一、智慧教室設(shè)計原則：
智慧教室項目是一項重要的系統(tǒng)工程，其設(shè)計的高可靠行、先進(jìn)性、合理性將對于今后學(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在相關(guān)計算機(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)備的時候應(yīng)具有一定超前意識。
（二）、經(jīng)濟(jì)實用性原則在保證智慧教室建設(shè)的先進(jìn)性、可靠性和高性能價格比的前提下，通過優(yōu)化設(shè)計達(dá)到較大經(jīng)濟(jì)性的目的。能夠較大限度的滿足實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）、開放性原則在基礎(chǔ)硬件設(shè)備方面應(yīng)支持符合國際標(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)營商互聯(lián)互通系統(tǒng)軟硬平臺應(yīng)具有良好的移植能力并要求統(tǒng)一平臺管理采用模塊化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)API接口、靈活易擴(kuò)展適應(yīng)未來智慧教學(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)布測試題，檢查同學(xué)們對課堂內(nèi)容的掌握情況。同時，每個同學(xué)都可以把自己想要傳達(dá)的某些信息放在顯示大屏上。
用.jpg "智慧教室互動應(yīng)用")
與傳統(tǒng)的常規(guī)教室相比，智慧教室把教學(xué)活動的整個過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)，對教學(xué)活動全程參與，實現(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。從硬件方面來看，智慧教室里的桌椅都是可移動的，可以擺放成適合小組討論等符合教學(xué)需要的形態(tài)，便于開展個性化的、討論式的教學(xué)。
二、智慧教室主要功能：
1、環(huán)境監(jiān)測和管理:通過安裝在教室內(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)對教室環(huán)境進(jìn)行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄,通過后臺控制系統(tǒng)實現(xiàn)對教室環(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)過程錄制:通過安裝在教室內(nèi)的高清跟蹤攝像機(jī)對教學(xué)過程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化錄制和存儲,云端管理平臺可以按照教師常規(guī)自動錄制,或通過教室內(nèi)控制屏進(jìn)行手動錄制。
3、教室集中設(shè)備控制:通過安裝在講桌里的智慧網(wǎng)絡(luò)中控,對教室內(nèi)教學(xué)設(shè)備(互動教學(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關(guān)設(shè)備,也可以通過控制面板進(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,教師通過手機(jī)二維碼掃描識別的方式進(jìn)行對教室設(shè)備進(jìn)行管理。
5、遠(yuǎn)程集中控制管理:系統(tǒng)管理平臺為B/S架構(gòu),可以通過遠(yuǎn)端登錄對每個教室內(nèi)設(shè)備實現(xiàn)單獨(dú)控制,同時可以實現(xiàn)這個教學(xué)樓的集中控制。
6、教學(xué)互動管理:系統(tǒng)教學(xué)視頻課件通過云端進(jìn)行發(fā)布,學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自主學(xué)習(xí),對老師的課件進(jìn)行點(diǎn)評和互動,老師可通過在線互動的方式實現(xiàn)教學(xué)互動。
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也是現(xiàn)代教學(xué)的重要組成部分。對于一個智能現(xiàn)代化的校園來說需要有相應(yīng)規(guī)格的教學(xué)系統(tǒng)與之相適應(yīng)在方案設(shè)計時充分考慮到系統(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)將來可能存在的升級要求及應(yīng)當(dāng)具有良好的可擴(kuò)容性及性能價格比并對可預(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)各個區(qū)域的不同應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)的顯示方式設(shè)計、計算和模擬論證確保畫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有視像盲區(qū)。畫面的亮度參考國家對各種環(huán)境照度的規(guī)定結(jié)合各種文獻(xiàn)對較佳視像照度的推薦值和經(jīng)驗所有設(shè)計指標(biāo)均達(dá)到或超過預(yù)期數(shù)值并根據(jù)智慧教室中教學(xué)互動的重要環(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)分別壁掛一臺觸摸顯示屏用于輔助顯示及學(xué)生演示時使用學(xué)生可以把自己的創(chuàng)意想法通過該顯示屏分享給其他學(xué)生。
無線HDMI發(fā)射系統(tǒng)
配備無線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)教師可以通過手機(jī)\PAD等移動終端設(shè)備的拍照功能進(jìn)行視頻特寫鏡頭采集顯示給學(xué)生就可以應(yīng)用無線HDMI發(fā)射系統(tǒng)利用手機(jī)攝像頭進(jìn)行特寫拍攝并時時呈現(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)活動實現(xiàn)實時播放和課后回放。課堂教學(xué)活動包括老師、學(xué)生的圖像與聲音教師的計算機(jī)課件、板書等信息。錄播系統(tǒng)具有數(shù)字化、控制的自動化、傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)使用者也從專業(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、自動發(fā)布平臺、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)分手動與自動兩部分。自動部分實現(xiàn)無人值守自動記錄課堂教學(xué)過程確保操作簡單和常態(tài)實現(xiàn)有效和量產(chǎn)的視頻案例手動部分用后臺手工方式記錄課堂的亮點(diǎn)和特色實現(xiàn)有個性化的視頻案例和精品課程。系統(tǒng)采用專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計結(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)布等軟件實現(xiàn)高清晰的畫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)各吸頂一臺攝像頭用于學(xué)生畫面采集采用高清hd-SDI\HDMI信號保證高清信號的標(biāo)準(zhǔn)支持后臺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信號保證高清信號的標(biāo)準(zhǔn)支持后臺控制攝像頭推拉搖移放大縮小等后置攝像頭同時具備跟蹤功能。
（3）、 擴(kuò)聲系統(tǒng)
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)重于語言清晰度、傳聲增益、音樂重放音質(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算機(jī)輔助設(shè)計力求聲場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)兩個主要技術(shù)條件進(jìn)行選擇。從技術(shù)上來看物理技術(shù)指標(biāo)高并不代表音色好音色好的音箱相對來講物理技術(shù)指標(biāo)會高一點(diǎn)而在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度來看物理技術(shù)指標(biāo)高并不代表價格會貴音色好的音箱價格肯定會很貴揚(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參數(shù)選擇。對于本系統(tǒng)來講擴(kuò)聲系統(tǒng)主要用于語言擴(kuò)聲因此需要有較高的語言清晰度。
模擬調(diào)音臺對教室內(nèi)的信號源進(jìn)行處理
無線手持話筒用于學(xué)生流動發(fā)言使用
無線領(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）、互動教學(xué)系統(tǒng)
互動式教學(xué)模式是把教學(xué)過程看作是一個動態(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過程通過優(yōu)化”教學(xué)互動”的方式即通過調(diào)節(jié)師生關(guān)系及其相互作用形成和諧的師生互動、生生互動、學(xué)習(xí)個體與教學(xué)中介的互動強(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。
互動式教學(xué)依據(jù)信息化及多媒體技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)通過理論基礎(chǔ)與多種互動教學(xué)工具結(jié)合如筆記本電腦、觸控式一體機(jī)互動式平板電腦等設(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、課堂測驗、互問互答等等教師與學(xué)生可針對某一問題進(jìn)行一對一、一對多、多對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,具有互動性、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)實踐中開發(fā)出了越來越多的互動應(yīng)用方式。使用移動手推車統(tǒng)一管理和保管平板電腦,為平板電腦提供充電、同步、無線打印、無線網(wǎng)絡(luò)等功能。平板電腦移動推車可以隨時移動到任何一間教室進(jìn)行互動教學(xué)。學(xué)生通過平板電腦可以自由學(xué)習(xí)不再受時間和空間的限制。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),并且可以隨時與學(xué)生,教師和家長進(jìn)行溝通交流。
智慧教室自開學(xué)投入使用至今，運(yùn)行良好，重要的是能實現(xiàn)多功能實驗室、多媒體教室、電子閱覽室等多個功能，配合高配置機(jī)房及網(wǎng)絡(luò)考場和實訓(xùn)室使用，輕松實現(xiàn)一室多用，提高了設(shè)備的利用率，緩解了學(xué)校教室緊張的問題，獲得校方的一致好評。
