智慧教室指的是運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、通訊技術(shù)等手段，實(shí)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(dòng)課堂、廣播、視頻會(huì)議等多種物聯(lián)控制功能，本篇文章就一起來(lái)詳細(xì)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(xué)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(shuō)：一些功能教室（智慧教室）各種功能確實(shí)是好，但是很難用起來(lái)也是真的，各種的軟硬件，老師要用，就需要學(xué)，無(wú)形之間往往增加的老師的負(fù)擔(dān)；并且運(yùn)維很困難，教室內(nèi)的專(zhuān)業(yè)設(shè)備的維護(hù)往往都需要專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，這也是當(dāng)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(diǎn)

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(lái)卻并沒(méi)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(dú)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(lái)存在數(shù)據(jù)無(wú)法統(tǒng)一等不便?？傮w來(lái)說(shuō)就是，傳統(tǒng)智慧教室功能越來(lái)越多，組成越來(lái)越復(fù)雜，各種設(shè)備連接、軟件平臺(tái)的集成也越來(lái)越麻煩，為使用者帶來(lái)不便。

三、常態(tài)化智慧教室功能特點(diǎn)

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(guò)Zigbee無(wú)線將信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)本地智能調(diào)節(jié)教室環(huán)境，也可以在不同的場(chǎng)景模式下選擇開(kāi)啟不同的設(shè)備，同樣也可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)；結(jié)合常態(tài)化錄播等設(shè)備可以滿(mǎn)足日常的教學(xué)錄制資源的保存、交流、展示、教學(xué)等需求；結(jié)合教學(xué)云平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線、直播、點(diǎn)播、評(píng)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(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)教室設(shè)備控制的管理智能化、教學(xué)管理可視化、平臺(tái)管理統(tǒng)一化；達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、方便教學(xué)管理、提高設(shè)備使用效率、延長(zhǎng)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(jiǎn)化設(shè)備安裝，便于后期維護(hù)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(kuò)聲模塊、音頻處理模塊、交換機(jī)模塊于一體，多種模塊進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了智能物聯(lián)、智能擴(kuò)聲、直播點(diǎn)播、電視收看、評(píng)課巡課、常態(tài)化錄播、互動(dòng)錄播、專(zhuān)遞課堂、視頻會(huì)議、講義分享、記錄板書(shū)等多種功能，從而足用戶(hù)多種教學(xué)需求，便于后期豐富教學(xué)活動(dòng)。

2、操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易用

未來(lái)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(jī)即可對(duì)教室內(nèi)所有的硬件設(shè)備進(jìn)行一鍵管控，具備系統(tǒng)開(kāi)關(guān)、音量加減、計(jì)算機(jī)開(kāi)關(guān)、信號(hào)切換、錄播啟停、互動(dòng)撥號(hào)、環(huán)境控制等功能。教室使用過(guò)程中無(wú)需額外工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保障支持，真正做到無(wú)人值守的未來(lái)教室。

3、常態(tài)化錄播

集先進(jìn)的圖像分析技術(shù)、廣播級(jí)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)流媒體技術(shù)、人工智能和自動(dòng)導(dǎo)播技術(shù)于一體，將老師授課，師生互動(dòng)場(chǎng)景，授課電腦VGA信號(hào)以及課堂板書(shū)等進(jìn)行智能化的跟蹤切換錄制，自動(dòng)生成課程資源。

4、強(qiáng)大的教學(xué)分析、管理工具

遠(yuǎn)程設(shè)備管理平臺(tái)內(nèi)置的教學(xué)分析系統(tǒng)，支持遠(yuǎn)程督導(dǎo)，可實(shí)時(shí)查看各教室的教學(xué)情況，完成遠(yuǎn)程巡課；在教學(xué)過(guò)程中還可以通過(guò)發(fā)送文字通知、視頻的形式進(jìn)行遠(yuǎn)程的教學(xué)協(xié)助。內(nèi)置的管理工具還可以對(duì)老師在信息化教學(xué)時(shí)，使用的哪些教學(xué)方式進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如通過(guò)大屏展示課件視頻時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)教學(xué)平板同屏展示資料時(shí)長(zhǎng)等。

5、專(zhuān)業(yè)擴(kuò)音

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

6、一體化硬件產(chǎn)品，故障自動(dòng)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(kāi)，實(shí)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(wú)需在內(nèi)部進(jìn)行線纜連接，大大降低硬件設(shè)備故障率。

系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中還可以自動(dòng)檢測(cè)硬件信息，遇故障情況自動(dòng)告警、報(bào)修，可快速解決故障問(wèn)題，保障未來(lái)教室的正常使用。

7、廣播級(jí)技術(shù)處理

基于廣播級(jí)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(huà)質(zhì)的高保真度，真實(shí)還原錄播教室教學(xué)場(chǎng)景，使觀看錄播視頻的學(xué)生如身臨其境般學(xué)習(xí)知識(shí)。

8、智慧教學(xué)云平臺(tái)

集教學(xué)資源庫(kù)、互動(dòng)教學(xué)、直播點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)巡課、網(wǎng)絡(luò)評(píng)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(xué)校管理人員、老師教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)等需求，為學(xué)校提供一個(gè)全方位多功能的平臺(tái)。

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(shí)現(xiàn)教室內(nèi)的有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)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(fēng)、攝像機(jī)、大屏進(jìn)行音視頻的采集，云平臺(tái)進(jìn)行運(yùn)維管理、應(yīng)用推送，方便部署，學(xué)習(xí)以及使用成本低。

在整體架構(gòu)上發(fā)揮云平臺(tái)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(chǎng)景，邊緣計(jì)算中心依托算力、存儲(chǔ)采集硬件終端所獲取的音頻、視頻等能力實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)邊端一體化架構(gòu)，滿(mǎn)足教室應(yīng)用場(chǎng)景多樣化、實(shí)施敏捷性，大幅減少邊端部署運(yùn)維復(fù)雜度，降低云端算力成本。

五、常態(tài)化智慧教室詳細(xì)功能解析

1、網(wǎng)絡(luò)通訊

將教室中的有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)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(jī)、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(jì)，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(yùn)行，提供一個(gè)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(shí)現(xiàn)教室的聲音管理。同樣是擴(kuò)聲，傳統(tǒng)擴(kuò)聲通過(guò)音頻板采集聲音，然后通過(guò)板卡對(duì)聲音進(jìn)行流水線一樣的降噪、抑制、消除回聲，最后通過(guò)音響播放出去；而我們采集到的聲音直接進(jìn)入高性能的芯片，使用AI神經(jīng)元算法對(duì)聲音進(jìn)行處理并擴(kuò)聲。

得益于AI的算法，它可以不斷地學(xué)習(xí)從而對(duì)聲音實(shí)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(lè)、翻書(shū)、桌椅拖動(dòng)都可以過(guò)濾掉，并且聲音是直接進(jìn)入芯片處理后擴(kuò)出來(lái)，所以整個(gè)的擴(kuò)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(guò)硬件驅(qū)動(dòng)的適配，搭建物聯(lián)設(shè)備庫(kù)，來(lái)實(shí)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(dá)到自發(fā)現(xiàn)、自組網(wǎng)的效果，并在這一基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)的智能管控、設(shè)備數(shù)據(jù)采集、包括通過(guò)一些物聯(lián)策略的管理來(lái)實(shí)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(dāng)中，課程資源體系的建設(shè)、學(xué)生課前課后的預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)的需求已經(jīng)讓一些學(xué)校開(kāi)始建立全校的常態(tài)化錄播，通過(guò)智慧教室終端可以采集音頻視頻然后把它存下來(lái)，提供一個(gè)便捷的操作入口，解決師生個(gè)人音視頻能力不足、使用成本高的痛點(diǎn)，達(dá)到互聯(lián)互通的效果。

六、常態(tài)化智慧教室應(yīng)用場(chǎng)景

1、教學(xué)巡課

教師上課前系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)匹配課表，自動(dòng)執(zhí)行課表預(yù)約開(kāi)啟未來(lái)教室設(shè)備。上課的過(guò)程中，校長(zhǎng)或?qū)＜铱呻S時(shí)通過(guò)頁(yè)面登陸到智慧教學(xué)云平臺(tái)的巡課頁(yè)面，對(duì)所有的在線教室進(jìn)行即時(shí)的在線觀摩、巡課，巡課的過(guò)程中可以進(jìn)行評(píng)判和提出意見(jiàn)、建議，保存上傳至管理員，作為對(duì)教師授課過(guò)程評(píng)價(jià)的依據(jù)。在上課過(guò)程中，校長(zhǎng)或?qū)＜乙部赏ㄟ^(guò)微信小程序?qū)崿F(xiàn)在手機(jī)或pad上隨時(shí)隨地的，進(jìn)行教學(xué)巡視，并對(duì)巡課過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿(mǎn)足了移動(dòng)巡課，方便管理。

2、教師自助錄課

通過(guò)系統(tǒng)的教師自助錄課功能，每個(gè)教師可自主設(shè)定在哪間教室、什么時(shí)間內(nèi)進(jìn)行錄課，當(dāng)設(shè)定好錄課時(shí)間和地點(diǎn)后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在設(shè)定的教室和時(shí)間內(nèi)進(jìn)行錄課，錄課完畢后自動(dòng)上傳到指定的服務(wù)器上供用戶(hù)進(jìn)行點(diǎn)播。由于是教師自主設(shè)定的錄課計(jì)劃，所錄制的課程也由他進(jìn)行管理，可設(shè)定為是否公開(kāi)或不公開(kāi)，可進(jìn)行修改、刪除等操作。

3、按課表自動(dòng)批量錄制

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

4、微格教學(xué)評(píng)價(jià)

未來(lái)教室系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)現(xiàn)了在學(xué)校內(nèi)每個(gè)教室進(jìn)行錄制和評(píng)價(jià)的教學(xué)過(guò)程。改變了在進(jìn)行微格教學(xué)時(shí)必須到專(zhuān)門(mén)的微格教室進(jìn)行的情況，使每個(gè)教室都變成了微格教室，每個(gè)教室都能進(jìn)行微格教學(xué)。這將大大提高微格教學(xué)效率，提升教師的教學(xué)水平。

5、校本視頻資源庫(kù)建設(shè)

教育云錄播系統(tǒng)的建設(shè)將大大促進(jìn)學(xué)校校本視頻資源庫(kù)的形成。每天成體系批量的錄課將會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)學(xué)校全年級(jí)、全學(xué)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(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的保存；同時(shí)也可供老師和學(xué)生進(jìn)行課后點(diǎn)播觀看，促進(jìn)老師在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候積極主動(dòng)地去改進(jìn)，促進(jìn)學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。

6、遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)

隨著城鎮(zhèn)化快速推進(jìn)，地區(qū)師資力量不均衡，分校辦學(xué)和幫扶教學(xué)的問(wèn)題日益凸顯，為解決異地教學(xué)質(zhì)量同步，互動(dòng)錄播教學(xué)就變得尤為重要，在教學(xué)中主講教室可以實(shí)時(shí)的觀看到異地教室的上課狀態(tài)，同樣異地聽(tīng)課教室可以聽(tīng)到、看到主講教室的狀態(tài)，合理化的配置可以讓異地聽(tīng)課的學(xué)生與主講老師進(jìn)行課堂互動(dòng)，主講課堂的學(xué)習(xí)氛圍，同樣在異地聽(tīng)課教室也能實(shí)時(shí)的感受。從而達(dá)到相同的教學(xué)質(zhì)量和相同的教學(xué)效果，不再受空間和時(shí)間、地理的限制，為豐富教學(xué)成果提供無(wú)限可能。

7、在線評(píng)課

老師將錄制后的課件上傳至自己的空間，增加評(píng)課請(qǐng)求，邀請(qǐng)?jiān)u課老師進(jìn)行評(píng)課活動(dòng)，管理員審批同意后，評(píng)課老師可以在線觀摩并對(duì)課程進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，生成結(jié)論報(bào)告，通過(guò)平臺(tái)在線對(duì)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)作出評(píng)比，并最終評(píng)出活動(dòng)中的優(yōu)秀課件，對(duì)優(yōu)秀的教師給與獎(jiǎng)勵(lì)，有利促進(jìn)教學(xué)的進(jìn)步良性循環(huán)。

8、教育云錄播與校園安防監(jiān)控的有機(jī)結(jié)合

由于校園安防監(jiān)控所使用的攝像機(jī)、拾音器等設(shè)備，以及傳輸和存儲(chǔ)的技術(shù)方式與教育云錄播系統(tǒng)有很大的共同點(diǎn)，所以在設(shè)計(jì)教育云錄播系統(tǒng)時(shí)也要同時(shí)考慮校園安防監(jiān)控功能，在設(shè)計(jì)學(xué)校安防監(jiān)控時(shí)也要考慮云錄播功能，這樣無(wú)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(jìn)行復(fù)用，發(fā)揮出最大的功能，降低建設(shè)成本。除日常進(jìn)行錄課外，還可在考試的時(shí)候進(jìn)行考試監(jiān)控。

9、家校互聯(lián)

隨著校園信息化的建設(shè)，學(xué)生家長(zhǎng)與學(xué)校老師之間的溝通打破了傳統(tǒng)的面對(duì)面的模式，基于云錄播系統(tǒng)的建設(shè)，家長(zhǎng)可以在任何場(chǎng)合通過(guò) PC 端、智能移動(dòng)終端等智能設(shè)備通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)查看學(xué)生在學(xué)校的學(xué)習(xí)情況，可以零距離的通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)與學(xué)校老師溝通。系統(tǒng)拓寬了學(xué)生家長(zhǎng)與學(xué)校間溝通的渠道，加深了彼此間的互動(dòng)。

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(guò)軟件將VGA畫(huà)面轉(zhuǎn)化為IP信號(hào)流，輸出至教室用戶(hù)終端，師生可以通過(guò)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(shí)、人力物力投入大、宣傳效果不佳的窘境，對(duì)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(zhǎng)直播

校長(zhǎng)講話時(shí)可在辦公室進(jìn)行講話直播，通過(guò)云平臺(tái)軟件遠(yuǎn)程開(kāi)啟教室終端設(shè)備，攝像機(jī)和話筒對(duì)音視頻進(jìn)行采集，將音視頻輸出至教室用戶(hù)終端，師生可以通過(guò)電視直接觀看到校長(zhǎng)的直播畫(huà)面。滿(mǎn)足了無(wú)需統(tǒng)一場(chǎng)地組織活動(dòng)的需求。

12、校園電視

學(xué)生可以通過(guò)校園電視，組織觀看時(shí)事新聞、體育新聞、教育動(dòng)態(tài)、百家講堂等節(jié)目?jī)?nèi)容，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)可以定期直播學(xué)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(jìn)行新聞播報(bào)，不僅能讓學(xué)校內(nèi)師生關(guān)注校園的新聞，還可以了解國(guó)家大事和百姓身邊的小事，讓學(xué)習(xí)更貼近生活，更貼近世事。

七、常態(tài)化智慧教室的優(yōu)勢(shì)

本方案中區(qū)別于傳統(tǒng)智慧終端的最大特點(diǎn)在于，我們致力于給教室打造一個(gè)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(guò)內(nèi)置的軟件算法來(lái)實(shí)現(xiàn)各類(lèi)應(yīng)用，并且每個(gè)應(yīng)用獨(dú)立安裝擴(kuò)展。就像使用一臺(tái)智能手機(jī)，附帶麥克風(fēng)攝像頭通信功能，而錄播、擴(kuò)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(dú)立隔離和便捷運(yùn)維，并且高度開(kāi)放拓展，解決使用者學(xué)習(xí)成本高、使用難度大、流程繁瑣等實(shí)際痛點(diǎn)，打造真正的常態(tài)化智慧教室。更多樓宇自控信息，請(qǐng)關(guān)注裕乾官網(wǎng)。

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