一、智慧教室設計原則：
智慧教室項目是一項重要的系統(tǒng)工程，其設計的高可靠行、先進性、合理性將對于今后學校的信息化管理和運行產(chǎn)生極為重要的影響。智慧教室設計該遵循以下原則：
科大學智慧教室應用解決方案.jpg "廣州醫(yī)科大學智慧教室應用解決方案")
（一）、先進型原則：保證所采用的設備和技術屬世界主流產(chǎn)品在相應的應用領域占有較高的用戶市場在相關計算機技術及網(wǎng)絡技術方面處于超越同行水平?？紤]到網(wǎng)絡和其他硬件系統(tǒng)設備長期使用性所以在選擇網(wǎng)絡技術和其他基礎設備的時候應具有一定超前意識。
（二）、經(jīng)濟實用性原則在保證智慧教室建設的先進性、可靠性和高性能價格比的前提下，通過優(yōu)化設計達到較大經(jīng)濟性的目的。能夠較大限度的滿足實際工作的需要把滿足智慧教學中的教學要求作為首要要素進行考慮。
（三）、開放性原則在基礎硬件設備方面應支持符合國際標準和工業(yè)標準的相關接口能夠與各網(wǎng)絡運營商互聯(lián)互通系統(tǒng)軟硬平臺應具有良好的移植能力并要求統(tǒng)一平臺管理采用模塊化設計、標準API接口、靈活易擴展適應未來智慧教學新需求。
（四）、智慧教室的具體功能主要有：在學生考勤方面，通過掃描課程的二維碼起到簽到的作用。在課前預習方面，及時推送ppt到學生的手機端。在課堂學習上，可以發(fā)布測試題，檢查同學們對課堂內容的掌握情況。同時，每個同學都可以把自己想要傳達的某些信息放在顯示大屏上。
與傳統(tǒng)的常規(guī)教室相比，智慧教室把教學活動的整個過程都納入了智慧系統(tǒng)里，包括課前、課中和課后各環(huán)節(jié)，對教學活動全程參與，實現(xiàn)了教學環(huán)境的智慧化和教學設備控制的智能化。教室里的所有設備都能夠實現(xiàn)智能的管控，這樣就較大程度地提高了各種設備管控的效率和效果。從硬件方面來看，智慧教室里的桌椅都是可移動的，可以擺放成適合小組討論等符合教學需要的形態(tài)，便于開展個性化的、討論式的教學。
二、智慧教室主要功能：
1、環(huán)境監(jiān)測和管理:通過安裝在教室內部的八合一傳感器(溫度、濕度、PM2.5、PM10、CO2濃度、甲醛、TVOC、光照度傳感器等)對教室環(huán)境進行實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)記錄,通過后臺控制系統(tǒng)實現(xiàn)對教室環(huán)境的改善,也可以根據(jù)預先設置策略進行智能控制。
2、教學過程錄制:通過安裝在教室內的高清跟蹤攝像機對教學過程進行網(wǎng)絡化錄制和存儲,云端管理平臺可以按照教師常規(guī)自動錄制,或通過教室內控制屏進行手動錄制。
3、教室集中設備控制:通過安裝在講桌里的智慧網(wǎng)絡中控,對教室內教學設備(互動教學一體機、投影、音響、電腦等)進行統(tǒng)一控制,教師可以選擇一鍵開關設備,也可以通過控制面板進行單獨控制,從而降低設備操作復雜性。
4、教室管理:教室設備貼二維碼標簽,教師通過手機二維碼掃描識別的方式進行對教室設備進行管理。
5、遠程集中控制管理:系統(tǒng)管理平臺為B/S架構,可以通過遠端登錄對每個教室內設備實現(xiàn)單獨控制,同時可以實現(xiàn)這個教學樓的集中控制。
6、教學互動管理:系統(tǒng)教學視頻課件通過云端進行發(fā)布,學生可以通過網(wǎng)絡進行自主學習,對老師的課件進行點評和互動,老師可通過在線互動的方式實現(xiàn)教學互動。
三、智慧教室的構架：
一間完整、高效、性能優(yōu)良的智慧教室不僅是教育工作順利進行的重要功能保障同時也是現(xiàn)代教學的重要組成部分。對于一個智能現(xiàn)代化的校園來說需要有相應規(guī)格的教學系統(tǒng)與之相適應在方案設計時充分考慮到系統(tǒng)的先進性、穩(wěn)定性、可靠性和可操作性、兼容性、安全性并且考慮到系統(tǒng)將來可能存在的升級要求及應當具有良好的可擴容性及性能價格比并對可預期的技術發(fā)展作好充分的技術準備。
（一）、智慧教室建設主要由以下系統(tǒng)構成：
1、觸控顯示系統(tǒng)。
2、智能化課程錄播系統(tǒng)
3、擴聲系統(tǒng)
4、互動教學系統(tǒng)
5、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境控制系統(tǒng)
6、集中控制系統(tǒng)
7、虛擬教學系統(tǒng)
（1）、 觸控顯示系統(tǒng)
根據(jù)各個區(qū)域的不同應用進行科學的顯示方式設計、計算和模擬論證確保畫面較佳的水平和垂直覆蓋滿足絕大部分觀眾的視角范圍沒有視像盲區(qū)。畫面的亮度參考國家對各種環(huán)境照度的規(guī)定結合各種文獻對較佳視像照度的推薦值和經(jīng)驗所有設計指標均達到或超過預期數(shù)值并根據(jù)智慧教室中教學互動的重要環(huán)節(jié)加以觸控式教學設備輔助教學 根據(jù)以上要求我們?yōu)橛脩敉扑]：
大尺寸觸摸顯示屏教室前端壁掛一臺觸摸顯示屏用于主顯示及教師日常授課觸摸顯示屏為一體機架構內置電腦可以安裝日常教學軟件輔助教學教室兩側分別壁掛一臺觸摸顯示屏用于輔助顯示及學生演示時使用學生可以把自己的創(chuàng)意想法通過該顯示屏分享給其他學生。
無線HDMI發(fā)射系統(tǒng)
配備無線HDMI發(fā)射系統(tǒng)利用該系統(tǒng)內置的高速視頻采集壓縮技術教師可以通過手機\PAD等移動終端設備的拍照功能進行視頻特寫鏡頭采集顯示給學生就可以應用無線HDMI發(fā)射系統(tǒng)利用手機攝像頭進行特寫拍攝并時時呈現(xiàn)給學生。
（2）、 智能化課程錄播系統(tǒng)
利用視音頻記錄技術完整記錄課堂的教學活動實現(xiàn)實時播放和課后回放。課堂教學活動包括老師、學生的圖像與聲音教師的計算機課件、板書等信息。錄播系統(tǒng)具有數(shù)字化、控制的自動化、傳輸?shù)木W(wǎng)絡化的特點使用者也從專業(yè)的電教教師轉向普通教師系統(tǒng)集成了電影、雙流、遠程三種記錄方式、自動發(fā)布平臺、點播直播二種播出方式。
系統(tǒng)分手動與自動兩部分。自動部分實現(xiàn)無人值守自動記錄課堂教學過程確保操作簡單和常態(tài)實現(xiàn)有效和量產(chǎn)的視頻案例手動部分用后臺手工方式記錄課堂的亮點和特色實現(xiàn)有個性化的視頻案例和精品課程。系統(tǒng)采用專業(yè)的標準化設計結構化控制技術提供豐富的特技效果和強大的記錄、編輯、點播、直播、遠程教學、發(fā)布等軟件實現(xiàn)高清晰的畫面和音視頻同步輸出的收視效果。
視頻采集攝像頭
在教室前端兩側各吸頂一臺攝像頭用于學生畫面采集采用高清hd-SDI\HDMI信號保證高清信號的標準支持后臺控制攝像頭推拉搖移放大縮小等 在教室后端中部布置一臺攝像頭用于教師跟蹤及課堂全景記錄采用高清hd-SDI\HDMI信號保證高清信號的標準支持后臺控制攝像頭推拉搖移放大縮小等后置攝像頭同時具備跟蹤功能。
（3）、 擴聲系統(tǒng)
充分考慮到系統(tǒng)今后的使用方式及使用功能重點側重于語言清晰度、傳聲增益、音樂重放音質以及方便的操作性和靈活的功能轉換等方面。系統(tǒng)中音箱的分布采用計算機輔助設計力求聲場覆蓋均勻整齊美觀選用優(yōu)良的音箱和功率放大器及其專用處理器具有多重控制及保護功能確保系統(tǒng)的關鍵部分。
揚聲器的選擇應該是以應用為前提結合主觀音色、物理技術指標兩個主要技術條件進行選擇。從技術上來看物理技術指標高并不代表音色好音色好的音箱相對來講物理技術指標會高一點而在經(jīng)濟運行的角度來看物理技術指標高并不代表價格會貴音色好的音箱價格肯定會很貴揚聲器選擇應該是以應用為前提的解析就是去平衡這兩個參數(shù)選擇。對于本系統(tǒng)來講擴聲系統(tǒng)主要用于語言擴聲因此需要有較高的語言清晰度。
模擬調音臺對教室內的信號源進行處理
無線手持話筒用于學生流動發(fā)言使用
無線領夾話筒用于教師授課及使用
數(shù)字音頻處理器處理教室內音頻環(huán)境避免發(fā)生嘯叫等影響授課環(huán)境的情況出現(xiàn)
功率放大器及音箱
（4）、互動教學系統(tǒng)
互動式教學模式是把教學過程看作是一個動態(tài)發(fā)展著的”教”與”學”二者統(tǒng)一的交互影響和交互活動過程通過優(yōu)化”教學互動”的方式即通過調節(jié)師生關系及其相互作用形成和諧的師生互動、生生互動、學習個體與教學中介的互動強化人與環(huán)境的交互影響以產(chǎn)生教學共振達到提高教學效果的一種教學結構模式。
互動式教學依據(jù)信息化及多媒體技術實現(xiàn)數(shù)字化教學通過理論基礎與多種互動教學工具結合如筆記本電腦、觸控式一體機互動式平板電腦等設備它可以WIFI將顯示屏、平板電腦等智能終端相連可拍照、錄像、共享屏幕、課堂測驗、互問互答等等教師與學生可針對某一問題進行一對一、一對多、多對一的觀察交流和教學分享。
平板電腦可以讓課堂更加生動,具有互動性、趣味性。平板電腦的攝像頭、麥克風、多點觸控屏、加速度傳感器重力感應和WiFi、藍牙等設備在教學實踐中開發(fā)出了越來越多的互動應用方式。使用移動手推車統(tǒng)一管理和保管平板電腦,為平板電腦提供充電、同步、無線打印、無線網(wǎng)絡等功能。平板電腦移動推車可以隨時移動到任何一間教室進行互動教學。學生通過平板電腦可以自由學習不再受時間和空間的限制。由于不受有線上網(wǎng)的束縛,學生小組可以在任何地點進行學習,并且可以隨時與學生,教師和家長進行溝通交流。
智慧教室自開學投入使用至今，運行良好，重要的是能實現(xiàn)多功能實驗室、多媒體教室、電子閱覽室等多個功能，配合高配置機房及網(wǎng)絡考場和實訓室使用，輕松實現(xiàn)一室多用，提高了設備的利用率，緩解了學校教室緊張的問題，獲得校方的一致好評。
