科普小课堂 | 什么是智慧环境教室？

 

智慧教室的概念

 

智慧环境教室是基于大数据、物联网、云计算技术集智慧教学、人员考勤、智慧环境系统、灯光调节系统、空调控制系统、门窗监视系统、通风换气系统、视视频监控系统及远程控制一体的新兴现代化智慧环境系统。

 

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智慧教室的SMART概念模型

 

将科技融入整个教学过程，让课堂变得简单、高效、智能，智慧教室是一种“能优化教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展，具有情境感知和环境管理功能”的新型教室。

智慧教室SMART模型

内容呈现（Showing）

“内容呈现”主要表征智慧教室的教学信息呈现能力，不仅要求呈现的内容清晰可见，而且呈现的方式要符合学习者的认知特点，有助于增强学习者对学习材料的理解和加工。“内容呈现”包括视觉和听觉两个方面。

环境管理（Manageable）

“环境管理”主要表征智慧教室布局的多样性和管理的便捷性。智慧教室的所有设备、系统、资源都应具备可管理性，包括教室布局管理，设备管理、物理环境管理、电气安全管理、网络管理五个方面。

资源获取（Accessible）

“资源获取”主要表征资源获取的能力和设备接入的便利程度，涉及资源选择、内容分发和访问速度三个方面。

及时交互（Real-timeinteractive）

“及时交互”主要表征智慧教室支持教学互动及人机互动的能力，涉及便利操作、流畅互动和互动跟踪三个方面。

情境感知（Testing）

“情境感知”主要表征智慧教室对物理环境和学习行为的感知能力。

 

数言智慧环境教室的构成

数言智慧环境教室由智能感知、智能控制、环境监测、环境调节、场景智能化、数据可视化六大功能构成。

智慧环境教室构成图

智能感知

超级传感器与配套监控软件构成。通过超级传感器监测室内灯光亮度色温、温湿度、PM2.5、PM10、CO2等。

智能控制

分析数据，根据软件预设值，当室内亮度过低、色温过高过低时，通过系统自动调节亮度色温，保证最舒适照度；当室内各有害气体浓度高于软件门限值时自动开启新风机来进行通风换气，杀菌消毒。

环境监测

全方位采集教室环境数据，实时监测室内亮度色温、温湿度、PM2.5、PM10、CO2等；通过智慧人体感应、智慧光感以及智能节律自动监测并调节灯光。

环境调节

通过E-IEQ (室内环境综合指数) 算法对教室环境质量进行打分，当室内各有害气体浓度高于软件门限值时自动开启新风机来进行通风换气，杀菌消毒；通过智慧人体感应、智慧光感以及智能节律自动监测并调节灯光。

智能场景化

基于心理学和人因学研究成果，针对不同教学环境，提供上课、下课、文科、理科、PPT、自习、放学等智能场景模式。

数据可视化通过大数据平台展示室内E-IEQ健康指数，包括（亮度、色温、温湿度、PM2.5、PM10、CO2等）及各个设备状态一目了然。

数言智慧环境教室

 

环境智能化是未来智慧环境教室的重要组成部分，也是科技含量最高的部分之一，通过对环境感知和智能控制来改善教室环境，促进身心健康、提升学习成绩。

信息技术的发展推动了教学方法的变革，重构教室环境，创造合适学生学习和教室教学的新型教室环境是一种必然趋势。