امروزه تقاضای محصولات هوشمند به بالاترین میزان خود رسیده است. در این دوره هوشمند، استفاده از دستگاه‌های هوشمند در هر مکانی، با روش‌های جدید و تکنولوژی‌های روز دنیا موجب بهبود سطح زندگی و افزایش میزان آسایش افراد شده است. طراحی مدارس هوشمند و کلاس‌های هوشمند نیز با توجه به قابلیت آموزشی این فضاها در تربیت و رشد فرزندان تاثیر به‌سزایی در رشد کودکان و نوجوانان امروز ایجاد می‌کند. ما در چیدانه پس از بررسی ویژگی‌های شهر هوشمند و خانه هوشمند در این مطلب به بررسی ویژگی‌های طراحی مدارس هوشمند و چگونگی هوشمندسازی مدارس می‌پردازیم. با ما همراه باشید…
با پیشرفت تکنولوژی و توسعه فضاهای آموزشی، ساختمان مدرسه‌های سنتی و قدیمی دیگر پاسخگوی نیازهای آموزشی دانش آموزان و معلمان نیست. فضاهای آموزشی از نظر سیستم آموزشی و معماری باید به‌روز و بهینه باشند تا تصویر ذهنی دانش آموزان در مقایسه با فضای آموزش سنتی گسترش پیدا کند. هوشمندسازی مدارس و معماری آن با توجه به شرایط اجتماعی و فرهنگی جامعه، قدم مثبتی در جهت پیشرفت آموزش است. با طراحی مدارس هوشمند فرآیند یادگیری و مدیریت به‌صورت سیستمی نظام یافته بازسازی و بهینه می‌شود تا علاوه بر داشتن برنامه‌ها و امکانات مدارس سنتی، افراد را برای عصر اطلاعات هم آماده کند. دراین مدرسه‌ها سیستم کنترل و مدیریت بر اساس تکنولوژی، تجهیزات رایانه و شبکه است، محتوای بیشتر دروس الکترونیکی و سیستم ارزشیابی و نظارت هوشمند است، در فرآیند آموزش به تفاوت استعداد و توانایی دانش آموزان توجه زیادی می‌شود.
دیوید پرکینز و همکارانش سال 1984 در دانشگاه هاروارد، طرح مدارس هوشمند را به‌عنوان پروژه‌ای جدید در آموزش و پرورش مبتنی بر فناوری اطلاعات و ارتباطات ارایه کردند. این طرح برای شروع در چند مدرسه اجرا شد و به مرور توسعه پیدا کرد، تاجاییکه امروز برخی کشورهای توسعه یافته در فناوری اطلاعات چون مالزی، در برنامه‌های توسعه‌شان از این مدارس برای تربیت نیروی انسانی استفاده می‌کنند. مدرسه هوشمند محیط آموزشی فیزیکی است که تمام سیستم آن مبتنی بر فناوری رایانه و شبکه است.
اهداف طراحی مدرسه هوشمند دوراندیشانه و متناسب با نیازهای عصر فناوری اطلاعات و ارتباطات ICT است. مدارس هوشمند بر پایه رشد جامع در زمینه‌های جسمی، ذهنی، عاطفی و روانی دانش آموزان طراحی می‌شوند. هیچ دو نفری یکسان نیستند در نتیجه نمی‌توان رفتار یکسانی با همه دانش‌آموزان داشت. مدارس هوشمند طوری طراحی‌شده‌اند که توانایی‌های فردی را شناسایی و تقویت کرده و به آن‌ها کمک می‌کنند در زمینه توانایی و استعدادشان بهترین باشند. روش‌های تدریس در مدارس هوشمند دانش‌آموز محور است. معلمان از انواع ابزارهای چندرسانه‌ای برای رشد توانایی‌ها و استعدادهای دانش آموزان استفاده می‌کنند، دروس را ضبط کرده و در یک شبکه مرکزی قرار دهند تا دانش آموزان هر زمانی بتوانند از آن استفاده کنند.
در مدارس هوشمند، معلمان از مجموعه وسیعی از ابزارهای چندرسانه‌ای چون فیلم، عکس، صدا و اسلایدها کمک می‌گیرند تا یادگیری را بهتر و کارآمدتر کنند. برخلاف مدارس سنتی، یادگیری برنامه‌های درسی دشوار نیست و معلمان می‌توانند از ابزارهای چندرسانه‌ای متنوعی برای یادگیری پیشرفته استفاده کنند. سیستم مدارس هوشمند این امکان فراهم می‌کند تا دانش آموزان، اولیا، معلمین و کادر مدرسه در تعامل همیشگی و پویا با یکدیگر باشند. متاسفانه برخی مدارس هوشمند امروزی از فن‌آوری‌های پیشرفته برای انتقال و انتشار اطلاعات همان برنامه‌های مدارس سنتی استفاده می‌کنند. اما مدارس هوشمند باید جدا از استفاده از روش‌های نوین انتقال اطلاعات، ساختار آموزشی خود را نیز هوشمند کرده و در محیطی با معماری هوشمند، شیوه آموزشی خود را اجرا کنند.
یکی از اهداف مهم طراحی مدارس هوشمند، تحریک مشارکت عمومی بین دانش آموزان است. با این کار دانش آموزان بر ترس خود غلبه کرده و یاد می‌گیرند دیدگاه‌های خود را بیان کنند و برای رویارویی با جهان خارج آماده شوند. در نتیجه در مدارس هوشمند باید طراحی مکان‌های عمومی و مشارکتی چون سالن‌های اجتماعات، سمعی بصری، نمایش، اتاق‌های بازی و سالن‌های ورزش، سالن‌های غذاخوری مشترک، کارگاه‌های طراحی و استعدادیابی مشترک در اولویت قرار گیرند.
در کلاس هوشمند از تخته هوشمند یا تخته سفید به‌جای تخته‌سیاه گچی استفاده می‌شود. تخته سفید اجازه می‌دهد تا شیوه آموزشی جدید به شکل‌های مختلف رسانه‌ای چون عکس، تصویر، نقشه، نمودار، بازی و فیلم نمایش داده شود. معلمان باید از تمام منابع دانش، فیلم و اخبار آنلاین و به‌روز آگاه باشند تا شیوه تدریس خود را به‌روز کنند. معلمان و کادر اداری مدارس هوشمند باید در مورد فناوری‌های روز و روش اتصال ابزارهایی چون میکروسکوپ، دوربین و اطلاعات به تخته سفید هم آموزش بینند. در نتیجه برای طراحی کلاس‌های مدارس هوشمند نیز باید تمامی این امکانات هوشمند در نظر گرفته شده و محل قرارگیری آن‌ها طراحی شود. برای اطلاعات بیشتر در زمینه طراحی داخلی مدارس مطلب نگاهی تازه به طراحی داخلی مدارس را بخوانید.
در طراحی مدارس هوشمند علاوه بر سیستم آموزشی باید ساختار معماری مدرسه هم هوشمند باشند تا موجب افزایش کارایی، راحتی، ایمنی دانش آموزان و کارکنان و صرفه‌جویی در هزینه‌ها شود. برای این کار می‌توان از بلوک‌های ساختمانی عایق، سیمان با فرمول‌های جدید با عملکرد بهینه، هزینه نگهداری پایین و پایداری بالا استفاد کرد. برای اطلاعات بیشتر مطلب شیشه هوشمند چیست را بخوانید.
عایق تجاری STYROFOAM U ULTRA SL از فناوری سیاه کربن استفاده می‌کند که با وجود ضخامت کمتر، عایق قوی‌تری است. و به‌دلیل ضخامت کمتر می‌توان سیستم منع هوا را برای کاهش نفوذ هوا داخل 5.6 اینچ اضافی دیوار قرار داد. این عایق باعث افزایش طول عمر ساختمان می‌شود. در سقف معکوس، عایق در بالای سطح سقف قرار می‌گیرد و از آن در مقابل تخریب، شوک و وزن ساختمان محافظت می‌کند و در صورت اضافه کردن طبقه یا تعویض سقف اصلی، سقف معکوس امکان استفاده مجدد از عایق را فراهم می‌کند.
مرکز مطالعات آدام جوزف لوئیس با جدیدترین فناوری‌های عایق‌بندی، مصالح ساختمانی و خورشیدی ساخته شده و از سیستم مذکور برای سقف و دیوارها استفاده کرده است. قبل از استفاده از این مصالح، توسط طراحان ساختمان و دانشکده آزمایشات دقیقی بر اساس میزان پایداری و کارایی انجام شده است. همچنین این مرکز از نوعی عایق به نام پلی استایرن اکسترود شده برای عایق پوسته خارجی استفاده کرده که دارای مقاومت بسیار بالایی در برابر آب در مقایسه با پلی استایرن منبسط شده است. این مصالح نه‌تنها در صرفه‌جویی انرژی و سلامتی افراد مفید است بلکه باعث افزایش مقاومت و دوام ساختمان هم می‌شود. این ساختمان به‌طور متوسط، حدود 13 درصد بیشتر از انرژی موردنیاز خود را تولید کرده و با این تکنولوژی امکانات تهویه‌ای کاملی برای راحتی دانش آموزان در هوای گرم و سرد فراهم می‌شود.
در طراحی مدارس هوشمند با استفاده از نوعی چسب محلول می‌توان مسیر مناسبی برای پیاده‌روی دانش آموزان فراهم کرد. استفاده از این چسب ایمنی را در مسیر دویدن تضمین می‌کند و عملکرد ورزشی دانش آموزان را بهبود می‌دهد. از این محلول چسباننده در مسیر پیاده‌روی 400 متری آموزشگاه زبان‌های خارجی نانچانگ استفاده شده و کیفیت نصب، عملکرد و ویژگی‌های سازگار با محیط‌زیست آن توسط مدرسه و اداره آموزش محلی جیانگشی در شرق چین آزمایش شده است. این چسب‌ها از مواد سمی حلال فرار چون بنزن، متیل بنزن و دی متیل بنزن‌های بدون بو و مواد افزودنی ساخته می‌شوند و از چسبندگی و مقاومت خوبی برای مسیرهای ورزشی برخوردارند.
مدارس و اماکن ورزشی به‌منظور صرف هزینه کمتر و کارایی بهتر معمولا از بتن ساخته می‌شوند. در طراحی مدارس هوشمند می‌توان از بتن‌های هوشمند استفاده کرد که اضافه کردن افزودنی‌هایی به فرمولاسیون بتن در مرحله طراحی موجب افزایش مقاومت و زیبایی آن می‌شود. این ترکیبات جدید که امروزه در ساخت مصالح استفاده می‌شود موجب ساخت موادی با کارایی بالا، سازگار با محیط‌زیست و کم‌مصرف شده است. برای مثال در مرکز المپیک جوانان نانجینگ چین، افزودن فناوری آکریلیک به بتن، موجب افزایش دوام و مقاومت بتن و زیبایی نمای ورزشگاه شده است. افزودن پلیمر آکریلیک به مصالح سیمانی، مقاومت و خمش پانل‌های GRC سیمانی را حفظ و علاوه بر آن احتمال ترک‌خوردگی را تا حد زیادی کاهش داده است. استفاده از این فرمول جدید باعث مقاومت در برابر رطوبت و گرد و خاک، محافظت در برابر خراب شدن و محو شدن رنگ هم می‌شود. یا بتن مسلح GRC با الیاف شیشه را که مصالحی تزئینی است جایگزین سنگ‌تراشی، پانل سنگی یا آلومینیومی، با انعطاف‌پذیری بیشتر در برش و شکل‌دهی، برای نمای تزئینی خارجی این مرکز استفاده شده است.
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و رواج به‌کارگیری شیوه‌های هوشمند سازی نیاز است فضاهای آموزشی هم از نظر سیستم آموزشی و طراحی معماری به‌روز و بهینه باشند و با به‌کارگیری فن‌آوری‌های روز دنیا از برترین شیوه‌های آموزشی بر اساس استعداد و توانایی‌های فردی دانش آموزان استفاده کنند. در طراحی مدارس هوشمند از مجموعه وسیعی از ابزارهای چندرسانه‌ای چون فیلم، عکس، صدا و اسلایدها کمک گرفته می‌شود تا روند یادگیری بهتر و کارآمدتر شود. در نتیجه برای طراحی کلاس‌ها در این مدارس باید تمامی این امکانات هوشمند و محل مناسب نصب آن‌ها طراحی شود. در هوشمند سازی مدارس به‌منظور ایجاد انگیزش، حس کنجکاوی و مشارکت دانش آموزان و هماهنگ کردن دانش آموزان، معلمان و مدیران در محیطی جامع و تلفیقی باید طراحی فضاهای عمومی و مشارکتی چون سالن‌های اجتماعات، سمعی بصری، نمایش، اتاق‌های بازی و سالن‌های ورزشی در اولویت قرار گیرد.
برای اطلاعات بیشتر در زمینه هوشمندسازی مطالب روش‌های هوشمند سازی ساختمان، هزینه هوشمندسازی ساختمان و اپلیکیشن هوشمندسازی ساختمان را بخوانید.