智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

田 紅

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

田 紅

（北京工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)院 北京 通州）

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日新月異，為學(xué)習(xí)者提供了各種各樣的平臺(tái)，技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)教育的進(jìn)步，使教育形式和教學(xué)方法發(fā)生了重大變革，有效地促進(jìn)了教育改革。本研究所闡述的智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)是在高校教育信息化的具體解決方案，具有一定的創(chuàng)新性。此平臺(tái)是一個(gè)由智能移動(dòng)終端、交互式電子白板和計(jì)算機(jī)組成課堂教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，采用B/S與C/S的混合架構(gòu)模式，以此構(gòu)建基于學(xué)習(xí)平臺(tái)的教學(xué)模式,并開展教學(xué)實(shí)施，實(shí)踐證明，平臺(tái)幫助授課教師管理課程、課堂提問、實(shí)現(xiàn)了師生互動(dòng)，生生互動(dòng),有推廣價(jià)值。

智能移動(dòng)終端；互動(dòng)；學(xué)習(xí)平臺(tái)；高校

0 引言

《國家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出：要加快教育信息化進(jìn)程。一是在加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。把教育信息化納入國家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)。到2020年，基本建成覆蓋城鄉(xiāng)各級(jí)各類學(xué)校的教育信息化體系，促進(jìn)教育內(nèi)容、教學(xué)手段和方法現(xiàn)代化。二是加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)教育資源開發(fā)與應(yīng)用。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源體系建設(shè)。建立開放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺(tái)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享。三是強(qiáng)化信息技術(shù)應(yīng)用。提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。鼓勵(lì)學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)分析解決問題能力。

中國政府在2015年3月提出“互聯(lián)網(wǎng)+”國家發(fā)展戰(zhàn)略，指出要形成與教育現(xiàn)代化發(fā)展目標(biāo)相適應(yīng)的教育信息化體系，充分發(fā)揮信息技術(shù)對(duì)教育的革命性影響作用。

移動(dòng)通信到目前為止經(jīng)歷了三代的發(fā)展，即20世紀(jì)80年代的第一代模擬技術(shù)、90年代的第二代窄帶數(shù)字技術(shù)和第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）。4G即第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4th Generation，4G），是多功能集成寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)是：具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率；真正的實(shí)現(xiàn)無縫漫游。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，基于IP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)在3G、4G、WLAN及固定網(wǎng)間無縫漫游；）高度智能化的網(wǎng)絡(luò)；覆蓋性能良好；不同QoS 的業(yè)務(wù)得以實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。目前，4G已經(jīng)全國多個(gè)城市進(jìn)行商業(yè)運(yùn)行。

1 智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的構(gòu)成及功能

1.1智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想

1.1.1 混合學(xué)習(xí)理論

混合學(xué)習(xí)就是將傳統(tǒng)的面對(duì)面的學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)化的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行有機(jī)整合。根據(jù)提出的不同問題和要求，采用不同的方式解決問題，具體體現(xiàn)在教學(xué)上就是要采用多種形式的媒體形式與信息傳遞方式開展有效地學(xué)習(xí)。

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用于教學(xué)中是一種較為有效的混合學(xué)習(xí)模式?？梢詾閷W(xué)生提供線上和線下的多種學(xué)習(xí)方式和途徑，使不同形式的學(xué)習(xí)方式互相補(bǔ)充，學(xué)生可通過智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)與課堂學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)習(xí)效率。

1.1.2 新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

由國內(nèi)王竹立老師提出，它建立在經(jīng)典建構(gòu)主義之上，強(qiáng)調(diào)真實(shí)情境、協(xié)作與會(huì)話在學(xué)習(xí)中的重要性和關(guān)鍵作用。

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用于教學(xué)中正是運(yùn)用新建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)造問題情境，充分發(fā)揮學(xué)生的主體意識(shí)和創(chuàng)新精神，切實(shí)體現(xiàn)了“學(xué)生是課堂的中心”，有效地利用智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)將學(xué)習(xí)、應(yīng)用、創(chuàng)新三個(gè)階段合為一體。

1.1.3 個(gè)性化學(xué)習(xí)

《規(guī)劃綱要》提出，要堅(jiān)持以人為本、樹立多樣化人才觀念；要尊重個(gè)人選擇，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展。個(gè)性化教育是當(dāng)前的熱點(diǎn)，也是信息時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)。教育個(gè)性化是通過實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育，從而培養(yǎng)個(gè)性化人的過程。

首先體現(xiàn)在學(xué)生方面，學(xué)生是未來社會(huì)的主體，應(yīng)針對(duì)學(xué)生個(gè)性特點(diǎn)有選擇的開展教育教學(xué)活動(dòng)。目前高等教育的課堂大部分是大型或者超大型班級(jí)，一般都是幾十人甚至上百人在一起集中授課，老師在教學(xué)一般是根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)針對(duì)大多數(shù)學(xué)生的水平準(zhǔn)備教案，實(shí)行“一刀切”的教學(xué)模式，在這樣的教學(xué)模式下，會(huì)出現(xiàn)分散在兩極的學(xué)生會(huì)出現(xiàn)“吃不飽”和“吃不了”的結(jié)果，無法滿足每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用于教學(xué)中，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的興趣，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，就是從根本上促進(jìn)了高校教學(xué)中師生互動(dòng)、生生互動(dòng)。

其次體現(xiàn)在教學(xué)媒體方面：個(gè)性化學(xué)習(xí)對(duì)教師也提出了更高的要求,在教學(xué)中,教師需要較好的應(yīng)用計(jì)算機(jī)、智能移動(dòng)終端、VR等設(shè)備開展有效的教學(xué)活動(dòng)，使每名學(xué)生都能在這些設(shè)備的幫助下開展學(xué)習(xí)。

1.2智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)是一個(gè)基于智能移動(dòng)終端的無線式課堂教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)，由智能移動(dòng)終端、交互式電子白板和計(jì)算機(jī)等教學(xué)設(shè)備組成，這些設(shè)備可按照無線短距離通信協(xié)議運(yùn)行。教師和學(xué)生每人配備一臺(tái)智能移動(dòng)終端，通過控制模塊進(jìn)行雙向無線通信。

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)是結(jié)合PHP基本架構(gòu)開發(fā)的，平臺(tái)運(yùn)行穩(wěn)定、可操作實(shí)施，采用B/S與C/S的混合架構(gòu)模式，分為后臺(tái)管理端、教師端和學(xué)生端三部分，在教師端APP和學(xué)生端APP的設(shè)計(jì)中，著重界面設(shè)計(jì)，幫助教師和學(xué)生方便查找資源。后臺(tái)管理端分為：教師管理、課程管理和評(píng)價(jià)分析三個(gè)模塊。教師端分為出題模塊、學(xué)習(xí)社區(qū)和學(xué)生分析三個(gè)模塊。學(xué)生端分為答題模塊、學(xué)習(xí)社區(qū)和學(xué)習(xí)足跡三個(gè)模塊。

圖1 智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)系統(tǒng)Fig.1 Systemof Wisdom Classroom Learning Platform

1.3智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的功能

1.3.1 后臺(tái)管理端的功能：

后臺(tái)管理端的功能主要包括：教師管理，課程管理和評(píng)價(jià)分析三部分。

后臺(tái)管理要由管理員來負(fù)責(zé)。管理員一般由任課教師擔(dān)任，必要時(shí)也可由技術(shù)支持人員擔(dān)任。主要工作是：添加、刪除和維護(hù)用戶信息，在智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)中，教師的工號(hào)和學(xué)生的學(xué)號(hào)是唯一登陸賬號(hào)，不可修改；保護(hù)后臺(tái)管理服務(wù)的安全性；添加課程信息，上傳和管理教學(xué)資源；管理和審核學(xué)生發(fā)表的帖子內(nèi)容，對(duì)學(xué)生答題情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)，分析每名學(xué)生在不同課程中的上課情況，也可以分析任教的不同班級(jí)的學(xué)生上課情況，可以很好的幫助教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，改進(jìn)教學(xué)方法。

1.3.2 教師端功能包括三個(gè)模塊，分別是：出題模塊、學(xué)習(xí)社區(qū)模塊和學(xué)生分析模塊。

出題模塊：課前，授課教師登陸出題模塊，將問題出好，當(dāng)教師在課堂上講授完成后，通過出題模塊提出問題，問題類型主要包括選擇題（單選題、多選題）、判斷對(duì)錯(cuò)題和簡(jiǎn)答題，學(xué)生通過學(xué)生端回答問題，學(xué)生的答題情況可以及時(shí)反饋到教師端，并可同時(shí)公布在交互式電子白板上，教師可以及時(shí)準(zhǔn)確了解每名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，便于開展課上講授，和課下學(xué)習(xí)幫助。

學(xué)習(xí)社區(qū)模塊：主要包括學(xué)習(xí)資源和在線討論兩部分。學(xué)習(xí)資源是教師經(jīng)過篩選將與課程相關(guān)的音視頻學(xué)習(xí)資源和文字資料上傳至學(xué)習(xí)社區(qū)，便于學(xué)生課上和課下訪問；在線討論模塊是學(xué)生需要將簡(jiǎn)答題回答至此模塊，方便師生訪問和討論。

學(xué)生分析模塊：主要是對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況通過數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，方便教師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況并對(duì)學(xué)生期末的綜合評(píng)價(jià)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，同時(shí)教師也可將分析結(jié)果發(fā)布給學(xué)生，方便學(xué)生了解自己在班級(jí)中所處的位置。

1.3.3 學(xué)生端的功能：

學(xué)生端包括三個(gè)模塊，分別是：答題模塊、學(xué)習(xí)社區(qū)模塊和學(xué)習(xí)足跡模塊。

答題模塊：學(xué)生使用學(xué)生端回答教師問題。如果是選擇題，學(xué)生直接選擇選項(xiàng)即可，如是判斷題，則需選擇對(duì)錯(cuò)按鈕，如是簡(jiǎn)答題，則需登陸學(xué)習(xí)社區(qū)回答。

學(xué)習(xí)社區(qū)模塊：在此模塊，學(xué)生需要將簡(jiǎn)答題的答案回答至此模塊，使教師能及時(shí)看到答案并給予評(píng)價(jià)，同時(shí)其他學(xué)生也能訪問，從而達(dá)到互相學(xué)習(xí)的目的；如學(xué)生還想繼續(xù)加深鞏固學(xué)習(xí)，還可在此模塊訪問和下載教學(xué)資源，如音視頻資源和教學(xué)課件等，幫助學(xué)生掌握課程知識(shí)。

學(xué)習(xí)足跡模塊：學(xué)生經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，可以訪問此模塊，能夠看到自己都在何時(shí)進(jìn)行過學(xué)習(xí)、答題情況、錯(cuò)題統(tǒng)計(jì)和分析情況、資源訪問和下載情況，并可生成統(tǒng)計(jì)圖表，方便學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)情況。

2 智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的應(yīng)用

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用于高校的教學(xué)中，可以有效地支持學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)為師生課堂交流和溝通構(gòu)建了廣闊的開放式的溝通空間，充分體現(xiàn)了交互性、個(gè)別化的特點(diǎn)。

圖2 智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的應(yīng)用流程圖Fig.2 the application mode of Wisdom Classroom Learning Platform

2.1學(xué)生分析

大學(xué)生是本研究中智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的主要使用者。大學(xué)生是具有獨(dú)立性成年人，是具有獨(dú)立性的人, 經(jīng)過了十二年的學(xué)校教育，他們積累了較多的理論，當(dāng)他們升入大學(xué)，他們渴望學(xué)習(xí)到更多的理論和實(shí)踐的知識(shí)。與基礎(chǔ)教育的課堂相比較，大學(xué)的課堂班級(jí)容量更大，學(xué)習(xí)任務(wù)更重，教師經(jīng)常處于唱獨(dú)角戲的狀態(tài)，學(xué)生鮮有配合，師生間的深層互動(dòng)相對(duì)較少。

2.2智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)應(yīng)用于高校課堂的教學(xué)過程

2.2.1 課堂講授

教師在教學(xué)中要進(jìn)行正常的課堂教學(xué)行為活動(dòng)，教學(xué)中要突出教學(xué)重難點(diǎn)知識(shí)。

2.2.2 回答問題

教師在課前要將問題（選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題）導(dǎo)入到題庫，并準(zhǔn)備發(fā)布。在講授完一部分內(nèi)容后，應(yīng)將相關(guān)問題發(fā)布，并讓學(xué)生回答。對(duì)于判斷題和選擇題，教師和學(xué)生可以及時(shí)通過交互式電子白板看到反饋的結(jié)果。

2.2.3 在線討論

●訪問資源

學(xué)生如果對(duì)題目?jī)?nèi)容還未完全掌握，可以進(jìn)入學(xué)習(xí)社區(qū)，通過在線訪問資源或者下載觀看的形式學(xué)習(xí)、鞏固知識(shí)，然后再進(jìn)行答題。

●完成作業(yè)

學(xué)生如掌握較好，則可以在線答題，并將答題結(jié)果上傳，然后還可以訪問其他同學(xué)的答題內(nèi)容并做點(diǎn)評(píng)；教師也可以選擇有針對(duì)性的答案給予點(diǎn)評(píng)；同學(xué)和同學(xué)之間還可以通過私信的形式進(jìn)行交流，然后再回答問題并上傳。

2.2.4 修改作業(yè)

教師對(duì)完成較快的作業(yè)進(jìn)行在線批改，其他同學(xué)可以參照批改和點(diǎn)評(píng)的作業(yè)，修改自己的作業(yè)，然后上傳，供教師評(píng)閱。

2.3智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的具體教學(xué)實(shí)施

教師為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生講授《數(shù)字電子技術(shù)》課程。在課堂教學(xué)中，教師在講授過程中，會(huì)對(duì)學(xué)生掌握的知識(shí)進(jìn)行考核，以便開展后續(xù)教學(xué)活動(dòng)，教師已經(jīng)提前準(zhǔn)備好了檢測(cè)題（題型是選擇題），學(xué)生答題，學(xué)生的答題情況很快就反饋交互式電子白板上，師生均能看到答題情況；教師繼續(xù)發(fā)布簡(jiǎn)答題，學(xué)生在學(xué)習(xí)社區(qū)回答簡(jiǎn)答題，有的學(xué)生需要訪問學(xué)習(xí)資源來理解教學(xué)內(nèi)容才能回答問題；有的學(xué)生則答題較快，答完題后，他們會(huì)訪問其他學(xué)生的答案，并做點(diǎn)評(píng)；教師也會(huì)有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生的答題給予評(píng)價(jià)，最后教師根據(jù)學(xué)生的答題情況在交互式電子白板上進(jìn)行講解和點(diǎn)評(píng)，這些師生的點(diǎn)評(píng)均能被保存下來，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，最后，學(xué)生根據(jù)教師的講解自己修改作業(yè)，做最后的提交。這些數(shù)據(jù)都能被記錄下來，成為最后為綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的依據(jù)。

3 結(jié)論

經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)能切實(shí)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、幫助教師了解每名學(xué)生和每個(gè)班級(jí)的學(xué)習(xí)情況，能夠客觀、公正、及時(shí)地記錄學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)、提高課堂教學(xué)質(zhì)量。智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)與高校課堂教學(xué)是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的具體體現(xiàn)，是一種非常好的教學(xué)改革方法，值得推廣。

[1] 《國家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》. http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/m oe_838/201008/93704.html.2017-01-20.

[2] 劉巧平, 董軍堂. 淺析4G移動(dòng)通信技術(shù)[J]. 電子測(cè)試, 2014(5).

[3] 王竹立．新建構(gòu)主義: 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的學(xué)習(xí)理論[J]．遠(yuǎn)程教育雜志, 2011, 29.

[4] 林沛. 智能教室構(gòu)建智慧課堂[J]. 信息安全與技術(shù), 2015(7).

[5] 田紅, 張永芳. 視覺素養(yǎng)融入課程教學(xué)研究[J]. 中國電化教育, 2015(4).

[6] 鄭云翔. 新建構(gòu)主義視角下大學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的教學(xué)模式探究. 遠(yuǎn)程教育雜志, 2011, 29.

[7] 劉繼. Android 開發(fā)中Broadcast, HttpClient 及JSONParser的使用[J]. 無線互聯(lián)科技, 2015, (14).

[8] 李強(qiáng). 以PHP+Mysql為基礎(chǔ)的網(wǎng)站開發(fā)研究[J]. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用, 2014, (5).

[9] 劉峰波. 智慧校園綜合管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與構(gòu)建[D]. 重慶大學(xué), 2013. (3).

[10] 胡志泉, 郭麗, 蔡志強(qiáng)“互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)”: 機(jī)遇、挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)[J]. 電子技術(shù), 2015(22).

Design and Application of Wisdom Classroom Learning Platform

TIAN Hong
(Beijing University of technology Pilot college No.89, luyuannan Street, Tongzhou, Beijing, 101101)

The network technology develops dramatically, it provides many kinds of platform , education form and teaching methods changed greatly with the development of technology drives the progress of education, it effectively promotes education reform. This paper discusses the wisdom classroom learning platform which is the concrete solution for information orientated higher education, it has certain creativity. This platform is an interactive classroom teaching university wisdom system based on smart mobile terminal, Interactive electronic whiteboard and computers. It based on B/S and C/S Mixed Architecture model. The writer designs the modes of University classroom teaching by which are applied on Wisdom Classroom Learning Platform and also who also takes the teaching practice down. Practice shows that the platform can help teachers’ management courses, classroom questioning, promote students to actively participate in interactive which can fulfill interactivity between teachers and students, interactivity among the students, it is worth while recommendation.

Smart mobile terminal; Interact; Learning platform; University

TP311

: A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.02.029

田紅，北京工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)院，主要研究方向：信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。

本文著錄格式：田紅. 智慧課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 軟件，2017，38（2）：139-142