高校智慧教室的建設(shè)理念、模式與應(yīng)用展望*——以華中師范大學(xué)為例

賀占魁 黃 濤

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高校智慧教室的建設(shè)理念、模式與應(yīng)用展望*——以華中師范大學(xué)為例

賀占魁1黃 濤2[通訊作者]

（1．華中師范大學(xué) 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備管理處，湖北武漢 430079； 2．華中師范大學(xué) 信息管理學(xué)院，湖北武漢 430079）

在落實(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”戰(zhàn)略、深化教育教學(xué)改革的背景下，建設(shè)智慧教室是高校創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然選擇。為此，文章介紹了國內(nèi)外高校智慧教室的建設(shè)實(shí)踐，總結(jié)了存在的問題。在此基礎(chǔ)上，文章以華中師范大學(xué)為例，遵循智慧教室建設(shè)的八個(gè)設(shè)計(jì)理念，提出了“物理空間、資源空間、交互空間相互融合，多維度數(shù)據(jù)一體化采集與應(yīng)用”三位一體的智慧教室建設(shè)模式，并從技術(shù)深度應(yīng)用、學(xué)習(xí)空間再造、教學(xué)改革創(chuàng)新等角度對智慧教室的未來應(yīng)用進(jìn)行了展望，以期為高校智慧教室建設(shè)和智慧教育發(fā)展提供借鑒。

智慧教室；建設(shè)模式；物理空間；資源空間；交互空間；多維度數(shù)據(jù)

近年來，智慧教室的相關(guān)研究逐漸興起。在學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中，對這種新型的教學(xué)環(huán)境多以“Smart Classroom”、“Intelligent Classroom”、“Classroom of Future”以及“智慧教室”、“未來教室”進(jìn)行表述[1]。黃榮懷等[2]認(rèn)為，在傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、富媒體技術(shù)及人工智能技術(shù)充分發(fā)展的信息時(shí)代，教室環(huán)境應(yīng)是一種“能優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、便利學(xué)習(xí)資源獲取、促進(jìn)課堂交互開展，具有情境感知和環(huán)境管理功能的新型教室”，這種教室被稱為“智慧教室”。

課堂教學(xué)是學(xué)生接受系統(tǒng)教育最重要的一環(huán)。借助先進(jìn)的信息技術(shù)，構(gòu)建利于交流、協(xié)作和共享，且利于學(xué)生主動學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)的智慧教室，是高校落實(shí)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”戰(zhàn)略，深化教育教學(xué)改革，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的必然選擇[3]?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》更是強(qiáng)調(diào)“推進(jìn)信息技術(shù)與教學(xué)融合，建設(shè)智能化教學(xué)環(huán)境”[4]，明確將智能化教學(xué)環(huán)境建設(shè)和研究作為高等教育教學(xué)改革系統(tǒng)工程的重要組成部分。可見，智慧教室已經(jīng)成為信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的前沿陣地。

一 高校智慧教室的建設(shè)實(shí)踐與問題

1 國內(nèi)外高校智慧教室的建設(shè)實(shí)踐

在智慧教室的建設(shè)實(shí)踐方面，國外高校較早開始了探索和創(chuàng)新。如美國麻省理工學(xué)院的“技術(shù)支持的主動學(xué)習(xí)”（Technology Enabled Active Learning，TEAL）計(jì)劃將教室和實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)動手實(shí)踐、彼此合作、高度互動，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、3D視覺仿真圖形、實(shí)驗(yàn)動態(tài)仿真、個(gè)人實(shí)時(shí)回饋系統(tǒng)等融入教學(xué)環(huán)境當(dāng)中；北卡羅萊納州立大學(xué)的SCALE-UP項(xiàng)目通過創(chuàng)設(shè)一個(gè)能夠鼓勵(lì)學(xué)生與伙伴、教師進(jìn)行協(xié)作的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生開展探究學(xué)習(xí)和體驗(yàn)學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生進(jìn)行反思與分享；而愛荷華大學(xué)的“轉(zhuǎn)換、交互、學(xué)習(xí)、參與”（Transform, Interact, Learn, Engage，TILE）項(xiàng)目建成了“主動學(xué)習(xí)教室”，旨在實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生之間的角色轉(zhuǎn)換，加強(qiáng)師生在教學(xué)活動中的交互，提高學(xué)生的參與度，并鼓勵(lì)、支持學(xué)生的合作學(xué)習(xí)和主動學(xué)習(xí)。此外，新加坡南洋理工大學(xué)的教學(xué)大樓“The Hive”將創(chuàng)新學(xué)習(xí)與可持續(xù)性建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，創(chuàng)建出一種融教學(xué)設(shè)施、學(xué)習(xí)空間、社交場所于一體的環(huán)境；新加坡國立教育學(xué)院利用遠(yuǎn)程切入、實(shí)時(shí)互動和4D技術(shù)，將實(shí)驗(yàn)活動、體感與學(xué)習(xí)內(nèi)容融為一體；澳大利亞迪肯大學(xué)等高校的“改造大學(xué)學(xué)習(xí)空間”（Retrofitting University Learning Spaces，RULS）項(xiàng)目對正式和非正式學(xué)習(xí)空間加以改造，用以支持主動學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和同伴教學(xué)。

國內(nèi)高校在開展智慧教室研究的同時(shí)，也注重其應(yīng)用。如北京中醫(yī)藥大學(xué)利用新建教學(xué)樓開展了大規(guī)模智能化建設(shè)，注重教室環(huán)境中信息的實(shí)時(shí)交互和課堂教學(xué)資源的自動生成；北京工業(yè)大學(xué)利用不同類型設(shè)備、桌椅和配套設(shè)施的組合，探索了多樣化的課堂組織形式；江南大學(xué)制定了集大數(shù)據(jù)分析、云存儲與管理、智能化設(shè)備設(shè)施于一體的智慧教室建設(shè)規(guī)劃，建成了傳統(tǒng)講授型和互動探究型兩類智慧教室；第二軍醫(yī)大學(xué)的沉浸式教室利用移動推車實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動，預(yù)設(shè)了11種屏顯模式，方便一鍵切換；北京師范大學(xué)成立了未來學(xué)習(xí)體驗(yàn)中心，設(shè)計(jì)了包含互動討論、互動教學(xué)案例、分組互動學(xué)習(xí)、教師教育實(shí)訓(xùn)、國際遠(yuǎn)程協(xié)作、移動學(xué)習(xí)、未來學(xué)習(xí)探索實(shí)習(xí)以及錄播控制室等8種不同功能定位的智慧教室[5][6][7]。

2 存在的問題

智慧教室最顯著的特點(diǎn)就是充分利用先進(jìn)的信息技術(shù)，強(qiáng)調(diào)高度的交互性和人性化的設(shè)計(jì)，以此帶動教學(xué)模式的變革與創(chuàng)新。目前智慧教室的建設(shè)雖然取得了一定成效，但也存在著一些不容忽視的問題：

①便捷性不足。相較于傳統(tǒng)教室，智慧教室蘊(yùn)含的功能更為豐富，但用戶能否運(yùn)用自如還是個(gè)問題。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，不同專業(yè)、年齡的師生的信息技術(shù)能力參差不齊，如果不能將智慧教室的諸多新功能進(jìn)行充分的整合和優(yōu)化，設(shè)計(jì)出便捷、友好的使用流程和操作界面，用戶就難以理解和掌握，智慧教室的特色和優(yōu)勢也就無從發(fā)揮。

②融合度不高。智慧教室的整體解決方案涉及眾多廠家的不同軟件系統(tǒng)和硬件設(shè)備，如云教學(xué)平臺、教務(wù)管理系統(tǒng)、自動錄播系統(tǒng)、課堂交互系統(tǒng)、用戶智能終端和自帶設(shè)備等。不同平臺、系統(tǒng)和終端各司其職，互相未能充分融合和有效對接的情況普遍存在，因而在備課、上課、教務(wù)管理、教學(xué)評價(jià)等環(huán)節(jié)，用戶需經(jīng)常在不同系統(tǒng)中反復(fù)切換，且數(shù)據(jù)獲取不暢。

③穩(wěn)定性不強(qiáng)。智慧教室許多新功能的背后，是市場檢驗(yàn)尚不充分的新技術(shù)和新產(chǎn)品。大量新型設(shè)備、設(shè)施的調(diào)試是否充分，軟件系統(tǒng)的整合和優(yōu)化是否科學(xué)，信息安全管理與防范是否嚴(yán)密，技術(shù)保障和運(yùn)維是否到位等問題，直接關(guān)系到智慧教室能否穩(wěn)定運(yùn)行——任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會破壞教學(xué)進(jìn)程，影響教學(xué)效果。

④智慧性不夠。內(nèi)在的“智慧”如何充分體現(xiàn)，是智慧教室在發(fā)展進(jìn)程中貫穿始終的問題。而就目前的情況來看，依托智慧教室及其所產(chǎn)生的教育大數(shù)據(jù)的相關(guān)教學(xué)研究不夠深入，教學(xué)理念、模式與方法的更新還跟不上信息技術(shù)快速發(fā)展的步伐，相應(yīng)的教學(xué)工具、數(shù)據(jù)分析和處理軟件以及相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也還較為缺乏，致使個(gè)性化學(xué)習(xí)、差異化教學(xué)難以高效實(shí)施。

借鑒國內(nèi)外高校智慧教室的建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對智慧教室中存在的問題，本研究以華中師范大學(xué)為例，探析了高校智慧教室的建設(shè)理念和建設(shè)模式，并對其未來應(yīng)用進(jìn)行了展望。

二 高校智慧教室的建設(shè)理念

1 建設(shè)基礎(chǔ)

華中師范大學(xué)（下文簡稱“學(xué)?！保⒔逃畔⒒袨閷W(xué)校發(fā)展戰(zhàn)略，貫徹以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化的總體思路，依托教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室和國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心，進(jìn)行了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下信息化和教育教學(xué)的雙向深度融合，全面推行“以學(xué)生為中心，以學(xué)為主、問題導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動”的研究型教學(xué)和學(xué)習(xí)方式。學(xué)校自行開發(fā)建設(shè)了云課堂平臺，每位教師都在該平臺上擁有個(gè)人網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間。截止2017年9月，該平臺已經(jīng)完成了800余門必修課的數(shù)字化建設(shè)，引進(jìn)了220余門境內(nèi)外高校優(yōu)質(zhì)專業(yè)課和通識教育網(wǎng)絡(luò)課。該平臺推行講授與研討結(jié)合、線上與線下一體的混合式教學(xué)模式，2016-2017學(xué)年的混合課堂占比已超過20%。在此背景下，學(xué)校急需建設(shè)“以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心”的智慧教室，以適應(yīng)開展信息化環(huán)境下新型翻轉(zhuǎn)式教學(xué)和研究型教學(xué)活動的需要，進(jìn)一步帶動教育理念、教育教學(xué)模式、課程形態(tài)、學(xué)生評價(jià)、教師發(fā)展等內(nèi)在因素的變革，重構(gòu)教學(xué)生態(tài)。

2 設(shè)計(jì)理念

在智慧教室的建設(shè)過程中，學(xué)校將國內(nèi)外先進(jìn)、成熟的教育信息化研究成果和信息技術(shù)手段與本校教學(xué)的實(shí)際需求相結(jié)合，從八個(gè)方面提出了智慧教室建設(shè)的設(shè)計(jì)理念——

①教學(xué)創(chuàng)新：以建構(gòu)主義、情境認(rèn)知理論等為指導(dǎo)，在教學(xué)過程方面，能夠全面覆蓋課前、課中、課后各環(huán)節(jié)；在教學(xué)模式方面，支持教學(xué)活動各相關(guān)主體之間的良好互動，并支持教學(xué)流程的重組與模式創(chuàng)新。

②資源豐富：提供多元化的數(shù)字資源，支持對不同學(xué)科資源的便捷利用，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化推送和資源共享；提供豐富、智能的學(xué)科專用工具，增進(jìn)學(xué)生對學(xué)科內(nèi)容的深度認(rèn)知加工。

③教研一體：為教學(xué)過程分析、教育監(jiān)測評估和教育智能決策等提供數(shù)據(jù)支撐；提供平臺和接口，便于教師開展相關(guān)的研究工作。

④虛實(shí)融合：在空間、資源、數(shù)據(jù)、教學(xué)活動等方面，物理課堂（智慧教室）與虛擬課堂（云課堂平臺）融為一體，實(shí)現(xiàn)無縫對接。

⑤技術(shù)先進(jìn)：根據(jù)人才培養(yǎng)需求，綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等先進(jìn)技術(shù)手段，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)，提升教學(xué)效果。

⑥管理智能：實(shí)現(xiàn)教室布局管理、教學(xué)教務(wù)管理、數(shù)據(jù)與資源管理、設(shè)備管理、教學(xué)環(huán)境與安全管理、網(wǎng)絡(luò)管理的智能化。

⑦類型多樣：充分考慮不同學(xué)科、課程、課型的教學(xué)需求，設(shè)計(jì)類型多樣的智慧教室。

⑧環(huán)境友好：在空間布局、裝備放置、選材材質(zhì)、色彩搭配等方面，力求美觀舒適；在人機(jī)交互方面，力求簡單、自然、友好，為學(xué)生提供高效的信息獲取渠道，構(gòu)建一個(gè)和諧、平等，能促進(jìn)師生、生生交流的教學(xué)環(huán)境。

三 高校智慧教室“三位一體”的建設(shè)模式

遵循智慧教室建設(shè)的八個(gè)設(shè)計(jì)理念，華中師范大學(xué)利用24間傳統(tǒng)教室，分兩期開展了實(shí)驗(yàn)性建設(shè)，構(gòu)建了“物理空間、資源空間、交互空間相互融合，多維度數(shù)據(jù)一體化采集與應(yīng)用”三位一體的建設(shè)模式，力求打造一個(gè)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的示范中心。

1 物理空間建設(shè)

①多樣化的空間環(huán)境：智慧教室基于學(xué)?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)教室進(jìn)行改造，其空間結(jié)構(gòu)、南北朝向、面積各有不同。為滿足各種正式、非正式教學(xué)要求和不同學(xué)科專業(yè)的學(xué)習(xí)需要，在整體設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)科技化、信息化、人性化的原則下，智慧教室通過多樣化的空間布局和靈活多變的桌椅組合，打造了通用型、學(xué)科專用型、研究型等多種類型，營造出簡潔時(shí)尚、功能豐富、輕松友好的學(xué)習(xí)環(huán)境，其建設(shè)實(shí)景如圖1所示。

圖1 華中師范大學(xué)智慧教室的建設(shè)實(shí)景

②智能化的教學(xué)設(shè)施：根據(jù)教學(xué)和教研需求，智慧教室配備先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備設(shè)施，如具備強(qiáng)大電子白板功能的大尺寸多點(diǎn)觸控液晶屏，不僅提供常見的繪圖工具，而且針對任何文檔教師都可進(jìn)行批注講解，實(shí)現(xiàn)了隨處可寫、隨處可畫；高性能的音視頻矩陣能構(gòu)建出清晰、流暢、舒適的視音頻環(huán)境；一體化自動錄播設(shè)備能智能識別教師行為和學(xué)生行為，根據(jù)預(yù)設(shè)的跟蹤分析邏輯觸發(fā)跟蹤信號，自動進(jìn)行場景切換，生成教學(xué)視頻資源；人臉識別系統(tǒng)用于課堂點(diǎn)名、學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)狀態(tài)及行為分析；視覺分析系統(tǒng)則對課堂學(xué)習(xí)人數(shù)、課堂抬頭率、教師移動和板書行為等進(jìn)行識別，生成課堂行為數(shù)據(jù)分析報(bào)告并予以可視化呈現(xiàn)。

③基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境管理：對教室環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)智能控制相應(yīng)的設(shè)備，以改善教室環(huán)境，營造舒適的學(xué)習(xí)氛圍。如通過自動控制空調(diào)、加濕器、除濕機(jī)、空氣凈化器、照明設(shè)備、窗簾等調(diào)節(jié)教室的溫濕度和光照度，改善空氣質(zhì)量（如降低PM2.5、二氧化碳的含量）等。同時(shí)，配備控制面板及APP，根據(jù)不同教學(xué)場景的需求預(yù)設(shè)環(huán)境與教學(xué)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行組合聯(lián)動控制，一鍵開啟特定教學(xué)模式（如講授模式、觀影模式、小組討論模式、自定義模式等）所需的設(shè)備，構(gòu)建適宜的學(xué)習(xí)環(huán)境；遠(yuǎn)程集中監(jiān)控所有教室，并提供教室環(huán)境和設(shè)備使用報(bào)告。

2 資源空間建設(shè)

①云端結(jié)合的教學(xué)平臺：將智慧教室作為云課堂平臺的物理端，與云課堂平臺實(shí)現(xiàn)對接。教師在云課堂平臺上不斷建設(shè)、積累、更新課程相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，并在課程空間中分享給學(xué)生，教師和學(xué)生在教室物理端也可方便地獲取豐富的學(xué)科工具和教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)物理課堂與虛擬課堂的有機(jī)結(jié)合。智慧教室教學(xué)系統(tǒng)直接通過云課堂平臺自動獲取用戶的基礎(chǔ)信息、課程信息，并將行為記錄等信息與之關(guān)聯(lián)。用戶可通過移動端APP應(yīng)用，進(jìn)行消息推送、視頻點(diǎn)播、在線測試等。

②備課授課一體化：備課授課一體化系統(tǒng)能整合多種教學(xué)資源，提供常見課件設(shè)計(jì)模板，快速生成課件，以思維導(dǎo)圖方式組織課堂教學(xué)活動。教師于課前通過備課系統(tǒng)完成的課件會自動導(dǎo)入云課堂平臺，學(xué)生可隨時(shí)隨地獲取相應(yīng)的資源進(jìn)行預(yù)習(xí)、上課、完成作業(yè)和測驗(yàn)等。

③基于課堂場景自動生成教學(xué)資源：課堂場景自動生成系統(tǒng)能夠真實(shí)記錄課堂場景，完整還原教師講解、課件播放、學(xué)生聽課、答疑、討論等各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)情況。生成的高清音視頻課件經(jīng)教師審核后，可上傳到云課堂平臺，供學(xué)生在線查看、復(fù)習(xí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的不斷豐富和充分共享。該系統(tǒng)還提供實(shí)時(shí)對外直播功能，經(jīng)授權(quán)的其他學(xué)習(xí)者可遠(yuǎn)程同步聽課。

3 交互空間建設(shè)

①課堂教學(xué)智能交互：通過大尺寸多點(diǎn)觸控液晶屏、專屬平板和自帶設(shè)備等，可靈活組織課堂形式，進(jìn)行師生、生生之間的全方位互動，如學(xué)生終端控制、文件發(fā)送、隨堂測試、手寫板書、主客觀題互動、圖像互動、即時(shí)討論、小組互動等。除直接操作觸控液晶屏外，教師還可利用課堂助手，進(jìn)行屏幕同步控制、課堂交互控制、課件展示控制和資源實(shí)時(shí)推送等。

②1+N形式互動：1+N形式是指“1間主課堂，N間輔課堂”。主課堂和輔課堂之間的教學(xué)內(nèi)容、音視頻流暢互動，可實(shí)現(xiàn)多課堂同上一節(jié)課或異地同上一節(jié)課，并可邀請課堂外專家通過互聯(lián)網(wǎng)接入課堂。1+N形式互動提供了基于互聯(lián)網(wǎng)思維的移動授課和師生互動的課堂形態(tài)，支持多形態(tài)的課堂教學(xué)，為以學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)課堂”、“研討課堂”提供了適宜的移動教學(xué)環(huán)境。

③云平臺虛擬社區(qū)交互：在線上虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)空間——云平臺虛擬社區(qū)中，學(xué)生以課程班級為單位，查詢課程信息和資源，通過發(fā)帖或即時(shí)聊天的方式與課程成員交流、互動，在線提交課內(nèi)外作業(yè)并得到教師的及時(shí)批改與反饋。通過云平臺虛擬社區(qū)，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過程中隨時(shí)隨地提出問題，教師和其他學(xué)生都可以有針對性地進(jìn)行解答，從而產(chǎn)生良好的學(xué)習(xí)氛圍，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的合理配置和學(xué)生之間的思維碰撞[8]。

4 多維度數(shù)據(jù)一體化采集與應(yīng)用

①系統(tǒng)整合與數(shù)據(jù)交換：為加強(qiáng)物理空間、資源空間、交互空間的一體化建設(shè)，構(gòu)建面向個(gè)體和整體的教育教學(xué)全景視圖，學(xué)校組織技術(shù)力量自行開展系統(tǒng)集成，開發(fā)數(shù)據(jù)接口，將已建成的云課堂平臺、教務(wù)管理系統(tǒng)與新建智慧教室的錄播系統(tǒng)、備授課系統(tǒng)、交互系統(tǒng)、電子班牌等進(jìn)行無縫對接，以實(shí)現(xiàn)各種教學(xué)信息、學(xué)習(xí)資源、使用數(shù)據(jù)等在系統(tǒng)間的流轉(zhuǎn)順暢，如教務(wù)管理系統(tǒng)發(fā)布的排課信息、通知公告等實(shí)時(shí)推送至各教室電子班牌，錄播系統(tǒng)生成的視頻資源自動上傳至云課堂平臺的教師教學(xué)空間。在智慧教室的一體化架構(gòu)下，用戶的各種教學(xué)和學(xué)習(xí)需求得以“一站式”解決。

②數(shù)據(jù)采集、挖掘與學(xué)習(xí)分析：應(yīng)用眼動儀、人臉識別、動作捕捉、視覺分析、物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測等新技術(shù)和新設(shè)備，對教師和學(xué)生在線上、線下多環(huán)境，課前、課中、課后全階段的教與學(xué)行為數(shù)據(jù)，智慧教室環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，教學(xué)儀器設(shè)備運(yùn)行使用數(shù)據(jù)進(jìn)行伴隨式、全景化自動采集，生成智慧教室教學(xué)運(yùn)行的大數(shù)據(jù)，并進(jìn)行用戶畫像和用戶行為分析，為教學(xué)管理、教學(xué)指導(dǎo)、教育監(jiān)測評估和智能決策等提供支持。如實(shí)時(shí)獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)信息，形成應(yīng)對策略，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)節(jié)奏；基于整體和個(gè)體的學(xué)習(xí)過程統(tǒng)計(jì)分析，梳理學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，尋找學(xué)習(xí)盲點(diǎn)，設(shè)計(jì)個(gè)性化學(xué)習(xí)方案；對教學(xué)全流程數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，形成用戶的個(gè)人數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行教學(xué)的智能診斷和資源的定向推送等。

四 高校智慧教室的應(yīng)用展望

智慧教室的建設(shè)理念和建設(shè)模式并非一成不變，而是一個(gè)動態(tài)發(fā)展、不斷完善的過程。信息技術(shù)的不斷進(jìn)步、智慧學(xué)習(xí)空間的連通和拓展、智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下教學(xué)改革的不斷深入，都將為智慧教室的應(yīng)用與發(fā)展注入勃勃生機(jī)。

1 從技術(shù)應(yīng)用到技術(shù)引領(lǐng)

智慧是智慧教室的生命力之所在，而推動智慧升華的是技術(shù)的發(fā)展、創(chuàng)新與融合?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出：“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視?！盵9]當(dāng)前的智慧教室建設(shè)以需求為導(dǎo)向，是通過引入先進(jìn)、適用的信息技術(shù)，來解決傳統(tǒng)教室無法解決的問題。而當(dāng)技術(shù)發(fā)展到一定階段，就能引領(lǐng)教育教學(xué)改革創(chuàng)新。如人工智能在計(jì)算機(jī)視覺、智能語音技術(shù)、自然語言處理等方面的不斷發(fā)展，將有助于進(jìn)一步深入理解學(xué)生的學(xué)習(xí)特征和思維模式，判斷學(xué)生的實(shí)時(shí)狀態(tài)、感受和情緒變化，從而為教師有針對性地改變學(xué)習(xí)路徑、調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度、加強(qiáng)學(xué)習(xí)關(guān)懷提供參考。教育大數(shù)據(jù)的深度應(yīng)用就是通過對學(xué)生學(xué)習(xí)背景和過程相關(guān)的各種數(shù)據(jù)測量、收集和分析，精細(xì)刻畫學(xué)生特點(diǎn)、洞察學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)需求、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程、診斷學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果，從而提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持[10]。

2 從智慧教室到智慧學(xué)習(xí)空間

智慧教室作為信息化背景下“施教之室”的新的發(fā)展形式，強(qiáng)調(diào)的是教與學(xué)環(huán)境的“智慧”屬性，而智慧學(xué)習(xí)空間有著更為豐富的內(nèi)涵——學(xué)習(xí)空間的概念意味著學(xué)習(xí)并不局限于教室等傳統(tǒng)的教學(xué)空間，而是可以發(fā)生在任意物理場所和各種網(wǎng)絡(luò)空間，因此從“智慧教室”到“智慧學(xué)習(xí)空間”代表著課堂邊界的逐漸模糊、學(xué)習(xí)資源的有效拓展、物理學(xué)習(xí)空間和虛擬學(xué)習(xí)空間的全面銜接[11]。在云端一體化的智慧學(xué)習(xí)空間架構(gòu)下，智慧教室、智慧實(shí)驗(yàn)室、智慧圖書館等實(shí)體學(xué)習(xí)空間和MOOC平臺、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺、教學(xué)管理平臺、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)社區(qū)等虛擬學(xué)習(xí)空間將融合打通，從而為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供系統(tǒng)化的支持與服務(wù)。

3 從環(huán)境創(chuàng)新到教育教學(xué)全面改革

智慧教室是信息技術(shù)的載體，是教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)新，但絕不是經(jīng)費(fèi)投入的競賽和信息技術(shù)應(yīng)用的比拼。能否卓有成效地使用、是否提升了學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量，才是衡量智慧教室建設(shè)成效的關(guān)鍵。隨著應(yīng)用的不斷深入，智慧教室的價(jià)值將從影響教學(xué)模式、內(nèi)容、方法的淺層變革，逐漸發(fā)展為影響理念、文化的深層變革，進(jìn)而加速學(xué)校變革、推動教育系統(tǒng)重構(gòu)。在可預(yù)見的將來，圍繞智慧教室的建設(shè)和應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)主體性、個(gè)性化的深度學(xué)習(xí)，注重以人為本、開放多元、全面發(fā)展的教育理念將進(jìn)一步得到彰顯；隨著數(shù)字化教學(xué)資源所占比例日趨擴(kuò)大，逐步從教學(xué)內(nèi)容的輔助部分變?yōu)橹黧w，以信息化為支撐的探究式、討論式、參與式教學(xué)和混合式學(xué)習(xí)等更適合智慧教室的新型教學(xué)方法也將進(jìn)一步得到普及[12][13]。

[1]張亞珍,張寶輝,韓云霞.國內(nèi)外智慧教室研究評論及展望[J].開放教育研究,2014,(1):81-91.

[2]黃榮懷,胡永斌,楊俊鋒,等.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究,2012,(2):22-27.

[3]何克抗.智慧教室+課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)變革——實(shí)現(xiàn)教育信息化宏偉目標(biāo)的根本途徑[J].教育研究,2015,(11):76-81、90.

[4]教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》的通知[OL].

[5]宋暢,劉月,陳悅,等.未來學(xué)習(xí)空間應(yīng)用效果評價(jià)——以北京師范大學(xué)未來學(xué)習(xí)體驗(yàn)中心為例[J].開放教育研究,2015,(6):39-52.

[6]史寶虹.互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代高校智慧教室架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017,(S1):91-95.

[7]閻堅(jiān),桂勁松.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧教室設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國電化教育,2016,(12):83-86.

[8]王鶄,楊倬.基于云課堂的混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)——以華師云課堂為例[J].中國電化教育,2017,(4):85-89、102.

[9]教育部.國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)[OL].

[10]楊宗凱,楊浩,吳砥.論信息技術(shù)與當(dāng)代教育的深度融合[J].教育研究,2014,(3):88-95.

[11]許亞鋒,尹晗,張際平.學(xué)習(xí)空間:概念內(nèi)涵、研究現(xiàn)狀與實(shí)踐進(jìn)展[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究,2015,(3):82-94、112.

[12]胡永斌,黃榮懷.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的學(xué)習(xí)體驗(yàn):定義、要素與量表開發(fā)[J].電化教育研究,2016,(12):67-73.

[13]胡小勇,朱龍.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境中的創(chuàng)造力培養(yǎng)實(shí)證研究[J].中國電化教育,2017,(6):11-16.

The Construction Idea, Model and Implementation Prospect of Smart Classroom in Universities——Taking Central China Normal University as an Example

HE Zhan-kui1HUANG Tao2[Corresponding Author]

Under the background of implementing “Internet + education” strategy and deepening the educational and teaching reform, the construction of smart classrooms is an inevitable choice for universities to innovate teaching environment and improve the quality of talent cultivation. Therefore, this paper introduced the construction practice of smart classroom at home and abroad, and further summarized the existing problems. Based on this, taking the Central China Normal University as an example and following the eight design ideas of smart classroom construction, this paper put forward a triune construction model of smart classroom with “the mutual integration of physical space, resource space and interactive space, the integrated acquisition and application of multidimensional data”. In addition, the future application of smart classrrom was prospected from the perspectives of the deep application of technology, the reconstruction of learning space, the reform and innovation of teaching, expecting to provide reference for the construction and development of smart classroom in universities.

smart classroom; construction model; physical space; resource space; interactive space; multidimensional data

G40-057

A

1009—8097（2018）11—0054—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2018.11.008

本文為全國高校實(shí)驗(yàn)室工作研究會學(xué)術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目“互聯(lián)網(wǎng)+實(shí)驗(yàn)室管理流程再造研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號：SY2015Z038）的階段性研究成果。

賀占魁，處長，五級職員，碩士，研究方向?yàn)楦叩冉逃芾?，郵箱為hzk@mail.ccnu.edu.cn。

2018年3月30日

編輯：小米