智慧教室指的是運用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)等手段，實現(xiàn)模塊化、集成化、可拓展化的智慧終端，能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體管理、直播錄播、互動課堂、廣播、視頻會議等多種物聯(lián)控制功能，本篇文章就一起來詳細了解一下常態(tài)化智慧教室解決方案。

一、智慧教室建設(shè)現(xiàn)狀

在近幾年很多學校也建設(shè)并應(yīng)用了智慧教室，我們也與一線老師去溝通了解如今的使用現(xiàn)狀，他們說：一些功能教室（智慧教室）各種功能確實是好，但是很難用起來也是真的，各種的軟硬件，老師要用，就需要學，無形之間往往增加的老師的負擔；并且運維很困難，教室內(nèi)的專業(yè)設(shè)備的維護往往都需要專業(yè)的技術(shù)人員，這也是當前很多智慧教室建設(shè)的現(xiàn)狀。

二、傳統(tǒng)智慧教室存在的痛點

以往建設(shè)智慧教室還處在摸索階段，很多功能雖然有利于信息化的建設(shè)，但真正使用起來卻并沒有那么方便，例如在硬件的選擇上涉及的廠商比較多，各家獨立建設(shè)，整體協(xié)同利用率比較低；在系統(tǒng)應(yīng)用上也是各自為政，使用起來存在數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一等不便?？傮w來說就是，傳統(tǒng)智慧教室功能越來越多，組成越來越復雜，各種設(shè)備連接、軟件平臺的集成也越來越麻煩，為使用者帶來不便。

三、常態(tài)化智慧教室功能特點

常態(tài)化智慧教室整體解決方案是以O(shè)C互聯(lián)液晶壓感黑板、智慧終端為基礎(chǔ)，結(jié)合智能物聯(lián)等設(shè)備，通過Zigbee無線將信號可以實現(xiàn)本地智能調(diào)節(jié)教室環(huán)境，也可以在不同的場景模式下選擇開啟不同的設(shè)備，同樣也可以實現(xiàn)環(huán)境的自動調(diào)節(jié)；結(jié)合常態(tài)化錄播等設(shè)備可以滿足日常的教學錄制資源的保存、交流、展示、教學等需求；結(jié)合教學云平臺可以實現(xiàn)遠程在線、直播、點播、評課、巡課、安防、電視直播、智能物聯(lián)、安防監(jiān)控、緊急插播等功能。從而實現(xiàn)對未來教室設(shè)備控制的管理智能化、教學管理可視化、平臺管理統(tǒng)一化；達到提高教學質(zhì)量、方便教學管理、提高設(shè)備使用效率、延長設(shè)備使用壽命、優(yōu)化教師授課環(huán)境的目的。

1、高度集成、一體化

為簡化設(shè)備安裝，便于后期維護管理，在硬件方面OC互聯(lián)液晶壓感黑板高度集成了物聯(lián)網(wǎng)模塊、擴聲模塊、音頻處理模塊、交換機模塊于一體，多種模塊進行有機的結(jié)合，實現(xiàn)了智能物聯(lián)、智能擴聲、直播點播、電視收看、評課巡課、常態(tài)化錄播、互動錄播、專遞課堂、視頻會議、講義分享、記錄板書等多種功能，從而足用戶多種教學需求，便于后期豐富教學活動。

2、操作簡單，易學易用

未來教室以O(shè)C互聯(lián)液晶壓感黑板、智慧終端為核心，使用者僅操作一體機即可對教室內(nèi)所有的硬件設(shè)備進行一鍵管控，具備系統(tǒng)開關(guān)、音量加減、計算機開關(guān)、信號切換、錄播啟停、互動撥號、環(huán)境控制等功能。教室使用過程中無需額外工作人員進行現(xiàn)場保障支持，真正做到無人值守的未來教室。

3、常態(tài)化錄播

集先進的圖像分析技術(shù)、廣播級多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)、人工智能和自動導播技術(shù)于一體，將老師授課，師生互動場景，授課電腦VGA信號以及課堂板書等進行智能化的跟蹤切換錄制，自動生成課程資源。

4、強大的教學分析、管理工具

遠程設(shè)備管理平臺內(nèi)置的教學分析系統(tǒng)，支持遠程督導，可實時查看各教室的教學情況，完成遠程巡課；在教學過程中還可以通過發(fā)送文字通知、視頻的形式進行遠程的教學協(xié)助。內(nèi)置的管理工具還可以對老師在信息化教學時，使用的哪些教學方式進行統(tǒng)計，如通過大屏展示課件視頻時長，通過教學平板同屏展示資料時長等。

5、專業(yè)擴音

專業(yè)的音頻處理算法，可有效去除噪聲和嘯叫，提高播音擴音的音質(zhì)，從而整體提升錄播教室的用戶體驗和錄播效果。

6、一體化硬件產(chǎn)品，故障自動告警

智慧終端內(nèi)置核心的嵌入式中央控制器，內(nèi)置操作系統(tǒng)，所配置的功能模塊均圍繞OC互聯(lián)液晶壓感黑板展開，實現(xiàn)軟硬件功能的統(tǒng)一應(yīng)用。智慧終端內(nèi)置模塊之間采用板卡耦合式組合，無需在內(nèi)部進行線纜連接，大大降低硬件設(shè)備故障率。

系統(tǒng)啟動過程中還可以自動檢測硬件信息，遇故障情況自動告警、報修，可快速解決故障問題，保障未來教室的正常使用。

7、廣播級技術(shù)處理

基于廣播級音視頻編解碼封裝技術(shù)以及后期制作技術(shù)，充分保證畫質(zhì)的高保真度，真實還原錄播教室教學場景，使觀看錄播視頻的學生如身臨其境般學習知識。

8、智慧教學云平臺

集教學資源庫、互動教學、直播點播、網(wǎng)絡(luò)巡課、網(wǎng)絡(luò)評課、校園電視、電視收錄、安防監(jiān)控、智能物聯(lián)、應(yīng)急插播、校園廣播等功能。圍繞學校管理人員、老師教學、學生學習等需求，為學校提供一個全方位多功能的平臺。

四、常態(tài)化智慧教室終端整體架構(gòu)

如圖所示，智慧終端通電通網(wǎng)，即可實現(xiàn)教室內(nèi)的有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和管控；連接線分別接入音箱、麥克風、攝像機、大屏進行音視頻的采集，云平臺進行運維管理、應(yīng)用推送，方便部署，學習以及使用成本低。

在整體架構(gòu)上發(fā)揮云平臺伸展性、可用性能力，做為智慧教室管控及應(yīng)用的入口，以網(wǎng)絡(luò)為媒介貫通業(yè)務(wù)全場景，邊緣計算中心依托算力、存儲采集硬件終端所獲取的音頻、視頻等能力實現(xiàn)云網(wǎng)邊端一體化架構(gòu)，滿足教室應(yīng)用場景多樣化、實施敏捷性，大幅減少邊端部署運維復雜度，降低云端算力成本。

五、常態(tài)化智慧教室詳細功能解析

1、網(wǎng)絡(luò)通訊

將教室中的有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)全面融合，替代教室中現(xiàn)有的交換機、路由器、AC控制器、AP、Zigbee網(wǎng)關(guān)，將原本設(shè)備堆疊式系統(tǒng)集成方案轉(zhuǎn)換成嵌入式集成方案設(shè)計，基于一塊芯片底層深度研發(fā)，確保系統(tǒng)能夠高效、穩(wěn)定運行，提供一個便捷安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

2、聲音處理

在聲音方面，區(qū)別于傳統(tǒng)音頻廠家基于音頻板卡的解決方案，使用人工智能的算法實現(xiàn)教室的聲音管理。同樣是擴聲，傳統(tǒng)擴聲通過音頻板采集聲音，然后通過板卡對聲音進行流水線一樣的降噪、抑制、消除回聲，最后通過音響播放出去；而我們采集到的聲音直接進入高性能的芯片，使用AI神經(jīng)元算法對聲音進行處理并擴聲。

得益于AI的算法，它可以不斷地學習從而對聲音實現(xiàn)優(yōu)化，使用的越久，它越能分辨哪些聲音是人聲，哪些是噪聲，比如音樂、翻書、桌椅拖動都可以過濾掉，并且聲音是直接進入芯片處理后擴出來，所以整個的擴聲流程可以做到30毫秒之內(nèi)。

3、物聯(lián)管控

在物聯(lián)管控層面，常態(tài)化智慧教室通過硬件驅(qū)動的適配，搭建物聯(lián)設(shè)備庫，來實現(xiàn)跨廠家跨設(shè)備之間的物聯(lián)接入，將物聯(lián)終端IP化，達到自發(fā)現(xiàn)、自組網(wǎng)的效果，并在這一基礎(chǔ)上實現(xiàn)教室內(nèi)的智能管控、設(shè)備數(shù)據(jù)采集、包括通過一些物聯(lián)策略的管理來實現(xiàn)能耗節(jié)能。

4、視頻應(yīng)用

在常態(tài)化智慧教室的建設(shè)體系當中，課程資源體系的建設(shè)、學生課前課后的預(yù)習復習的需求已經(jīng)讓一些學校開始建立全校的常態(tài)化錄播，通過智慧教室終端可以采集音頻視頻然后把它存下來，提供一個便捷的操作入口，解決師生個人音視頻能力不足、使用成本高的痛點，達到互聯(lián)互通的效果。

六、常態(tài)化智慧教室應(yīng)用場景

1、教學巡課

教師上課前系統(tǒng)會自動匹配課表，自動執(zhí)行課表預(yù)約開啟未來教室設(shè)備。上課的過程中，校長或?qū)＜铱呻S時通過頁面登陸到智慧教學云平臺的巡課頁面，對所有的在線教室進行即時的在線觀摩、巡課，巡課的過程中可以進行評判和提出意見、建議，保存上傳至管理員，作為對教師授課過程評價的依據(jù)。在上課過程中，校長或?qū)＜乙部赏ㄟ^微信小程序?qū)崿F(xiàn)在手機或pad上隨時隨地的，進行教學巡視，并對巡課過程進行評價，滿足了移動巡課，方便管理。

2、教師自助錄課

通過系統(tǒng)的教師自助錄課功能，每個教師可自主設(shè)定在哪間教室、什么時間內(nèi)進行錄課，當設(shè)定好錄課時間和地點后系統(tǒng)會自動在設(shè)定的教室和時間內(nèi)進行錄課，錄課完畢后自動上傳到指定的服務(wù)器上供用戶進行點播。由于是教師自主設(shè)定的錄課計劃，所錄制的課程也由他進行管理，可設(shè)定為是否公開或不公開，可進行修改、刪除等操作。

3、按課表自動批量錄制

系統(tǒng)管理員根據(jù)學校的課程表可自主靈活地設(shè)定錄課的教室和時間實現(xiàn)在常態(tài)化教學情況下的自動錄課。批量錄制、批量保存，快速實現(xiàn)校本資源庫的建設(shè)。

4、微格教學評價

未來教室系統(tǒng)的建設(shè)實現(xiàn)了在學校內(nèi)每個教室進行錄制和評價的教學過程。改變了在進行微格教學時必須到專門的微格教室進行的情況，使每個教室都變成了微格教室，每個教室都能進行微格教學。這將大大提高微格教學效率，提升教師的教學水平。

5、校本視頻資源庫建設(shè)

教育云錄播系統(tǒng)的建設(shè)將大大促進學校校本視頻資源庫的形成。每天成體系批量的錄課將會在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)學校全年級、全學科、全體教師的課程錄制?？焖傩纬苫谛１菊n程的視頻資源庫，實現(xiàn)對學校優(yōu)質(zhì)教學資源的保存；同時也可供老師和學生進行課后點播觀看，促進老師在發(fā)現(xiàn)問題的時候積極主動地去改進，促進學生課前預(yù)習和課后復習。

6、遠程互動教學

隨著城鎮(zhèn)化快速推進，地區(qū)師資力量不均衡，分校辦學和幫扶教學的問題日益凸顯，為解決異地教學質(zhì)量同步，互動錄播教學就變得尤為重要，在教學中主講教室可以實時的觀看到異地教室的上課狀態(tài)，同樣異地聽課教室可以聽到、看到主講教室的狀態(tài)，合理化的配置可以讓異地聽課的學生與主講老師進行課堂互動，主講課堂的學習氛圍，同樣在異地聽課教室也能實時的感受。從而達到相同的教學質(zhì)量和相同的教學效果，不再受空間和時間、地理的限制，為豐富教學成果提供無限可能。

7、在線評課

老師將錄制后的課件上傳至自己的空間，增加評課請求，邀請評課老師進行評課活動，管理員審批同意后，評課老師可以在線觀摩并對課程進行評價打分，生成結(jié)論報告，通過平臺在線對每個教學環(huán)節(jié)作出評比，并最終評出活動中的優(yōu)秀課件，對優(yōu)秀的教師給與獎勵，有利促進教學的進步良性循環(huán)。

8、教育云錄播與校園安防監(jiān)控的有機結(jié)合

由于校園安防監(jiān)控所使用的攝像機、拾音器等設(shè)備，以及傳輸和存儲的技術(shù)方式與教育云錄播系統(tǒng)有很大的共同點，所以在設(shè)計教育云錄播系統(tǒng)時也要同時考慮校園安防監(jiān)控功能，在設(shè)計學校安防監(jiān)控時也要考慮云錄播功能，這樣無論是錄課設(shè)備還是安防監(jiān)控設(shè)備都能最大程度地進行復用，發(fā)揮出最大的功能，降低建設(shè)成本。除日常進行錄課外，還可在考試的時候進行考試監(jiān)控。

9、家?；ヂ?lián)

隨著校園信息化的建設(shè)，學生家長與學校老師之間的溝通打破了傳統(tǒng)的面對面的模式，基于云錄播系統(tǒng)的建設(shè)，家長可以在任何場合通過 PC 端、智能移動終端等智能設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)實時查看學生在學校的學習情況，可以零距離的通過系統(tǒng)平臺與學校老師溝通。系統(tǒng)拓寬了學生家長與學校間溝通的渠道，加深了彼此間的互動。

10、校園文化宣傳

在展播的電腦端，播放校園文化宣傳的音視頻、PPT、圖片等文件，通過軟件將VGA畫面轉(zhuǎn)化為IP信號流，輸出至教室用戶終端，師生可以通過電視直接觀看到校園文化宣傳的內(nèi)容。突破了傳統(tǒng)宣傳帶了的不及時、人力物力投入大、宣傳效果不佳的窘境，對于活躍文化氣氛，宣傳宣講校園文化，都具有積極的意義。

11、校長直播

校長講話時可在辦公室進行講話直播，通過云平臺軟件遠程開啟教室終端設(shè)備，攝像機和話筒對音視頻進行采集，將音視頻輸出至教室用戶終端，師生可以通過電視直接觀看到校長的直播畫面。滿足了無需統(tǒng)一場地組織活動的需求。

12、校園電視

學生可以通過校園電視，組織觀看時事新聞、體育新聞、教育動態(tài)、百家講堂等節(jié)目內(nèi)容，通過這個平臺可以定期直播學校內(nèi)的新聞，改變傳統(tǒng)的網(wǎng)站文字和校內(nèi)廣播的方式進行新聞播報，不僅能讓學校內(nèi)師生關(guān)注校園的新聞，還可以了解國家大事和百姓身邊的小事，讓學習更貼近生活，更貼近世事。

七、常態(tài)化智慧教室的優(yōu)勢

本方案中區(qū)別于傳統(tǒng)智慧終端的最大特點在于，我們致力于給教室打造一個高穩(wěn)定的算力基座，具備網(wǎng)絡(luò)通訊能力并采集音視頻和物聯(lián)數(shù)據(jù)，通過內(nèi)置的軟件算法來實現(xiàn)各類應(yīng)用，并且每個應(yīng)用獨立安裝擴展。就像使用一臺智能手機，附帶麥克風攝像頭通信功能，而錄播、擴聲等業(yè)務(wù)需求只需要安裝相應(yīng)功能插件即可使用，保證應(yīng)用的獨立隔離和便捷運維，并且高度開放拓展，解決使用者學習成本高、使用難度大、流程繁瑣等實際痛點，打造真正的常態(tài)化智慧教室。更多樓宇自控信息，請關(guān)注裕乾官網(wǎng)。

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