基于智慧教室的网络环境的搭建与应用

余秋兰

摘要：文中主要围绕智慧教室系统所需的网络环境进行分析，从教师、学生、管理者三个层面的需求出发，根据智慧教室各模块需要实现的功能，选择、设计合理的网络环境架构，保证学生可高效地在线学习，教师可流畅地在线指导，实现师生可无障碍交流互动，管理者可实时掌握师生互动情况。

关键词：智慧教室;网络环境;搭建

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）11-0032-02

0 引言

怎样的教室才能达到真正意义上的智慧教室，目前尚未有明确的定义，每个高校对其理解都不一样。智慧教室均配置了多种智能技术、网络技术等现代媒体技术以供教学使用的物理空间和信息空间[1]。不同的学校根据学生的能力、层次水平建有不同的智慧教室模式，不同的智慧教室场景。智慧教室场景的搭建需通过网络实现万物物联，通过网络平台实现资源互动。

目前，简单的智慧教室模式就是在原有的多媒体教室的基础上加入视频监控以及远程监控技术，通过网络实现远程控制多媒体设备。复杂的智慧教室就是将教室的教室基础设施（如灯、电动窗帘、空调等）集中物联管控、教室互动教学、教学数据分析以及教学录播融为一体，融入考勤管理、资产管理、视频监控以及远程监控功能实现教学的智能互动。

在智慧教室没有标准模型前，大部分高校主要是利用物联管控、录播技术、云课堂技术实现课内外互动式教学地模式搭建智慧教室。同时利用对智慧教室进行装修装饰，通过视觉感官，让学生在舒适的环境下愉快地学习。

1 智慧教室的应用现状

为了培养适应新时代的创新型人才，国内大学一直都在探索新教学模式，今天的高等教育也进入了信息化改革高速发展的时期。随着新信息技术如物联网、人工智能、云计算、大数据等技术在教学中的应用，适合师生互动式教学的教室解决方案层出不穷。众多高校均以自己的模式建立了不同的智慧教室，都在向智能化教学结构的调整与转变[2]，但是在实际建设与应用中，出现了以下问题。

（1）设备穩定性以及冗余的问题。智慧教室将多种设备集成在一个系统中，设备相对比较杂，而能满足该子功能的设备比较多，不同厂家的设备融合过程中对接测试做得不够，可能会造成不同设备之间出兼容性问题，可能出现设备稳定性差的问题。不同的厂家提供的设备的堆叠，可能会造成设备的众多以及性能的冗余，这样不仅带了资金的浪费还给统一的管理和维护带来困难。

（2）智慧教室部分模块实用性低，与教学业务脱节。智慧教室部分模块利用率不高。在我们调研的高校中，不少高校反映物联网管控基础设施在整个智慧教室的模块中性价比最低。基础设施的开启频率高，控制模块启停频率高时，设备容易报错。基础设施的物联管控模块成本高，维修成本也高，且对于互动式教学，提高学生学习兴趣意义不大。

（3）智慧教室投入成本高，大规模地推广比较困难。舒适的环境的确能让师生赏心悦目，故不少高校以样板间的标准来建设智慧教室，一方面要投入大量资金用于教室的装饰装潢，另一方面，智慧教室的各类软硬件投入也高，一间样板间的整体投入可达百万元已经是常态。故目前各高校均以尝试地模式试点智慧教室，不断探索中吸取经验后才能逐渐推广。[1]

（4） 智慧教室使用门槛教高，对教师信息化素养和信息化教学能力要求高。智慧教室建成后，教室均需要接受专业的智慧教室使用培训，培训更多的在硬件使用上，而硬件配套的软件，以及各类平台系统的使用非常复杂，要求教室能全身心投入到钻研中，加大了教师的学习、使用成本。这样会让教师觉得智慧教室的使用时一个高时间成本事件，故存在智慧教育系统利用不充分的情况，构建简易融合的解决方案尤为重要。

基于以上问题，我们研究搭建了一套智慧教室网络模型，保障各环节流畅运行运转。

2 智慧教室网络环境的体系架构

传统的智慧教室一般含有电脑主机、交换机、中控、音视频切换设备、录播设备以及功放等，这些设备模块大多来自不同厂家，将多种设备模块通过网络连接实现物联、控制。智慧教室是一个多种技术融合应用的综合场所[3]，本文研究的载体是集这些设备于一体的智能控制主机，他采取模块化设计，按需选配，各子模块均可提供独立部署形态。该主机简化了网络布线，简化了部署方案，投资成本以及部署的人工成本都大大降低。

智能控制主机功能图如图1，用户可通过互联网建设全新的教室模式[4]，根据自身需求，选择模块搭建智慧教室，本文研究的完整智慧教室网络环境架构见图2。简易融合的智慧教室网络环境让教师、管理者易于掌控，实现了IT环境极简部署、高效运维，IT工具合理利用，空间、技术深度融合，教学应用上手即用的智慧教室方案。

3 结语

以《中国教育现代化2035》和《加快推进教育现代化实施方案（2018-2022年）》为指导，以互联网为载体，以学生、老师、家长及行政管理队伍应用现代教育技术的意识和能力目标，搭建集教学资源、智能教学设备、学习平台为一体的新开放、互动、共享的信息化学习环境-智慧教室，尝试“教”与“学”的变革已经迫在眉睫。

各学校智慧教室的搭建，一定要基于需求出发，基于学生层次出发，不能盲目的跟从，一定要量力而行，采取先点后面的推广模式，让智慧教室真正的高效地运用于教学、管理中。

参考文献

[1] 何文涛，王亚萍，毛刚.智慧教室环境下协作学习的交互特征-基于IIS图分析与社会网络分析的视角[J].远程教育杂志，2018（3）：75-83.

[2] 吕宣玲.高校物联网智慧教室建设[J].技术与创新管理，2019（3）：390-393.

[3] 上官水雨，柳彩志.智慧教室的技术架构设计及面临问题分析[J].中国教育技术装备，2018（10）：7-10.

[4] 关长杰.基于互联网环境的智慧教室建设研究[J].通讯世界，2018（3）：335-336.