智慧教室的建设

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1、智慧教室的建设1背景1.1大环境1.1.1智慧地球大背景下，在智能技术“云计算技术和物联网技术发展下，智慧教室的研究才开始全面铺开！1.1.2随着信息产业的发展，硬件设备和无线宽带通信成本愈加低廉，技术已经步入便携式个人终端时代，信息的产生”传输”处理”复制和储存等成本也愈加低廉!随着智慧地球概念的提出，智能技术的应用，智慧的医疗”智慧的交通”智慧的电力”智慧的基础设施甚至智慧城市”智慧校园”智慧教育”智慧教室应运而生1.2源起1.2.1继2008年智慧地球概念提出后，传感技术”网络技术”物联网技术”富媒体技术及人工智能技术与社会进步紧密结合，进一步促进了物联网

2、”智能技术与教育相结合，如何建设智慧教育”智慧教室也成为了研究焦点！1.3意义1.3.1智慧校园应当在数字校园的基础上，进一步挖掘信息资源的价值，实现智能化的推送，促进知识的智慧传播与分享2智慧教室调研2.1未来教室未来教室应具冇移动性”家庭氛围”良好学习环境”最新多媒体学与教工具等特征!未來教室空间具有灵活的空间布局”动态课桌椅组合”丰富的色彩变化”多显示屏空间等特点2.1.1新教学模式以学生为中心2.1.2新学习形式开放式+泛在式2.1.3新学习空间广泛的互动2.1.4新技术应用基于物联网和大数据理念的云平台2.2技术丰富教室2.3智慧教室2.3.13构建原

3、理3.1设计目标3.1.1核心理念按照学生的学习进度推进教学3.1.2教学教学模式协作式探究的知识社区教学模式它通过异质分组，以合作学习任务为课程学习的主线，学生在知识社区相互积极交互，解决警!需教学模式能充分体现智慧教室空间设计与技术设计的特点’学生能自由"方便地交3.1.3教研利用大数据进行学习化分析3.1.4实验虚拟实践3.2设计原则3.2.1可操作、节约、实际性、贯一、4设计方案4.1架构4.1.1媒体使用4丄2教学系统（互动技术、移动终端、音箱、麦克风、）、中控系统、LED显示系统、人员考勤系统（指纹机、面部识别、红外感应.）、感应（灯光控制系统、空调

4、控制系统.门窗监控系统、通风换气、温湿度）视频监控（5）、管理系统（资产管理系统.设备管理）互动技术学生互动反馈系统例如，学习者的校园卡配备传感器与投票按钮，学习者可在课堂中及时反馈对知识的理解程度,使教师学握学习情况.实时教学测评还可通过给学生佩戴传感器于•表！眼镜等记录学生的多重数据，如脑电图！血压！体温等生理信息及眼动！手部轻微移动等运动信息，引入心理学相关测试技术，得出学生的紧张程度！注意力状况！动脑情况等.教师根据这些反馈信息调幣教学，或对个别表现异常学生进行辅导RFID射频识别即RFID技术，又称电子标签、无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯

5、号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触传感器技术语音交互和基于手势的交互把人机交互转变为人人交互，使交互方式更自然，更便于主体）））技术）））资源（环境）之间的交互！多维化交互4.1.3由学生手持的一卡通”教室信息采集节点“无线传感器协调器”教室网关服务器Web访问终端”执行机构等组成!可以理解为基于感知层“网络层”应用层的典型的B/S结构的物联网系统!无线传感器节点及协调器的处理芯片采用TI公司的CC2530,无线通讯采用ZigBee技术，智能教室网关以Coretex-A8处理器及Linux操作系统为核心，并采用GoAhe

6、ad构建嵌入式Web服务器.教室中无线采集信息节点有温湿度“光照等，无线执行节点有灯开关“空调开关”窗帘开关”投影开关等，教室的灯”空调“窗帘”投影能接收控制中心的命令!根据光强度”时间段“教室内人数等参数自动调节教室灯的照明亮度，当教室光照比较暗，灯自动亮，当光照比较强时，灯自动关，并自动关上窗帘!控制器也可以和投影仪和窗帘导轨等设备整合，根据投影工作状态决定是否关上窗帘!如果发现教室里没人，可以远程控制灯的开关!教室中的各种信息及设备状态可以随时随地的在有网络的环境下，通过手机等各种终端设备进行看，并有一定权限的管理人员可以随时随地的对教室进行查管理!学生在

7、上课时段进教室时，带有具有唯一标识的RFID标签的手持设备，教室网关就会获取学生的信息，对出勤“迟到等信息进行统计，并实时传送到后台考勤系统!本智能教室系统的体系结构如图！所示!在本系统中ZigBee网络拓扑模型为星状ZigBee协调器是网络的组织者，负责网络组建和信息路由，把教室中的传感信息无线获取，并通过串口发送给教室网关，在GoAhead服务器端接收用户请求并通过CGI程序处理信息数据，然后再把处理后的信息反馈给用户显示控制终端！4.1.4课程录制4.2结构布局4.2.1考勤门口4.2.2圆桌教室2003年美国北卡罗莱纳州立大学的SCALE-UP项目，结合

8、空间设计理论，依据合作学