■ 方案概述

从20世纪90年代后期，我国开始了大规模教育信息化基础设施建设，教师上课从原来的“粉笔+黑板”模式转变成“计算机+投影”多媒体教室模式。随着科技和教育的发展，多媒体教室也出现了很大的局限性，重构教室环境、创建适合学生学习和教师教学的新型教室环境，是一种必然趋势。随着智慧地球、智慧城市等概念的提出和相关技术的发展，充分利用移动互联网、云计算、大数据，物联网等先进技术装备教室和改善学习环境，建立智慧型教室成为一种必然趋势和选择。

1. ■ 智慧教室建设的价值 

● 提高教学效率，为课堂节约时间

智能控制系统让教师应用不同教学模式教学时轻松应对（常态、分组、PBL 等），一键进入理想教学状态。利用学生BYOD设备实现课堂实时考勤，“互动课堂”让师生即时互动，老师能够快速、准确掌握全部学生的学习情况，突出教学重点；同时利用网络具有不受时间和空间限制的特点，能在课堂内外任意交流、打破课堂教学的空间、时间限制。

● 降低学生学习负担

数字化的教学课件即时下发到学生手机，不再需要大量记笔记，解放了学生的手脑；一部手机记录了所有科目的教学笔记，随时随地查阅复习。

● 降低老师的重复劳动

老师可以一次备课，反复使用，还能整理自己的教学资源库，甚至与其他老师分享教学内容和教学方式，降低老师的重复劳动。

● 改进教学内容和教学方式

在老师分享教学资源的过程中，优秀的教学资源和教学方式会被自然沉淀；通过分析教学内容和教学方式与学生成长表现的关系，系统能够提炼出好的教学内容。

● 因材施教，个性培养

通过分析学生特点，对学生做到因材施教，个性培养

● 形成学校独有的教学特色

当系统数据沉淀到一定程度后，学校在各个学科都提炼出了足够多的教学内容和教学方式；对各种不同特点的学生都制定了相应的培养计划；因每个学校的发展目标不同、对人才的培养方向不同，这些数据也会带有典型的学校特色……

■ 项目建设总体框架设计

    智慧教室让传统的单向教学向师生双向互动教学转变，基于互联网技术，打破教学的时间、空间限制；利用互动课堂和智能交互大屏，为师生提供多屏互动、即时测评、资源共享等功能，打造研讨式、体验式的创新型教学环境。总体架构如下：

■ 方案功能简述

● 智能交互大屏:集高清显示，互动触摸，人机交互，教师网络空间于一体的现代化教学设备。

● 智能音频系统：采取双核专用高速浮点数字信号处理器和业界领先的混响抑制、噪声消除、声音反馈抑制等算法。

● 互动课堂系统：记录了师生在课堂内、外通过互动课堂进行的所有教学活动及行为轨迹，完整的产生教学过程数据，形成教学大数据，通过对教学大数据的分析，来指导、修订教学方案，帮助教学；进而发现学生个性优势，因材施教，定向培养。

● 备课

教师通过云平台实现课前、课中、课后备课功能。支持同一教研室，多位教师共建教案功能，为了减轻教师的工作量，平台具有助教角色，协助教师完成备课，批阅、组卷等教学活动。

● 上课签到  

具有全屏签到和后台自动签到两种模式，全屏签到时显示每个学生的学号，姓名等详细信息，签到成功系统具有明显的★形标识，教师端能清晰看见全班应到学生人数和实到学生人数。

● 课堂挑人抢权

挑人抢权功能被广泛应用于互动课堂教学中，当教师需要找1个或多个学生来参与课堂答题或讨论时可以采用此功能，该功能有效避免了教师不知道学生姓名的尴尬，促进了学生认真听讲，同时增加了课堂教学的公平性和趣味性。

● 课堂提问

   功能被广泛应用与课堂主动互动及头脑风暴教学中，教师能够瞬间知道学生的诉求及对知识点的看法。

● 课堂打分

   针对某位学生的答题情况，教师可以设置分值，让所有的学生来进行即兴打分。（得分统计取平均值）

● 随堂测试

   随堂测试支持单选题、多选题、问卷调查、抢答题、主观题的测试。选择题测试能生成题面与结果统计同屏展示讲解的界面，方便教师进行针对性教学。

● 资料下发

教师可以将教学重点页，重点文件及在电子白板或互动一体机上书写的即时内容下发给学生终端 ，学生在离线、在线状态均可查看。

● 分组教学

智慧教学系统支持分组教学，分组竞赛及分组讨论，最后得到分组得分

● 多屏互动

多屏互动具有教学直播、定向投屏、小组讨论等多屏互动功能等。

课堂教学中，教师能选择指定学生移动终端投射到大屏幕上显示，学生移动终端的所有操作会实时显示在大屏上，进行示范性教学

● 屏幕批注

在电子白板或触摸液晶屏上实时屏幕批注、模拟黑板功能，利用“手势”实现手写、板擦等操作，手写笔具有红、黄、蓝、紫、黑、绿等6种以上常见颜色和粗细选择，黑板具备白板、绿板、黑板等多种颜色自由切换，在PPT、Word、Excel、PDF、CAD、Photoshop等教学软件上实现一键批注、一键板擦，一键清屏，批注内容能保存。

● 课堂助手

智慧教学系统配备教师课堂助手软件，作为学习讨论，通知发布，作业批改的快速入口，同时具备与智慧教学系统功能同步的移动遥控界面，实现移动智慧教学。

●  PBL\TBL教学

PBL英文全称为Problem Based Learning,即以问题为导向的教学方法。PBL模式的关键要素包括：作为导向的问题、团队合作与自主学习、教师指导、自我评价与小组评价。

智慧教学系统具有分组管理功能，具备教师手动分组，学生自选分组及随机分组。组员之间可针对问题互相讨论，并具备组与组之间互评功能，分组竞赛，分组打分功能。

● 翻转课堂

翻转课堂是指学生课外完成知识的学习，而课堂变成了老师学生之间和学生与学生之间互动交流讨论的场所，包括答疑解惑、知识的运用等，从而达到更好的教育效果。得孚智慧教学系统提供课前互动功能，教师通过平台将课堂教学资料，包括视频、文件、作业等内容提前发给学生，让学生提前学习，课中实现交流和互动。

● 考试

教师可以通过新建，导入，引用等方式在线编辑试卷，试卷题型包括客观题，主观题等，可自由设置每题分值，考试时间。教师能设定试卷发放的时间及解密的时间。课前、课中、课后均可进行试卷考试。

学生收到教师试卷后能在线或离线状态下完成考试，再通过网络提交。对于客观题系统自动批阅，主观题提供平台登录和手机APP快速批阅方式。图一为学生端试卷界面

● 讨论

慧教学云平台为师生，学生提供互动交流功能。可以进行课程讨论，答疑，通知及文章内容共享，评论等交流。增强学习互动性，讨论性，方便课程学习即时沟通。

● 数据统计

智慧教室对各种学习数据进行分析、统计、汇总。

● 多屏互动系统：多屏互动系统是把传统有线投屏模式转化为无线投屏模式的教学产品，具有多功能、操作简单的特点，是投影仪、电视机、显示器等显示设备的高效补充，能够很大提高教学效率。

● 直录播系统

● 全面记录、统一网络存储

可以把授课教室的教师、学生的音视频、电子设备的图像信号（如：视频展台、白板、PPT教学课件等）进行同步录制到网络存储服务器，生成标准化的高清流媒体文件。可支持到4路高清信号的接入，实现高清视频信号及VGA信号的任意组合录制。

● 实时直播

可通过网络将现场的音视频进行实时直播，用户不需要安装专门的播放器软件，直接以Web浏览器即可同步观看现场实景。

● 在线点播及教学评价

录制好的课程文件上传到资源应用平台，用户通过Web浏览器登录，就可以观看课程资源文件，实现远程教育，并提供课程进行评价，满足课后复习、教学反思、优秀课评选、教研等不同应用场景。

● 图像识别自动跟踪

通过图像识别跟踪系统，无须佩带特殊物品即可实现主讲教师及学生的图像识别跟踪，支持多种跟踪策略，满足不同应用场合的需要。无需工作人员的配合，即可实现多视频的全自动跟踪拍摄。

● 导播形式多样化

支持自动导播、手动导播，满足不同应用场景的需求。导播策略可灵活配置，可根据跟踪系统、PC、白板、板书监控信号进行镜头自动切换，且在切换前调节好摄像机的焦距和位置，有效避免垃圾镜头。

● 部署简单，轻松融入现有多媒体教室环境

系统安装部署非常简单，配置分布式录播主机、音频系统和带老师跟踪功能的视频设备，并连接教室的VGA信号，系统即可投入使用，现有多媒体教室内的各种设备均可保留。而且核心设备之间仅需网线连接。

● 分布式设计，支持后期全面扩展和升级

分布式录播主机后期可扩展，可支持多间教室视录播，可满足学校多样化录制需求。

● 与原有信息化系统无缝融合

系统采用基于WEB的B/S架构，提供接口及平台软件等管理软件，可与学校原有的教学资源管理平台无缝融合，方便学生随时随地进行学习。

■ 中央控制系统

中央控制系统是智慧教室教室建设方案中的核心应用系统之一，以教室中的“网络高清中控主机”为基础，结合多媒体教育云平台软件，环境传感器等设备开展在全网环境下对多媒体教室的设备、人员、环境的智慧、综合管理工作。

● 特点

教室网络化集中管理、控制和维护；

教学环境智能化管控（读卡、电子课表、报警、温度、亮度）

稳定性与可靠性（CREATOR快捷技术实力与优势）

支持监控系统接入功能保障设备安全

● 网络型高清中控

智慧教室建设方案是一个多种应用、多种设备整合的一个应用方案，这其中的核心就是中控，该方案集成了多媒体教室所需的各种控制端口，而且在信号切换上还采用了4X2全高清VGA矩阵，提供3路高清VGA视频信号输入、1路高清HDMI视频信号输入、2路高清VGA视频信号输出功能，最高输出分辨率达到1080P/60Hz；内置4X1音频切换加1路广播音频输入，通过快捷音视频广播盒可随时收看到校园音视频广播内容。

● 可编程触摸屏

• 支持TFT真彩全视角LCD，1280*800解析度16:9宽屏清晰显示；

• 支持电容屏，透光率高达99.9%；

• 操作界面可由用户自定义，PNG、JPG等常用图像格式，图形界面支持文本、3D按钮、多态按钮、非规则按钮特效；

• 只需轻轻触摸屏幕就可以实现自由掌控；

支持画中画；

• 支持双向控制。

● 教室管理平台软件

控制中心配置一台服务器，安装智慧教室云平台管理系统软件，用于多媒体教室的统一管理，实现对多媒体教室远程设置、状态监看、远程维护、远程开关、视频监控、统计分析、日志管理、定时管理等集中管理。 

● 权限机制

“智慧教室云平台管理系统”具备分权限管理模式，各系统管理员、课室维护人员的权限各不相同，比如系统管理员可以对所有教师进行删减、重新配置，而课室维护人员只能是打开机柜、开启设备等简单维护操作。另外系统管理人员可以通过网络远程对设备进行工程调试，例如更换了其他品牌投影机，管理人员无需到现场即可远程修改投影机控制代码并进行程序上传，如图所示。

● 远程控制：管理人员可以通过“智慧教室云平台管理系统”远程对教室设备进行全功能控制；包括：电脑、投影机、投影幕、功放、灯光、风扇、空调、窗帘等设备；并支持对电脑，投影仪的智能延时开关机保护。

● 设备图示化管理

管理中心可以随时通过“智慧教室云平台管理系统”软件，通过文本或图片符号状态快速查看每个多媒体教室的在线连接情况，确认每个多媒体教室系统和设备的工作状态。

● 量化操作：支持批量设备开关，可自由指定整栋楼、或整层、或自定义分组教室设备批量开/关。

●  智慧课表：支持与学校课表对接，根据课表规定的时间、地点自动开启/关闭设备；支持在web管理页面直接编辑课表，实现快速调课。

● 安防监控

管理人员在网络管理中心通过“智慧教室云平台管理系统”软件即可直接调用各教室监控画面，实时观测课室情况。

• 对每个教室进行视频监控；

• 对每个教室的设备如：投影机、电脑等进行监控，支持设备拔线，后台弹窗报警；

• 可接入其他安防探测器，如：红外人体感应、破窗感应等。

●  能源管理

通过“智慧教室云平台管理系统”软件可实时查看各课室耗电量情况，对教室的电压、电流、耗电量等自动检测和告警，主要包括：

● 考勤统计

通过“智慧教室云平台管理系统”软件能够根据课表信息对教室学生和老师的刷卡记录进行统计，实现老师、学生的考勤；其中包括：

• 可对老师、学生的考勤信息进行统计；

• 可分时，分人，分科，分班统计；

• 可按姓名、学号、班级、考勤状态进行分类查询。

● 资产管理

通过“智慧教室云平台管理系统”软件能够对多媒体教室的设备资产进行统计管理，其中包括：

● PC电脑运维

通过“智慧教室云平台管理系统”软件对PC电脑的远程接管，桌面监控，CPU，硬盘，配置实况监查。

● 音视频广播

网络管理中心可以通过“智慧教室云平台管理系统”软件向所有教室或指定教室发送音视频广播，被指定教室将被动接收总控室过来的音视频广播信号，其中包括：

• 对所选教室或全体教室发送音频广播文件；

• 对所选教室或全体教室发送音视频广播文件；

• 对所选教室或全体教室音视频直播广播；

● 大型数据库统计

支持报表统计分析并根据不同的部门要求（教务处、后勤处、国资处等）形成并输出与之相关的汇总报表（Excel格式）。

■ 校园信息发布系统

为每个教室配置一个数字告示显示触摸屏，安装在教室门口，用来显示班级信息，当前课程信息，教室环境信息以及学校的通知信息。为学生和老师提供了便利。

● 创意桌椅及装修

移动、人性化、存储。具有高度的可移动性，能够轻松快速配合课堂的各种教学活动和布局。没有两个学生是一模一样的，它的工作台面可以根据学生的体型、左右手习惯进行灵活调节。

■ 案例分享