什么是智慧教室

乐多 2022-06-02 14:26:07
问答

智慧教室是一种典型的智慧学习环境的物化,是多媒体和网络教室的高端形态,它是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室,通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展,实现情境感知和环境管理功能的新型教室。

顺应时代的发展,智慧教室建设逐渐走在了智慧教育的重要位置。在国家政策推动下,智慧教室正迎来发展的高峰。那么什么是智慧教室呢?

智慧教室 Smart classroom

什么是智慧教室

智慧教室是一种典型的智慧学习环境的物化,是多媒体和网络教室的高端形态,它是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室,该新型教室包括有形的物理空间和无形的数字空间,通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展,实现情境感知和环境管理功能的新型教室。智慧教室旨在为教学活动提供人性化、智能化的互动空间;通过物理空间与数字空间的结合,本地与远程的结合,改善人与学习环境的关系,在学习空间实现人与环境的自然交互,促进个性化学习、开放式学习和泛在学习。

智慧教室主要系统

1.教学系统

教学系统由内置电子白板功能的触控投影机一体机、功放、音箱、无线麦克、拾音器、问答器和配套控制软件构成。使用内置电子白板功能的触控投影机代替传统的黑板教学,实现无尘教学,保障师生的健康;可在投影画面上可以操作电脑,在每个桌位上配置问答器,实现师生交互式课堂教学。

2.LED 显示系统

LED 显示系统由 LED 面板拼接而成,安装在教室黑板顶部,用于显示正在上课的课程名称、专业班级、任课教师、到课率和教室内各传感器采集的环境数据(室内温湿度、光照度、二氧化碳浓度等)。

3.人员考勤系统

人员考勤系统由 RFID 考勤机、考勤卡和配套控制软件构成。在教室前后门各安装一个 RFID 考勤机,采用 RFID 标签(校园一卡通)对学生进行考勤统计,对进人教室的人员进行身份识别,对合法用户进行考勤统计,对非法用户进行告警。同时可通过 WiFi 无线覆盖,在远程对考勤情况进行监控、统计以及存档打印等。

4.资产管理系统

资产管理系统由特高频 RFID 读卡器、纸质标签、抗金属标签和配套控制软件构成。在教室前后门各安装一个特高频读卡器,对教室内的实验仪器、设备等资产(贴有 RFID 标签,标签上存储有设备的详细信息)出入教室进行监控与管理,对未授权用户把教室内资产带出教室进行告警,方便设备管理人员对教室设备的统一管理。

5.灯光控制系统

灯光控制系统由灯光控制器、光照传感器、人体传感器、窗帘控制系统和配套控制软件构成。首先通过人体传感器来判断教室内对应位置是否有人,此位置无人,则灯光控制系统及窗帘控制系统处于关闭状态;反之,处于工作状态。

6.空调控制系统

空调控制系统由中央空调电源控制器、温湿度传感器和配套控制软件构成。通过温湿度传感器监测室内温度,通过分析数据,根据软件预设值,当室内温湿度高于最高门限值时自动开启空调,当室内温湿度低于最低门限值时自动关闭空调,实现室内温湿度的自动控制。

7.门窗监视系统

门窗监视系统由窗户门磁模块及配套软件组成。窗户门磁模块用于检测门和窗户的开关状态,并将状态信息及时上传至服务器。同时设置敏感时段,实施对窗户的自动监视和报警。

8.通风换气系统

通风换气系统由抽风机、CO2 传感器和配套监控软件构成。通过 CO2 传感器监测室内的 CO2 浓度,通过分析数据,根据软件预设值,当室内 CO2 浓度高于软件门限值时自动开启抽风机来进行换气,通过补充室外空气来降低室内的 CO2 浓度。

9.视视频监控系统

视频监控系统由 WiFi 无线摄像头和配套监控软件构成。视频监控可为安防系统、资产出入库、人员出入情况提供查询依据。在教室前后门口各安装一个 WiFi 无线摄像头监控人员出入和资产的出入库情况,在教室内安装一个 WiFi 无线摄像头监控教室内部实时情况,所采集的影像经由远端射频单元传送至终端管理电脑,提供实时的监控数据。

智慧教室作用

1.智慧教室设备能够体现物联网的三个层次(应用层、网络层、感知层),运用传感器、射频识别(RFID)等技术,使信息传感设备实时感知任何需要的信息,按照约定的协议,通过可能的网络(如基于 WiFi 的无线局域网、移动通信、电信网等)接入方式,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,实现物与物、物与人的泛在链接,实现对物品的智慧化识别、跟踪、监控和管理。同时,智慧教室还能满足开设物联网导论、传感器原理及应用、无线传感器网络及应用、RFID 技术及应用、物联网工程及应用、物联网标准与中间件技术、物联网应用系统设计等课程的实践实训教学需要,并为学生或教师的物联网技术应用项目开发提供平台。

2.通过智慧教室实验平台,学生能掌握物联网技术基础理论、物理信息系统标识与感知、计算机网络理论与技术以及数据分析与信息 2.处理技术等知识,具备通信技术、网络技术、传感技术等信息领域宽广专业知识,具备一定的工程应用系统的开发能力、实践能力和科学研究能力。

3.智慧教室建设可以用光载无线交换机构建 WiFi 无线局域网,覆盖智慧教室,加上教室的有线网络交换机、网络路由器,从而建立融合有线网络、无线局域网的物联网关键部分——网络层,各种传感器件通过标准模块 WiFi 设备服务器(串口通信 RS232 转 WiFi 无线网络)无线接入物联网工程信息平台,构成全面涵盖物联网三个层次的统一的物联网工程实验平台。同时,其他内置 Wifi 模块的各种手持设备(笔记本电脑、手机等)也能无线接入该实验平台,成为物联网实验设备的一部分;师生教学、科研实践开发的其他感知模块,通过与标准的 WiFi 设备服务器连接,也能轻易接入该实验平台,完成测试、验证。

智慧教室基于物联网技术,可以搭建成一个物联网应用场景,既可以用于学生进行创新实验研究,也方便教师开展科学研究。可以通过智慧教室里面的人员考勤系统来判断教室内是否有人员,如果教室内无人,则教室内所有系统处于关闭状态;反之,则处于工作状态。

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