一、智慧教室设计原则：

 

智慧教室项目是一项重要的系统工程，其设计的高可靠行、先进性、合理性将对于今后学校的信息化管理和运行产生极为重要的影响。智慧教室设计该遵循以下原则：

（一）、先进型原则：保证所采用的设备和技术属世界主流产品在相应的应用领域占有较高的用户市场在相关计算机技术及网络技术方面处于超越同行水平。考虑到网络和其他硬件系统设备长期使用性所以在选择网络技术和其他基础设备的时候应具有一定超前意识。

（二）、经济实用性原则在保证智慧教室建设的先进性、可靠性和高性能价格比的前提下，通过优化设计达到较大经济性的目的。能够较大限度的满足实际工作的需要把满足智慧教学中的教学要求作为首要要素进行考虑。

（三）、开放性原则在基础硬件设备方面应支持符合国际标准和工业标准的相关接口能够与各网络运营商互联互通系统软硬平台应具有良好的移植能力并要求统一平台管理采用模块化设计、标准API接口、灵活易扩展适应未来智慧教学新需求。

（四）、智慧教室的具体功能主要有：在学生考勤方面，通过扫描课程的二维码起到签到的作用。在课前预习方面，及时推送ppt到学生的手机端。在课堂学习上，可以发布测试题，检查同学们对课堂内容的掌握情况。同时，每个同学都可以把自己想要传达的某些信息放在显示大屏上。

与传统的常规教室相比，智慧教室把教学活动的整个过程都纳入了智慧系统里，包括课前、课中和课后各环节，对教学活动全程参与，实现了教学环境的智慧化和教学设备控制的智能化。教室里的所有设备都能够实现智能的管控，这样就较大程度地提高了各种设备管控的效率和效果。从硬件方面来看，智慧教室里的桌椅都是可移动的，可以摆放成适合小组讨论等符合教学需要的形态，便于开展个性化的、讨论式的教学。

二、智慧教室主要功能：

1、环境监测和管理:通过安装在教室内部的八合一传感器(温度、湿度、PM2.5、PM10、CO2浓度、甲醛、TVOC、光照度传感器等)对教室环境进行实时监测和数据记录,通过后台控制系统实现对教室环境的改善,也可以根据预先设置策略进行智能控制。

2、教学过程录制:通过安装在教室内的高清跟踪摄像机对教学过程进行网络化录制和存储,云端管理平台可以按照教师常规自动录制,或通过教室内控制屏进行手动录制。

3、教室集中设备控制:通过安装在讲桌里的智慧网络中控,对教室内教学设备(互动教学一体机、投影、音响、电脑等)进行统一控制,教师可以选择一键开关设备,也可以通过控制面板进行单独控制,从而降低设备操作复杂性。

4、教室管理:教室设备贴二维码标签,教师通过手机二维码扫描识别的方式进行对教室设备进行管理。

5、远程集中控制管理:系统管理平台为B/S架构,可以通过远端登录对每个教室内设备实现单独控制,同时可以实现这个教学楼的集中控制。

6、教学互动管理:系统教学视频课件通过云端进行发布,学生可以通过网络进行自主学习,对老师的课件进行点评和互动,老师可通过在线互动的方式实现教学互动。

三、智慧教室的构架：

一间完整、高效、性能优良的智慧教室不仅是教育工作顺利进行的重要功能保障同时也是现代教学的重要组成部分。对于一个智能现代化的校园来说需要有相应规格的教学系统与之相适应在方案设计时充分考虑到系统的先进性、稳定性、可靠性和可操作性、兼容性、安全性并且考虑到系统将来可能存在的升级要求及应当具有良好的可扩容性及性能价格比并对可预期的技术发展作好充分的技术准备。

（一）、智慧教室建设主要由以下系统构成：

1、触控显示系统。

2、智能化课程录播系统

3、扩声系统

4、互动教学系统

5、物联网环境控制系统

6、集中控制系统

7、虚拟教学系统

（1）、 触控显示系统

根据各个区域的不同应用进行科学的显示方式设计、计算和模拟论证确保画面较佳的水平和垂直覆盖满足绝大部分观众的视角范围没有视像盲区。画面的亮度参考国家对各种环境照度的规定结合各种文献对较佳视像照度的推荐值和经验所有设计指标均达到或超过预期数值并根据智慧教室中教学互动的重要环节加以触控式教学设备辅助教学 根据以上要求我们为用户推荐：

大尺寸触摸显示屏教室前端壁挂一台触摸显示屏用于主显示及教师日常授课触摸显示屏为一体机架构内置电脑可以安装日常教学软件辅助教学教室两侧分别壁挂一台触摸显示屏用于辅助显示及学生演示时使用学生可以把自己的创意想法通过该显示屏分享给其他学生。

无线HDMI发射系统

配备无线HDMI发射系统利用该系统内置的高速视频采集压缩技术教师可以通过手机\PAD等移动终端设备的拍照功能进行视频特写镜头采集显示给学生就可以应用无线HDMI发射系统利用手机摄像头进行特写拍摄并时时呈现给学生。

（2）、 智能化课程录播系统 

利用视音频记录技术完整记录课堂的教学活动实现实时播放和课后回放。课堂教学活动包括老师、学生的图像与声音教师的计算机课件、板书等信息。录播系统具有数字化、控制的自动化、传输的网络化的特点使用者也从专业的电教教师转向普通教师系统集成了电影、双流、远程三种记录方式、自动发布平台、点播直播二种播出方式。

系统分手动与自动两部分。自动部分实现无人值守自动记录课堂教学过程确保操作简单和常态实现有效和量产的视频案例手动部分用后台手工方式记录课堂的亮点和特色实现有个性化的视频案例和精品课程。系统采用专业的标准化设计结构化控制技术提供丰富的特技效果和强大的记录、编辑、点播、直播、远程教学、发布等软件实现高清晰的画面和音视频同步输出的收视效果。

视频采集摄像头

在教室前端两侧各吸顶一台摄像头用于学生画面采集采用高清hd-SDI\HDMI信号保证高清信号的标准支持后台控制摄像头推拉摇移放大缩小等 在教室后端中部布置一台摄像头用于教师跟踪及课堂全景记录采用高清hd-SDI\HDMI信号保证高清信号的标准支持后台控制摄像头推拉摇移放大缩小等后置摄像头同时具备跟踪功能。

（3）、 扩声系统

充分考虑到系统今后的使用方式及使用功能重点侧重于语言清晰度、传声增益、音乐重放音质以及方便的操作性和灵活的功能转换等方面。系统中音箱的分布采用计算机辅助设计力求声场覆盖均匀整齐美观选用优良的音箱和功率放大器及其专用处理器具有多重控制及保护功能确保系统的关键部分。

扬声器的选择应该是以应用为前提结合主观音色、物理技术指标两个主要技术条件进行选择。从技术上来看物理技术指标高并不代表音色好音色好的音箱相对来讲物理技术指标会高一点而在经济运行的角度来看物理技术指标高并不代表价格会贵音色好的音箱价格肯定会很贵扬声器选择应该是以应用为前提的解析就是去平衡这两个参数选择。对于本系统来讲扩声系统主要用于语言扩声因此需要有较高的语言清晰度。

 模拟调音台对教室内的信号源进行处理

 无线手持话筒用于学生流动发言使用

 无线领夹话筒用于教师授课及使用

 数字音频处理器处理教室内音频环境避免发生啸叫等影响授课环境的情况出现

 功率放大器及音箱

（4）、互动教学系统

互动式教学模式是把教学过程看作是一个动态发展着的"教"与"学"二者统一的交互影响和交互活动过程通过优化"教学互动"的方式即通过调节师生关系及其相互作用形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动强化人与环境的交互影响以产生教学共振达到提高教学效果的一种教学结构模式。

互动式教学依据信息化及多媒体技术实现数字化教学通过理论基础与多种互动教学工具结合如笔记本电脑、触控式一体机互动式平板电脑等设备它可以WIFI将显示屏、平板电脑等智能终端相连可拍照、录像、共享屏幕、课堂测验、互问互答等等教师与学生可针对某一问题进行一对一、一对多、多对一的观察交流和教学分享。

平板电脑可以让课堂更加生动,具有互动性、趣味性。平板电脑的摄像头、麦克风、多点触控屏、加速度传感器重力感应和WiFi、蓝牙等设备在教学实践中开发出了越来越多的互动应用方式。使用移动手推车统一管理和保管平板电脑,为平板电脑提供充电、同步、无线打印、无线网络等功能。平板电脑移动推车可以随时移动到任何一间教室进行互动教学。学生通过平板电脑可以自由学习不再受时间和空间的限制。由于不受有线上网的束缚,学生小组可以在任何地点进行学习,并且可以随时与学生,教师和家长进行沟通交流。

智慧教室自开学投入使用至今，运行良好，重要的是能实现多功能实验室、多媒体教室、电子阅览室等多个功能，配合高配置机房及网络考场和实训室使用，轻松实现一室多用，提高了设备的利用率，缓解了学校教室紧张的问题，获得校方的一致好评。