智慧教室在高校教學(xué)管理模式下的探索

鄭玉清　劉瑾

摘要：本文以高校多媒體教學(xué)建設(shè)為出發(fā)點(diǎn)，討論了傳統(tǒng)多媒體教室與智慧教室使用功能上的不足，介紹了智慧教室的概念及發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提出智慧教室系統(tǒng)建設(shè)的構(gòu)想，歸納總結(jié)了系統(tǒng)功能需求。

關(guān)鍵詞：多媒體教室；智慧教室；物聯(lián)網(wǎng)

1引言

隨著高等學(xué)校不斷擴(kuò)大的招生規(guī)模和新興專業(yè)的設(shè)置，高校教室的高效管理、資源的合理配置及其現(xiàn)代化建設(shè)成為教育界和社會(huì)各界關(guān)注的熱點(diǎn)。在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，增強(qiáng)高校教室的管理水平和提高教室資源的利用率，滿足高校授課等室內(nèi)活動(dòng)的多樣性需求，成為教室管理信息化和現(xiàn)代化的關(guān)鍵問題。

實(shí)際上，未來的教室發(fā)展趨勢(shì)得到了廣泛關(guān)注，在外文文獻(xiàn)中常用“smart classroom”、“Intelligent Classroom”等，中文文獻(xiàn)中常出現(xiàn)“智慧教室”、“智能教室”、“未來教室”等詞語(yǔ)。

2多媒體教室的現(xiàn)狀：

多媒體教學(xué)是教育技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)的主要形式之一，是教育信息化、現(xiàn)代化的標(biāo)志。通過對(duì)國(guó)內(nèi)多所高校多媒體教室的運(yùn)行管理狀況的調(diào)研，并結(jié)合我校的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)狀分析如下：

2.1呈現(xiàn)形式單一

多媒體呈現(xiàn)形式單一，妨礙了學(xué)生對(duì)內(nèi)容的及時(shí)消化。投影機(jī)是教師展示教學(xué)內(nèi)容的主要媒介，替代了過去的黑板。在課堂教學(xué)過程中，教師利用投影代替板書，將原本寫在黑板上的內(nèi)容原樣復(fù)制到投影上，實(shí)際上只是起到了代替黑板的作用，對(duì)學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)并沒有起到作用。

2.2多媒體控制臺(tái)及座位位置固定

統(tǒng)一固定的位置布局，不利于多種教學(xué)活動(dòng)的開展。教室大多采用排列式的座位布局，雖然有助于教師課堂講授，但無形中強(qiáng)化了以教師為中心的學(xué)習(xí)認(rèn)同心理。不利于多種學(xué)習(xí)方式如協(xié)作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等方式的開展。

2.3多媒體教室功能單一

多媒體教室配備和控制難以滿足學(xué)生探究的需要。多媒體教室應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)多種功能，如廣播教學(xué)、學(xué)生演示、個(gè)別輔導(dǎo)、雙向?qū)χv等。但在實(shí)際應(yīng)用中很多功能由于種種原因得不到應(yīng)用，也就不能完全發(fā)揮多媒體教室的優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，重構(gòu)教室環(huán)境，創(chuàng)建適合學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)管理的新型教室環(huán)境，是一種必然趨勢(shì)。

3智慧教室的概念及建設(shè)目標(biāo)

3.1智慧教室的概念

作為智慧教育發(fā)展的基礎(chǔ)，智慧教室以“互聯(lián)網(wǎng)+”教室的新形式出現(xiàn)在人們眼前。它指的是一種增強(qiáng)型教室，集成高科技軟、硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)智能化教室管理，從而有利于資源無縫接入，為各種先進(jìn)的教學(xué)設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持。

如今，智慧教室主要是從學(xué)習(xí)環(huán)境和技術(shù)裝備來界定。對(duì)于智慧教室的管理和應(yīng)用方面，有些高校充分利用傳感、人工智能和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)來重構(gòu)教室環(huán)境和組建新型教室。國(guó)內(nèi)外研究結(jié)果表明，智慧教室的物理環(huán)境有助于促進(jìn)教學(xué)體驗(yàn)，技術(shù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)管理等方面，同時(shí)需要考慮教室外空間環(huán)境和技術(shù)環(huán)境等因素。

3.2智慧教室建設(shè)目標(biāo)

智慧教室教學(xué)有四大功能，分別是教學(xué)資源平臺(tái)、教室后端管理、課堂互動(dòng)和在線課堂，能充分解決師生以及學(xué)生之間不能有效的互動(dòng)等關(guān)鍵問題，為教師和學(xué)生提供一種高效的“教”與“學(xué)”的模式。作為發(fā)展新課程改革理念的產(chǎn)物，主要完成以下目標(biāo)：

（1）將傳統(tǒng)多媒體教室改造成支持物聯(lián)網(wǎng)的智慧教室。

（2）建設(shè)以“資源”、“授課”、“互動(dòng)”、“提前預(yù)約”四位一體的教學(xué)策略，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)智慧發(fā)展提供良好的環(huán)境。

（3）借此提升學(xué)校信息化軟硬件環(huán)境。

（4）為學(xué)校的發(fā)展積累豐富的教學(xué)資源。

4智慧教室建設(shè)思路

綜合前面提到的智慧教室的概念，可以理解為智慧教室由多個(gè)平臺(tái)和系統(tǒng)組成。有為師生提供教學(xué)資源的教學(xué)資源平臺(tái)，有為實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中管理、遠(yuǎn)程喚醒和監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況的設(shè)備管理平臺(tái)，有為師生提供互動(dòng)教學(xué)的教室互動(dòng)平臺(tái)，還有在線課堂系統(tǒng)等。

4.1系統(tǒng)功能模型

為了體現(xiàn)智慧教室的智慧性，在研發(fā)智慧教室系統(tǒng)時(shí)，需要有以下幾方面的功能：

（1）室內(nèi)環(huán)境智能感知

（2）室內(nèi)燈光自動(dòng)控制

（3）多媒體機(jī)柜自動(dòng)開閉

（4）管理平臺(tái)實(shí)時(shí)信息展示

（5）硬件平臺(tái)和其他管理系統(tǒng)的集成智慧教室的系統(tǒng)模型如下圖所示

4.2系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

如上圖所示，該系統(tǒng)分面向服務(wù)的終端層和面向應(yīng)用的應(yīng)用層。

（1）面向服務(wù)的終端層

用戶通過移動(dòng)終端、計(jì)算機(jī)等設(shè)備與下層的室內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)連接，還可以通過軟件平臺(tái)，獲得數(shù)據(jù)感知，智能控制等功能。通過對(duì)室內(nèi)多媒體機(jī)柜、無線接入點(diǎn)，各傳感器設(shè)備的連接，來實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的智能控制。

（2）面向應(yīng)用的應(yīng)用層

主要是提供室內(nèi)環(huán)境感知、室內(nèi)燈光、窗簾與教學(xué)設(shè)備的自動(dòng)控制。另外，還通過軟件平臺(tái)，提供教學(xué)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控等功能。

5結(jié)語(yǔ)

教室是學(xué)生在校學(xué)習(xí)的主要場(chǎng)所，對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提升，學(xué)生學(xué)習(xí)能力的提高，具有重要的作用。對(duì)于智慧教室研究，不僅局限于先進(jìn)的技術(shù)、完善智能的系統(tǒng)，更重要的是如何支持教學(xué)活動(dòng)的開展，進(jìn)而打造智慧課堂，這也是未來將研究的重點(diǎn)。