Комплексное решение, объединяющее аппаратное обеспечение, программное обеспечение и услуги, представляет собой экосистему умного класса, целью которой является повышение эффективности преподавания и интерактивности. С помощью таких технологий, как Интернет вещей, искусственный интеллект и большие данные, этот тип системы может обеспечить связь устройств, адаптацию к окружающей среде и визуализацию учебных данных, тем самым создавая более интеллектуальную среду обучения для учителей и учеников.
Какое основное оборудование включает в себя умный класс?
Основное оборудование умных классов включает в себя интерактивные планшеты, датчики окружающей среды, системы сбора звука и хосты центрального управления. Интерактивные планшеты не только преобразуют традиционную доску, но также могут сохранять содержимое доски в режиме реального времени, а затем создавать цифровые журналы. Аудиосистема использует набор микрофонов для записи занятий в классе и распознавания голосовых команд, помогая учителям удаленно управлять переключателями оборудования. Датчики окружающей среды самостоятельно контролируют интенсивность света, температуру, влажность и качество воздуха и в сочетании с системами кондиционирования и свежего воздуха поддерживают комфортную среду.
Командный центр на уровне оборудования — это центральный управляющий узел, который связан со всеми терминалами по единому протоколу. Учителя используют сенсорный экран для переключения режимов обучения одним щелчком мыши. Например, проектор автоматически опустит занавес и переключит свет в театральный режим. Некоторые высококлассные системы оснащены устройствами контроля посещаемости, электронными бейджами и другим оборудованием для достижения бессмысленной посещаемости и передачи информации. Эти аппаратные устройства должны соответствовать особым требованиям образовательной отрасли, включая антибликовые экраны, пыленепроницаемые интерфейсы и конструкцию с защитой от падения, чтобы адаптироваться к интенсивно используемым классным комнатам.
Как построить сетевую архитектуру умного класса
Сеть «умного класса» построена в соответствии с многоуровневой архитектурой, охватывающей уровень доступа к устройствам, уровень передачи данных и уровень обслуживания приложений. На уровне устройства различные терминалы соединяются с помощью протоколов Bluetooth Mesh и Wi-Fi6 для обеспечения связи с малой задержкой. Предлагается разделить учебное оборудование и офисные сети на разные VLAN, чтобы видео в реальном времени не занимало полосу пропускания ключевых сервисов. При развертывании проводной сети необходимо зарезервировать интерфейс источника питания POE для поддержки централизованного питания IP-камер и беспроводных точек доступа.
На уровне передачи данных должен быть развернут коммутатор промышленного уровня, использующий протокол точных часов IEEE 1588, чтобы обеспечить одновременное отображение нескольких экранов. Коммутаторы ядра должны быть оснащены резервными источниками питания, чтобы сбои в сети не влияли на обучение в классе. Узлы периферийных вычислений должны быть развернуты на уровне приложений для локализации видеопотоков и снижения нагрузки на облачную передачу. Предоставляйте глобальные услуги по закупкам слабых текущих интеллектуальных продуктов! При планировании сети необходимо зарезервировать запас пропускной способности в 30 %, чтобы оставить место для модернизации дополнительных обучающих терминалов виртуальной реальности в будущем.
Как умные классы повышают эффективность обучения
Интеллектуальная система обучения помогает учителям оптимизировать планы обучения, автоматически создавая отчеты о классе. Система записывает данные о взаимодействии учащихся, охватывая такие показатели, как процент правильных ответов и участие в обсуждениях, а затем генерирует персонализированный путь обучения. На языковых занятиях механизм распознавания речи оценивает точность произношения в режиме реального времени и немедленно дает рекомендации по исправлению. Виртуальная лаборатория позволяет студентам наблюдать за процессами химических реакций с помощью 3D-моделей, сокращая потери экспериментального оборудования.
Во время группового обучения многоэкранная система совместной работы позволяет членам каждой группы независимо транслировать свои экраны для демонстрации своих результатов, а терминал преподавателя может комментировать все экраны в режиме реального времени. Интеллектуальная система посещаемости сочетает в себе распознавание лиц и позиционирование по Bluetooth и может автоматически регистрировать опоздания и ранние уходы, тем самым экономя время, необходимое для переклички в классе. Система управления домашними заданиями использует OCR для распознавания рукописных ответов и может автоматически подсчитывать вопросы с самым высоким уровнем ошибок, тем самым предоставляя учителям ключевые указания по объяснению.
Каковы риски безопасности в умных классах?
В прошивках IoT-устройств имеются уязвимости, которые могут привести к утечке обучающих данных. Однажды выяснилось, что мультимедийная трибуна имеет уязвимость в пароле по умолчанию, позволяющую злоумышленникам удаленно загружать учебные материалы. Если протокол беспроводной проекции экрана не зашифрован, существует вероятность того, что соседние классы могут перехватить экран и получить учебный контент. Если данные распознавания лиц будут храниться ненадлежащим образом, это нарушит правила защиты личной информации, поэтому необходимо принять локализованное решение для зашифрованного хранения.
С точки зрения физической безопасности края сенсорного экрана электронного указателя класса должны быть закруглены, чтобы предотвратить травмы учащихся при столкновении. Провода сильного тока должны быть отделены от линий слабого тока, а также необходимо соблюдать безопасное расстояние, чтобы электромагнитные помехи не влияли на работу оборудования. Устойчивость дюбелей потолочного проектора необходимо регулярно проверять, чтобы предотвратить падение оборудования. Секвенсор электропитания должен быть настроен с защитой от перегрузки, чтобы предотвратить одновременный запуск нескольких устройств и срабатывание отключения.
Как оценить эффект от умного строительства классов
Система оценки должна охватывать три аспекта: использование оборудования, показатели энергопотребления и результаты обучения. Путем анализа журнала централизованного управления следует подсчитывать среднесуточное время включения различных типов оборудования и исключать избыточное оборудование с коэффициентом использования менее 15%. По сравнению со счетами за электроэнергию в традиционных классах, умные классы могут автоматически регулировать освещение и кондиционирование воздуха, поэтому их энергопотребление должно быть снижено более чем на 25%.
Для оценки результатов обучения необходимо собрать сравнительные данные до и после. Эти данные охватывают частоту взаимодействия в классе, эффективность выполнения домашних заданий и изменения результатов тестов. Рекомендуется привлечь стороннее агентство по оценке для сбора данных о субъективном опыте посредством интервью с учителями и анкетирования учащихся. Основное внимание уделяется изучению частоты отказов системы. Для качественных проектов годовой уровень отказов оборудования должен контролироваться в пределах 3%, а доступность базовой системы должна достигать 99,95%.
Будущие тенденции развития умных классов
Популяризация сетей 5G будет способствовать развитию обучающих приложений AR, а студенты будут использовать умные очки для просмотра трехмерных анатомических моделей. Система помощника преподавателя с искусственным интеллектом может автоматически генерировать краткие обзоры занятий и выявлять смущенные выражения лиц учащихся, тем самым побуждая учителей корректировать ритм обучения. Технология блокчейн используется для сертификации академических достижений, чтобы гарантировать, что данные онлайн-оценки не могут быть подделаны.
Зеленое энергосбережение стало ключевым направлением развития. Фотоэлектрические панели для выработки электроэнергии и окна классной комнаты объединены для обеспечения автономного электроснабжения некоторого оборудования. Аффективный вычислительный механизм оценивает атмосферу в классе, анализируя голос и интонацию, и динамически корректирует представление учебного содержания. Стандартизированные протоколы интерфейса разрушат барьеры, связанные с брендами оборудования, и позволят продуктам разных производителей быстро подключаться к существующим системам.
Я хотел бы спросить всех, кто занимается образованием, с какой самой сложной проблемой интеграции технологий вы столкнулись в процессе продвижения интеллекта в классе? Добро пожаловать, чтобы поделиться своим практическим опытом в комментариях. Если эта статья вдохновила вас, пожалуйста, поставьте ей лайк, чтобы поддержать ее и поделиться ею с большим количеством нуждающихся коллег.
Добавить комментарий