智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

摘 要

從教育信息化建設(shè)的宏觀層面來看，教育信息化已經(jīng)進(jìn)入一個升華蛻變的階段。教育信息化建設(shè)的過程中使當(dāng)前教育衍生出新的特征，其中最重要的特征有：智能化，開放化和個性化，數(shù)字化校園為智慧校園打下了堅實的數(shù)據(jù)平臺基礎(chǔ)，智慧校園正逐步替代數(shù)字化校園。此次研究是基于智能手機用于中高職課堂教學(xué)的可行性研究，主要目標(biāo)是實現(xiàn)智能教學(xué)控制系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)互動學(xué)習(xí)和協(xié)同學(xué)習(xí)以及個性化學(xué)習(xí)，對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程進(jìn)行實時追蹤和反饋；建立以班級為單位的教育社區(qū)。教師使用的電子教材和學(xué)習(xí)者用的手機APP在課堂上能實時互動，在課外學(xué)習(xí)者還可以觀看系統(tǒng)中的微課程。

【關(guān)鍵詞】智慧校園 智能教學(xué)控制系統(tǒng) 微課程

1 問題提出

（1）科技的進(jìn)步使智能手機走進(jìn)了課堂，課堂手機問題不斷涌現(xiàn)，絕大多數(shù)老師采取杜絕手機進(jìn)課堂或無手機課堂的方式來維持正常的課堂秩序。把手機趕出課堂還是改變教學(xué)模式更新教學(xué)工具是擺在所有中高職教師面前的選題，這不是難點，難在做出選擇之后對手機的處理。

（2）傳統(tǒng)多媒體教學(xué)系統(tǒng)教學(xué)速度過快，學(xué)習(xí)者筆記跟不上、思路跟不上，影響聽課效果，另外，傳統(tǒng)多媒體教學(xué)系統(tǒng)對教學(xué)環(huán)境和設(shè)施依賴性過強，有失教學(xué)方式、方法的靈活性和多樣性。

（3）集成和控制，諾蘭模型認(rèn)為，信息化發(fā)展必須經(jīng)過初始、推廣、控制、集成、數(shù)據(jù)管理和成熟六個階段，當(dāng)今社會，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無線連接技術(shù)和智能移動終端系統(tǒng)的高速發(fā)展，人人交流手段多樣性多元化為教學(xué)提供了更寬更廣的解決思路，如何集成和利用多媒體系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)利用共享模式把充分利用移動設(shè)備以改變當(dāng)前教學(xué)模式是本次研究的重中之重。

2 理論基礎(chǔ)和設(shè)計目的

2.1 理論基礎(chǔ)

星星之火可以燎原，星火策略是基于云計算的思維提出的學(xué)習(xí)方式，把零散的數(shù)據(jù)搜集起來形成大數(shù)據(jù)，然后針對移動教學(xué)資源片段化的特點，以教學(xué)大綱要求和教學(xué)目的為基準(zhǔn)，把教學(xué)過程設(shè)計轉(zhuǎn)換為星火設(shè)計，以教學(xué)大綱作為導(dǎo)航，將課堂教學(xué)知識劃分變成不可再分的知識片段，這些知識片段以教學(xué)云的方式存在，將這些星火按照教學(xué)規(guī)律結(jié)合教學(xué)實際進(jìn)行教學(xué)重構(gòu)，在利用知識遷移的規(guī)律從而形成燎原之勢。

星火策略結(jié)合傳統(tǒng)的教學(xué)模式，星火云教學(xué)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)結(jié)合，學(xué)習(xí)者既可以系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，也可按自己所需在課下進(jìn)行針對性彌補式學(xué)習(xí)。

2.2 設(shè)計目的

主要目標(biāo)是實現(xiàn)視頻音頻以及文字的大數(shù)據(jù)移動資源平臺系統(tǒng)，對系統(tǒng)訪問者的訪問過程進(jìn)行實時追蹤和反饋；建立以興趣相似為基礎(chǔ)的單位社區(qū)。

利用新型的資源數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺把智能手機、平板電腦、PC機變成有力的資源訪問工具和媒介，堅持線上線下相統(tǒng)一，定期定時長訪問和移動碎片訪問控制相統(tǒng)一的原則，實現(xiàn)智慧管理，移動訪問下載，個性化查詢，實時考勤，在線測試，信息發(fā)布，工作學(xué)習(xí)評價，數(shù)據(jù)錄入，在線作業(yè)及匯總的一站式訪問。

完整收集各個時段信息，搜集PPT演示稿件信息，實時音視頻，實時筆記，線上訪問行為軌跡，形成大量數(shù)據(jù)。

個性化，強化系統(tǒng)訪問者的主體地位，基于訪問者平時學(xué)習(xí)的軌跡對其數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，從而使訪問者能夠客觀地認(rèn)識和評價自己的能力，引導(dǎo)訪問者科學(xué)地安排自己學(xué)習(xí)。

全面結(jié)構(gòu)化知識，信息資源有可結(jié)構(gòu)化描述的，也有似離散的數(shù)據(jù)，可以用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和層次數(shù)據(jù)庫以及對象型數(shù)據(jù)庫對其進(jìn)行描述和存儲，數(shù)據(jù)庫融合形成一個多元化的學(xué)習(xí)信息庫。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 主要功能模塊

智慧管理模塊：實時考勤，在線作業(yè)，在線測試，信息發(fā)布，評教評學(xué)，成績錄入及匯總。

個性化教學(xué)模塊：除了常規(guī)的在線答疑，批改作業(yè)，互動課堂等，另外，通過課堂上教師使用的電子教材以及學(xué)習(xí)者的反饋信息，通過數(shù)學(xué)模型智能分析其學(xué)習(xí)特點，提出個性化教學(xué)方案。

碎片化學(xué)習(xí)模塊：學(xué)習(xí)者利用手機終端安裝APP實現(xiàn)實時考勤，隨時隨地進(jìn)行微課學(xué)習(xí)，除了作業(yè)，測試，成績查詢等外，還可以通過搜集到的學(xué)習(xí)者上課時通過手機APP和教師的電子教材的反饋信息進(jìn)行綜合數(shù)學(xué)建模分析，智能化制定個性化學(xué)習(xí)的方案。

資源平臺：學(xué)習(xí)者和教師通過單點接入系統(tǒng)后，可以訪問到各種的教學(xué)資源：素材庫，試題庫，課件庫，教案庫，微課庫等等，還可以訪問學(xué)院發(fā)布的各種信息：作業(yè)批改情況，考試成績查詢等。

教育社區(qū)模塊：以班級為單位建立起的教育社區(qū)彌補了數(shù)字化校園的缺陷，在此模塊中學(xué)習(xí)者以及教師可以相互討論，甚至可以發(fā)布自己錄制的學(xué)習(xí)視頻，像是虛擬的一個校園，上課時間是在教室，而下課時間就在社區(qū)，打破座位限制，打破班級界限，人人都可以參與進(jìn)來討論。

3.2 環(huán)境搭建

利用現(xiàn)有的校園網(wǎng)和多媒體系統(tǒng)，搭建起校園為服務(wù)對象的服務(wù)器，通過校園網(wǎng)通向各個多媒體教室，在多媒體教室安裝無線AP。考慮系統(tǒng)的功能需求，學(xué)習(xí)者、教師、管理員三方用戶，根據(jù)不同需求系統(tǒng)采用B/S和C/S模式結(jié)合，管理員一般要通過PC端進(jìn)行管理。教室中以教室為單位的局域網(wǎng)，教師通過無線局域網(wǎng)對學(xué)生短進(jìn)行控制，授課，交流。課外，學(xué)生和老師的交互不是實時的，用無線還是有線看用戶選擇。

3.3 客戶端的設(shè)計

適用教室使用的系統(tǒng)終端設(shè)計一個app軟件，另外學(xué)習(xí)者手機上的客戶端定制綠色瀏覽器設(shè)置上網(wǎng)白名單，設(shè)計出同屏控制系統(tǒng)，另加鎖屏功能。

4 結(jié)語

在傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)分享思想，設(shè)計了可碎片化學(xué)習(xí)的綜合智慧教學(xué)系統(tǒng)，一方面可以利用原有的資源加上Wi-Fi設(shè)備控制學(xué)生上課手機的使用，另一方面也可以讓學(xué)習(xí)者在課外或者下班后通過4G或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行碎片學(xué)習(xí)，從而達(dá)到慢慢把知識點連成片進(jìn)而系統(tǒng)化。這樣兼顧正式的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和碎片學(xué)習(xí)的靈活性，調(diào)動學(xué)習(xí)者的主動性和自主性。系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)實現(xiàn)仍需要大量的完善，如在搜集大量數(shù)據(jù)庫后如何對這些大數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和更細(xì)致的分析，以及完善課堂對手機端的學(xué)習(xí)控制等。

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作者簡介

陳偉光（1982-），男，河南省開封市人。大學(xué)本科學(xué)歷。講師。研究方向為智慧課堂，大數(shù)據(jù)挖掘。

作者單位

北京學(xué)佳澳軟件科技發(fā)展有限公司 北京市 100089endprint