智慧教室标准方案.docx

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智慧教室标准方案

壹学校智慧教室建设方案

我国著名教育技术专家何克抗教授在解读《国家教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》时指出：

信息技术与教育深度融合的核心是实现“课堂教学结构的变革”。

通过信息化手段实现课堂教学结构的变革，其前提是必须营造数字化教学环境。

壹学校智慧教室提供了全方位的支撑“课堂结构的变革”数字化解决方案，以期构建新型的教与学的关系，实现信息技术与教育教学的深度融合。

壹学校智慧教室是数字化校园应用的新产品，是教育信息化走进学校、走进课堂、走进师生的必然产物。

一、智慧教室的时代定义

所谓“智慧教室”，是以建构主义学习理论为依据，利用大数据、云计算、物联网等新一代信息技术打造的智能、高效的课堂环境（教室）。

其实质是基于动态学习数据分析和“云+端”的运用，实现评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化，全面变革课堂教学的形式和内容，构建大数据时代的信息化课堂教学模式。

智慧教室常态化应用的前提是具有先进、方便、实用的技术平台和工具。

二、智慧教室的关键要素

2.1在技术上基于大数据的学习分析技术

对教学过程中生成的海量数据，用现代化的分析工具和方法对数据进行加工、挖掘和分析，基于数据分析的教学决策区别于传统的教学评价模型和方法。

此外，数据的分析过程也是自动化的，并可根据需求实时反馈分析结果。

2.2在途径上采取全过程动态学习分析和智能推送

通过课前预习测评深化学情分析，优化教学设计，便于精准教学；通过课中随堂测验数据分析和即时反馈，改进教学策略，调整教学进程；通过课后作业数据分析和资源推送，实施针对性辅导，实现个性化的学习支持。

2.3在应用上实现“云+端”的教与学应用

采取“云+端”的服务方式，部署智慧教室的信息技术平台——智慧教室。

其主体由微云服务器、端应用工具、云平台等组成，通过教室内多种终端设备的无缝连接和智能化运用，打破了传统意义教室的黑板、讲台和时空概念，具备动态学习数据的采集和即时分析功能，实现了教与学的立体沟通与交流，使传统课堂发生了结构性变革。

2.4在发展上是大数据时代翻转课堂2.0发展的最新成果

翻转课堂的基本要义是基于教学视频的应用将传统教学流程颠倒过来，从“先教后学”转变为“先学后教”。

大数据时代强调数据分析，基于大数据等信息技术的全面支持，从一般性观看视频转变为课前预习及测评分析，从“先学后教”转变为“以学定教”，从对课堂的控制转向基于数据的动态分析和教学机智，从而实现智慧的课堂。

三、智慧教室的主要特征

3.1基于数据的教学

传统课堂主要依靠教师的个人教学经验对课堂上学生的学习行为进行判断和制定教学决策，智慧教室根据学生学习行为大数据挖掘与分析来调整教学策略，用直观的数据了解学生对知识掌握的水平，在课堂教学中实现了基于证据的教育新形态。

3.2高效地教学

利用现代信息技术打造智慧学习环境，用大数据构建高效课堂，大大提高了课堂教学效率。

如通过情境感知、数据挖掘等方法可以提前预知学习者潜在的学习需求，在智慧教室中学习者通过资源订阅和智能推送的方式第一时间获取最新的学习资源，实现了教与学的立体沟通与交流。

3.3个性化的学习

通过课前预习测评分析和课中随堂测验即时分析，准确把握每个学习者掌握知识的状况，实现对学生的个性化学习能力的评估，使老师对每一位学生的认知度更清晰，有针对性地制定教学方案和辅导策略，推送个性化的学习资料，制作针对一个人的“微课”，真正实现以学生为中心的、“一对一”的个性化教学服务。

3.4合作探究的学习方式

依据知识构建的需要，智慧教室中采取小组协商讨论、合作探究的学习方式，协作群组服务能够帮助有相同学习需求和兴趣的学习者自动形成学习共同体，就某个问题开展深入的互动交流，有利于实现对所学知识的意义建构。

3.5动态开放的课堂

“动态生成”是新课标提倡的一个重要理念。

课堂本质上是一个动态开放的系统，随着互联网、移动互联等新兴信息技术在课堂教学中的应用，课堂系统超越了时空限制。

智慧教室不是忠实地、封闭地传递和接受知识，而是鼓励课堂创新与开放，鼓励生成，积极为学生激发创新、发展智慧提供有利条件。

3.6教学机智的课堂。

课堂教学是千变万化的，再好的预设方案也不能预见课堂上可能出现的所有情况。

智慧教室要求教师要有随机应变的能力，根据教学进程中出现的新情况，基于动态学习数据分析和即时反馈，采取机智性行动，及时调整课前的教学设计，优化和改进课堂教学进程。

四、智慧教室的组成

壹学校智慧教室是讯飞皆成集独立开发的“微云服务器、移动平台端工具及智慧课堂云平台”三大应用为一体，具有重新定义智慧教室应用概念的全新解决方案。

通过“云加端”的应用，实现了教室内多种终端设备的无缝连接和智能化运用，进而改变课堂结构，实现教与学的革命。

其核心功能：

在教室内，教师和学生可以通过多种移动设备（同时支持安卓、苹果、windows），在无需互联网的状态下，实现点对点的通讯与交互。

同时，教师可以通过大数据分析即时获取准确的学情信息，利用移动端设备直接书写，并将书写内容可分别投送到教室的投影仪、大屏幕显示设备或学生手持设备。

如果教室联通了互联网，可实现课堂在线直播。

教师也可以通过手持设备，将课堂教学全过程录制下来（声音、视频、PPT课件及板书等），形成新的教学资源，通过智慧课堂云平台实现资源云端共享。

壹学校智慧教室让教室进入移动互联网时代，实现了教与学的立体沟通与交流，打破传统意义教室的时空概念，并重新定义了黑板、讲台等一系列传统意义上的教室应用。

4.1智慧教室的系统框架

壹学校智慧教室包括了微云服务器、移动平台端工具及智慧课堂云平台三个紧密联系的产品或者应用。

系统框架示意图

依据系统框架示意图，我们可以看出壹学校智慧教室分成了教室教学应用环境和智慧课堂云平台2个层面。

首先是在教室教学应用环境内，教师、学生通过各种授课工具、微课工具、交流工具、作业工具、评价工具等应用，与微云服务器进行配合使用，完成了智能物联、数据交换、大数据分析、网络组建、计算和存储等技术工作，也保证了教学活动的正常顺利进行。

智慧教室教学环境示意图

4.3设备及系统介绍

4.3.1微云服务器

微云服务器—智慧教室核心组件，除实现教学电脑同等功能，微云服务器可以在教室内构建以教室为单元的信息化环境，实现计算、存储和设备组网功能。

在微云服务器构建的信息化环境下，教室内的教师和学生可以支持多种移动设备（同时支持安卓、苹果、windows）组建局域网，在无需互联网的状态下，实现点对点的通讯与交互。

如果教室联通了互联网，可实现课堂在线直播。

微云服务器支持教师的手持设备（平板或智能手机）屏幕投送到教室的投影仪、大屏幕或学生手持设备。

微云服务器可以将教师或学生的课件PPT或作业任务内容进行转换，生成移动端应用所需要的标准格式，同时微云服务器还完成动态评价的数据分析计算的工作。

微云服务器教师也可以通过设备，将课堂教学全过程录制下来（音频、PPT及板书），形成新的教学资源，新生资源既是老师的个人教学资源，也是学校的校本资源。

资源上传网络后，可以供学生点播和学习。

在老师使用电子课件进行教学时，微云服务器可以支持图片、文档、PPT等多种类型课件，尤其可以在手持设备上支持开放的PPT，可以对PPT进行任意书写、插入白板板书与推演，支持PPT的动画、视频的正常播放。

主要系统功能：

Ø可以同时支持多个终端接入，包括PC、笔记本电脑、上网本、平板电脑、智能手机。

同时支持Windows\iOS\Android跨系统接入。

Ø支持手持移动终端的屏幕共享，支持屏幕同步音视频录制，支持终端轨迹、音频同步显示与录制；

Ø支持课堂教学的互动，包括提问、答疑等；

Ø支持电子白板功能和板书；支持同步显示与录制

Ø在手持设备上支持开放的PPT，可以对PPT进行任意书写、插入白板板书与推演，支持PPT的动画、视频的正常播放

Ø支持学校的教学资源下载、播放、编辑等；

Ø支持离网（无Internet外网）工作，可以独立存储微课资源、课件资源等，也支持本地资源上传学校平台。

Ø支持无线组网，支持网络认证

Ø同时支持教室局域网、外部Internet网同时接入，同步授课

Ø支持与网络学习平台联通，实现录制微课汇聚与展示，支持学生点播，支持微课互动与评价

4.3.2移动端工具

讯飞皆成为信息化教学研发了多种移动设备应用工具软件，包括了微课制作工具、互动工具、作业与动态评价工具等。

4.3.2.1微课制作工具

讯飞皆成拥有核心技术与自主知识产权的微课制作工具—“壹师壹生”，是通过云计算、移动端（云加端）等多项技术融合，为教师全新打造的集“上课、辅导、教研与微课制作”一体的移动教学工具。

壹师壹生是应用于移动终端（PAD、手机）的在线教学工具和微课制作工具，实现方便的授课和微课录制功能。

壹师壹生将带来“教”的革命。

微课工具-壹师壹生

一、系统功能

1）IOS、Android、Windows全支持：

支持多终端系统

2）支持各种教学资源的网络下载、本地上传、拍照、视频、二维码的方式导入

3）微课制作一键完成：

支持课堂教学过程中实时的微课录制，并一键完成；

4）支持PPT动画：

支持PPT内动画、视音频的播放；

5）互动白板功能：

支持随机插入白板。

6）板书、标注功能：

支持教学过程中添加板书、标注功能，并能保留以供查看。

7）与微云服务器配合，可以完成无线投射实现移动设备屏幕的共享、课堂师生互动与学情数据动态分析

二、工具优势

Ø易会：

上手容易，使用简单方便，刚接触5分钟内可以独立使用；素材导入及录制过程简单方便

Ø易书：

书写容易，板书方便，PPT随意书写，位置自由、内容自由、支持PPT动画、视频播放

Ø易传：

传输容易，一键上传，文件容量小，只有普通录屏的1%，1H约20M，便于移动学习

易用：

录制容易，一个人即可完成所有工作，所见所得、随时随地的录制。

4.3.2.2作业与动态评价工具

作业与动态评价工具同时支持智能平板与智能手机，是教师或者学生完成预习任务、作业任务、课堂任务等教学任务的应用。

教师通过移动端设备向学生发送教学任务，学生完成任务后提交。

系统自动将客观题批改，教师进行主观题批改和难点、重点内容精讲，并制作相应的微课视频，智能推送给需要的学生，学生可以借助移动端设备学习教师推送个人专享微课等资源。

在学生完成相关教学任务教师不经过批改，系统将对学生完成任务的情况进行综合统计与数据分析，形成评价报告反馈给教师或者学生，为教师的教学和学生的学习提供数据依据，提高教学的整体效率。

4.3.2.3互动工具

课堂互动是课堂教学十分重要的环节，包括了教师对自己教学效果进行评估和学生对自己学习情况的检验，还包括教师与学生的立体交流，对课堂的教学氛围与教学效率有着极其重要的影响。

传统课堂的互动更多是教师提问学生代表回答，互动反馈的信息存在较大的局限性，无法做到全面性和准确性。

讯飞皆成研发的课堂互动工具，可以帮助教室发布各种课堂任务，让全体学生或学习小组来完成，在学生或学习小组完成后，教师可以第一时间获得所有学生准确数据报告，让教师动态调整教学进度和重点，提高课堂的效率。

老师发布课堂任务

学生应答统计报告

（柱状图）单项学生列表

4.3.3智慧课堂云平台

智慧课堂云平台是讯飞皆成开发的以支持学校独立应用及师生教学为主的互联网平台。

平台主要包含资源管理系统，微课系统、智能评价系统和基础支撑平台等。

同时平台还提供了丰富的教学工具，为师生提供了教师工作室及学生空间。

作为智慧教室的三大组成部分之一，云平台的主要功能是将师生在教学过程中产生的数字化内容通过平台提供的空间及资源管理系统，实现内容的“收存管用”，并通过微课系统与课堂教学衔接，既可以实现辅助教学，也可以提供完整的在线学习。

4.3.3.1基础支持平台

4.3.3.1.1基础数据平台

基础数据服务平台建设是智慧教育平台成功的基础，是关系到所有应用系统，是各种管理、教学等数据进行统一管理、交换共享等集成，它的成败决定了数字化校园的成败。

一个优秀的基础数据服务平台应做到：

1）实现了一套用户名在不同系统内的登陆，免去账户切换的不便，极大地提升了教学管理工作的效率。

2）实现了跨平台的资源数据共享，突破了传统平台相互孤立的局面，避免了因信息不畅引发的沟通障碍，大大提高了数据资源的使用效率。

3）通过对多平台信息的收集、加工、整合，构建大数据库，从而形成对教学活动和教学活动参与人员行为轨迹的记录，为教学管理活动提供数据支撑。

4）通过提供统一的认证服务、授权服务、集中管理用户信息、集中审计，在保证系统整体安全性、可靠性的同时，为各级用户使用软件功能和信息资源带来很大便利。

4.3.3.1.1.1统一数据系统

统一数据平台管理和维护的是学校人、财、物等基础数据，基础数据包括学校基本信息、教职工基本信息、学生基本信息、系统用户信息、课表信息、学生学籍信息、学生成绩信息、教研成果及教研项目信息、校产基本信息、设备基本信息、代码库及数据字典信息等。

基本数据除一部分核心数据，如学校基本信息、教职工基本信息、学生基本信息、系统用户信息由统一数据平台维护整理外，其它由各业务系统产生并维护。

统一数据平台通过一个统一的、抽象的数据服务层，确保集成、聚集和转换数据工作的可复用性，确保各系统与统一数据平台之间的数据一致性。

同时，统一数据平台容易地向应用程序传递数据，并通过一系列数据服务引擎为前端数据展现提供集中的服务，从根本上简化分布数据的访问和集成，充分体现“面向用户，简化智慧”的设计理念。

4.3.3.1.1.2统一身份认证系统

统一认证平台通过建立学校权威的用户信息，提供基于目录的高效的认证服务，对各类应用采用不同方式进行认证集成，实现用户采用一套用户名和密码即可访问不同应用系统的效果，在WEB应用中，用户登录数字化校园时，须经过统一身份认证网关的身份验证，通过验证后用户进入数字化校园门户以及其它应用系统，无需重复登录即可在应用间进行漫游。

同时基于分级授权可有效控制用户对不同系统的访问操作权限。

统一认证系统通过提供统一的认证服务、授权服务、集中管理用户信息、集中审计，在保证系统整体安全性、可靠性的同时，为各级用户使用软件功能和信息资源带来很大便利。

统一身份认证系统

4.3.3.1.1.3数据交换系统

数据交换平台建立各应用系统沟通和对外服务的接口标准和服务标准，实现数据格式定义、数据映射、数据转换、业务流程定义与运行、消息封装、路由、传输等具体服务。

应用系统通过与信息交换平台进行连接实现应用系统相互之间的数据关联和交换。

数据交换平台采用基于企业服务总线（ESB）的架构，各应用系统通过适配器和交换平台挂接，实现应用系统之间的松耦合，方便应用系统集成到教育云平台。

4.3.3.1.1.4数据共享系统

数据共享平台主要用于将各种来源数据经抽取整合处理进入数字化校园信息综合数据库群，并可用于根据专题应用建设需求，将综合数据库中已有的相关数据进行抽取整合处理，形成应用专题数据。

数据整合处理所执行的数据抽取整合处理方案应根据应用的需求，利用信息资源管理应用上的信息资源注册信息、标准信息，结合相关数据的特点及有关信息化标准规范进行定制设计。

4.3.3.1.2门户网站

（一）CMS建站系统

随着网络应用的丰富和发展，很多网站往往不能迅速跟进大量信息衍生及业务模式变革的脚步，常常需要花费许多时间、人力和物力来处理信息更新和维护工作；遇到网站扩充的时候，整合内外网及分支网站的工作就变得更加复杂，甚至还需重新建设网站；如此下去，用户始终在一个高成本、低效率的循环中升级、整合工作中。

对于网站建设和信息发布人员来说，他们最关注的系统的易用性和的功能的完善性，因此，这对网站建设和信息发布工具提出了一个很高的要求。

首先，角色定位明确，以充分保证工作人员的工作效率；其次，功能完整，满足各门道"把关人"应用所需，使信息发布准确无误。

比如，为编辑、美工、主编及运维人员设置权限和实时管理功能。

此外，保障网站架构的安全性也是用户关注的焦点。

能有效管理网站访问者的登陆权限，使内网数据库不受攻击，从而时刻保证网站的安全稳定，免于用户的后顾之忧。

根据以上需求，一套专业的内容管理系统（CMS）应运而生，来有效解决用户网站建设与信息发布中常见的问题和需求。

对网站内容管理是该软件的最大优势，它流程完善、功能丰富，可把稿件分门别类并授权给合法用户编辑管理，而不需要用户去理会那些难懂的SQL语法。

内容管理系统是一种位于WEB前端（Web服务器）和后端办公系统或流程（内容创作、编辑）之间的软件系统。

内容管理解决方案重点解决各种非结构化或半结构化的数字资源的采集、管理、利用、传递和增值，并能有机集成到结构化数据的商业智能环境中，如OA，CRM等。

内容的创作人员、编辑人员、发布人员使用内容管理系统来提交、修改、审批、发布内容。

这里指的"内容"可能包括文件、表格、图片、数据库中的数据甚至视频等一切你想要发布到Internet、Intranet以及Extranet网站的信息。

采取CMS建站系统，支持学校与各站点门户系统一体化建设。

（1）站界面的板块、栏目和内容支持可视化的拖拽和调整；

（2）模板与内容彻底分离，可扩展成各学科、部门网站群；

（3）与Portal系统有机集成，灵活生成精品课程等网站应用；

（4）网站无需人工转换，能实现主流格式文件（Word、Excel、音视频等）的在线阅览、播放；

（5）实现网站内容、视频、办公文件的“XX”式全文搜索；

（6）在数字化校园平台中能够实现统一登录，一键登录，访问门户、教务、办公、教学资源平台，无需二次登录。

（二）站群管理系统

站群管理系统采用“主站+子站+资源整合”的站群架构思想，可以集中部署，分布管理，只需投入一套系统就可以满足整个组织的网站建设需要，统一管理，方便维护，易于扩充等。

（1）后台业务子系统管理（管理优先：

内容管理）：

新闻录入系统，全文检索子系统等，针对不同系统的方便管理者的内容录入：

所见即所得的编辑管理界面等，清晰的业务逻辑：

各种子系统的权限控制机制等；

（2）Portal系统（表现优先：

模板管理）：

大部分最终的输出页面：

网站首页，子频道/专题页，发布组合逻辑是非常丰富的；

（3）前台发布（效率优先：

发布管理）：

面向最终用户的缓存发布，和搜索引擎spider的URL设计等；

内容管理和数据分发的分离：

需要要Portal系统设计的时候注意可缓存性（CacheFriendly）性设计：

CMS后台管理和发布机制，本身不要过多考虑"效率"问题，只要最终页面输出设计的比较Cacheable，效率问题可通过更前端专门的缓存服务器解决。

此外，就是除了面向最终浏览器用户外，还要注意面向搜索引擎友好（SearchengineFriendly）的URL设计：

通过URLREWRITE转向或基于PATH_INFO的参数解析使得动态网页在链接（URI）形式上更像静态的目录结构，方便网站内容被搜索引擎收录；

站群管理系统既要能满足普通新闻，图片新闻、音视频资源等信息的发布的需要，又要支持数据查询、报名、投票、留言板等交互应用的需求。

主要功能要求如下：

功能或模块

描述

多站管理

支持校园门户与子网站独立域名管理，使用统一认证作为单一的用户管理，各网站独立的界面设计、栏目设计和独立的栏目权限分配。

发布栏目管理

提供丰富的发布栏目形式，包括单记录和多记录普通新闻栏目、图片新闻栏目、图片浏览栏目、音视频栏目等丰富的栏目形式，栏目内容支持文字、图片、音视频、flash、附件等丰富的媒介。

交互栏目管理

提供通用数据查询、报名、投票、留言板等交互栏目，支持用户的数据结构自定义功能，提供方便的信息导入导出功能。

搜索引擎

系统提供独立的搜索引擎设计，能对栏目、单个网站、全部网站分别进行搜索，搜索结果按关键字相关程度排序。