系统采用高清视频矩阵解决学校智慧课堂多屏互动的方案，实现高清音视频任意主屏和分屏、分屏与分屏之间的切换。并且多屏的控制与教师端的教学活动、音视频流程完美结合。教师只需要按照教学的需要选择小组展示或小组竞赛等活动，教室中的大屏将会依据师生的活动进行教学信息智能化展示。

　　1.1.1多场景小组研讨

　　学生通过扫码或验证码可快速加入小组讨论，进行画面投屏、动态预览、动态批注等活动，还可对演示画面和讨论过程进行自主录制为视频。除了受控的分组研讨方式，我们还支持自由研讨，可以满足将研讨教室开放给学生进行自由主题探究。

　　1.1.2简单易用的功能

　　为降低师生使用智慧教室的门槛，设计了简单易用的功能，老师上手快，学习易，限度地支持老师专注于教学活动。

　　1.1.3高清音视频处理技术

　　采用全高清视频处理，在远端限度还原主讲教室的情况，提高远程教育的临场感，让学生和老师互动起来更自然。

　　1.1.4动态批注

　　可以动态的在中屏和大屏上对讨论内容（包含图片和视频）进行批注，并可以将批注的书写过程同步到所有小屏幕。

　　1.1应用场景

　　现在更多的高校进行教室智慧化改造的过程中会把一层教学楼或者整栋教学楼进行重新设计，旨在为学生提供更多样的学习空间，星耀天梯在设计改造的基础上打造了包含常态标准智慧教室、研讨型智慧教室、跨校区协作智慧教室、阶梯智慧教室、智慧梯廊、集中控制室等整体解决方案。

　　图2应用场景图

　　Ø标准智慧教室:能组织各种类型的培训、讲座活动。通过全程参与式、体验式的活动和游戏、演讲实践、模拟面试、团队合作能力训练等活动，提高教师综合素质。

　　Ø研讨型智慧教室:能组织各种类型的培训、讲座活动，特别是基于多屏互动的分组研讨型教学活动。通过全程参与式、体验式的分组研讨及团队合作能力训练等活动，提高师生综合素质。

　　Ø跨校区协作智慧教室:能组织各类大型培训、讲座、通识类大课。该室同时支持智慧教学、多校区互动及与实训基地进行互动。

　　Ø智慧梯廊:将与各智慧教室连接的楼梯间、走廊进行智慧化改造，提供灵活的小型研讨空间，可为临时和零散的交流提供支持。

　　Ø智慧巡课室:可以提供给老师、管理者进行教学观摩，教学在线巡视的空间，教学法教师可通过观摩大屏对正在进行的师范生模拟授课进行直播观摩。教学咨询室同时可作为一线教师的工作室，提供学生与一线教师直接面对面沟通的研讨环境。

　　1.2建设价值

　　智慧教室的整体改造旨在为学校、老师和学生打造面向未来，服务过程的“教”与“学”支撑系统。为学校提高数据化决策能力、信息化治理能力终实现教育现代化提供有力支撑。为学校提升整体教学效果，落实人才培养计划提供支持；为学校科学评价教学过程，信息化管理课堂提供支持；为学校数据化分析教学能力，便利地进行督导巡课提供支持；为广大老师探索新型教学模式（分组研讨），开展新型教学活动（跨区授课）提供技术手段；为老师细致掌握学生的学习情况和学习效果提供技术手段；为老师逐步实现“因材施教”提供技术手段；为所有学生分组研讨互动，促进师生互动和生间互动提供智慧环境；为学生自由分享，即时讨论，泛在学习提供智慧环境；为学生课程复习，研讨过程回看提供智慧环境；

　　第2章研讨型智慧教室

　　2.1技术架构

　　2.1.1分组研讨系统

　　在教室内部署一台星耀天梯智慧教室媒体终端和一台高清音视频矩阵，以实现主题分发、演示对比、小组投屏、动态预览、动态批注、视频录制和下载等分组教学活动。

　　Ø五机位精品录播

　　五机位智能录播系统包括了音视频采集系统、自动跟踪系统、自动导播系统、课程录制系统、网络直播系统等，各个子系统协同工作，实现课件录制、直播、点播、摄像智能跟踪定位、智能导播等功能模块。一体化智能录播系统支持多路高清视频源同步录制，同时可以通过网络同步直播课件、提供学生课后学习、复习，而且为后期老师听课评课，提供了很好的课件资源。另外，通过资源管理平台，可以很好的解决教学以及管理中的时间、空间、课件长期安全保存以及网上点播、重复利用等实际问题。

　　2.1.2.1视频采集

　　构建精品录播系统。通过该系统的搭建，能智能实现课堂实况自动拍摄的功能，真实完整还原教师讲解、学生听课、提问等各个环节的授课情况。精品教室构建简单，能将日常的教师授课优质录制。

　　通过高清摄像机，拍摄老师画面与学生画面并传输到智慧教室媒体终端，同时接入老师电脑信号，经导播控制平台进行自动/手动导播处理，实现高清图像视频的录制。

　　2.1.2.2音频采集与扩声

　　智慧教室媒体终端实现录播功能，配置专业拾音吊麦或者隐藏式拾音麦，教师和学生的语音信号通过拾音话筒拾取，并经过专业音频处理器进行去噪、混音、回声消除等处理，在录制的同时可以将老师演讲的声音、学生回答的声音扩声出来，拾音的同时扩声，教室内只需要一套扩声系统，老师讲台或者腰间再也不用带扩声话筒或者无线扩声器了。

　　吊麦拾音扩声系统（录播拾音、老师讲课拾音再也不要讲台座麦或者无线扩音器了）

　　所有的视频传送到智慧教室媒体终端中进行编码处理、所有音频进入专业音频处理器处理后进入智慧教室媒体终端，然后进行编解码，可通过大数据智能综合管理平台进行实时直播。同时会生成标准MP4文件，保存在智慧教室媒体终端自带的2T监控级硬盘中，也可直接上传到资源管理平台进行大面积点直播。

　　2.1.2.3全自动跟踪系统

　　智慧教室媒体终端内嵌图像识别智能跟踪技术，录播主机内置跟踪分析模块。高清摄像机自带定位功能，老师和学生定位跟踪后所拍摄的画面作为图像传输到内嵌在主机内的跟踪分析模块，通过主机内跟踪功能模块进行跟踪分析，并发出控制指令，控制摄像机的拍摄以及多镜头的切换。

　　2.1.2.4智能管控

　　智慧教室是信息化技术集成的教室，所涉及的设备多。为方便授课老师能够轻松开展教学，系统采用图形化液晶触摸控制屏来完成本地与远程的操作。多种类型的电教设备、环境控制、音响系统调节、分组讨论时显示内容切换、与远端教室的交互连接等集中在控制屏上。老师在整个授课过程中不需要进行复杂的鼠标、键盘操作控制互动布局，无需额外人员配合授课，大大减轻了授课老师的上课负担。

　　2.1.2.5远程网络导播

　　远程网络导播平台基于B/S架构设计，支持使用IE、360、chrome等浏览器通过网络直接访问导播平台，实现网络远程导播。授课老师除了在教室内可以开关录播系统进行课程录制外，管理员可通过课程录播界面对智慧教室录播设备进行远程控制管理，实时查看录制状态等。

　　Ø支持远程开启、暂停、停止课堂录制；

　　Ø支持单画面、两分屏、多分屏、画中画模式；

　　Ø支持自动导播、半自动导播、手动导播三种导播方式；

　　Ø可远程控制摄像机；

　　Ø可根据课表内容显示当堂课的任课教师、班级、人数；

　　Ø可全屏显示录播监控画面；

　　Ø通过支持服务器流媒体协议，实现教室直播；

　　3.1.3核心主机

　　智慧教室媒体终端是业内推出的一款嵌入式架构智慧课堂终端主机，作为整个智慧教室系统的核心部分，能够有效杜绝病毒侵害，为智慧课堂的顺利开展提供稳定的技术支撑；超高稳定性的嵌入式架构硬件支撑，可以降低学校的运维成本。

　　n它具有以下几个特点:

　　n的兼容扩展能力，整个教室内所有电教设备（投影机、投影幕或者液晶触摸一体机）、环境设备（灯光、空调、电扇、门禁、新风系统）、显示与扩声设备控制调节、多屏互动分组讨论的内容任意大小屏切换都能实现集中的管理与控制，为实现多屏互动、分组教学提供强有力支撑。

　　n嵌入式Linux架构，系统稳定，功耗低；

　　n专业的音视频编解码技术，画面更流畅，声音更清晰；有效承载音视频广播、文件推送等课堂交互过程；

　　n课堂生成性资源和教学数据保存。

　　n的智慧录播技术，自动/手动导播处理，实现高清图像视频的录制。