智慧课堂解决方案精选(九篇)

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第1篇：智慧课堂解决方案范文

NEC中国成立至今，已经进入第20个年头。这期间，NEC不光是在中国各行业提品和解决方案，同时也在软件开发和研发领域积极开展了和中国企业的合作。

现在，NEC正致力于以ICT满足人们在社会生活中对安全、安心、高效、公平的需求，以及在全球范围内构筑社会基础设施。

在中国，NEC正通过提供各种产品、服务、技术、解决方案助力中国社会发展。比如，NEC基于人脸识别技术构建智慧机场解决方案和应对空气污染问题的PM2.5解决方案，另外还有与民生息息相关的医疗和养老解决方案。今后也将继续为中国的社会发展贡献自己的力量。

正是在这样的背景下， 6月27日，2016 NEC 创新解决方案展在京盛大召开。这也是NEC在中国举办第九届创新解决方案展，本届展会围绕“智慧城市 触手可及”这一主题向观众呈现NEC最新的产品、技术和解决方案。

在展会现场，笔者亲身感受到了NEC在智慧机场、智慧办公、智慧商店、智慧经销商、智慧教育等领域的解决方案，以及NEC显示器、投影机等产品带来的视听享受和体验。

为了能从多个角度展示NEC的技术和服务带来的智慧城市生活，展会从安心便捷的城市、高效创新的企业和多姿多彩的生活三大主题呈现了NEC在构筑智慧城市中的全方位解决方案。

NEC创新解决方案展自2008年起，每年在北京和上海交替举办。2015年的NEC创新解决方案展吸引了超过1500名的观众，可谓盛况空前。

中日经济息息相关，NEC集团希望通过自身拥有的强大的ICT与基于ICT的各项解决方案对中国发展做出更大贡献，同时为中日经济交流做出贡献。

“光明使者”的使命

NEC提出了“Orchestrating a brighter world”的品牌声明，Orchestrating是指鼓励人们通过协同互动、深度沟通去解决问题，去寻找发展方向。而brighter有两层含义，一是指光明，二是指智慧。NEC希望通过智慧的解决方案来打造光明的未来。

NEC全球董事长远藤信博表示，城市人口的增加会带来很多问题，如能源问题、食品粮食、水源问题、老龄化问题等。NEC希望通过ICT解决人类社会的各种课题，为人类社会的进步做出贡献。

如何解决？这就需要借助ICT的力量。

NEC将利用ICT技术聚焦在七大主题领域以推动社会解决方案事业发展：一是人与地球的和谐共生，二是打造安全安心的城市与行政基础设施 ，三是构建安全高效的生命线基础设施，四是为多姿多彩的社会提供支撑，五是实现产业与ICT的创新型融合，六是创造突破传统框架的多元工作方式，七是建设人人充满活力的丰富多彩的公平社会。

在NEC看来，ICT本身包含三个重要因素，一是计算机，二是网络，三是解决方案的力量。依托ICT能为各个领域带来什么价值呢？NEC认为一是实时，二是动态，三是远程。实时是指采集信息后，能够马上转换信息为解决方案。动态是指解决方案能够根据需求随时调整变换。远程是指对数据进行远程处理，以及对解决方案的远程交付。

以NEC人脸识别技术研发实践为例。脸部识别过程包含两个步骤，一是识别是否为人脸，二是对人脸的测定。过去的技术对160万张人脸进行识别需要26秒。如今，应用NEC超分散技术后，采用同样的CPU只需要0.4秒，这就几乎等同于实现实时识别，这在现实应用中意义很大，因为现实生活中通常人脸会频繁地改变朝向，识别速度增加使得同时间内捕捉到的人脸信息数量大幅增加，由此也增加了识别准确度。

“光明使者”要具有智慧

2014年8月27日，经国务院同意，国家有关部门联合印发了《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》（以下简称《意见》），《意见》要求各地区、各有关部门认真落实本指导意见提出的各项任务，确保智慧城市建设健康有序推进。《意见》已被业内公认为中国指导智慧城市发展的权威性文件，里面提出的目标、原则、战略重点、国家支持重点非常清晰。

对中国而言，发展智慧城市被公认是解决中国城镇化出现大量的新矛盾、新冲突、新问题的一个重要的手段。

以往15年，也是中国城镇化快速发展的15年。城市数量、城镇化率、城市面积都在不断增加，以北京的城市面积为例，回想上世纪90年代的时候，北京市的主城区大概是以三环为界。现在北京已扩展到六环，环数扩大了，面积也相应扩大了几倍。

记者在展会的嘉宾发言中了解到，目前中国智慧城市发展现状有以下特点：一是网络基础设施有明显改善；二是城市基础设施、公共服务逐步智能化；三是新城新区成为智慧城市建设的突破口；四是治理得到创新。当然，中国智慧城市建设也存在一些问题，一是碎片化，各自为战；二是存在数据孤岛，数据的公开化程度也非常低；三是当下仍以互联网企业居多，在中国提供智慧城市建设服务或支持的，仍以互联网企业居多，这导致在智慧城市建设市场化的推进过程中会出现缺乏多产业整合的局面；四是还有相当多的国内智慧城市建设都是政府投资，企业因相关商业模式模糊大多保持观望。

展区掠影 体验NEC“智慧城市的一天”

作为智慧城市方案的提供者和城市建设的技术服务者，NEC的解决方案可以说已经渗透到城市的每一个角落，与人们的生活紧密相关。在6月27日的2016NEC创新解决方案展上，我们切切实实地体验了一下以NEC智慧城市解决方案为支撑的“智慧城市的一天”。

早上乘飞机出差，体验安全便利的智慧机场

相信大家都有过乘坐飞机出差的经历：冗长的等候队伍，繁琐的安检、值机等乘机手续，浪费了大量宝贵的时间，有时甚至会因此耽误行程。而NEC的智慧机场解决方案则可以轻松解决这些令人头疼的课题。

首先带大家到Smart Airport展区一睹为快，一起去了解支持安全高效运营的智慧机场解决方案，感受高科技给我们带来的便利。

NEC人脸自助值机，采用世界领先的人脸识别算法，大数据条件下快速比对，方便迅捷地完成人证合一的审查并自助打印登机牌。

NEC的全自动生物识别通关系统BioFAST可以帮助机场将出入境处理流程的14个步骤减少到4个，只需手持护照或其他有效身份证件在自动通关设备处进行扫描通过对面部及指纹的识别，将出入境时边防检查的时间缩短到17秒，登机审查也只需3秒，在非常短的时间内实现人证合一的审查，不仅减轻机场滞留的困扰，也为出入境安全检查提供了保障。

除此之外，NEC还提供多种航空解决方案，为中国民航保驾护航。空中交通流量管理系统，通过空中交通流量进行模拟和预测，确保最大限度地利用空中交通管制的容量，为飞机运营者提供及时、精确的信息；而航班信息显示系统，可实时显示最新的航班状态及各项信息，方便大家即时安排行程。驾驶舱话音降噪解决方案可实现语音的一键式降噪处理，同时支持多级处理方式，可为航空公司提供安全管理技术保障。通用航空整体解决方案，集成大量世界上技术顶尖的产品和最先进的人脸识别和指静脉识别技术，涵盖空管设备、基础设施、飞机维修、机场管理、机场安全等。在世界上最繁忙的机场中，采用NEC解决方案的机场占据70%。智慧民航解决方案同样集成先进的生物识别技术，拥有多项技术专利，方案综合全面，涵盖路侧和空侧，世界上有超过200个机场应用NEC智慧民航解决方案。

上午抵达办公室，体验多样化工作方式和智慧办公

离开机场，抵达办公室，让我们去领略一下安心、安全、创新的NEC智慧办公解决方案的魅力。

信息化时代，智慧办公概念已经渗透到我们日常工作的方方面面。NEC智慧办公解决方案，通过信息技术的灵活使用，结合空间布局设计，帮助最大程度地有效利用空间，削减办公成本，实现安心、安全、舒适、高效办公环境。

人脸识别智能门禁管理系统，采用NEC人脸识别技术引擎，实现对写字楼、办公室、库房等重要场所的人员进出的身份安全确认。NEC的人脸识别技术在准确性和速度上均获得NIST （美国国家标准与技术研究院）人脸识别测试三连冠。该系统还可以有效地应用在高考或其他重要考试时的防替考、防止冒名盗取物品等领域。办公区和会议区展示的是利用信息技术助力顺畅沟通的解决方案。即使身处跨地域的不同会议室，依然如同身临其境地处于同一办公环境，无缝实现跨区域的资料共享，大大提高沟通效果，有效帮助削减庞大的差旅费用和沟通成本。这是NEC的“SmoothSpace”和“ConforMeeting”两个解决方案的协作效果。在移动办公区域，我们可以体验到，无论处于何时何地，都可通过移动终端及VPN虚拟专用网络安全接入企业网络，高效处理事务，实现远程办公。

企业信息技术部门最关心的是网络安全和信息安全问题。网络攻击时时刻刻都在大量发生，NEC的SDN和网络安全系统可以实时监测网络攻击并实现网络安全管理的可视化，一旦检测到来自网络的攻击，即可瞬间自动切断被感染的设备，大幅减低信息泄露风险，实现安心安全的系统运行。在机房区域，可以体验NEC的SDN和网络安全解决方案。

中午在便利店购买商品，体验高效便捷的智慧商店

中午休息吃过午餐，顺便去NEC打造的智慧商店逛一下。

随着信息技术的广泛应用，便利店专卖店等流通领域逐步通过信息化进行管理和运营，NEC智慧商店解决方案可以为用户提供包括“三朵云”在内的全方位服务。

首先是便利店云。基于云端技术开发面向连锁企业实体店铺的综合管理信息系统，可实现快速高效的系统部署和应用。第二朵是社区云。这是大数据时代下的社区购物系统，旨在通过整合线上业务，实现线上与线下的融合。第三朵是专卖店云，是基于云端技术开发的面向专卖店企业的综合管理信息系统，可实现快速低廉的系统部署和应用。此外，这里还有多种流通解决方案。全业务收银系统的云POS解决方案，充分支持基于云端业务的各种应用，丰富的接口支持各种周边设备的扩充。基于面部识别技术的云监控解决方案，可对来店客户进行智能筛选，对于VIP客户和黑名单人员进行即时提醒，并可实现对店铺的远程监管。应用大数据的促销价格最佳实践解决方案，通过对后台数据对价格趋势的把控，进行促销方案的策划和实践，使店铺销售额最大化。需求预测与自动订货解决方案，通过大数据预测需求，进行智能订货，保持最佳库存。应用图像识别技术的云货架，对货架商品进行扫描，掌握货物陈列和销售情况，帮助经营者进行管理决策。

在看似平常的商店购物中，正是由于如此多的看不到的信息化解决方案在后面保驾护航，才让经营管理者实时精准把控经营状况，让消费者感受轻松便捷的购物体验。

下午前往4S店视察，体验智能的汽车营销

在汽车4S店，我们体验到了智能购车的全过程。

NEC智能汽车经销商解决方案通过应用面部识别技术的人机交互一体机设备，以及智能电子商谈桌等为载体，关联厂家系统、经销店系统与社交媒体，建立起更高效更具吸引力的汽车销售以及服务环境。人机交互一体机可通过购车者的面部数据识别其性别及年龄等信息，自动为其推荐合适的车型；并通过触摸屏轻松定制自己喜欢的汽车，360度全方位了解汽车的各项信息，体验选车的乐趣；在选定理想车型后，智能商谈桌可以帮助快速提供购车金融计划，完成购买过程。汽车厂商经销商也可以对潜在客户的需求及喜好利用大数据进行分析，从而进行更为有效更有针对性的新车企划和营销推广活动。

怎么样，如此便捷有趣的4S店的购车过程，是不是也想亲身去体验一下呢。

傍晚在线学习，智慧教育让学习随时随地

忙完了一天的工作，还可以利用NEC智慧教育解决方案随时随地关注孩子的学习情况。

伴随教育信息化进程的推进，教育模式正在不断改革创新。NEC智慧教育解决方案，专注K12教育，全面覆盖课堂教学、考试/阅卷、教师培训等重要教学环节，变革传统教学模式，让教育更“智慧”！

其中，在课堂教学方面，睿课堂数字化教学平台充分发挥平板电脑和无线网络的特长，覆盖课前、课中、课后全教学环节，加强师生互动效果，激发学生学习兴趣，大幅提高教学效率。电子书包管控解决方案便于教师掌控教学过程，帮助教师根据实际教学需要限定学生使用相应程序、访问相应网站等，从而可确保学生上课期间集中精神专注于学习。同时，在考试/阅卷方面，i-Easy网上阅卷解决方案基于高速扫描、图像识别技术，面向中小学提供自带题库、可自动组卷的考试阅卷系统。支持线下和线上两种模式，可自动生成成绩统计报表，有效减轻教师阅卷负担，有效提高考试效率。i-Easy信息技术考试系统，基于B/S架构，适用于市教育局/学校组织的信息技术考试，支持各类Office、Windows、IE等操作题且能自动评分。此外，在教师培训方面，i-Easy在线考培教育解决方案面向学校（及企业）提供在线培训及在线考试系统，实现7×24小时随时随地的学习，提高考培效率，节约教育经费。

NEC智慧教育解决方案，让老师更省心，让家长更放心，让学生更开心。

晚上影院娱乐时间，享受高清绚丽的视觉体验

经过一天的工作学习，晚上到大剧院听听歌剧、去天文馆看看星空，放松身心，贴近自然。NEC的4K旗舰色彩工程显示器、全新高清激光工程投影机，可以为你打造视觉的饕餮盛宴。

4K旗舰色彩工程显示器，提供高达84英寸可视范围和4K物理分辨率，保证了超高的画质效果、捕获了观众的注意力，加上Spectraview专业色彩校正、OPS扩展卡槽等众多的先进功能和选配件，提供满足各种行业需求的高端解决方案。

第2篇：智慧课堂解决方案范文

“知云善教” 联想助跑教育信息化

在此次展会上，联想全面阐释了“双态IT”在教育行业的应用――稳健固本的“稳态IT”以教学内容为核心，整合现有系统，构建标准化、谨的信息平台，实现科学的“教学管理”；灵动创新的“敏态IT”以教学服务为核心，打造资源动态扩展的系统平台，促进教育主管部门、学校与师生之间的“服务协同”。

在同期举行的国际教育信息化会议“信息化领导与教育变革分论坛”中，联想集团企业级技术总监、高级架构师李鑫介绍说，“双态IT”能为教育变革做好信息化建设的顶层设计――通过业务驱动和技术驱动双向评估应用特性和匹配的IT架构，从而制定合理的“双态IT”架构策略、蓝图，最后给出“双态IT”架构建设的路线图、项目规划和与之匹配的组织管理建议。

端到端解决方案 为智慧教育“交钥匙”

第3篇：智慧课堂解决方案范文

北京金商祺科技股份有限公司 张 福

在金商祺数字校园产品中，大课堂互动学习平台是以支持教学服务为主的产品，是一个支持混合学习模式、贯穿于“课前—课堂—课后”的综合性互动学习平台。以老师和学生为中心来进行功能设计，以课程为中心来组织教学活动和资源，为老师和学生搭建一个易用、实用的学习平台。平台支持各种浏览器使用，同时自带基于Android和iPad平板的客户端，支持平板互动课堂教学以及全过程的原笔迹教学过程的记录，支持多种教学多媒体资源的灵活呈现。

大课堂互动学习平台的使用，改变了传统的老师教、学生听的被动学习模式，形成了“人人上讲台，个个当讲师”的互动式、共享式学习模式，并能够和教学资源服务平台很好地整合，方便教师备课、学生学习，形成了互动的教与学的全过程协同学习环境。

金商祺公司研发的自主产品：数字校园综合平台、网络运维支撑平台、文件在线存储备份管理系统、归档存储系统等，多款产品已入围中央政府采购目录，并获国家创新基金支持。产品功能和性能占据国内外领先地位，并被教育、政府、医疗、电力等行业的广大用户采用。

公司以“诚信、服务、创新、共赢”为经营理念，以“专注IT，服务中国”为己任；运用现代管理模式，把最先进的产品和技术、完善独特的“金色阳光”品牌服务与人文精神相结合，为广大用户提供国内一流的IT技术咨询、系统规划、系统设计、系统开发、系统实施、系统维护、软硬件产品销售、技术支持等全方位服务。

乐知行平板互动教学平台

北京乐知行软件有限公司 张少华

很多人知道乐知行，都是因为乐知行是从事数字校园解决方案开发的厂商。但是我们始终认为，能够为课堂教学做好服务是数字校园的根本出发点。

在乐知行的产品中，最引人关注的就是平板互动教学平台。在开发该产品之前，我们做了大量的调研活动，深入到学校、教室、课堂、师生中去。我们的思考就是，我们的产品能够为已经精彩的课堂再做些什么？我们的目的不是对课堂进行模式上的改变，而是改善课堂中的细节，让课堂流程更加顺畅。

乐知行平板互动教学平台以平板电脑为主，结合其他辅助设备，在保留教师原有教学方式的情况下，实现更高效的师生互动，将教师备课、课上教学、课堂表现分析贯穿在一起，是互动教学的完美解决方案。同时结合课堂已有的多媒体设备，如电子白板、一体机等，只需安装相关软件即可形成一个完整的数字课堂，明显提升教学效果。此款平板互动教学平台是支持Android、IOS平板电脑混用的平台系统，便于多款平板电脑的安装和使用。

作为长久以来持续关注国内教育行业发展的教育信息化软件厂商，乐知行一直为中小学教育行业客户提供高性价比和高附加值的解决方案和服务。希望通过乐知行的产品，提升教学质量和效率，提高学校教育信息化程度，增强学校及区域级用户综合实力。今后，乐知行会继续打造更多优质的教育产品和解决方案，为中国教育事业的发展进步继续添彩。

方正智慧教育整体解决方案

北京北大方正电子有限公司数字出版与教育业务部

刘长明

近年来，我国数字出版产业进入了快速发展期，出版集团、专业出版社、教育出版社等传统出版单位都加快了向数字化出版的转型。目前，很多教育出版单位在基础教育、职业教育、出版内容数字化建设、在线教育平台建设以及数字化教学服务领域进行了很多尝试。随着移动终端、移动学习、自主学习方式在国内的推动，基于学生自主学习的优质内容越来越成为数字教育发展的瓶颈。

为了改变目前教育行业应用和出版资源建设之间的不均衡，方正电子经过研发，推出了方正智慧教育整体解决方案。该方案利用移动互联技术、移动终端触控技术及云计算技术，提供交互式电子教材及课件制作工具、互动课堂教学系统、教育云服务平台等系列产品，服务于教育出版机构、学校、教育教学管理机构，将进一步推动信息技术与教育的深度融合，推动中国教育出版行业的转型，助力于教育领域课堂教学改革，促进学生在信息化环境下的学习能力培养及教师教学方式的创新。

目前，该方案已经在全国多家不同类型的学校及出版机构实现成功应用。同时，方正互动课堂及教学云服务平台在哈尔滨香槟小学、大兴瀛海二小、第一师范附属小学等多所学校得到应用。北大方正希望能够利用其先进的技术，借助教师、专家、教研部门以及行政部门等的指导，为推动中国教育信息化进程贡献新的力量。

天仕博个性化学习系统——智动课堂解决方案

北京天士博科技有限公司 乔华敏

北京天仕博科技有限公司创立于2000年，是专业从事教学终端制造、数字校园及区域云平台的教育信息化解决方案提供商，拥有著名教育品牌“天仕博（TRACEBoard）”及多项自主知识产权，创造了诸多中国教育信息化发展的里程碑事件。产品广泛应用于课堂学习、教学管理、区域服务等方面，远销全球80多个国家和地区，居国内领先地位。

天仕博智动课堂为教师和学生提供了互动产品，教师通过教师终端管理，学生通过学习终端学习。智动课堂还提供了“讲授式授课模式、合作式探究模式、自主学习模式”三种模式支持，为教师打造全新的个性化学习的应用情境，真正符合实际教学。智动课堂是以教育生态理论为依据，利用人机交互技术、无线技术、多媒体技术、智能终端技术创建的以提高学习成效为目标的课堂学习系统。它通过为师生创设每人一端的数字化桌桌通环境，达到教学网络化、学习个性化、评价常态化，从而实现学生自主、合作、探究学习的高效课堂模式，增强学生运用信息技术分析问题、解决问题的能力，培养其创新精神。天仕博智动课堂系统包括：智动课堂服务器、教师移动工作站、登录认证模块、班级管理数据库、课堂授课模块、课堂管理模块和学生端模块。

作为教育信息化的开拓者和践行者，天仕博始终以“自主创新、服务教育”为发展目标，以促进教育公平和均衡发展为企业使命，致力于未来教育发展，为中国乃至世界的教育事业做出贡献。

“一对一”数字化学习案例分享

天闻数媒教育研究院 滕秋丽

现代信息技术的应用为教育教学带来了根本性的变化。但仔细观察我们的课堂，我们依然发现存在着很多问题。随着多媒体等各种技术的应用，中国成为一个“课件”大国。但是课堂的教学方式没有改变，教师仍然主宰着课堂，学生没有处于主体地位，技术促进学生学习的作用没有得到发挥。于是，利用信息技术改变学生的学习，让技术成为学生的认知工具，随着“一对一”数字化学习的出现而兴起。

第4篇：智慧课堂解决方案范文

将智慧教育理念应用于校本课程，构建个性化、智能化、数字化的课堂学习环境，能够让学生在掌握知识和技能的同时，增加智慧，培养能力。本文将以《垃圾分类》一课为例，探讨智慧教育理念是如何支撑小学校本课程教学的。

垃圾分类》一课原有教学存在的问题

1.教学内容枯燥乏味，淹没了学生的学习兴趣

在一般教学实践过程中，教师往往只是采用讲授、练习的方式，《垃圾分类》这节课也不例外。教师先讲解如何给垃圾分类，然后让学生通过回答问题或做练习题来巩固所学知识。此种课堂教学方式严重打击了学生的学习兴趣，难以激发学生的学习主动性。

2.教学方式单一，无法实现学生个性化学习

校本课程不只是教给学生一些实用的知识，更注重培养学生的生活智慧和解决问题的思维。在常规的教学环境中，过于单一的授课方式使得学生按照教师统一安排的流程和任务进行学习，学生的学习方式都是统一的，从而导致学生的思维能力得不到提升，个性发展得不到体现。

3.教学环境常规化，很难实现分层训练

在课堂训练中，常规教学环境只提供统一的试题让学生作答。这种试题没有进行分类，针对的学生范围过大，导致水平不同的学生不能根据自己的难度需要进行选择。对知识掌握较好的学生要重复去做最简单的题，费时费力；对知识掌握较差的学生遇到较高难度的题时，容易产生挫败感。

智慧教育解决方案

1.开发寓教于乐的教学游戏

游戏是一种小学生喜闻乐见的学习方式。对不同种类的生活垃圾进行分类是本课教学的重点之一，由于垃圾又脏又乱且携带病菌，所以直接用实物分类不太可行，运用电子书包开发制作“垃圾分类”教学游戏可以解决这一难题。学生通过拖拽等方式对垃圾进行科学分类，生动有趣，易于激发学习兴趣。并且，游戏还设置了“求助”“知识链接”等功能，让学生在需要支持与帮助时，能在轻松愉快的氛围中熟练掌握垃圾分类的规则与应用，可谓寓教于乐（如图1）。

2.提供丰富且可选择的教学资源包

电子书包存储量丰富，可以展示形式多样的声音、影像、动画等，为社会课教学提供多种学习资源。教师采用教学资料包的形式，为学生的课题选择提供了大量的文字、图片、视频等资源，学习资源都是根据学习者的特征编辑过的。学生基于个人兴趣确定学习主题，自行查阅学习内容，获取与个人兴趣相关的知识与技能；或者借助文字书写、拍摄等辅助工具，对学习资料进行个性化的批注。教学资源包的使用能拓展学生的视野，实现他们的个性化学习。

第5篇：智慧课堂解决方案范文

技能与知识的输送是学习的过程和内容，但不是学习的最终目的。尤其对于小学阶段的学生而言，兴趣的培养，充分利用和调动学生们的好奇心是启发式教学的首要任务。因此，社团的教学活动设置首要任务是如何点燃学生的学习热情和好奇心，进而如何做合理的活动内容设计和进阶化的学习任务设置。2016年初，我们邂逅了上海喵爪网络科技有限公司，这是一家专门提供信息化创新教育的互联网公司。双方在创新教育方面的理念一致，因此一拍即合，决定通过智慧社团活动，将自然与信息化相融合，做一次“智慧的探索式学习”之旅。因此，双方团队经过碰撞，设计了为期一年的社团活动，内容如下。

第一阶段，进行Scratch编程教学；同时，在学校引入智慧农业自动监控系统，通过传感器对空气、水质和土壤进行监控。

第二阶段，整合团队学习任务，设计成项目制学习。所谓“项目”，即：如何利用技术，解决食品安全问题。

项目制学习的初期，问题导入最为关键。好的问题导入应当既可以足够引发学生们的好奇心和学习热情，又是一个有学习价值的探索式学习内容。我们的问题是：从田间一颗种子/幼体，到餐桌上的菜肴，期间经过了怎样的旅行？可能碰到的问题是什么？这个提问，引发了社团学生们的热烈讨论。大家争先恐后、积极踊跃地结合各自生活中的体验，提出了很多思考。我们让孩子们将他们的思考写在花花绿绿的小纸片上，小纸片瞬间就贴满了教室的墙面。总结学生们的“提案”，发现食品将经过种植、加工、储存、运输及销售这几个基本环节。我们还发现，孩子们小小年纪已经意识到食品安全隐患了。至此，问题导入顺利完成。

秉承项目制探索式学习的初衷，我们让学生们自主学习、探索出问题的可能解决方案，坚决不预设结果、公布“答案”。我们引导学生们自愿组成学习小组，认领种植、加工、贮存、运输以及销售五个环节的学习任务，鼓励他们用已经学习过的PPT制作和Scratch编程来汇报自己的学习内容，尝试寻求解决的方法。

到了第三阶段，我们进入实践环节，充分利用家长资源，请来了承建现代化养殖场的公司技术人员，跟大家分享“牛奶是从哪里来的”。孩子们有了一个“现身说法”的实际案例分享。

第四阶段，智慧物联网解决的是食品溯源的学习。食品安全的两个主要方面：溯源及追踪技术。结合学校大棚，主要侧重在溯源方面。基本的技术解决单元是传感器技术。因此，结合Scratch编程教学，引入相关传感器的课堂学习。学生们了解空气、水质以及土壤传感器检测的基本技术原理，从而了解科技对于解决食品安全的关联。

第6篇：智慧课堂解决方案范文

关键词：教学智慧;智慧教学

赫尔巴特曾说过：“关于你究竟是一位优秀的教育者，还是拙劣的教师，这个问题非常简单，你是否发展了一种机智感呢”？其实细细分析，这里所提到的机智感就是教学智慧。教学智慧是一把无形的钥匙，开启着学生的思维，这是教师期待和学生发展的目标。智慧的研究、智慧的创造，在课堂教学中智慧无处不在，更体现着他特有的魅力。只有教育智慧环绕的课堂才是充满活力并焕发朝气的课堂。

课堂是一个舞台，这个舞台之所以七彩，是因为这里有变化的灵动，有生成的高效，更有生命期待的绽放。在这个过程中，教育的智慧便成了这个特殊舞台最灵动的音符，它取决于教师的教育智慧。正是因为有了教师的教育智慧，在这种智慧更好地发挥了教师是平等中的首席作用，也将更深刻的影响学生的主体作用。

1 教学智慧的具体体现

教学智慧其实不是一个抽象的词语，它贯穿在课堂教学的每个角落，从始至终。如何使教学设计精美绝伦是教育的智慧;如何使教学过程精彩纷呈是教育的智慧;如何使课堂评价深入人心是教育的智慧;如何使课堂检测有的放矢是教育的智慧;如何使课堂小结精益求精是种智慧;如何是课堂表达言简意赅是中教学智慧。这些都是一门艺术，更是教师智慧所激发的教育智慧，会给师生带来无穷无尽的享受和无穷无尽的乐趣，更能激发学生的思维，让学生的思维扬起风帆。

数学教师华应龙曾经说过：“觉得能像农民种地那样教书是一件很踏实、很惬意、很幸福的事”。而这里我们能够感受到的幸福可能更多的还是源自于教师的教育智慧。数学新课程所倡导的是主动、探究、合作和体验。对于长久以来习惯于老师讲解，学生被动听课的学习主题来说，想做到主动探索和体验也是一个挑战。这个时候教师可以采取启发式和探究式的教学方法，对于枯燥的数学知识来讲，可能建立良好的赏识教育，也是和谐的师生关系建立的关键。或者在抽象的二次函数性质探索的课例中，教师可以充分的利用多媒体辅助教学，使教学内同形象化、直观化，是学生可以在先进的教学手段下与老师一起走进数学知识的殿堂。

2 教育智慧的实施源泉

教育智慧有着无限的魅力，可以开启学生的智慧之门。教育智慧源于一种爱――是教师对三尺讲台和莘莘学子的爱;教育智慧源于一种执着――是教师对教育事业终身热爱的执着;教育智慧源于以后总感悟――是教师走过教育的风风雨雨对教育事业的一种内心体验;教育的智慧源于一种理解――是教师对教育神圣的心灵触动;教育智慧源于一种追求――是教师对教育的可塑性的一种美好的向往。为学生开启一扇窗，激发学生的思维，为学生铺就一条路，教会学生解决问题的办法;为学生搭建一个平台，使学生逐步深化感受到学习知识的奇妙。

在数学教学中我们希望学生是积极主动的学习主题，教师会巧妙借助问题情境，激发学生的认知冲突，用学生渴望知识解决的欲望来激发学生。比如，在讲解位置的确定这一刻，有的老师用一部世界电影史上的名著来激发学生学习的热情，首先播放泰坦尼克号的沉船事件片断，然后假设同学们是船长，怎么处理这个事件？教师智慧的引导一下子将学生的学习热情调动起来，自然的引入到位置确定的知识点。在备课、备学生，以及课堂教学中，教师要善于用一双发现的眼睛去发现学生身上的课挖掘点，突破学科本位，让学生在一个开放的过程中学习，并收获学习的成果。

3 教师是教育智慧实施的传播者

人们常说用智慧开启智慧，教师的智慧是开启学生智慧的钥匙。突出一个“情”字，以情入心、以情育人以情启智，以情激趣;突出一个“趣”字，让学生品尝学科教学带给自己的独特味道，并在学习中留下坚实的探究的足迹突出一个“活”字，不同的课型采取不同的教学方法，引导学生观察、思考，分析和探索。让学生在学习的感悟中提升品质;突出一个“境”字，让课堂在学生向往的境界中开展，入境的课堂，浸润学生的心灵，感悟各个学科的人文和精神价值。

而以上这种种，都是需要用教师的双手去播种，靠教师的表达去传播。所以，教师的学习力是重中之重，更是教育智慧得以开花结果的根源。数学课堂有着自身的特点，由于数学抽象，需要极强的逻辑思维，于是有很多同学对数学的学习感到恐惧和为难，为此，教师要充分的抓住学生这个心理特点，从学生感兴趣的知识开始切入教学，激发学生的学习兴趣，营造一种轻松和谐的学习氛围。让数学来源于生活有为生活中遇到的问题找到解决方案的数学价值渗透于教学中，学生会在比较真实的环境里感受和体验数学的生活化，进而消除学生的紧张情绪，让学生的学校效果得到保障。

4 教育智慧创造孩子们喜欢的课堂

人们常常喜欢用好和不好来评价一堂课的好坏，到底什么样的课堂是最科学的课堂，是学生们喜欢的课堂，站在成人的角度和学生的角度给出的答案确实完全不同的。但无论怎样，智慧型的教师一定可以造就出学生们喜欢的课堂，只有有生命力的课堂，生态的课堂，突出以人为本的课堂，强调人的生命价值的课堂才是学生喜欢的课堂。

一节充满生命活力的课堂，是教师教育智慧的一种再现。意味着平等、共享;意味着宽松、和谐;意味着提升、拓展。他充满了思维，闪耀着智慧。孩子们的世界往往和成人的世界有着很大的区别，一个智慧的教师是完全可以意识到这一点的，于是在自己的教育教学工作中，用心学习，智慧思考，智慧引领学生的成长。

在数学学科的教育中，教师的教育智慧更多的提点在掌握好三维目标的评价上，既要注重知识的结果，更要关注知识发生的过程中，这样可以给学生更深刻的体验，让学生能够在思中学，在学生悟;既要关注学生知识的掌握更要关注学生能力的提升，比如，分析问题和解决问题的能力，甚至发现问题的能力，都是课堂高效的一个增长点;教师不但要关注学生数学知识本身的增长，更要关注学生情感态度和价值观的变化，在教师的悉心引导下，让学生有强烈的求知欲望，更要有钻研和持续探究的态度。做到了一上课，学生边张开了思维的翅膀迎接数学学习的无限乐趣。

5 教育智慧激发课堂生命的活力

课堂是一个精彩而有值得期待的场所，课堂教学是一曲动听的旋律，每个音阶的调动都会使整个乐章波澜壮阔;课堂是一眼无垠的大海，每一滴浪花的涌动都会影响大海的汹涌澎湃;课堂更是广阔蔚蓝的天空，每一片云彩的变幻都会影响天空的千姿百态。教育智慧体现在课堂细节里，从课堂的导入到课程的探索，从知识的提升到知识的更新，从课堂的评价到课堂的检测，教育智慧都如一种无形的力量让教与学的双方都体验着知识的魅力，享受着学习的收获，感受着学习的快乐。

教学智慧可以激发课堂中每个个体生命的活力，促进人的生命发展，高质量的课堂教学，教师和学生都会在共同研究和创造中交流和互动，形成教育的资源。在数学教学中，一个智慧的教师会多一双发现的眼睛，既从理论认知上给学生指引，提升学生的认知水平，更会以课堂评价、师生互动等方式来给学生人文关怀，让学生从外而内感受到数学学习是最求真的一个过程，数学学习的过程中应该是一种享受。

6 教师的教学探究力是教学智慧提升的助推器

很多人把探究力、学习力、思考力和反思力作为提升学校品质和教学品质的重要途径，在很多国家，合作探究的能力已经成为一种社会倡导的良好精神风貌。同样，在智慧教育中，教师的探究力就像一个助推器，一样引领着教师在教育的智慧中与孩子的生命成长共舞。

第7篇：智慧课堂解决方案范文

关键词:大数据平台;智慧教育;电力系统灾变教学

随着互联网技术的快速发展，云计算、泛在互联网、区块链技术的迅速普及，极大推动了教育领域的创新改革，以信息化驱动现代化教育教学模式已经上升到国家策略的高度。目前高校存在多种新型的教学模式，例如慕课、翻转课堂等［1～3］。他们共同的特点就是借助信息化教育环境，探索技术与教学的深度融合，让教学更加智慧。智能终端的普及和现代通讯技术的快速发展，让我们每个人都成为了互联网中的一分子，互联网时代正在迈向泛互联网时代。云计算技术让各种数据和社交信息的存储变得简单，大数据系统在物联网和因特网的贯通中诞生，为现实课题实现智慧教育提供了重要支撑，因此智慧教育在信息化技术在校园课堂中高度利用的必然产物，它赋予了比传统教育更为丰富的内涵和教学手段［4］。教育信息化的不断发展，不仅给我们老师带来了全新的教育形式也给同学们带来了不一样的学习方式，这无疑促进教育改革。与传统教育知识灌输教育理论不同，智慧教育以数字资源为核心载体，更加注重学习者参与教育过程的师生互动。学生不再仅仅是知识的被动接收者，也是问题的主动发现者和解决方法的探索者。由于智慧教学模式尤其注重学生的自主能力和合作能力，所以智慧教学模式能大大提高学生的学习效率。

1基于大数据平台云教育的优势

云教育将现代云计算技术有机的融入教育教学当中，充分利用云计算技术大规模、扩展性、可靠性、虚拟性等特征。大数据平台通过整合高校数据资源库，通过云计算对各种教育资源进行智能分类，为学习者提供丰富的教学资源。云教育大数据平台和传统的教学模式相比，有以下几个方面的优势。一是大数据平台可以利用计算能力根据学习者学习习惯智能匹配教学资源，帮助学习者制订学习计划等。二是云教育大数据平台通过与互联网的连接给学生提供一个虚拟的课堂学习环境;与其他现实学习环境相比，该平台具有软件多、资源丰富、互动频繁等优势。三是学习成果可以互相充分利用、平等共享，现在每个人都是一个自媒体，学习者可以利用平台及时上传自己的Word、PPT、音频等学习资源，达到和学习伙伴深度互动的目的。

2大数据平台对电力系统灾害智慧教育的推动作用

大数据平台对电力系统灾害智慧教育有很大的促进作用，电力系统灾害认知课程主要是帮助学生了解何种极端气象灾害环境会对电力系统产生什么样的影响和后果以及电力系统是采取什么样的应对措施去解决各种复杂极端气象条件对电网造成的影响。学生对电力系统灾害情况的理解都来自老师的简单口头描述，因此学生对这方面的知识的印象不会很深刻。采用大数据分析平台直观为学生演示各种气象灾害条件对电力系统造成的各种影响，例如风机大面积脱网、电网潮流影响等。之后加上老师介绍在极端气象条件下电力系统灾害机理，学生不仅能直观的了解到不同气象条件会对电力系统产生什么样的故障，同时也能深刻理解电力系统发生故障的本质原因。老师和学生也可以上传各种关于电力系统灾害的学习资料至大数据平台，学生可以从大数据平台上获取学习资料，同时通过学生们的实际操作让学生进一步加深对电力系统灾害的理解。

3电力系统灾害智慧教育大数据平台构建

端云协同大数据平台是采用大数据平台架构搭建的智慧教学平台，它由数据集成系统、数据治理系统、平台管理系统三个子系统组成。数据集成系统通过与监测区域内风机、储能电池、光伏逆变器等各种设备信息建立通讯，采集监测区域内各种设备的运行数据并上传至云端。数据治理系统基于分布式存储系统，根据不同数据处理阶段的数据特点分别存储于Hadoop平台、MPP分布式数据库、关系数据库集群，通过配置数据流入和流出规则，控制数据进出大数据平台过程，平台管理子系统通过可视化建模提供多层级结构可视化呈现能力和3D动画实时展示极端灾害下电力系统运行状态的变化情况。

3．1数据集成子系统

数据集成子系统作为端云协同大数据平台的基础层，它为大数据平台提供可靠的海量电力数据，该层包括等可控负荷、风力发电机、储能储热设备、光伏发电等一些具有边缘计算能力的终端设备。在万物互联和数据爆炸的环境下，通过分布式边缘终端设备协作完成边缘计算任务，对边缘环境中计算、存储、网络资源的高效分配，以实现任务及数据的动态部署，这种分布式数据处理架构相比传统的集中式数据处理架构能显著提高平台数据处理能力和效率。

3．2数据处理子系统

数据处理子系统以关系型数据库MySQL承担对结构化的数据的存储和管理;建立数据仓库来实现对用于结构化数据和元数据的集中存储与管理，利用大数据应用框架Hadoop平台的数据仓库作为传统数据仓库的补充，实现对非结构化数据的存储和管理，并对来自搜索引擎的海量数据查询提供支撑。通过定义数据质量清晰规则，系统执行数据质量规则保障大数据平台数据质量，数据获取过程需将原始数据进行抽取、清洗、合并和装载等操作后生成新数据集提供数据分析使用。同时系统考虑未来的扩展性，为了便于与第三方系统快速对接，构建了数据共享平台体系。平台还兼容基于matlab、python、R语言开发的电力系统优化调度模型，系统能直接对接学生开发的各种算法模型，便于学生进行仿真试验。

3．3平台管理子系统

平台管理子系统采用最新的窗口显示技术，提供的显示应具有诸如多窗口显示、滚动画面显示、图像缩放显示。提供区域板块可视化呈现能力，构建了从湖南省(湖南500kV网架结构)-湖南省六大区域-特定地点(邵阳地区电网结构)，从大到小、从上到下的多空间尺度，以及包括实时数据和历史数据多时间尺度展示的集成地图电力GIS极端气象下(覆冰、暴风、暴雨等)分析展示系统，提供多层级结构可视化呈现能力，包括电力设备(源-网-荷)设施信息、电网运行状态信息、电力市场信息与交通、电网相关公路街道，以及气象等自然环境信息集中于平台展示。通过3D动画形象的向学生展示在一种或几种极端气象条件下电力系统运行的变换情况，提升学生对电力系统应对极端灾害的措施和方案的理解。

4基于大数据平台的电力系统灾害实践教学模式

4．1基于大数据平台的移动学习模式

智慧教育大数据平台目前已和校内多个数据分析平台实现数据交互以及资源共享。课程组老师通过该平台为同学实际演示电力系统在各种极端气象灾害下的不同情况以及多种极端条件同时作用下电力系统的变化情况。学生可以利用课余时间去登陆平台进行自己动手实际操作，提升自己对电力系统灾害相关知识的理解。同时平台还可以接入学生基于matlab、python、R语言等编写的优化算法模型，利用大数据平台分布式计算的特点快速验证模型的正确与否。学生只要在连接互联网的情况下都能够访问平台进行算法程序开发学习，因此在这种独特的优势下，学生的学习时间和程序开发时间不再局限于老师的上课时间，学生可以利用自己的空闲时间连接平台进行开发完成项目。同时学生们的实践地点也不再局限于实验教学室，同学们可以在图书馆、教室等任何地方完成实践项目进行算法程序开发设计学习。这样学生们的学习进程不会像传统的教学模式一样受到时间和地点的限制，同学们可以更加自由的选择时间和地点发挥自己的主观能动性完成实践项目。这种教学模式想对传统教学模式对学生的自我学习能力和学习规划能力更有提升的效果，传统模式下学生都是跟着老师的时间规划下完成课题，老师会在指定时间节点完成哪部分内容，在这种模式下学生完全依赖于老师的指导。

4．2基于大数据平台的翻转课堂教学模式

利用大数据平台与市面上现有的免费开放在线教育平台对接，实现资源共享、数据互通。学生可以在此平台上自由注册和选课、免费学习，通过平台上课程相关考试还能获得考试合格证书。依托大数据平台的翻转课堂教学模式的实现包括以下过程，首先是课程制作，在每个课程中教师需针对一个特定的问题深入分析，提炼每个问题的知识要点，拍摄录制成教学视频，连同其它教学资料一并上传到平台;然后，注册学生可以在平台上选择感兴趣的课程，观看视频、完成考核、获得证书;然后，教师利用大数据平台了解学生学习进度，针对学生普遍困惑的难题，集中重点讲解;最后:分析学生提出的思路和解决方案，完成课堂练习，进行相关知识点的测试。与传统教学方法相比，翻转课堂更加关注学生的发展，把课堂的主动权交给学生，老师侧重于解决学生的疑惑，引导学生分析问题，展开讨论，提出各自的见解，探索最佳解决方案，教师是学习内容的设计者、帮助者和合作伙伴，是教学过程的引导者，让学生全心投入教学过程，发表自己的意见，老师只用少量时间集中解答问题，这种模式发挥了学生的能动性，有利于提高学生解决问题的能力。

4．3基于任务驱动的团队教学模式

在此课程实践教学中，学生可以根据自己的兴趣和自己擅长的模块个性化选择自己的实践题目，同时该课程还设置小组团队课题，学生分组共同完成一个较大的课题，学生之间分工合作，每个人都负责该项课题的一部分，因此学生都能够选择到自己感兴趣和自己擅长的模块，这就能有效激学生学习和参与项目开发的积极性。学生选择的题目不再仅仅局限于老师所出的题库，也不会出现全班同学完成同一个项目的情况，这就有效避免了学生之间出现互相抄袭的情况，确保了每位同学都能参与到这门课程中来，使同学们能够从这门课中真正学到有用的知识，提高自己的程序设计能力，为以后的学习打下牢固的基础。

第8篇：智慧课堂解决方案范文

1、产生背景

在日常教学工作中，同学科教师经常围绕教学内容、学生的表现等展开研讨交流，总感觉现在的学生学习被动，不懂如何求知。我们物理教研组在开展“一课三议、三课一评”等校本教研的活动中认识到不能将课堂教学过程当成暗箱，如果学生对教学过程先有些预习，那么在课堂教学时就会参与性高、主动性强。但要达到学生能预之有物、习之有获，就要给学生提出具体预习内容和相关的知识准备，并能同时让学生了解老师的上课流程，就有了教学案的想法。

教学案是教师备教材与备学生的综合体现，其宗旨是教学以学生为中心，主线是：先由同年级的任课教师分别进行每章中自己的备课任务，按照学习目标、课前准备、学习过程、课后练习完成备课稿，然后不定时进行集体讨论，分析教学得失、交流学生学习情况，共同研究确定上课时应采用的教学方案，并将教师的上课过程以预习稿的形式印发给学生。这种具备教师备课与学生预习功能的讲义我们称之为“教学案”。

2、对学生学习的功效

2.1、针对性功效

认知心理学认为：影响学习的最重要的因素是学生已知的内容，然后据此进行相应的教学安排，只有当学生把课程内容与他们自己的认知结构联系起来时，才会发生有意义的学习。学生能否习得新信息，主要取决于他们认知结构中已有的有关观念，以便把新知识“挂靠”在这些有关的观念上，有意义的学习是通过新信息与这些有关观念的相互作用才得以发生的。教学案在编写时首先以预习题形式回顾与教材有相关联的准备知识，以期学生在预习自学阶段先将新知与旧知挂靠，并通过它让学生了解到老师上课时要讲什么、什么要重点讲解。教师批阅预习题后也能从学生的预习情况出发，针对学生实际“以学定教”，明白本节教学内容中哪些知识学生已有基础，哪些还比较模糊。如在讲解压强、密度公式的应用时，在预习稿中发现学生对幂指数的运算较生疏或易粗心，再找学生询问，果然他们反应出对科学记数法的除法运算不熟练存在担忧，并有运算方法不当的缺点，教师在教学中就针对这方面的数学知识进行了补充训练。

2.2、主体性功效

现代教学理念认为：教师作用是促进学生积极投入知识的心理建构过程中去。首先，学生需要教师的充分指导，以帮助其将新知识与原有知识相联系；其次，在认知上，学生是独立的学习者，知识建构过程需要学生有主动学习的心理倾向，而不是完全受控于教师的指导。教学案的设计要考虑学习的积极性，如在例题选讲中，要求例题要有针对性，并且在课堂上能精讲少讲，诱导学生主动去发现方法、寻找规律，教师进行适当的引导、补充与加深。学生的智慧能让课堂更加精彩，在学习画力的示意图时，学生就总结出了画图可分为三步：一找点、二画线、三标力，言简意赅，切实可行；在密度知识学习中，学生也总结出密度计算题可大致分成三种“替代”：体积、质量、密度的替代。如同一容器装满不同液体属体积替代（体积相等），就要先求体积，后解决问题，而冰化成水是质量替代，取样品是密度的替代。不同的题目归类后，就有了参照依据，就降低了难度。

事实上，知识的巩固、能力的提高，都离不开做题，而选择题目的关键是要适量、难度适中，要培养学生做后思考的习惯，这既是对学习过程的深化，也有利于掌握规律，达到举一反三、触类旁通的效果。

2.3、实效性功效

教学案注重教师个体的独立思考和集体的合作交流，由于许多问题的解决方案凝结了集体智慧，往往可操作程度较高，实施起来就会具有实效性。在集体讨论的基础上再让教师进行第二次备课，就是在实际教学中要根据实际班级情况，体现自己的教学思想，体现班级学生特点。在这样一个研讨流程中，对同一个教学内容，不同的教师在某一环节上就会有创新点，在重点、难点的突破上就会有亮点，这一过程实质上是对教材的多人多元解读，对课堂的多元构建，让课堂焕发无限创意。

有时教学案经讨论后的定稿甚至与初稿大相径庭，但内容结构更完善、教学方法更理性，既提高了教研活动的质量，能接触运用更新的教学理念，也带来了学生成绩的大面积提升。

3、对教师教与研的功效

3.1、促进性功效

G.H.赫尔费施和P.G.史密斯在《反思性思维：教育的方法》一书中认为集体中的个人和团体总是在不断地进行知识建构和改组，个人不只是在环境中通过感官的相互作用获取知识，而且必须通过自己的体验去创造知识。团体内的合作气氛越浓厚，个人的创造态度就会越积极，每次教学案的构思与讨论就是对教师的一次促进，通过问题解决――新问题产生――新问题解决的不断改进，以备课组为载体，注重“以老带新，以强带弱”，发挥集体的智慧，使教学内容更充实、教学经验更丰富，这对每位教师都是有益的，特别是对青年教师的教学成长有非常大的促进作用。

如在“走进分子世界”的教学中，为了帮助学生更好地建立物质的微粒模型，备课组经过不断的讨论改进，增加了在实物投影仪下观察报纸图画痕迹的实验，并动手制作了微粒模型等等。这些努力无论是在促进教师个人进步方面还是在提高教学效果方面都起到了很好的效果。

3.2、科研性功效

第9篇：智慧课堂解决方案范文

关键词：Zigbee；web；校园无线网络；智慧校园

中图分类号：TP212.9；TN929.5

随着“数字化校园”建设进展的推进，各个高校都已经基本建设成了基于光纤为主干线路的校园有线网。基于物联网的无线智慧校园网的建设就是在校园已有的有线网络的基础框架上，进一步部署校园无线传感器网络和移动通信网，从而实现校园教学楼、办公楼、学生宿舍、教职工宿舍和其他公共场所的无线全覆盖。无线智慧校园=校园+物联网+云计算+智慧化设备，它通过物联网来实现更加合理和人性化的服务和管理。智慧校园通过物联网实现人与人之间、人与物之间、物与物之间、人与信息资源之间以及信息资源与信息资源之间的通信。它的最高阶段就是校园服务和管理各部分都是由物与物之间智慧化地完成，无需人工干预，从而达到“智慧”状态，向广大师生提供更加人性化的服务。

近几年来，互联网技术与移动通信技术的不断深入发展促使了新一代信息通信技术――物联网的形成与发展。随着物联网技术的研究与应用，利用物联网可以解决传统意义上互联网没有考虑的与物件互接的问题。就此，这将有力地推动校园信息化向下一个阶段――“无线智慧校园”的发展，为高校数字化资源与信息化系统的高效整合提供更有利的条件，更好地为广大师生的工作、学习和日常生活服务。Zigbee技术是其中很重要的一种。

Zigbee技术作为一种新兴的远距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、可愈的双向无线通信技术完全适用于无线校园系统，成为连接各个传感器单元的络技术，其层次化的结构和多样化的功能能够很好地解决物联网中无线传感器节点间网络连接的问题，因此，zigbee技术能够很好地应用于智慧校园网的建设当中，成为连接各个传感器节点的网络技术。

1 关键技术――Zigbee

1.1 概念及特点

Zigbee技术是由Zigbee联盟提出的一种基于IEEE802.15.4标准的短距离、低速率、低功耗的无线通信技术[1]。

由于其层次化的结构和多样化的功能能够很好地解决物联网中无线传感器节点间网络连接的问题，因此，Zigbee技术能够很好地应用于智慧校园网的建设当中，成为连接各个传感器节点的网络技术。其主要具有以下特点[2]：（1）低功耗，可用电池供电；（2）低但可靠的数据传输率；（3）可同时支持多节点的连接；（4）支持动态节点的网络；（5）支持自组织性网络；（6）网络覆盖范围大。

1.2 体系结构

Zigbee网络自上而下分为应用层、网络层、媒体访问控制层和物理层，其体系结构图如图1所示[3]。（1）应用层：该层由应用框架、Zigbee设备对象和应用支持子层组成，其主要负责各个应用对象的运行。（2）网络层：该层主要提供网络管理、路由管理、网络信息转发和网络安全管理等功能，从而形成自组网机制。（3）媒体访问控制层：该层主要为高层提供数据编址、CSMA/CA访问机制、信标等功能支持。（4）物理层：该层主要负责WPAN设备通讯频段的分配，从而避免干扰的产生。

图1 Zigbee网络体系结构图

1.3 网状Zigbee网络

该Zigbee网的组建方式与树型Zigbee网类似，不同的是其各层路由器之间也进行了连接[4]，其结构图如图2所示。

图2 网状Zigbee网拓扑结构图

该网状Zigbee网是基于树型Zigbee网改进的，其具有网络自组织功能，即源节点与终节点之间的通信路径并不唯一，当其中某台路由器发生故障时，该网状Zigbee网络能够启用网络自组织功能寻找另一条替代通信路径[5]。本文采用的技术就是网状Zigbee网。

2 具体设计

基于物联网的智慧校园网主要有以下三种网络组建而成：

（1）校园有线网。该网络是指目前各个高校已经建成的校园主干网，在整个智慧校园网内，该网络主要作为校园主干线路网络，承担校园主干线路的大数据量通信。目前主流的高速网络技术主要有ATM技术、光纤分布式接口（FDDI）、千兆以太网（Gigabit Ethernet）和快速以太网[6]。鉴于快速以太网技术能够有效地支持3、4、5类双绞线和光纤的连接，以及有效地利用各个高校现有的设备，本基于物联网的智慧校园设计方案网仍选用快速以太网作为校园主干网络技术。

（2）校园无线传感器网（WSN）。在整个智慧校园网内，该网络主要作为校园各个局部区域（例如：宿舍楼、办公楼、图书馆、教学楼、实验楼等）的网络，承担着该局部区域无线传感器之间的通信。鉴于zigbee技术是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、高可靠性、可愈的双向无线通信技术和其层次化的结构和多样化的功能能够很好地解决物联网中无线传感器节点间网络连接的问题，因此，本基于物联网的智慧校园网设计选用其作为校园无线传感器网络的核心支撑技术[7～9]。

（3）移动通信网。在整个智慧校园网内，该网络主要承担校园手机短信息的收发。该网络的建设工作主要由智慧校园合作方――移动通信服务提供商负责。

2.1 网络拓扑结构选择

（1）整个无线智慧校园网拓扑结构选择

由于各个校园的规模和建筑物地理分布的不同，其校园网具体搭建方式也各不相同，但其整个校园网的拓扑结构设计可大致相同。

本基于物联网的智慧校园网采用“物理上总线型，逻辑上星型”拓扑结构，如图3所示。

图3 基于物联网的智慧校园网拓扑结构图

（2）基于Zigbee的校园无线传感器网拓扑结构选择

由上一小节的论述可知，Zigbee支持星型、树型和网状三种拓扑结构。其中，星型Zigbee网可看作为简化版的树型Zigbee网，两者都具有逻辑层次鲜明的优点，但同时也存在“整个网络的性能受协调中心的制约、通信路径唯一、通信不可靠”的缺点；网状Zigbee网具有网络自组织能力，具有灵活、通信可靠的优点。

因此，我们在进行智慧校园无线传感器网建设时，可依据各局部区域的实际情况（所需布置传感器节点数、覆盖范围、数据通信量、数据传输速率等）部署不同拓扑结构的无线传感器网络。

下面举一个利用基于Zigbee校园无线传感器网实现学生上课考勤统计的应用事例。图4为该教室设备分布示意图。

图4 教室设备分布示意图

其中，Zigbee协调中心布置于教室中心，每一个携带配置RFID-SIM卡手机的学生作为Zigbee终端设备。考虑到教室组网这个特殊的环境，包括每一个课堂的学生和教师人数较多，使得Zigbee终端分布密集。因此，在此种情况如果部设树型Zigbee网的话，网络数据的传输性能会受到一定的影响，所以这里最好部设网状zigbee网。

通过上面的学生上课考勤统计应用例子，我们可以发现，在终端节点较多的情况下，网状Zigbee网不仅比树型Zigbee网和星型Zigbee网更为灵活和可靠，而且在网络传输更为高效。因此，基于校园终端设备数量较多这一实际情况出发，我们在进行校园无线传感器网组网时，如果不是网络结构较简单，或对终端的数据传输有严格的中继和管理要求时，我们应优先考虑网状拓扑。

2.2 三网融合设计

本智慧校园网采用如图5所示的方案进行校园有线网、基于Zigbee的校园无线传感器网和移动通信网的融合，即通过Zigbee网关设备的使用实现三者的融合。

图5 三网融合示意图

其中，通过Zigbee网关系统总线内置GSM模块来实现与移动通信网的连接；通过提供以太网接口以有线的方式或内置无线上网卡（支持IEEE802.11 a/b/g①）以建立WLAN②的方式来实现与校园有线网的连接。另外，校园有线网通过总的学校网络网关实现与Internet的连接。

3 结束语

本文在研究Zigbee技术和无线智慧校园国内外建设情况的基础上，结合我国无线智慧校园实际应用需求，提出了一套基于Zigbee的无线智慧校园解决方案，旨在解决目前数字校园所存在的校内信息资源整合与共享、自动身份识别、信息化保障机制和安全保障体系的搭建、信息资源及时采集与更新和校内各信息系统集成等难题，为即将实施或正在实施无线智慧校园建设的各大院校提供参考和借鉴。

参考文献：

[1]王素红.基于ZigBee的无线传感器网络设计与实现[J].电脑知识与技术，2008（33）.

[2]陈东云.为加快我省基础教育信息化标准建设提供优质服务[J].新教育，2011（02）.

[3]马荣飞.统一身份认证系统的研究与实现[J].计算机工程与科学，2009（02）.

[4]郭楚杰.数字化校园中统一身份认证平台的设计[J].湖南工业大学学报，2010（03）.

[5]赵战生.信息安全管理标准发展研究[J].信息网络安全，2011（01）.

[6]邵开丽，周小佳，闫斌.无线传感器网络数据融合技术研究[J].计算机与现代化，2011（02）.

[7]智慧的地球――IBM 动态基础架构白书.http：///cn/express/mig ratetoibm/dynamicinfrastructure/download/dynamicinfrastructure_whitepaper_0903.pdf.

[8]International Telecommunication Union.ITU Internet Report 2005：The Internet of Things.http：//itu.int/pub/S-POL-IR.IT-2005/e.Geneva：ITU，2005.

[9]European Research Projects on the Internet of Things （CERP-IoT） Strategic Research Agenda（SRA）. Internet of things strategic research roadmap[EB/OL][2010-05-12]http：//ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/ in_cerp. pdf.

注：

①802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。

②无线局域网络（Wireless Local Area Networks；WLAN）是一种便利的数据传输系统，它是利用射频（Radio Frequency；RF）的技术取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络。