物联网形势下高等院校智慧教室建设思路

陆明燕

摘 要：我国多数高等院校对硬件的建设比较重视，而忽视软件建设。随着我国云计算、物联网等技术的飞速发展，高等院校智慧教室建设也被提上日程。文章分析了高等院校多媒体教室的使用现状，根据智慧教室的概念和特征及建设构架，提出了联网形势下高等院校建设智慧教室的思路，以供参考。

关键词：物联网；智慧教室；建设思路

1 智慧教室的由来

随着新兴信息技术如大数据、云计算、物联网等发展的逐渐成熟，人们越来越关注教育领域智慧技术、应用、管理等特征的智慧教室的建设。继IBM“智慧地球”概念的提出以后，国内外许多学者以此为借鉴提出了“智慧校园”的方案。智慧教室作为智慧校园重要部分，当前并没有在国内建设智慧校园的方案中得到详细的研究。智慧教室，又叫作未来教室或智能教室，它是一种集高科技软硬件设备于一体的增强型教室，使学生随时利用人性化、智能化的视听设备进行学习，为无缝接入资源提供了有利的条件，为先进教学设计提供了有效的技术支撑。智慧教室的建设作为高等院校建设信息化的延伸，是信息化发展到一定程度的新的体现，为教与学提供了智能化的互动空间。

2 高等院校多媒体教室的使用现状

2.1 维护管理的难度比较大

多媒体教室的管理人员需要定期升级每台计算机的系统应用软件，做好相关补丁的更新，并保护和备份重要的数据，还需要现场对这些计算机的故障进行维护。加上这些多媒体教室在学校各角落分散，所以给维护管理带来了较大的工作量，使其对维护管理的各种需求不能做到快速、及时的响应。

2.2 缺乏良好的安全稳定性

因为多媒体计算机有许多人使用，上课老师不同所需要的应用环境也有所不同，难免会存在一些文件安装拷贝的情况，因此存在的安全隐患较大，极其容易导致计算机感染病毒。另外许多课程在访问互联网的过程中，还容易受到互联网的攻击。因为多媒体计算机系统缺乏统一集中的管理，所以使其安全环境越来越差，进而影响到上课环境。

2.3 多媒体使用的成本较高

多媒体计算机想要发挥其作用，就需要在每台计算机中安装系统和防杀毒软件及各种教学应用软件，对于软件资源来说无疑是一种浪费[1]。另外计算机硬件容易损坏、操作系统的不断更新等，都影响到了多媒体计算机的使用寿命，按照这样计算，多媒体计算机单台具有较高的年使用成本。

2.4 教学中问题处理较麻烦

假如多媒体在上课的过程中发生故障，排除及保修等程序都会占用较多的上课时间，对学习效果造成较大的影响，进而不能及时有效地评估教学质量。

3 智慧教室的概念和特征

智慧教室又被称为未来教室或智能教室，是应用智慧服务于教学活动的软硬件装备和教室空间的总和。智慧教室是在各种新兴技术如大数据、云计算、物联网等的基础上，一种最新的建设教室信息化的形态。其核心任务是根据实际教学活动要求，提供智慧化的应用和服务，使其教学效果实现最优化，是智慧教室的最终目标。

智慧教室和传统多媒体、网络化教室最大的区别是利用智慧技术，提供智慧服务，进行智慧管理。智慧教室涉及的“智慧性”包括优化教学内容、获取学习资源、教学课堂互动、检测与感知情景、电气管理、教室布局等，可具体概括为呈现内容、管理环境、获取资源、互动及时、感知情境等维度，也是智慧教室特征的真实体现[2]。

4 智慧教室的建设构架

智慧教室作为相对较复杂的一套系统的工程，其架构包含网络层、感知层、平台层、数据资源层和应用层等，把建设智慧教室的各方面都涵盖进来，并且可以把整体信息化环境进行有效的融合，智慧教室整体建设架构如图1所示。

5 物联网形势下高等院校建设智慧教室的思路

5.1 集中管理多媒体设备

由于多媒体教室对设备的使用过程中存在使用较频繁、负载较多、维护管理困难等问题，智慧教室采取“集中管理、分布部署”的方式，对学校内所有多媒体设备统一进行管理和控制，使管理部门的工作效率得到提升。智慧教室主要利用智能终端管理单元、管理系统对前端设备进行智能控制，可以对所有的智能管理单元的情况（或开启，或关闭）实现合理的控制，并且可以对教室的设备进行远程唤醒，监控设备运行的能耗，课表与设备联动自动开启等功能，并能在网断开的条件下，通过对客户端设备的正常使用而不对上课造成影响。另外在智慧教室的PC端运用桌面云部署方式，并结合底层硬件资源和中间层虚拟化软件资源，利用对上層桌面的虚拟化软件的应用，以虚拟化的桌面模式为智慧教室的用户提供服务。桌面的虚拟化应用既是对服务器端的计算能力的充分利用，还为用户提供了灵活较强的PC管理能力，使其强大的可扩展性能和明显的节约能源的优势得到充分的体现，使个人电脑中许多传统的管理问题得到妥善的解决。

5.2 自动开启和远程唤醒设备

传统的教学模式中，学校想要开启电脑，只能运用后台管理软件开启电源，然后通过教师手动才能正式开启。而智慧教室可以联动教室的管理系统和电脑网卡，对电脑实现远程唤醒，也就是想要开启电脑，只需利用管理系统，便可以远程进行唤醒，节约了开机时间，为教师上课提供了极大的方便。同时智慧教室的设备管理上还可以完成远程统一操作开关机，把教务处的课表和教室管理系统联动起来，在教师上课之前，自动开启计算机设备，使上课效率得到有效提升。因为多媒体教室的管理中心可以对所有设备的运行状况实现统一实时监控，因此也不会有教师丢失或忘带一卡通而影响上课的状况发生。

5.3 监控设备的运行及能耗情况

智慧教室中的管理系统既使传统的中控被替代，还使其连线较多、管理维护繁琐等问题得到妥善的解决，在此过程中不断强化智慧教室的管理功能，利用后台管理智慧教室的系统软件，智能监控教室的设备，可以使开启设备、指示灯是否亮等情况在管理界面上显示，及时维护和监控出现的各种问题。如果教学中需要更换教室，管理员可以利用后台系统软件把所需更换教室的智能单元设备开启，及时解决相关问题，进行灵活方便的更换[3]。另外设计智慧教室的过程中运用物联网的概念，对智能供电系统进行有效的应用，可以合理控制所有教学设备的电能。智慧教室的管理系统可以详细地统计每个开断模块的时间点、日期、时长、供电开关等情况，进而可以对整个多媒体教室的能耗实现更加精细的监控。

6 结语

综上所述，运用物联网、云计算等技术的智慧教室系统，可以在网络环境下统一控制教学资源，实现对光线、温度、能耗等环境的智能控制，使师生在上课过程中实现了考勤的智能化、智能开启设备等，还可以对设备故障进行智能化诊断，使其在无障碍的条件下完成升级。本文提出的物联网基础上的建设智慧教室的思路，使多教室真正实现了全面感知，使多媒体教室维护管理的效率得到极大的提升，对智慧地开展教学活动起到了有效的推动作用。

[参考文献]

[1]徐春林.一种基于“互联网+”的高校智慧教室设计[J].淮海工学院学报（自然科学版），2016（4）：21-24.

[2]刘君.基于物联网技术的高校智慧教室的设计研究[J].陕西理工学院学报（自然科学版），2017（5）：52-57.

[3]戴运筹.基于物联网的智慧教室建设思路[J].科技资讯，2016（14）：126-127.