智慧教室建设方案围绕教育教学核心业务场景及其主要环节,以信息技术与教育教学的深度融合为核心理念,以建设、应用和共享优质数字教育资源为目标,通过优化顶层设计、明确建设标准、降低建设成本、集中建设基础设施、提升运维管理能力等方法,推进学习方式与教学模式创新,打造新一代新型教学空间。

秉承“超融合”的设计理念,对普通教室中所使用到的软硬件进行超融合设计,在硬件方面将传统录播主机、中控主机、物联网关、无线投屏器、控制面板、无线路由等众多设备一体化设计,形成新一代智慧教室硬件,让教室硬件设备采购更经济、使用更简单、运行更稳定、运维更智能。同时在应用软件方面,集成智能身份识别、课堂互动教学、AI 本地扩声、常态化智能录播、在线巡课、物联控制、设备集中管控等各应用场景,覆盖教育教学核心业务场景,充分体现出信息技术与教育教学深度融合与创新。

综合运用互联网、边缘计算、大数据、音视频能力等信息技术,给予教室创造新型教学空间环境,将教学场景和信息技术有机衔接,为师生建立智能开放的教育教学环境和便捷安全的课堂环境,提供以人为本的个性化创新服务,通过感知与互动教学、智能化控制、智能化管理、数据智能分析等手段实现应用服务的数字化教室环境;遵循国家教育信息化建设标准规范,为课堂实现各类的有效配置,实现“人人皆学、处处能学、时时能学”的教育环境。坚持以创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,全面、可持续地提高课堂教学整体质量。

常态化智慧教室建设项目总体方案(建设原则和目标)

1 智慧教室的建设原则

1.1 设计依据,遵循国标

按照国家智慧教学环境分级定义《智慧校园总体框架 GB/T 36342-2018》标准定义,智慧教室终端的设计完全遵循 GB/T 36342-2018 标准。

一般功能智慧教室的建设要求基础型拓展型高级型
智能感知能够实现对环境内所有装备(软硬件设备)及状态
的信息采集,对环境指标及活动情景的识别、
感知和记录
必选必选必选
智能控制能够实现对教学设备的控制和管理,
且能实现对控制全过程及效果的监视
必选必选必选
智能管理能够实现环境内各类信息或数据的生成、采集、
汇聚和推送,便于实现对环境内的所有装备
(软硬件设备)、环境指标及教学活动进行管理
必选必选必选
互动反馈具备受众者通过互联网在任何地方、任何地点都
能根据权限许可加入的条件,支持教师和学生在
活动过程中的全方位交互,包括课程通知、
课堂互动、在线答疑、课程讨论区交流和获取
所需的资源和服务,并且可及时进行信息反馈
——必选必选
跨城拓展具备通过互联网跨城远程拓展同步教学活动的环境空间或跨域构建虚拟教学活动同步课堂的条件——必选必选
环境条件监测与调节具备基于室内自然光、照明、空气质量、温度及
湿度等环境数据实现智能调节控制的条件
可选可选可选
虚拟现实与增强现实宜具备仿真、虚拟现实或增强现实系统,强化视觉、
听觉及触觉等效果进行案例教学、
实验教学或科研活动的条件
————可选
分析决策宜具备综合运用教学活动的信息和数据,
为数据分析和决策提供支持的环境与条件
————可选

1.2 需求驱动,融合创新

以智慧教室建设需求为导向,以教师与学生为中心,融合互联网、物联网、AI 人工智能、音视频、大数据等技术,创建新型智慧教室。强调整合各种资源、提供多种教学工具,致使教育内容、教学手段和方法现代化、更新教育理念、改进教学方案、提高教学效率。

1.3 泛域联通,开放拓展

教学应用间实现数据融通,主要包括账号互通、基础数据互通、资源互通、空间互通、应用数据互通,通过统一有效的融合管理系统,打通数据壁垒,有效解决应用系统各品牌设备互不兼容,以及“聚而不通、通而不用”等问题推进未来教育信息化的发展,减少重复建设。

1.4 降本增效,便捷常态

通过采用一体化嵌入式设计,将多种信息化教学系统融合为一台设备,实现了电脑教学、智能物联、智能扩声、在线巡课、常态化录播、互动录播、智慧课堂等多种用途,最大限度的满足多种教学管理需要,同时规避因设备繁复导致的设备故障,降低安装、使用、运维成本。

2 智慧教室的建设目标

2.1 常态化功能应用

通过云技术与人工智能技术的深度融合,实现教室网络、设备等教育基础环境升级改造,建设集环境控制、多媒体教学、常态化录播课教学、互动教学等多种环境为一体的以师生为中心的智慧教室。包含有线、无线、物联、AI 扩声、常态化录播、无线投屏、应用安全管控等多种技术,让师生充分体验新技术带来的教与学的快乐。

2.2 低成本建设模式

通过采用一体化嵌入式设计,将多种信息化教学系统融合为一台设备,实现了电脑教学、智能物联、AI 扩声、在线巡课、常态化录播、远程互动、智慧课堂等多种用途,最大限度的满足多种教学管理需要,同时规避因设备繁复导致的设备故障,降低安装、使用、运维成本。

2.3 纯净式教学环境

通过在教学设备上安装课堂助手应用,接入学校教学应用,弹窗、广告拦截,保护教学设备,一键还原教学设备系统。教学设备上安装的教师管家应用均可被云管理平台远程管理,可随时增删教师管家上的教学应用,可远程配置每台教学设备上课堂助手的弹窗广告拦截规则,为师生提供绿色健康的教学环境。

3 常态化智慧教室的方案特色

3.1 云网边端系统架构

构建“云网边端”的系统架构,即教室内,教师通过智慧教室终端开展教学业务,智慧教室的各项信息化教学业务主要由智慧教室终端内的边缘计算中心进行处理,然后通过搭建的智慧教室网络环境,让云端的智慧教室管理平台、资源平台对所有智慧教室进行统一汇聚链接。一方面大大减少学校服务器以及学校的主干网络的负担;另一方面,确保在学校网络不通畅时,不会影响教室内正常的教学工作,当智慧教室后续需要添加新的网络设备时,可以在该架构下,直接在教室内进行无缝扩展,无需在教室外单独铺设网路,无需校园主干网络进行运维,大大减少建设成本和运维成本。

3.2 高度集成产品形态

首创“一板一芯一端一屏”建设理念,一块主板搭载一颗芯片组成一台终端链接音视频、物联网外设,在一个大屏上呈现智慧教室所需的所有应用功能,杜绝集成建设、板卡堆叠造成的产品对接“孤岛效应”,以极强的稳定性、极简的操作性,创造一个智慧教学新型空间。

3.3 全息智能智慧教室

掌控每个教室整个空间的全部信息,实现全量全要素的数据采集,为师生营造具有极高沉浸感的教室环境,帮助教师提高教学效率,帮助学生自助学习。为学校的数字化转型提供坚实支撑。

3.4 业务场景深度融合

让各个教学应用实现数据融通,主要包括账号互通、基础数据互通、资源互通、空间互通、应用数据互通,做到将数据标准化、统一化,数据可重复调取、反复利用。实现多校区、多系统、多品牌设备统一平台管理。

3.5 教室课堂隔空连接

教师可通过远程终端,随时随地掌握自己班级的具体情况,可利用视频监控、消息发布、网络喊话等措施对自己的班级进行管理,全方位监控教室情况,提高管理效率,实现多种形式的课堂互动。

3.6 能力开放灵活拓展

从网络环境、算力支撑、管理平台、存储支撑等多个方面确保智慧教室相关产品的灵活拓展,通过统一有效的融合管理系统,打通数据壁垒,有效解决应用系统各品牌设备互不兼容,以及“聚而不通、通而不用”等问题推进未来教育信息化的发展,减少重复建设。

目 录
  1. 1 智慧教室的建设原则
  2. 2 智慧教室的建设目标
  3. 3 常态化智慧教室的方案特色

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