)很貴揚(yáng)聲器選擇應(yīng)該是以應(yīng)用為前提的解析就是去平衡這兩個(gè)參數(shù)選擇。對(duì)于本系統(tǒng)來(lái)講擴(kuò)聲系統(tǒng)主要用于語(yǔ)言擴(kuò)聲因此需要有較高的語(yǔ)言清晰度。
模擬調(diào)音臺(tái)對(duì)教室內(nèi)的信號(hào)源進(jìn)行處理
無(wú)線手持話筒用于學(xué)生流動(dòng)發(fā)言使用
無(wú)線領(lǐng)夾話筒用于教師授課及使用
數(shù)字音頻處理器處理教室內(nèi)音頻環(huán)境避免發(fā)生嘯叫等影響授課環(huán)境的情況出現(xiàn)
功率放大器及音箱
（4）、互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)
互動(dòng)式教學(xué)模式是把教學(xué)過(guò)程看作是一個(gè)動(dòng)態(tài)發(fā)展著的”教”與”學(xué)”二者統(tǒng)一的交互影響和交互活動(dòng)過(guò)程通過(guò)優(yōu)化”教學(xué)互動(dòng)”的方式即通過(guò)調(diào)節(jié)師生關(guān)系及其相互作用形成和諧的師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、學(xué)習(xí)個(gè)體與教學(xué)中介的互動(dòng)強(qiáng)化人與環(huán)境的交互影響以產(chǎn)生教學(xué)共振達(dá)到提高教學(xué)效果的一種教學(xué)結(jié)構(gòu)模式。
互動(dòng)式教學(xué)依據(jù)信息化及多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)通過(guò)理論基礎(chǔ)與多種互動(dòng)教學(xué)工具結(jié)合如筆記本電腦、觸控式一體機(jī)互動(dòng)式平板電腦等設(shè)備它可以WIFI將顯示屏、平板電腦等智能終端相連可拍照、錄像、共享屏幕、課堂測(cè)驗(yàn)、互問(wèn)互答等等教師與學(xué)生可針對(duì)某一問(wèn)題進(jìn)行一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一的觀察交流和教學(xué)分享。
平板電腦可以讓課堂更加生動(dòng),具有互動(dòng)性、趣味性。平板電腦的攝像頭、麥克風(fēng)、多點(diǎn)觸控屏、加速度傳感器重力感應(yīng)和WiFi、藍(lán)牙等設(shè)備在教學(xué)實(shí)踐中開(kāi)發(fā)出了越來(lái)越多的互動(dòng)應(yīng)用方式。使用移動(dòng)手推車(chē)統(tǒng)一管理和保管平板電腦,為平板電腦提供充電、同步、無(wú)線打印、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等功能。平板電腦移動(dòng)推車(chē)可以隨時(shí)移動(dòng)到任何一間教室進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)。學(xué)生通過(guò)平板電腦可以自由學(xué)習(xí)不再受時(shí)間和空間的限制。由于不受有線上網(wǎng)的束縛,學(xué)生小組可以在任何地點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí),并且可以隨時(shí)與學(xué)生,教師和家長(zhǎng)進(jìn)行溝通交流。
智慧教室自開(kāi)學(xué)投入使用至今，運(yùn)行良好，重要的是能實(shí)現(xiàn)多功能實(shí)驗(yàn)室、多媒體教室、電子閱覽室等多個(gè)功能，配合高配置機(jī)房及網(wǎng)絡(luò)考場(chǎng)和實(shí)訓(xùn)室使用，輕松實(shí)現(xiàn)一室多用，提高了設(shè)備的利用率，緩解了學(xué)校教室緊張的問(wèn)題，獲得校方的一致好評(píng)。
