李偉　康樂　劉凱　朱鸝　楊衛(wèi)社

摘要：在新的時(shí)代背景下，智慧教室管理系統(tǒng)成為現(xiàn)代教育領(lǐng)域中的重要組成部分。隨著科技的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的普及，教育信息化已經(jīng)成為推進(jìn)教育現(xiàn)代化的主要手段。智慧教室管理系統(tǒng)通過整合各種教育資源和信息化技術(shù)，為教育教學(xué)活動(dòng)提供更加便捷和高效的管理方式。它不僅可以提高教育教學(xué)質(zhì)量，提升教育教學(xué)水平，還可以提供個(gè)性化教學(xué)服務(wù)，滿足不同學(xué)生群體的需求。文章主要從智慧教室管理系統(tǒng)的價(jià)值優(yōu)勢(shì)出發(fā)，具體分析論述了智慧教室管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，以期能夠提升智慧教室管理系統(tǒng)的效率和智能化水平，進(jìn)一步推動(dòng)教育信息化的高質(zhì)量發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧教室；管理系統(tǒng)；功能結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）13-0063-03 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

在新的時(shí)代背景下，教育信息化成為教育發(fā)展的重要方向。作為教育信息化的重要組成部分，智慧教室管理系統(tǒng)對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)教育均衡發(fā)展和個(gè)性化教育具有重要意義。智慧教室管理系統(tǒng)通過運(yùn)用信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)教室環(huán)境、學(xué)生行為等各方面的管理與監(jiān)控，提高教育教學(xué)效果和管理效率，可為教育信息化的推進(jìn)提供有力支持。智慧教室管理系統(tǒng)通過整合各種教育資源和信息化技術(shù)，為教育教學(xué)活動(dòng)提供更加便捷和高效的管理方式。

1 智慧教室管理系統(tǒng)的價(jià)值優(yōu)勢(shì)

在教育領(lǐng)域，智慧教室管理系統(tǒng)通過利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)教育教學(xué)過程的智能化管理和優(yōu)化，提高教育教學(xué)的質(zhì)量和效率。智慧教室管理系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，給予幫助和指導(dǎo)。同時(shí)，可以收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)[1]。智慧教室管理系統(tǒng)還能方便教師對(duì)學(xué)生的考勤、成績(jī)和行為進(jìn)行監(jiān)控和管理。

2 智慧教室管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

智慧教室管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)主要包括班級(jí)管理、考勤管理、學(xué)生管理和平臺(tái)管理等主要方面。

2.1 班級(jí)管理

學(xué)習(xí)環(huán)境，提供全方位的教育和學(xué)習(xí)服務(wù)。在智慧教室管理系統(tǒng)中，通過班級(jí)管理，教師可以方便地管理和查看各個(gè)班級(jí)的信息。在這個(gè)模塊中，可以實(shí)現(xiàn)班級(jí)的創(chuàng)建、編輯和刪除等功能。教師可以通過班級(jí)管理模塊查看班級(jí)的基本信息，如班級(jí)名稱、班級(jí)人數(shù)、學(xué)生名單等。教師還可以在該模塊中進(jìn)行班級(jí)信息的修改，如調(diào)整學(xué)生的分組和添加新的學(xué)生。學(xué)生可以通過班級(jí)管理模塊查看自己所在的班級(jí)信息，如班級(jí)名稱和教師信息。

2.2 考勤管理

傳統(tǒng)的考勤方式需要學(xué)生手動(dòng)簽到或通過刷卡等方式進(jìn)行記錄，容易出現(xiàn)考勤數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確和考勤過程的煩瑣等問題。而在智慧教室管理系統(tǒng)中，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的考勤管理。智慧教室管理系統(tǒng)在考勤管理方面大大減輕了教師和管理員的工作負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了考勤管理的自動(dòng)化和智能化。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析，可以更準(zhǔn)確地判斷學(xué)生的出勤情況，提供更及時(shí)的反饋和干預(yù)措施。此外，智慧教室管理系統(tǒng)還可以與家長(zhǎng)端和學(xué)生端進(jìn)行對(duì)接，家長(zhǎng)和學(xué)生可以通過手機(jī)或電腦等終端查詢學(xué)生的考勤情況，增強(qiáng)家校合作和信息共享。

2.3 學(xué)生管理

通過學(xué)生管理模塊，學(xué)?？梢詫?shí)時(shí)掌握學(xué)生的信息。學(xué)生管理模塊還可以用于學(xué)生的課程安排、課程表的生成、考試安排等。對(duì)于學(xué)生而言，可以借助學(xué)生管理模塊查詢和管理自己的個(gè)人信息，了解自己的學(xué)習(xí)情況和考試安排。智慧教室管理系統(tǒng)還支持學(xué)生在線學(xué)習(xí)，學(xué)生使用系統(tǒng)可以在線提交作業(yè)、查看教學(xué)資源、參與在線討論等。教師可以及時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)估，提供個(gè)性化的教學(xué)輔導(dǎo)。智慧教室管理系統(tǒng)為學(xué)生管理提供了更高效、便捷的解決方案。通過學(xué)生管理模塊，學(xué)?？梢愿玫毓芾韺W(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)積極性[2]。

2.4 平臺(tái)管理

通過平臺(tái)管理，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)智慧教室系統(tǒng)的集中監(jiān)控和管理，對(duì)智慧教室管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)度，實(shí)時(shí)獲取設(shè)備運(yùn)行狀況和教室使用情況，確保教室設(shè)備的正常運(yùn)行和教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行。平臺(tái)管理可以對(duì)智慧教室系統(tǒng)中的各種設(shè)備進(jìn)行管理，例如終端設(shè)備、傳感器設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。還可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的注冊(cè)、配置、狀態(tài)監(jiān)控等功能，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。平臺(tái)管理還可以對(duì)智慧教室系統(tǒng)中的各種用戶進(jìn)行管理，例如教師、學(xué)生、管理員等。通過平臺(tái)管理，可以實(shí)現(xiàn)用戶的注冊(cè)、登錄、權(quán)限分配等功能，確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。平臺(tái)管理還可以對(duì)智慧教室系統(tǒng)的整體運(yùn)行進(jìn)行管理，例如系統(tǒng)的部署、配置、監(jiān)控等，以保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行和穩(wěn)定性。智慧教室平臺(tái)管理如表1所示。

3 智慧教室管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

智慧教室管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境控制、大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)考勤管理、云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)行為分析、人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理等。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)境控制

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)智慧教室管理系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)各種設(shè)備的互聯(lián)互通。智慧教室管理系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)環(huán)境控制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是指通過物理設(shè)備、傳感器、軟件和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段，將各種物品連接起來，實(shí)現(xiàn)信息的感知、通信、處理等功能。在智慧教室管理系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于多個(gè)方面，例如溫濕度傳感器可以監(jiān)測(cè)教室的溫度和濕度、智能燈光可以自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度、智能窗簾可以自動(dòng)調(diào)節(jié)遮光程度等。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，智慧教室管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教室環(huán)境的精確控制，提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[3]。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，教師和管理員可以通過手機(jī)或電腦隨時(shí)監(jiān)控教室環(huán)境，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和控制，這樣不僅提高了教室管理的效率，還能夠節(jié)省能源和資源，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的教室管理。

在智慧教室管理系統(tǒng)中，通過將傳感器安裝在教室中，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)教室的溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，傳感器可以與系統(tǒng)連接，將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器，系統(tǒng)可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)教室的環(huán)境，以提供一個(gè)適宜的教學(xué)環(huán)境。系統(tǒng)還可以根據(jù)光照傳感器監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制窗簾的開合，以調(diào)節(jié)教室的光線亮度。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教室用電的智能管理，系統(tǒng)可以通過電能監(jiān)測(cè)傳感器監(jiān)測(cè)到教室的用電量，并與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。系統(tǒng)可以根據(jù)用電量的變化，合理分配電力資源，避免因?yàn)榻淌矣秒娏窟^大而導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷過大的情況發(fā)生。

3.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)考勤管理

大數(shù)據(jù)技術(shù)為考勤管理帶來了變革，在智慧教室管理系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的考勤方式容易出現(xiàn)漏打卡、打卡不準(zhǔn)確等問題，而利用大數(shù)據(jù)技術(shù)可以解決此類問題。智慧教室管理系統(tǒng)可以通過設(shè)置相應(yīng)的設(shè)備和傳感器，實(shí)時(shí)采集學(xué)生的考勤數(shù)據(jù)，相關(guān)數(shù)據(jù)可以記錄學(xué)生進(jìn)入教室的時(shí)間、離開教室的時(shí)間、學(xué)生在教室內(nèi)的行為等。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的處理和分析，還可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的考勤信息，如學(xué)生的到勤率、遲到早退情況等。

使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師可清楚了解學(xué)生考勤數(shù)據(jù)，如簽到、簽退時(shí)間、請(qǐng)假記錄等，這不僅提高了考勤的準(zhǔn)確性和效率，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，如遲到、早退等，以便實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)化的管理。通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，可以得出學(xué)生的考勤偏好、長(zhǎng)期缺勤的原因等，提供給教師和學(xué)校進(jìn)行參考和決策。智慧教室管理系統(tǒng)還可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和預(yù)警，通過對(duì)歷史考勤數(shù)據(jù)的分析，可以建立模型來預(yù)測(cè)學(xué)生的考勤情況，并發(fā)出相應(yīng)的預(yù)警提示。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，智慧教室管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生考勤的智能化管理。通過自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集、精確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理和靈活的數(shù)據(jù)應(yīng)用，可以提高考勤管理的效率和準(zhǔn)確性，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)管理工作。

3.3 云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)行為分析

云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)行為分析是云計(jì)算應(yīng)用的重要方向，對(duì)于提高云計(jì)算平臺(tái)的安全性、穩(wěn)定性和服務(wù)質(zhì)量具有重要意義。云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)行為分析是指，通過對(duì)用戶在云計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)和行為進(jìn)行監(jiān)控和分析，以發(fā)現(xiàn)異常行為、預(yù)測(cè)趨勢(shì)和優(yōu)化服務(wù)。該技術(shù)運(yùn)用大數(shù)據(jù)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等算法，對(duì)用戶的操作、訪問、使用等行為數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，識(shí)別出規(guī)律和異常，從而進(jìn)行決策和響應(yīng)。同時(shí)，云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)行為分析還可以幫助教師更好地了解學(xué)生需求和行為習(xí)慣，優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和服務(wù)性能。

再者，智慧教室管理系統(tǒng)可利用云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生行為的深入分析，為教師提供更全面的教學(xué)輔助信息，提高教學(xué)效果[4]。在智慧教室管理系統(tǒng)中，云計(jì)算技術(shù)可用于實(shí)現(xiàn)行為分析，通過采集和記錄學(xué)生在教室內(nèi)的行為數(shù)據(jù)，例如學(xué)生的活動(dòng)軌跡、使用設(shè)備的頻率、參與討論的次數(shù)等。對(duì)于教師來說，行為分析可以幫助其更好地了解學(xué)生的習(xí)慣和行為模式，從而更有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)。例如，教師可以觀察到某些學(xué)生在課堂上經(jīng)常離開座位，這意味著學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容不感興趣或者難以理解，教師可以根據(jù)相關(guān)信息來調(diào)整教學(xué)方法和內(nèi)容。對(duì)于學(xué)生來說，行為分析可以幫助其更好地了解自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣和效率。例如，學(xué)生可以通過行為分析了解到自己在課堂上的參與度和專注度，從而找到提高學(xué)習(xí)效果的方法。同時(shí)，行為分析還可以幫助學(xué)生了解自己在課堂上的表現(xiàn)和行為是否符合要求，從而培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和行為習(xí)慣。同時(shí)，云平臺(tái)還可以對(duì)學(xué)生的行為數(shù)據(jù)進(jìn)行匿名化處理，保障學(xué)生的隱私安全。

3.4 人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理

智慧教室管理系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)權(quán)限管理，可以提升教室管理的安全性和便捷性，進(jìn)而提高教學(xué)效果。人工智能技術(shù)為權(quán)限管理帶來了創(chuàng)新，系統(tǒng)可智能識(shí)別學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)精確的權(quán)限分配，還能根據(jù)學(xué)生的使用習(xí)慣和行為模式進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而提高學(xué)習(xí)效率。人工智能技術(shù)還能檢測(cè)并預(yù)警異常訪問行為，及時(shí)防范潛在的安全威脅。智能化的權(quán)限管理方式既增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性，又為學(xué)生提供了更為便捷和個(gè)性化的體驗(yàn)。

人工智能技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)教室內(nèi)人員的身份識(shí)別和權(quán)限控制。攝像頭和人臉識(shí)別技術(shù)可對(duì)進(jìn)入教室的人員進(jìn)行身份驗(yàn)證，系統(tǒng)可以通過事先錄入的人臉數(shù)據(jù)對(duì)進(jìn)入教室的人員進(jìn)行識(shí)別，并將其與系統(tǒng)中存儲(chǔ)的信息進(jìn)行對(duì)比。只有通過驗(yàn)證的人員才能獲得相應(yīng)的權(quán)限，例如進(jìn)入教室、使用教室設(shè)備等。人工智能算法還可對(duì)教室內(nèi)的行為進(jìn)行分析和監(jiān)控，系統(tǒng)可以識(shí)別出異常行為，如未經(jīng)允許的人員進(jìn)入教室、未經(jīng)授權(quán)的操作等，并通過警報(bào)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)提醒和處理。同時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)教室內(nèi)人員的行為情況，進(jìn)行智能化的權(quán)限管理，根據(jù)不同的身份和需求，給予不同的權(quán)限。人工智能技術(shù)還可以進(jìn)行智能化的教室資源管理，通過分析學(xué)生和教師的學(xué)習(xí)和教學(xué)行為，了解其對(duì)教室資源的需求和使用情況，對(duì)教室資源進(jìn)行合理分配和利用，提高資源利用效率[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

智慧教室管理系統(tǒng)是應(yīng)對(duì)當(dāng)前教育環(huán)境變革的必然選擇。該系統(tǒng)擁有班級(jí)管理、考勤管理、學(xué)生管理和平臺(tái)管理等功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教室的全方位管理和監(jiān)控。同時(shí)，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和人工智能技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境控制、考勤管理、行為分析和權(quán)限管理等功能。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷豐富，智慧教室管理系統(tǒng)在教育領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更為重要的作用。

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【通聯(lián)編輯：張薇】

基金項(xiàng)目：楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院2021 年院內(nèi)科學(xué)研究項(xiàng)目“智慧教學(xué)運(yùn)維系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究”（編號(hào)：ZK21-97） ；楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院2020年人文社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目“互聯(lián)網(wǎng)與職業(yè)教育時(shí)代下的高職院校校園網(wǎng)優(yōu)化提升研究”（編號(hào)：SK20-52）