智慧教室的系統(tǒng)模型與特征探析

劉李春　王庭觀

摘 要：信息通信技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了教學(xué)信息化，為高校教學(xué)改革帶來(lái)新機(jī)遇。從系統(tǒng)論看，智慧教室是在教學(xué)信息化的背景下對(duì)智慧教育理念的實(shí)踐，促進(jìn)師生互動(dòng)與體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化的信息化系統(tǒng)。智慧教室經(jīng)歷了三個(gè)不同的發(fā)展階段，其根本屬性“智慧性”貫穿發(fā)展過(guò)程的始終。總體而言，“智慧性”體現(xiàn)在智慧教室的結(jié)構(gòu)與教學(xué)活動(dòng)應(yīng)用上，顯現(xiàn)在“全面感知”、“無(wú)縫互通”、“個(gè)性服務(wù)”與“自我組織”四個(gè)方面。當(dāng)然，智慧教室并不是萬(wàn)能的，仍具有一定程度的局限性，需要不斷地加以改進(jìn)和完善。

關(guān)鍵詞：智慧教室；系統(tǒng)論；模型；特征

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-8454（2017）21-0056-05

我國(guó)高校正從關(guān)注教學(xué)設(shè)備設(shè)施及教學(xué)資源建設(shè)的數(shù)字化教育這一早期建設(shè)階段轉(zhuǎn)入以智慧環(huán)境建設(shè)為標(biāo)志的智慧教育階段。目前，眾多高校正在緊鑼密鼓地推進(jìn)智慧教室建設(shè)與應(yīng)用。從前期對(duì)科技企業(yè)、高校和相關(guān)領(lǐng)域研究者的調(diào)研情況來(lái)看，大家對(duì)智慧教室的理解仍然比較“模糊”，并沒(méi)有明確而統(tǒng)一的定義。研究智慧教室的系統(tǒng)模型與特征顯得尤為重要及迫切。基于國(guó)內(nèi)外有關(guān)智慧教室研究的基礎(chǔ)上，本文從發(fā)展、概念、結(jié)構(gòu)、功能、教學(xué)活動(dòng)與策略、特征以及局限性等方面對(duì)智慧教室系統(tǒng)模型進(jìn)行詮釋，為目前智慧教室的應(yīng)用以及將來(lái)的建設(shè)提供參考。

一、智慧教室的產(chǎn)生與發(fā)展

1.“智慧教室”的產(chǎn)生背景

2008年11月，IBM公司首次提出“智慧地球”的概念，從而催 生出有關(guān)“智慧教育（Smart Education）”的理念。在中國(guó)，智慧教育正在引領(lǐng)教育信息化的發(fā)展方向，成為技術(shù)變革教育時(shí)代教育發(fā)展的主旋律。[1]智慧教室（或稱未來(lái)教室）是在教學(xué)信息化的背景下對(duì)智慧教育的實(shí)踐。有關(guān)智慧教室的相關(guān)研究最早可以追溯到羅納德·雷西尼奧在1988年提出的Smart Classroom的概念。在后續(xù)的英文文獻(xiàn)中，智慧教室一般被稱為“Smart Classroom、Classroom of Future、Classroom of Tomorrow、Intelligent Classroom”等。

2.智慧教室的概念界定

自從智慧教室被提出以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于智慧教室的研究主要以理論探索居多，對(duì)智慧教室的應(yīng)用與效果探討較少。Charles Skipton認(rèn)為智慧教室就是充分整合教學(xué)技術(shù)和更廣泛的一般學(xué)習(xí)環(huán)境的教室。[2]Samsung智慧教室是旨在促進(jìn)增強(qiáng)的互動(dòng)、個(gè)性化的學(xué)習(xí)、高效的課堂管理，以及更好的學(xué)生監(jiān)測(cè)的學(xué)習(xí)環(huán)境。[3]黃榮懷等提出的有關(guān)“智慧教室”的SMART模型，則涵括教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化呈現(xiàn)、教室的布局與管理（環(huán)境管理）、學(xué)習(xí)資源的便利獲取、課堂教學(xué)的及時(shí)深度互動(dòng)、情境的感知與檢測(cè)。[4]陳衛(wèi)東等認(rèn)為未來(lái)課堂是相對(duì)于傳統(tǒng)和現(xiàn)代課堂而言的，是在相關(guān)的理論和技術(shù)的支持下，充分發(fā)揮課堂各組成要素（人、技術(shù)、資源、環(huán)境和方法等）的作用，在教與學(xué)的實(shí)施中促進(jìn)人的認(rèn)知、技能、情感、學(xué)習(xí)與發(fā)展的活動(dòng)及環(huán)境。[5]張亞珍等認(rèn)為智慧教室是借助于普適計(jì)算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)和智能技術(shù)構(gòu)建起來(lái)的促進(jìn)學(xué)生知識(shí)構(gòu)建的智慧學(xué)習(xí)空間。[6]

從既有的研究成果及各種表現(xiàn)形式來(lái)看，智慧教室圍繞技術(shù)、設(shè)備、空間與教學(xué)活動(dòng)等方面展開(kāi)，是利用信息技術(shù)增進(jìn)學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境或?qū)W習(xí)空間。智慧教室作為一個(gè)系統(tǒng)的整體性，對(duì)教學(xué)活動(dòng)及應(yīng)用中的師生主體性等方面較少提及。

貝塔朗菲（L.V.Bertalanfy）認(rèn)為系統(tǒng)是一定相互關(guān)系中的與環(huán)境發(fā)生關(guān)的各組成要素的集合。[7]按照系統(tǒng)論的觀點(diǎn)，系統(tǒng)中各要素不是孤立地存在，各要素在系統(tǒng)中都具有特定的作用，要素之間相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)不可分割的整體。[8]系統(tǒng)論為智慧教室研究提供了一種新的視角，即以系統(tǒng)理論為指導(dǎo)，將智慧教室當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)，以分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，研究系統(tǒng)、要素、環(huán)境的相互關(guān)系，調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到系統(tǒng)目標(biāo)優(yōu)化。在系統(tǒng)論的視域下，本文認(rèn)為智慧教室是在現(xiàn)代教育思想理論的驅(qū)動(dòng)下，結(jié)合信息通信技術(shù)趨勢(shì)，深度融合軟硬件與教學(xué)環(huán)境等要素，采取合適的教學(xué)活動(dòng)策略，促進(jìn)師生互動(dòng)與體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)最優(yōu)化的信息化系統(tǒng)。

3.智慧教室的發(fā)展階段

隨著技術(shù)的逐步成熟與相關(guān)教育理論研究的深入，國(guó)內(nèi)外智慧教室的類型愈加繁多，差異也愈來(lái)愈大。根據(jù)信息通信技術(shù)的發(fā)展與教育理念的變革，結(jié)合其表現(xiàn)形式，本文將智慧教室的發(fā)展劃分為三個(gè)階段。

（1）智慧教室1.0。20世紀(jì)80-90年代，以計(jì)算機(jī)為代表的新技術(shù)進(jìn)入傳統(tǒng)教室，構(gòu)建了新的學(xué)習(xí)環(huán)境。[9]1988年，羅納德·雷西尼奧提出了智慧教室的概念，認(rèn)為智慧教室是在傳統(tǒng)教室嵌入個(gè)人計(jì)算機(jī)、交互式光盤視頻節(jié)目、閉路電視、錄像系統(tǒng)、衛(wèi)星鏈接、本地區(qū)域網(wǎng)絡(luò)以及電話調(diào)制解調(diào)器的教室。在這個(gè)階段中，多媒體教室、多媒體語(yǔ)音室、一機(jī)多屏教室等應(yīng)用信息技術(shù)來(lái)改善學(xué)習(xí)環(huán)境的信息化教室（Technology-enhanced Classroom）都被稱為智慧教室。[10]國(guó)外大多數(shù)高校，特別是美國(guó)，智慧教室主要包括多媒體教室或有交互式白板、虛擬現(xiàn)實(shí)等設(shè)備的教室。[11]但是，早期智慧教室的應(yīng)用更多的是關(guān)注于遠(yuǎn)程教育。[12]該時(shí)期智慧教室的主要特點(diǎn)是單機(jī)模式，教師受限于單機(jī)、鍵鼠，無(wú)法像在普通教室那樣自由教學(xué)，信息技術(shù)與教育教學(xué)并未走向深度融合。

（2）智慧教室2.0。2001年以來(lái)，一些學(xué)者提出智慧教室在遠(yuǎn)程教育的基礎(chǔ)上應(yīng)當(dāng)探索“同步教學(xué)”的可能性，使師生可獲得如面對(duì)面教學(xué)相同的體驗(yàn)。[13]伴隨著相關(guān)理論研究的深入，人機(jī)交互技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與流媒體等現(xiàn)代教育技術(shù)的引入，智慧教室不再局限于單機(jī)范圍，師生可擺脫鍵盤，采用自然、多維的交互手段與內(nèi)容，進(jìn)入到人機(jī)交互對(duì)話的虛擬教學(xué)環(huán)境中去。清華大學(xué)智慧教室便是依靠智能交互空間技術(shù)來(lái)增強(qiáng)真實(shí)的教學(xué)環(huán)境，[14]通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、音視頻實(shí)時(shí)雙向解碼，解決遠(yuǎn)程教學(xué)桌面交互模式的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)課堂活動(dòng)、問(wèn)題提出和實(shí)時(shí)反饋的一體化，使接受遠(yuǎn)程教育的學(xué)生能同步參與到教學(xué)中來(lái)，獲得相同的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。endprint

（3）智慧教室3.0。2008年IBM 公司提出“智慧地球”的概念以來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)于智慧教室的認(rèn)識(shí)不再單從教室的信息技術(shù)裝備出發(fā)，而是更多地從學(xué)習(xí)環(huán)境的角度來(lái)界定，關(guān)注如何更好地建立開(kāi)放式、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著普適計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智慧教室對(duì)人機(jī)交互技術(shù)提出了更高的要求。在已有的技術(shù)基礎(chǔ)上，智慧教室應(yīng)當(dāng)充分利用移動(dòng)設(shè)備與可集中控制的分布式智能空間，通過(guò)普適計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、課堂直錄播等，實(shí)現(xiàn)多種教學(xué)模式的創(chuàng)新。基于此，智慧教室的類型與功能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了多樣化，如基于可重構(gòu)情境感知中間件（Reconfigurable Context-Sensitive Middleware，RCSM）的智慧教室、情境感知（Context Aware）智慧教室以及開(kāi)放智慧教室等。美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)的智慧教室應(yīng)用泛在計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，開(kāi)發(fā)出RCSM系統(tǒng)，學(xué)生可通過(guò)情境識(shí)別掌上電腦（PDA），實(shí)現(xiàn)小組之間的交流和合作學(xué)習(xí)。[15]華中師范大學(xué)的智慧教室通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)資源的便利獲取、設(shè)備移動(dòng)化，促進(jìn)實(shí)時(shí)課堂的交互開(kāi)展。華師大的智慧教室具有情境感知和環(huán)境管理等功能，突出課堂教學(xué)設(shè)計(jì)和組織的作用，適應(yīng)信息化環(huán)境下翻轉(zhuǎn)課堂、研究型教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)個(gè)性化的趨勢(shì)。廈門大學(xué)的智慧教室結(jié)合Crestron（快思聰）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)錄播、在線學(xué)習(xí)、富媒體分享、多終端學(xué)習(xí)、跨終端互動(dòng)、課堂即時(shí)表決等功能，通過(guò)課堂分組討論，滿足組內(nèi)合作學(xué)習(xí)與教學(xué)互動(dòng)的多層次需求。

二、智慧教室的組成與基本功能

智慧教室包括但不僅限于硬件、設(shè)備設(shè)施，軟件系統(tǒng)、應(yīng)用技術(shù)等方面的建構(gòu)，也包括教學(xué)策略與活動(dòng)的運(yùn)用和開(kāi)展。智慧教室并不是一種具體的物理形態(tài)，它是相對(duì)于傳統(tǒng)和現(xiàn)代教室而言的，隨著現(xiàn)代教育理念和技術(shù)進(jìn)步而不斷發(fā)展的。[16]

1.硬件與環(huán)境

硬件與環(huán)境是智慧教室的重要組成部分，也是智慧教室采取教學(xué)策略，開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的重要載體。整體而言，除了擁有傳統(tǒng)多媒體教室所具有的硬件及環(huán)境外，智慧教室還具備全自動(dòng)錄播系統(tǒng)、交互式電子白板、顯示終端、教師端、學(xué)生端、在線教學(xué)資源平臺(tái)、應(yīng)答系統(tǒng)等配備。根據(jù)不同的教學(xué)需求，有的教室還配備虛擬現(xiàn)實(shí)、傳感器、情境感知等設(shè)備。全自動(dòng)錄播系統(tǒng)可以用于記錄教學(xué)活動(dòng)、師生行為及課堂討論情況等，而多個(gè)顯示終端則用于展示教室內(nèi)的主要教學(xué)活動(dòng)與來(lái)自遠(yuǎn)程教育學(xué)生的即時(shí)信息。當(dāng)然，智慧教室系統(tǒng)的運(yùn)行以及運(yùn)用仍然是由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、交換機(jī)、存儲(chǔ)與服務(wù)器等配置來(lái)支撐的。

教學(xué)環(huán)境是智慧教育的核心陣地。智慧教室的環(huán)境設(shè)計(jì)同樣應(yīng)當(dāng)顯現(xiàn)其“智慧性”的特征，需要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)方式。環(huán)境上，主要是課桌椅、講臺(tái)、燈光、設(shè)備設(shè)施的布置及整體的布局應(yīng)當(dāng)適合學(xué)習(xí)，便于操作，體現(xiàn)師生平等的原則。此外，智慧教室的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)及互聯(lián)網(wǎng)可以給智能手機(jī)、PDA，以及筆記本等設(shè)備提供較為快捷和穩(wěn)定的運(yùn)行速度，便于個(gè)體之間的通信和信息數(shù)據(jù)交換。智慧教室使得師生處于同一水平面上——課桌椅滾輪能夠任意移動(dòng)，舒適度符合人體工程學(xué)原理，只要進(jìn)行簡(jiǎn)單的拼接，就可呈現(xiàn)出依要求所需的各種排列形態(tài)，便于在課堂上開(kāi)展分組教學(xué)和進(jìn)行互動(dòng)。

2.軟件與系統(tǒng)

教學(xué)活動(dòng)離不開(kāi)師生的參與，而軟硬件、環(huán)境是否便利則直接影響到教學(xué)活動(dòng)的質(zhì)量。對(duì)于智慧教室來(lái)說(shuō)，環(huán)境和硬件是平臺(tái)基礎(chǔ)，而軟件、系統(tǒng)則是“智慧性”的關(guān)鍵。智慧教室需要軟件、系統(tǒng)與硬件之間無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)整個(gè)信息化教育系統(tǒng)的便利性、完備性、兼容性與可擴(kuò)展性。

智慧教室是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)各種設(shè)備、軟件、系統(tǒng)互聯(lián)互通的信息化系統(tǒng)。其中，軟件系統(tǒng)主要包括學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（Learning Management System，LMS）、云平臺(tái)、富媒體控制和處理的高級(jí)軟件、滿足特殊學(xué)生需求的軟件系統(tǒng)、智能攝像機(jī)軟件、識(shí)別軟件（面部、聲音、手勢(shì)、運(yùn)動(dòng)）、環(huán)境控制軟件，以及云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵系統(tǒng)技術(shù)。具體到教師與學(xué)生，智能繪圖工具、情境感知分析系統(tǒng)（給教師提示或建議）、應(yīng)答系統(tǒng)（分析課堂教學(xué)效果）、考勤系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件、遠(yuǎn)程客戶端程序也是必不可少的。

3.教學(xué)策略與活動(dòng)

智慧教室作為一個(gè)為師生提供智慧服務(wù)的系統(tǒng)工程，核心是師生的應(yīng)用，通過(guò)教學(xué)策略的實(shí)施與教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。教學(xué)策略的實(shí)施以及教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展需要按照一定的教學(xué)模式進(jìn)行。智慧教室的教學(xué)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，催生出教學(xué)模式的變革——從傳統(tǒng)的面對(duì)面教學(xué)模式到基于智能技術(shù)的信息化教學(xué)模式，這一新模式以在線學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性教學(xué)及混合式教學(xué)等形式為特征。其中，合作學(xué)習(xí)、混合式教學(xué)是智慧教育的新趨勢(shì)，也是較為有效的模式，其讓學(xué)生的多樣性以及個(gè)體的差異性得以被重視，使“以人為本”的教育理念得以實(shí)現(xiàn)。[17]

合作學(xué)習(xí)。在智慧教室中，師生可以通過(guò)使用各種互聯(lián)無(wú)線終端設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)協(xié)作，促進(jìn)合作學(xué)習(xí)。合作學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)小組討論，小組成員之間相互學(xué)習(xí)，獲得平等的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)并真正參與到課堂教學(xué)中去。智慧教室的設(shè)計(jì)以便于學(xué)生分組為原則，教師也可以隨時(shí)加入進(jìn)去，以增強(qiáng)組內(nèi)合作，促進(jìn)小組之間的互動(dòng)與交流。值得一提的是，泛在技術(shù)的應(yīng)用使得不同背景與社會(huì)經(jīng)歷的學(xué)生之間知識(shí)、觀點(diǎn)得以分享、外化，進(jìn)一步增強(qiáng)了合作學(xué)習(xí)的體驗(yàn)。

混合式教學(xué)。無(wú)縫連接的在線教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生的在線學(xué)習(xí)提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，賦予學(xué)生更多的自由。一方面，學(xué)生可以按照自己的需要在智慧教室之外隨時(shí)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)；另一方面，師生們可以在智慧教室里相互溝通，促進(jìn)知識(shí)的內(nèi)化。線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式是當(dāng)前教育領(lǐng)域研究的重點(diǎn)，也是教育發(fā)展的主流趨勢(shì)。智慧教室綜合了線上與線下教育優(yōu)點(diǎn)，兼顧實(shí)用性內(nèi)容的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新性能力的發(fā)展，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為中心、主動(dòng)學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)的教學(xué)理念。

三、智慧教室的功能特征

智慧教室設(shè)備設(shè)施的配置、平臺(tái)的運(yùn)用、活動(dòng)的開(kāi)展、交互的實(shí)現(xiàn)都離不開(kāi)技術(shù)的支撐。智慧技術(shù)為智慧教室的發(fā)展與應(yīng)用奠定了必要的條件和基礎(chǔ)。Walter Drezko認(rèn)為智慧技術(shù)可分為自適應(yīng)、感知、判斷、學(xué)習(xí)、推理、自我組織等逐步深入的6個(gè)層級(jí)。[18]而IBM公司則提出智慧技術(shù)系統(tǒng)的3I特征，即更透徹的感應(yīng)和度量（Instrumented），更全面的互聯(lián)互通（Interconnected），更深入的智能洞察（Intelligent）。[19]雖然對(duì)智慧技術(shù)有不同的界定，智慧教室也因技術(shù)的發(fā)展、更新以及需求的變化，經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段，其結(jié)構(gòu)和功能得以持續(xù)地改進(jìn)與提高，但始終沒(méi)有脫離“智慧性”的本質(zhì)特征?？梢哉f(shuō)，智慧教室作為實(shí)施智慧教育的主要場(chǎng)所，其內(nèi)涵與外延早已超越傳統(tǒng)意義上的概念范疇，智慧教室區(qū)別于現(xiàn)有的傳統(tǒng)教室的根本之處就在于其“智慧性”?！爸腔坌浴笔窃诮Y(jié)構(gòu)和功能上對(duì)智慧技術(shù)應(yīng)用的顯現(xiàn)，主要體現(xiàn)在全面感知（Comprehensive Sensor）、無(wú)縫互通（Seamless Intercommunication）、個(gè)性服務(wù)（Personalized Service）與自我組織（Self-Organization）四個(gè)方面，即智慧教室在結(jié)構(gòu)-功能上的“4S特征”。endprint

1.全面感知

情境感知是智慧教室最基礎(chǔ)的“智慧性”特征。全面感知是通過(guò)各類感知技術(shù)、傳感器與信息終端的聯(lián)結(jié)，廣泛地感知教室的環(huán)境及硬件狀況、學(xué)習(xí)行為與狀態(tài)的變化，以及課堂教學(xué)活動(dòng)的進(jìn)展，自適應(yīng)地為教師的判斷、推理與學(xué)習(xí)提供參考。

具體來(lái)說(shuō)，傳感器與信息終端通過(guò)對(duì)教學(xué)環(huán)境的感知，發(fā)揮其環(huán)境智能調(diào)控的功能，對(duì)光照強(qiáng)度、音量、溫度、濕度及氣味等實(shí)行一體化操作，以適宜和方便教學(xué)；通過(guò)對(duì)面部、語(yǔ)音、手勢(shì)、位置與運(yùn)動(dòng)信息的識(shí)別和分類，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同師生需求的自動(dòng)調(diào)節(jié)；通過(guò)自動(dòng)記錄和動(dòng)態(tài)跟蹤課堂上的所有活動(dòng)，包括學(xué)習(xí)狀態(tài)、知識(shí)背景以及師生之間的互動(dòng)情況，便于課下學(xué)習(xí)、分析，并對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。

2.無(wú)縫互通

無(wú)縫互通是指智慧教室通過(guò)硬件、云平臺(tái)與泛在計(jì)算等技術(shù)，在時(shí)間、空間、資源與教學(xué)情境上進(jìn)行靈活拓展。智慧教室通過(guò)跨系統(tǒng)、跨平臺(tái)、跨終端、跨域與跨級(jí)的連接，實(shí)現(xiàn)信息孤島與多種資源的整合、分享與呈現(xiàn)，以促進(jìn)教學(xué)的有效互動(dòng)。

智慧教室通過(guò)數(shù)據(jù)共享與系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)一卡通、教務(wù)、資源、安防、監(jiān)控、門禁等數(shù)據(jù)的無(wú)縫對(duì)接；通過(guò)硬件設(shè)備同無(wú)線協(xié)作系統(tǒng)的相連，支持師生在不同系統(tǒng)的終端設(shè)備上無(wú)縫連接，實(shí)現(xiàn)信息的跨教室、跨級(jí)、多終端無(wú)線互動(dòng)、呈現(xiàn)及共享，增強(qiáng)交互式學(xué)習(xí)體驗(yàn)；在已有信息和感知數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)生的行為、表現(xiàn)、興趣、參與度等方面的信息進(jìn)行傳遞、處理、分析與推斷，以作為教師決策的依據(jù)；通過(guò)實(shí)現(xiàn)線上與線下、物理空間與數(shù)字空間、本地與遠(yuǎn)程的全面連接，智慧教室在時(shí)間、空間以及資源獲取方面的限制被大大降低。

3.個(gè)性服務(wù)

信息時(shí)代更加提倡個(gè)性化的服務(wù)，教育方面也不例外。智慧教室的建設(shè)之所以成為一種趨勢(shì)，就在于其結(jié)構(gòu)、功能與技術(shù)應(yīng)用方面均體現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)的特點(diǎn)。個(gè)性化服務(wù)的要義在于提供適配性的教學(xué)資源、內(nèi)容、方法與活動(dòng)策略，以滿足和有效地解決師生間的不同需求問(wèn)題。

在人與教學(xué)環(huán)境方面，智慧教室實(shí)現(xiàn)了人機(jī)的自然交互，整體燈光、色調(diào)、溫度、課桌椅、網(wǎng)絡(luò)等的設(shè)置都是為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)而流暢的教學(xué)體驗(yàn)而服務(wù)；根據(jù)學(xué)生的偏好和需求，在線教學(xué)資源與教學(xué)過(guò)程無(wú)縫連接，集群推送教學(xué)資源或信息；通過(guò)不同的技術(shù)手段，提供訂制服務(wù)，靈活地分組呈現(xiàn)教學(xué)資源，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)的需要；采用一鍵式的方便操作，促進(jìn)教學(xué)應(yīng)用與教學(xué)活動(dòng)的高效開(kāi)展，提高教師的能動(dòng)性。

4.自我組織

智慧教室是一個(gè)自我組織系統(tǒng)，即可以根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外界條件的變化，通過(guò)調(diào)整與修復(fù)，實(shí)現(xiàn)自我的優(yōu)化和功能的完善，以更好地滿足師生需求，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。隨著社會(huì)的革新與需求的變化，智慧教室也在不斷地更新?lián)Q代，不斷地融入新技術(shù)與新理念，使得其自我組織、調(diào)整、修復(fù)的能力也不斷地增強(qiáng)。

智慧教室兼具開(kāi)放性與交互性。對(duì)外可與各類常見(jiàn)的、不同架構(gòu)的平臺(tái)對(duì)接，最大限度地減少限制；內(nèi)部可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互通，方便設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行自我診斷、自我恢復(fù)。實(shí)際上，智慧教室產(chǎn)生的大量的數(shù)據(jù)主要是以教學(xué)為中心而生成的，凸顯交互的過(guò)程，而不是各類數(shù)據(jù)無(wú)意義地聚集。智慧教室通過(guò)對(duì)教師與學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)化的解構(gòu)與重構(gòu)，在在線平臺(tái)上進(jìn)行交互、共享與評(píng)價(jià)，基于此創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，有較強(qiáng)的自我組織力。

四、智慧教室發(fā)展的局限性

如何利用信息技術(shù)為教學(xué)服務(wù)已然成為智慧教室的關(guān)注重點(diǎn)。[20]信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，使智慧教室實(shí)現(xiàn)了更深層次、更高階段的發(fā)展。智慧教室的“全面感知”、“無(wú)縫互通”、“個(gè)性服務(wù)”與“自我組織”彼此之間相互依存，相互滲透，體現(xiàn)了系統(tǒng)論的某些特征，為高校師生的“智慧性”學(xué)習(xí)和教學(xué)創(chuàng)造了有利條件，使得教學(xué)最優(yōu)化的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。然而，智慧教室作為一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在目前的發(fā)展階段中受到多種因素的影響與制約，也存在著局限性，其在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上以及教學(xué)活動(dòng)上都有著難以忽視的問(wèn)題。

技術(shù)上，智慧教室中各種高科技硬件、軟件、模塊、系統(tǒng)、數(shù)據(jù)交換和服務(wù)協(xié)議的多重組合可能會(huì)使有些功能的實(shí)現(xiàn)受到約束，導(dǎo)致復(fù)雜性的技術(shù)和系統(tǒng)故障。技術(shù)的更新、升級(jí)可能與既有系統(tǒng)產(chǎn)生不兼容性，對(duì)智慧教室的建設(shè)、應(yīng)用與維護(hù)都是潛在的難題。經(jīng)濟(jì)上，技術(shù)的發(fā)展、升級(jí)需要持續(xù)且穩(wěn)定的資金投入，設(shè)備、高科技軟硬件、服務(wù)、存儲(chǔ)空間、服務(wù)器、維護(hù)等方面也受到資金的限制。如何平衡智慧教室的成本與收益成了擺在現(xiàn)實(shí)中的難題。而在教學(xué)活動(dòng)方面，教師與學(xué)生難以長(zhǎng)時(shí)間地專注于計(jì)算機(jī)或移動(dòng)設(shè)備，或者可能對(duì)高科技的操作與應(yīng)用存在技能上和心理上的“排斥反應(yīng)”，這些問(wèn)題都會(huì)對(duì)智慧教育課堂的互動(dòng)與內(nèi)容呈現(xiàn)造成不利影響。

現(xiàn)代先進(jìn)的智能設(shè)備、技術(shù)、應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展與更新，為高校智慧教室的建設(shè)提供了前所未有的發(fā)展機(jī)會(huì)。智慧教室為教師、學(xué)生的發(fā)展提供了各種條件，給教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)過(guò)程與策略、教學(xué)效果與效率帶來(lái)了無(wú)限的可能，因而受到高校的廣泛重視。

通過(guò)智慧教室，我們得以重新認(rèn)識(shí)技術(shù)、軟硬件的結(jié)構(gòu)與功能，重塑教學(xué)理念和教學(xué)模式。高校是智慧教育與智慧教室的實(shí)踐者，智慧教室建設(shè)與應(yīng)用需要把握其“智慧性”的屬性。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，“智慧性”顯現(xiàn)度越高并不代表智慧教室就越好，因?yàn)橹腔劢淌业膬?yōu)勢(shì)歸根到底是需要通過(guò)應(yīng)用和實(shí)踐來(lái)顯現(xiàn)的。實(shí)際上，技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)使得高校智慧教室的建設(shè)成本越來(lái)越低，但智慧教室在我國(guó)仍處于探索階段中，高校在戰(zhàn)略層面上應(yīng)當(dāng)對(duì)其給予高度的重視，以增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。智慧教室的建設(shè)和應(yīng)用應(yīng)以學(xué)生為中心，根據(jù)高校需求與專業(yè)的實(shí)際情況，著重強(qiáng)調(diào)其相應(yīng)的功能，而不是模仿表層的教室設(shè)計(jì)，片面追求軟硬件與技術(shù)的升級(jí)，而忽視最為關(guān)鍵的教學(xué)活動(dòng)與策略。

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（編輯：王曉明）endprint