智慧教室设计方案.docx

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智慧教室设计方案

智慧教室设计方案

第1章前言

教育信息化相关政策

相关政策文件:

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》，《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》，国家高度重视教育信息化建设，《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》明确指出：

“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”。

并提出了十二五（2012—2015年），突出“应用切入、完善基础、搭建平台、试点引路”的基本工作思路，提出“3211”建设计划，即“三通工程”（宽带网络校校通，优质资源班班通，网络学习空间人人通），“两个平台”（教育管理公共服务平台，教育资源公共服务平台），“一批试点”（一批教育信息化示范区域和试点学校），“一批基地”（一批教育信息化师资人员培训培养基地）。

《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》进一步强调：

“充分整合和利用各级各类教育机构的信息基础设施，建设覆盖全国、分布合理、开放开源的基础云环境，支撑形成云基础平台、云资源平台和云教育管理服务平台的层级架构。

”有效解决了PC部署分散、管理维护难、运维成本大、损坏率高等实际问题。

第2章现状及需求分析

2.1现状

现在大部分学校在教学中的现状：

（1）资源庞大且杂乱：

老师拥有各种形式的教学辅助资源，老师难以使用杂乱无章的资源。

（2）单向教学，缺少互动：

大部分老师只是单向地传授知识，“教”与“学”分离，缺少师生间互动。

并且在整个教学过程中老师无法及时掌握学生的学习状况。

（3）资源孤岛：

校与校、班与班、老师之间、老师与学生之间等都是缺乏有效的沟通和联系，资源无法交流、共享。

（4）设备管理不易：

各种多媒体设备，规模越来越庞大，现有的装备应用与管理，往往依靠人力、制度和经验，缺乏技术手段和科学性的管理与评估。

（5）教师教学难，学生负担大：

因为缺乏好的教学设备及教学资源作为支撑，老师授课的效率受到影响。

老师在难以提高效率的教学过程中只能通过增加学生的学习成本来保证其学习质量和知识吸收。

旧有的教学方式不仅让老师一直为如何更好地备授课头痛不已，也对学生造成了极大的压力和负担。

学生学习的主动性和积极性也因此受到影响。

（6）软硬件繁多，教师负荷大：

各种教学辅助硬件及软件之建置，造成教师需花费大量的时间在资源使用、云平台使用之中，和教师常态化之工作大相径庭。

2.2需求分析

（1）需一体化之完整解决方案，为教学的各个终端提供信息化的硬件及软件。

（2）设备数量应尽可能少，设备的集成化、复用度更高，可综合应用到不同需求场景中，降低学校综合成本。

（3）系统中的硬软件经由网络之互联互通，可满足师生在学校内、外随时随地教与学。

（4）老师能方便地备课，灵活地授课，快捷地发布授课内容，调高备授课效率，减少老师的工作负担。

（5）老师能够根据不同学生的能力及学习情况，进行个性化之教学方式。

（6）能激发学生的学习兴趣，促使学生高效、自主地学习，并培养团队合作之能力。

（7）教学过程能够得到记录，供学校进行有效的教学质量分析。

（8）有效管理设备，可对装备基础信息实时采集，并适合大规模部署。

（9）方案硬件及软件可扩展性、可升级性强，适应未来变化与发展。

第3章设计思路

3.1设计原则

（1）大道至简，一切为了更好地服务教学。

新技术、新设备是手段，而不是目的；智慧化的信息技术应用，是为了减轻教师的负担，提升学生的学习兴趣，增强师生之间的互动。

个性化智慧课堂方案，重点是为教师提供智能应用，减轻备课、课堂教学负担；为学生提供自主学习的工具，使学生能在教师的组织、指导下，通过探究式的自主学习，合作研讨，获得真正的学习能力。

（2）系统规划，系统工程与实际紧密结合。

个性化互动课堂是个系统工程，涉及到教师、学生教学工具的变革，需要有基础设施的支持，软件系统的配合以及后期系统的培训工作。

个性化互动课堂的项目需求还应该与学校的“数字化校园建设”、“班班通”、“教师专业化发展”等工作结合起来系统规划，避免重复建设，带来更大的协同效应。

3.2设计目标

智慧教室建设的目标在于：

以有限的投入，提供尽可能多的功能以完善传统教学信息化的功能不足、拓展教育资源的应用、整合多媒体资源、提升教学互动性，不单单使老师可以方便灵活地进行备课、授课，还能激发学生的学习兴趣，调动学生主动学习的积极性，促进师生间互动与交流，并能实时将数据反馈给老师，让老师能更好掌握每个学生的情况，因材施教。

这套解决方案对教学、管理和互动交流将起到重大的推进作用，推进教育现育现代化的发展。

（1）教学内容呈现方式的变革

通过数字化高清显示的设备，让教室内的任何一个成员都能体验到包括高清视频、动画、声音、图片、文本等多媒体教学内容。

（2）教师教学方式的变革

在个性化互动课堂中，教师的身份将从单向的灌输者向互动的指导者转变。

通过互动教学，吸引学生主动参与到学习中来，甚至可通过移动授课、远程控制智能平板、与学生的智能终端进行互动教学等。

教师的备课过程、课中测验、作业批改、课后学习交流都可在教学系统和教育云平台上实现，效果更佳，过程更方便。

（3）学生学习方式的变革

学生是学习的主体，个性化互动课堂让学生充分发挥主动性，让学生主动学习、探究学习、合作学习。

学生可以根据自己的学习水平选择学习内容，在老师的指导下进行课堂作业、课后作业、测试或者学习成果汇报。

同时老师也会根据实时的课堂反馈信息来适当调整针对不同学生的教学内容。

（4）教学管理方式的变革

老师可以将学生进行分组教学，通过教学过程中的数据化、可视化分析，实现高效的一对一、一对多评价，实现因材施教。

对学生的自学情况、课外作业、考试等学习效果进行跟踪，了解学生阶段学习状况。

老师能够方便地对教学设备进行管理和控制，做到设备真正为人所用，而不是增加学校、老师的管理成本。

第4章系统方案

4.1方案概念

智慧教室教室方案涵盖了信息化教学、资源信息化管理，涉及到整个学校的多个教学活动及管理环节。

方案建立在局域网、互联网以及物联网的基础上，以教学一体机、智能终端、高清实物展台，配套优课（资源服务教学平台&管理平台）资源平台，通过应用系统及工具实现整个校园在互动教学、微课制作、资源共享、应用领域的信息化改革，进一步提升学校整体的信息化水平。

方案给课堂带来全新教学模式，、实现多媒体授课、师生实时互动、教学资源共享等功能，从根本上克服单向教学的弊端，推动互动研讨式教学、体验式教学及个性化教学的新模式。

智慧教室方案建设构成：

智慧教室：

交互平板一体机、钢制讲台、壁挂高清展台、组合式推拉黑板

图4.1.1智慧教室概念图

4.2方案说明：

每个智慧教室为智慧校园的主要构成单元，教师可以在智慧教室中进行传统教学授课。

智慧校园中的每个教室都连接到教学资源管理平台，班级和班级、教师和教师之间互联互通。

教师在家或学校备课时所制作的课件、素材、微课都能同步上传到教学资源管理平台上，授课时即可以直接调用。

第5章方案细化设计

5.1智慧教室设计方案

智慧教室：

触控液晶交互式一体机、壁挂高清展台、钢制讲台、组合式推拉书写板、数字教材软件

图5.1.1智慧教室教室概念图

1.

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5.1

5.1.1硬件

（1）交互平板一体机

图5.1.285英寸触控液晶交互式一体机

集成大屏高清显示、交互式电子白板、电脑、电视、音箱和网络传输等多项功能于一身的智慧教学演示与操作平台。

通过搭配的交互教学软件与人性化的触控操作，可便捷调用多媒体素材资源，为课堂教学提供优秀的大屏幕显示互动授课体验。

其具有以下特性：

人性化设计

--分辨率3840x2160超高清4K显示，真彩画面

--内置无线麦克风及喇叭，无须外接麦克风，便于用户使用。

--多点触控、可多人同时操作

创新化设计

--触摸框：

采用前维护结构,实现正面免工具拆装维护，具备书写保障措施，书写区域被手、书本遮挡或某一条红外框失灵时,可继续正常书写、操作，不影响教学进程。

--抗干扰：

整机具备抗强光干扰性能，在100KLUX照度的光照下保证正常触控、书写。

--检测：

提供开机硬件系统检测（支持无PC状况下使用）:

对系统内存、硬盘、红外框、内嵌电脑、屏温监控等提供直观的状态、故障提示。

安全可靠性设计

--护眼设计画面流畅不闪屏

--防爆防冲击玻璃，避免使用者意外碰撞受伤

--防雷击，具备防雷击电路设计

--宽电压适应性，适用于110~240V范围电网

--使用寿命10万小时以上

--温控：

提供屏体温度实时监控（根据温度变化以不同颜色提示）、高温预警及断电保护等功能。

（2）实物展台

图5.1.3实物展台

--摄像头可1080P动态视频及拍照功能。

--带麦克风，可同步录制声音。

--自动对焦功能，可完整清晰的拍摄不同幅面的纸张或不同高度的物体。

--空气伸缩压杆，可防止关闭时夹伤之现象。

--USB扩展，带有两组USB扩充卡槽。

（3）组合式推拉书写板

图5.1.6组合式推拉书写板

--四块装双边横推拉式，采用侧式吊轮滑动，每套黑板侧式吊轮≥8个，大滑道不能因为积灰而影响活动黑板灵活性。

--黑板面板颜色为墨绿色，整张无拼接。

--用ABS工程塑料角连接，模具成型，四角包边采用抗疲劳ABS工程塑料，流线型设计，无尘角。

--在滑道终端安装配置缓冲垫，推开活动面板可减缓板体的冲击力度，不会使一侧的立框掉落，同时不需要拆掉黑板，就可以直接方便维修一体机。

交互教学软件：

个性化工具授课

备授课工具通过复合字符编辑功能、数字化学科教学功能和教学素材库为教师提供丰富的课堂教学手段，促进课堂教学资源生成性和师生交互性，提高课堂教学效率。

通过电脑、投影仪、白板等信息化设备进行教学和演示，替代传统的黑板、粉笔的教学方式，提高教学质量和效率，实时保存教学内容、板书笔迹、录制教学过程，实现教学内容的再利用价值。

个性化学科备课

实现通过数字教材进行备课，多媒体资源嵌入数字教材，展现形式多样，方便教师快速完成备课。

软件提供中小学多学科可交互式操作的动画工具（非静态图片）,例如：

算盘、计数器、成语词典、电流/电压表、元素周期表、地球仪、显微镜等。

软件每种学科工具下方标注中文提示，便于教师快速掌握工具应用，实现分学科教学模式，包含语文、数学、外语、化学、物理、生物、地理、历史、音乐、体育、美术、科学、品德、书法、信息技术等。

（1）支持多媒体教学资源嵌入教材，提升教学知识点与资源的关联性，操作简单，符合教师使用习惯。

（2）内置教学资源分类检索。

支持网络资源一键添加至教材，实现教学资源到书到页，紧密关联教学内容。

（3）支持本地资源上传、导入、导出，方便教师跨平台及环境应用教学资源。

（4）支持本地添加资源,方便教师使用自己积累的资源,便捷的支持基于教材备课的需要。

（5）支持教材板书批注，教师可轻松标注教学重点内容，同时提供黑板模式完美支持教师板书教学模式，并可及时保存板书内容，便于课堂生成性资源保存及再编辑。

（6）教材授课模式下，可以通过“探照灯和幕布”等教学工具来增加教学的互动性；

（7）教学资源精确推送：

可选择某本教材的具体章节，即可快速获得自己所需要的教学资源，精确推送的内容直接对应到章节。

（8）支持文字公式混合编排：

实现公式符号与文字的混合编排、绘制各种几何图形、函数曲线等，方便、快捷编排各种演示文稿、教学文案和课件。

仿真实验教学

涵盖K-12年级科学、初高中物理、化学、生物等学科的本地仿真实验资源;具备按学科、年级、章节、知识点等分类查找方式;各实验包含实验目的、实验原理、实验器材、注意事项、实验检测、实验应用等。

“化学仿真实验室”和