高校智慧教室解决方案Word下载.docx
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紧紧围绕全面提高人才培养能力这个核心点，加快形成高水平人才培养体系，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，对高校的本科教学水平，本科生教育提出了应对于新时代的新要求。
1.2技术背景
以移动互联网、云计算、大数据、人工智能等为代表的新一代信息技术的快速发展，为突破教育信息化发展瓶颈、提升教育决策能力提供了重要手段。
通过新技术构建以学生为中心，多空间泛在教学和自由研讨的现代化自感知环境，协助老师和学生提高知识传授效率，进一步提高教育教学质量和教学评价手段。
教育教学过程的智慧化改造是信息技术与教育理论发深度融合的最佳实践，也必将经历一个长期和迭代的过程。
1.3名词解释
Ø
智慧教室：
指融合教学互动、教学管理为一体的高度集成化学习环境，包含了空间设计，软硬件一体化设备，无感知数据采集系统，环境管控等多种为教学活动提供服务的支撑设备和系统。
研讨型智慧教室：
指提供多个学习岛，且每个学习岛可以进行受控和自由研讨的交互型教室，该教室应该提供全场景高清录播，多小组多屏幕互动，多设备接入（手机、平板、笔记本等），分小组记录等多种支撑系统，为就一个和多个课题进行分组研讨和分享提供支持。
跨校区互动智慧教室：
指提供由一个主讲教室带多个远程教室进行统一教学的互动教室，该教室应该提供多教室高清音视频和学习数据多向互动，多设备接入（手机、平板、笔记本等）等支撑系统，为多校区、甚至校内外互动教学提供支持。
第2章解决方案
2.1现状分析
教室作为高校师生开展教学活动的核心场所，传统教室和多媒体教室中，教学设施以相对陈旧，对教学活动的支撑也比较基础。
常见的方式还是老师在台上讲、学生在台下听，管理者对教学过程的监控和管理也缺乏有效手段。
集成度低稳定性差
之前的多媒体教室的多种设备和系统归属于不同的厂家，之间无法互联互动，老师在使用教室过程中需要学习多套设备。
多种设备又导致教室环境非常复杂，偶尔由于某一个小部件的问题导致整个教学过程受阻。
终端兼容性差
很多的多媒体室或者多功能室只能采用教室内公用PC授课，对于自行携带电脑的支持往往存在接口和兼容性问题，学生的手机、Pad、笔记本等设备更加难于用于课堂互动。
分组研讨支持度低
由于多屏幕互动技术的约束，更多的教室只能由教师大屏幕和部分学生终端组成，无法进行学生分小组的讨论，也不提供给小组讨论的中屏，老师无法组织分主题探究教学活动。
跨校区授课支持度差
受限于高清音视频的传输和压缩技术，跨校区、甚至跨区域内外的互动无法完成，更多的录播教室只能提供单向的视频流，更谈不上将远端的学习情况即时同步到主讲教室。
2.2总体框架
图1总体框架图
总体上来说，构建了一个从设备到数据全面打通，从教学活动到数据评价全面融合的整体框架，为高校提供一站式的整体解决方案，其主要包含的部分有：
集成化教学设备：
能融合、连接和管理构成智慧教室的各种设备；
创新型教学空间：
将教学的空间从单一的课室外延到楼梯间、走廊等多种空间，从设计、座椅、wifi等多个角度搭建多元学习空间；
信息化教学环境：
构建能支持大班授课、小班研讨和跨区域互动的信息化互动环境；
互动化教学活动：
为课堂的教学活动提供互动，并将互动的全部数据无感知的记录；
一体化教学系统：
为各种数据、互动提供承载的平台，提供给老师、学生可以随时访问和使用的管理系统和学习空间。
数据化教学评价：
通过留存的多样本、形成性的大数据，结合机器学习，让教学效果的评估和评价更加准确。
2.3整体优势
低功耗、高集成课堂主机
软硬件全嵌入式设计，拥有多项技术自主知识产权，精巧的机身设计。
高集成度，单板卡集成视频编码、屏幕广播、分组教学、实时导播、同步录制、音频处理、图像跟踪、电子云镜等功能。
低功耗的主机能24小时无障碍工作，静默开展教学活动数据的同步。
满足BYOD需求
系统兼容性强，老师和学生移动终端可以自己携带，可以使用Android、iOS、windows操作系统，广泛支持各种品牌的平板、手机和电脑，适应各种大小的屏幕和分辨率。
简单易用的功能
为降低师生使用智慧教室的门槛，设计了简单易用的功能，老师上手快，学习易，最大限度地支持老师专注于教学活动。
高清音视频处理技术
采用全高清视频处理，在远端最大限度还原主讲教室的情况，提高远程教育的临场感，让学生和老师互动起来更自然。
2.4应用场景
现在更多的高校进行教室智慧化改造的过程中会把一层教学楼或者整栋教学楼进行重新设计，旨在为学生提供更多样的学习空间，在设计改造的基础上打造了包含标准智慧教室、研讨型智慧教室、跨校区协作智慧教室、阶梯智慧教室、智慧梯廊、集中控制室等整体解决方案。
图2应用场景图
标准智慧教室：
能组织各种类型的培训、讲座活动。
通过全程参与式、体验式的活动和游戏、演讲实践、模拟面试、团队合作能力训练等活动，提高教师综合素质。
跨校区协作智慧教室：
能组织各类大型培训、讲座、通识类大课。
该室同时支持智慧教学、多校区互动及与实训基地进行互动。
智慧梯廊：
将与各智慧教室连接的楼梯间、走廊进行智慧化改造，提供灵活的小型研讨空间，可为临时和零散的交流提供支持。
智慧巡课室：
可以提供给老师、管理者进行教学观摩，教学在线巡视的空间，教学法教师可通过观摩大屏对正在进行的师范生模拟授课进行直播观摩。
教学咨询室同时可作为一线教师的工作室，提供学生与一线教师直接面对面沟通的研讨环境。
2.5建设价值
智慧教室的整体改造旨在为学校、老师和学生打造面向未来，服务过程的“教”与“学”支撑系统。
为学校提高数据化决策能力、信息化治理能力最终实现教育现代化提供有力支撑。
校方价值
为学校提升整体教学效果，落实人才培养计划提供支持；
为学校科学评价教学过程，信息化管理课堂提供支持；
为学校数据化分析教学能力，便利地进行督导巡课提供支持；
老师价值
为广大老师探索新型教学模式（分组研讨），开展新型教学活动（跨区授课）提供技术手段；
为老师细致掌握学生的学习情况和学习效果提供技术手段；
为老师逐步实现“因材施教”提供技术手段；
学生价值
为所有学生分组研讨互动，促进师生互动和生间互动提供智慧环境；
为学生自由分享，即时讨论，泛在学习提供智慧环境；
为学生课程复习，研讨过程回看提供智慧环境；
第3章标准智慧教室
图3标准智慧教室模拟图
3.1技术架构
图4课堂互动系统架构
3.2核心设备
盒子
盒子是业内首台嵌入式架构智慧课堂终端盒子，作为整个系统的核心，能够有效杜绝病毒侵害，为智慧课堂的顺利开展提供稳定的技术支撑；
超高稳定性的嵌入式架构硬件支撑，可以降低学校的运维成本。
它具有以下几个特点：
⏹嵌入式Linux架构，系统稳定，功耗低；
⏹24小时开机，及时同步教学数据；
⏹专业的音视频技术，画面更流畅，声音更清晰；
有效承载屏幕广播、微课分发等课堂交互过程；
⏹课堂生成性资源和教学数据永久保存。
⏹顶尖的智慧录播技术，自动/手动导播处理，实现高清图像视频的录制。
图5盒子
3.3主要功能
课堂互动系统，集成微信验证、课程班级设计、智慧教学、课堂互动、统计分析、学生考勤等功能，综合解决教学过程中遇到的问题，并实现与移动授课助手、学生学习系统进行实时交流交互，为师生的教学活动提供支撑，增强课堂互动的效果，从而提高教与学的效果。
身份认证
课堂互动系统与微信完全打通，无需提前导入数据，教师只需要通过微信扫描二维码即可快速登录进入课堂互动系统。
图6微信扫码登录
课程与班级设计
为了满足不同学科、不同教师个性化教学需求，教师可根据自身需要进行课程与班级设计。
图7课程与班级设计
课堂签到管理
学生通过扫描教师发布的二维码或输入课堂邀请码进入课堂完成签到，同时教师可以实时查看学生的签到在线情况，方便教师进行课堂考勤和管理。
图8课堂码
图9课堂名单
微信小程序：
支持微信小程序接入，学生通过微信扫描二维码或输入课堂邀请码即可进入课堂。
APP软件：
支持APP接入，学生通过输入课堂邀请码即可进入课堂。
图10课堂码
丰富的课堂授课工具
画笔绘制：
教师可在屏幕任意范围进行批注，还可调取白板进行内容绘制，使课堂讲解变得更有针对性；
图11画笔绘制
笔记分享：
教师可将屏幕上的批注或白板分享给学生；
图12笔记分享
聚光灯：
教师还可调取聚光灯对屏幕进行局部特写显示；
图13聚光灯
文件分发：
教师可将课堂相关文件发送给学生，便于教师快速发放作业、资料等，节省课堂时间。
图14文件分发
多屏互动
屏幕广播：
教师可通过屏幕广播将各种形式的教学内容广播给学生端，让教室每一个角落的学生都能清晰地看到教学过程。
学生演示：
教师可通过学生演示调用任意一个学生端的屏幕，并广播至其它学生屏幕上，方便教师及时发现学生中的典型个案，开展示范教学。
多形式测评和学情分析
截屏提问：
教师可截取屏幕上任意位置的内容作为题目对学生进行提问。
图15截屏提问
随堂测试：
教师可上传本地试题、答题卡对学生进行测验。
图16随堂测试
答题进度：
在学生答题过程中，教师可实时查看学生的答题进度，还可根据需要设置答题截止时间或手动结束答题。
图17答题进度
统计分析：
所有测试结果和数据分析均在第一时间反馈给教师，帮助教师收集课堂数据进行针对性讲评。
图18统计分析
学生通过移动终端进行测验答题，支持单选、多选、判断、解答等多种题型；
图19学生端测验
趣味的课堂互动
抢答：
教师发起抢答活动，学生通过抢答按钮回答，创造积极的课堂氛围。
随机挑人：
教师发起随机挑人，选取学生进行回答。
弹幕互动
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