3.教室空间大脑系统功能
3.1 空间大脑组成
空间大脑由大脑主机和大脑系统软件两部分组成，其中大脑主机包含触控屏和智能控制主机，大脑系统软件包含左右脑系统和云脑系统。根据不同的功能定义划分，空间大脑可分为基础版、标准版、数据版3种。
表4 空间大脑功能表
3.2大脑主机功能
空间大脑主机的触控屏具有可视化管理界面，实现对空间大脑各项功能的调度，管理界面可预设多种场景，用户可调用适合的场景模式进行管控。触控屏管理界面参考图见下（根据用户需要可编程定义）。
图9 教室空间大脑触控管理界面
触控屏技术参数：
- 采用7寸工业电容式触摸控制屏，集成一卡通刷卡模块，具备反向读卡功能；
- 可丝印独立二维码，防水防尘，教师能用手机或平板微信扫码开启设备，同步身份认证；
- 具有断网认证功能，即在学校网络出现问题的情况下，触控屏仍能识别已经授权老师的校园卡或扫码开启设备，保障正常教学活动的开展；
- 具有远程权限管理功能，可以通过远程控制，将教室内的触控屏处于禁用状态，有效防止非正常教学时间使用空间设备；
- 智能控制屏具有可编程功能，根据空间大脑的各项功能自定义操作界面，具有多媒体信号切换按键，信息发布，灯光、窗帘、空调、录播等物联设备控制按键，应用/资源类控制按键，数据类控制按键，分组讨论信号切换按键。
- 智能控制主机技术参数：
- 采用ARM M4内核 32位处理器，处理器内置MAC网络层；具有千兆网络接口，网络通讯支持IPV4 + IPV6 双协议;
- 支持刷卡或扫码两种方式启动主机，刷卡或扫码后自动展示老师身份信息（姓名、图像、班级、学科等），可离线存储≥9000张一卡通信息，断网可认证数据身份；
- 输入接口：≥3路网络，≥2路HDMI，≥1路VGA接，输出接口：≥2路HDMI，≥1路3.5音频输出，控制接口：≥1路USB，≥1路RS232，≥1路RS485，≥1路可编程IO口；
- 主机幕布插座接口为航空插件，保障使用过程中的用电安全；
- 投影机电源接口采用防脱落电源输入及输出插口，方便现场施工安装及防止日常使用中电源接口松动脱落。
- 具有信息发布功能，具有班级信息发布，数字黑板报、文化墙等功能。
- 可连接多媒体系统，支持对多媒体信号控制及切换。
- 可连接物联网类系统，支持灯光、窗帘、空调、录播等物联设备的控制
- 可连接应用类系统，通过按键一键启动白板软件，一键调用互联黑板同步板书功能，一键调用答题器功能，统计分析学生答题情况。
- 可连接资源类系统，通过“空间登录”按键可以一键调用用户的个人空间界面；通过“资源管理”按键，可调用空间中的学科章节相应的资源，可管理和上传课堂活动形成的微课资源和数据到个人空间；具有“学情”按键，可调取学生课前导学的教学数据。
- 可连接数据类平台，和大数据平台进行互联互通，可通过“数据决策”按键一键调用课堂教学行为分析系统CTBAS，为用户提供数据决策。
3.3大脑软件系统功能
图10 空间大脑系统软件系统图
大脑系统软件分为左右脑和云脑系统三部分，左右脑系统“ClassBrain”部署在教师电脑上，云脑系统部署在云端。
左脑负责所有硬件及软件控制管理，包括硬件开关控制、软件启动关闭控制、软硬件状态监控、软硬件系统更新、软硬件授权、云脑通讯、软硬件数据采集、老师及学生身份认证。左脑管控的软硬件系统包括实时通讯媒体系统、认知交互媒体系统、多媒体系统、学习环境系统。教师可以基于空间大脑主机，通过刷卡/微信扫码/刷脸等方式启动空间大脑系统，左脑通过和云脑系统中的数据管理系统进行数据互通，对教师的身份进行识别，从而进行软硬件的管理授权，按照预设的应用场景启动空间中的学习环境系统、认知交互媒体系统、多媒体系统、实时通讯媒体系统等。
右脑负责所有硬件及软件产生的教学内容及资源管理，包括云脑教学资源数据同步（课件、题目）、课堂教学数据生成（随堂微课、亲师亲课）、学情数据生成（错题、薄弱知识等）。教师在课堂中的教学内容和资源通过右脑与云脑系统的学习资源媒体进行交互，实现内容和资源数据的互联互通。
云脑系统分为数据管理系统和学习资源媒体系统。数据管理系统负责所有空间中软硬件（授权、状态）、人员身份的管理。学习资源媒体系统负责教学数据的管理，包括学习资源（课件、题目、微课、金课）、学情数据（学校、班级中个人历史过程学习结果数据）、知识库（学科、章节、知识点、题型、解题方法、经典题、错题分析）、在线直播课堂。
通过云脑系统和左右脑的数据互通，可支持常态课堂、同步课堂、精准课堂三种课堂教学模式的开展。常态课堂模式用到的软件和系统包括电子白板、随堂微课、学科图谱、学习资源媒体系统（省/市级云空间）；同步课堂模式用到的软件和系统包括电子白板、随堂微课、学科图谱、实时通讯媒体系统（同步课堂）；精准课堂模式用到的软件和系统包括电子白板、随堂微课、学科图谱、认知交互媒体系统（精准教学软件）。
教学空间中产生的管理数据和教学数据会实时汇聚到云脑系统，并通过可视化管理界面呈现给学校管理者和教育行政部门。