智慧教学环境的主体主要是指教室这个教学场所,有条件的学校也可以将非正式的学习空间如走廊等区域纳入整体建设,本文仅以正式教室的区域做为方案内容。智慧教室是智慧型教学活动的载体,为智慧教学的开展提供基础的信息化环境支撑,提供设施控制、多媒体工具、教学实录、跨空间视频互动、师生互动教学、学情数据挖掘等多种教学业务应用,同时对教学过程数据基于课堂教学质量模型的实时分析结果进行反馈,对师生的教学过程进行结构化数据的整理挖掘,对教学过程进行实时的智能化指导帮助。

实现智慧教学环境下的专业教学操作、以人为本的泛物联控制、新一代高速融合网络覆盖、无线投屏传输、远程巡课教研、课内分组互动等课堂常用功能。

1 物联网常态化智慧教室功能要求

智慧教室应具备多媒体教学功能应用,根据不同物理环境配备与之相适应的设备清单,提供常用的教学工具,包括网络覆盖(有线网络、无线网络、物联网)、常态化录播、互动、直播、无线投屏、信息发布、本地扩声、物联中控等功能:

  1. 具备录播功能,常态化远程教学,能实现教学过程的全自动录制(点播)、直播及远程交互;支持常用的钉钉、腾讯等视频会议系统,同时实现智慧教室间的互动,可以一对一或一对多多方互动,实现远程直播、点播教学和互动教学;
  2. 具备环境智能控制功能,能实现对灯光、窗帘、空调、空气净化器、新风系统等环控设备的集中控制。
  3. 教室本地扩声,本地 AI 扩声功能作为教室内的基础功能之一,除了需要实现本地扩声,保护教师嗓音以外,还需要能将自身强大的音频能力赋能到教室内的各种应用和设备,为师生提供自然、纯净的声场环境,保障学生听课的注意力,提升课堂教学效率。
  4. 课程资源管理,各种规模、类型智慧教室的资源在本地存储的同时可以上传至学校资源管理平台,智慧教室集中管控平台可以对各智慧教室进行远程集中管理;
  5. 教研巡课系统,实现课程的录制与视频留存。实现线上督导巡课,学生画面、老师画面以及授课 PPT 画面共计三路画面的实时传输,实现督导人员的课堂授课零影响的线上督导巡课,助力教学审核评估,提升人才培养质量。

2 物联网常态化智慧教室云端平台

智慧教学融合平台基于 B/S 架构,可以通过浏览器直接登录,操作简单便捷。平台主要包含课堂教学、课程资源、巡课监测、评价督导、教研培训、比赛评审、数据中心、智能管控等应用模块。支持校多级管理及平台级管理员、楼层管理员、普通用户多级权限识别的组合管理,满足各类教育相关人员的权限要求。系统可对教室设备、教学活动数据资源进行统一的控制管理,分析统计,并具备全网教育资源的分类存储、共享管理等功能,支持网络互动教学、教学督导以及信息发布等活动。

物联网常态化智慧教室的功能有哪些?智慧教室系统架构
智慧校园云平台范例

3 物联网常态化智慧教室系统架构

我司智慧教室的建设采取“云-网-边-端”的系统架构。为保障教育行业应用及相关社会化应用在边端的使用体验,可将部分教学教研相关应用下沉到边缘计算终端,实现“市-区-校-教室”四级合理的网络分布及算力分布;同时,需要一个支撑应用的服务平台,能够为这些教学教研应用提供统一的网络支撑服务、边端的安全防护服务、音视频服务、物联管控服务、自动化运维服务等,让教育云最终为公众提供高质量服务。

云:在平台服务层,以基础平台为载体,对区域内所有智慧教室终端的相关业务进行统一管理;并且可便捷访问下属多级应用系统:如:课程资源平台,教研巡课平台,物联集控平台等等;实现校内、区内、市内设备统一管理,应用统一访问等场景。

网:在网络通讯层,应用校园基础网络建设,边缘侧设备集成有线网、无线网、物联网相关功能,为教室内相关设备及应用提供安全、稳定、可靠的数据传输通道,实现大规模的数据传输和高并发连接,为教室提供一个安全、稳定、快速的网络环境;

边:在边缘服务层,以“智慧教室终端”为载体,用边缘侧的算力、存储等等来减轻云端算力、带宽、存储的压力;为教学教研应用提供统一、公共的基础支撑能力,包括:终端接入、鉴权服务、消息路由、策略服务、本地资源管理、云边协同、本地数据存储等。实现相关应用的网络分布与算力分布,保障本地边缘侧教学教研相关应用在网络不通畅时的使用体验。内置“微中台”服务,能将边缘计算终端的接入服务、物联服务、AI 服务、音视频服务、访问鉴权、安全服务、数据服务、网络服务等通过接口方式开放和赋能到本地所有教学教研相关应用,减少相关硬件设备建设成本,避免重复建设。

端:在硬件终端层,将教室内各种多媒体设备、音视频设备、物联终端设备等纳入一体化管理,实现设备智能化管理,应用场景联动等等,最终为用户提供完整的智慧教室解决方案,提高学校信息化建设,促进校园数字化转型。

物联网常态化智慧教室系统架构
物联网常态化智慧教室系统架构

本系列《物联网常态化智慧教室整体解决方案》详细介绍了我司智慧教室系统的概念、软硬件架构、方案优势等等。为了保证更好的网页阅读体验,众平网站分享时会更改部分标题,删减部分图表、段落和序号,需要完整文档的请参看第一篇之附件,也欢迎联系我们申请试用。

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目 录
  1. 1 物联网常态化智慧教室功能要求
  2. 2 物联网常态化智慧教室云端平台
  3. 3 物联网常态化智慧教室系统架构

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