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新型交互式智慧教室的应用与发展

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新型交互式智慧教室的应用与发展

作者:曾祥天

来源:《电子技术与软件工程》2024年第23期

摘要

通过对现有的交互式智慧教室的长期使用经验和存在问题的总结,从软、硬件设备的兼容性、集成化、集约化、规范化的角度提出了未来交互式智慧教室的改进和发展思路。 【关键词】智慧教室 问题 总结 1 引言

近几年来,各高校都在大力发展新型交互式智慧教室,各大教育设备供应商也在积极探索和发售新型交互式智慧教室的相关产品。青岛港湾职业技术学院分别在2017年、2024年年年初自行建设了两间不同规格和功能的交互式智慧教室,运用了不少现有技术实现了行业内比较领先的功能,暂时走在了该领域的前列。目前,经过近一年的使用,总结了一些交互式智慧教室的建设和使用心得,借此总结使用经验和问题,探讨未来的发展趋势及方向。 2 目前已建成的智慧教室硬件功能介绍

青岛港湾职业技术学院目前已经建成两间新型交互式智慧教室,早期建设的一间只能实现学生端发言拾音、U盘内容分享、教室内灯光、音响、投影、空调等自动控制,较为原始,不赘多言。另一间目前实现的功能较为完善,全屋可容纳48名学生同时使用,实现了人脸、指纹和密码的识别分权限解锁门禁解锁、照明和系统开启功能,实现了8台学生端65寸触控一体化教学平板和85寸教师一体平板的一键开机、内容共享、投屏切换、语音交互等交互功能,同时还提供了自动恒温空调、自动窗帘、不同氛围照明、不同研讨模式切换、运营商级大并发数高可靠性无线局域网、环绕立体且防啸叫的自动扩音广播系统、课程自动录播系统等其他传统多媒体教室的基础功能。 2.1 系统各设备的组成

一体式交互平板选择的是目前业界应用较多的欧帝品牌一体式交互平板。音响模块采用了8颗JBL 12英寸顶吸式单元与YANIA11A2Kw级别功放的组合,配以itc无线麦、隐藏式桌面话筒、隐藏式拾音枪型话筒和啸叫抑制器实现了教师、学生的非穿戴式讲课、互动交流的扩音。配合itc可编程电源控制器、可编程HDMI矩阵、定制了多功能操作面板、多功能无线可编程且支持自编APP界面的中央控制单元实现屏幕内容交互功能、自动照明等功能的一键切换。通过将温度传感器引入破解后的日立空调红外控制面板并附加了相关自动控制机能后实现了原有室内空调的自动恒温控制(利旧)。采用H3CWX2500H和H3CWA5530的AC+AP的方式实现了大并发数条件下的稳定的互联网接入。自动录播系统采用的是中广上洋的相关产品

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(利旧),并对其进行了简单的改进,实现了完全自动录播。监控系统采用的是海康威视的半球面广角顶拍摄像头加自动跟踪式快球,在后台硬盘录像机位置引出了报警控制信号到中央控制器。由于该教室施工建设阶段国内尚没有相关成熟对应产品,虽有不少厂商、高校曾提出过先关建设方案,但大都仅仅只限于纸面的应用方向探讨,并无多少实践应用价值,所以在教室建设阶段,我们也走了不少弯路,定制了部分关键控制部件。 3 智慧教室的应用现状及未来发展的思路

智慧教室建成现己接近一年时间,期间多次承揽了青岛港员工培训中心、学院内各级别的培训、会议及部分学生日常课程的培训及教学任务。

教师授课期间,可以很方便的实现除常规多媒体教室功能以外的电子书包相关功能、一键切换研讨小组屏幕分享功能等互动功能,该功能在承接交互式课程、研讨型课程时互动演示功能强大、使用简单便捷,深受教师和学生好评。

交互式智慧教室的投入使用,方便了部分研究型课程的开展,提升了学生的学习兴趣和学习效率,提升了学生在授课阶段的学习的主动性,让学生真正可以实现将自己的瞬间灵感快速分享给整个课堂。

通过这近一年的使用,也发现了该智慧教室存在的一些技术问题,现部分总结如下: (1)音响系统过于复杂。50人级别的教室采用8颗12寸顶吸式隐藏单元总功率过大,容易产生啸叫。

(2)为追求室内整洁采用了大量隐藏式拾音器造成了维修维护麻烦。

(3)该教室缺少正规软件厂家提供的稳定版、全功能电子书包系统和相关教学屏幕交互软件,虽然我们通过多个不同软件实现了大部分功能,但是操作比较麻烦,上课前需要对教师进行一定的培训才能熟练掌握使用这些软件。

(4)该教室的自动控制系统硬件是多个厂家的硬件的组合体,兼容性、稳定性和可编程性不高。尤其是系统的整体稳定性不够理想。不能实现长时间(以学年计数)的免维护。 (5)自行开发的教师端自动控制系统APP界面人机功效较差,不美观,逻辑性有待提升。

(6)未能实现研讨小组的屏幕可随小组位置移动而跟随和小组内的无线屏幕分享。小组屏幕的内容上传还需小组成员通过数据线传递,小组屏幕也相对固定,不能移动。

针对以上使用过程中暴露出的问题和目前智慧教室的发展思路,作为教育技术人员,从技术层面对未来智慧教室的建设提出几点设想。

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(1)进一步的实现设备的整合和集成,目前不论是这种自行研发的智慧教室还是即将上市的商品型智慧教室产品,都存在着设备柜巨大、组件繁多的问题,应当通过进一步的技术研发实现设备的集成化、小型化。

(2)需要进一步的探索和研发实现可移动式的多附加功能的学生端交互终端。使学生端的教学平板实现便捷的多屏无线投屏交互、同步的扩音、拾音,并实现可随教室布局灵活改变位置。

(3)进一步改善智慧教室的无线网络环境,辅助实现更多的无线网络交互功能。 (4)希望能进一步的降低智慧教室的建设成本。我院建设的该智慧教室,由于采用的是自行定制并组装的硬件系统,故总造价较低。50人规模的智慧教室在实现完全功能的情况下,软、硬件总投入只有不到五十万元,相对于目前成熟的商业产品动辄百万元级别的报价还是有较大优势的。只是希望在以后的智慧教室的普及上,能见到更多的合理低价的智慧教室产品。 4 结语

新型智慧教室的到来对传统的讲述式教学方式和多媒体教室提出了革命性的改进需求。个人认为,智慧教室的诞生,是新型师生关系、授课方式和教学设备发展所带来的必然结果。要想建设好新型的交互式智慧教室必须通过更加统一化、集成化的硬件系统和更加开放化、集成化、平面化的软件系统的相互配合才能实现。 参考文献

[1]安宁,牛爱芳,齐瑞红等.高校智慧教室建设的探索与思考[J].实验技术与管理,2017(05):247-251.

[2]王玉龙,蒋家傅.以需求为导向的智慧教室系统构建[J].现代教育技术,2014,24(06):99-105.

[3]程敏.信息化环境中智慧教室的构建[J].现代教育技术,2016,26(02):101-107.

新型交互式智慧教室的应用与发展

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