高校智慧教室的特征及發(fā)展趨勢

秦永亭

（江蘇護理職業(yè)學院，江蘇 淮安 223300）

一、智慧教室的概念和特征

2015 年中國國際智慧教育展覽會、全國教育信息化應用展覽以及從互聯(lián)網篩選出的智慧教室解決方案所面向的客戶群體主要是中小學。目前參與研究智慧教室的高校較少，但高校智慧教室的人群定位范圍較廣。在英文文獻中智慧教室一般被稱為Smart Classroom、Intelligent Classroom 和Classroom of Future，其中Smart Classroom使用最為廣泛。在國外，關于智慧教室的研究最早可以追溯到1988年，Rescigno提出了“Smart-Classroom”[1]。早期研究較多關注智慧教室的技術、裝備效能，如Skipton[2]認為“智慧教室就是基于電子或技術增強的教室”。近期研究較為關注智慧教室的功能需求，如Akshey Jawa[3]認為智慧教室應具備生成性信息的便捷存儲，及時的教學反饋，自動化的設備控制和功能識別，快速、個性化的信息檢索等功能。也有觀點認為智能教室是一個“自服務的、用戶友好的有利于教與學的環(huán)境，教學資源配置簡單，易用，易于構建協(xié)作學習環(huán)境能有效利用技術激發(fā)學生主動性與參與性?！?/p>

在國內，黃榮懷等[4]認為智慧教室應包括內容呈現(xiàn)（Showing）、環(huán)境管理（Manageable）、資源獲?。ˋccessible）、及時互動（Real-time Interactive）、情境感知（Testing）五大特征，并構建了智慧教室的SMART模型。也有學者從英語構詞的角度，認為SMART 是由自主式（Self-directed）、興趣（Motivated）、能力與水平（Adaptive）、豐富的資料（Resource enriched）、信息技術（Technology embedded）等詞匯構成的合成詞，將智慧的環(huán)境解讀為“支持學習者基于自身的能力與水平，兼顧興趣，通過嫻熟的運用信息技術，獲取豐富的學習資料，開展自助式學習”。黃榮懷教授的觀點主要從環(huán)境構建的角度出發(fā)，提出了智慧教室較為清晰的系統(tǒng)架構，具有很強的可操作性，姑且稱之為“系統(tǒng)觀”。而由英語構詞角度出發(fā)的觀點，更為關注智慧教室的本質，強調其本質是提供自適應的環(huán)境。智慧教室應該是一種自適應的學習環(huán)境，其核心是以新一代信息技術為手段，捕獲、記錄、分析學習者的風格，并以此為依據，定制個性化的學習方案，推送差異化的學習內容，使每位學習者均能在各自的起點水平上獲得知識、能力、情感的完善與發(fā)展，并最終獲得智慧。在學習方式上是以人（教師、學生）為主體，通過人與環(huán)境（設備環(huán)境、技術環(huán)境、資源環(huán)境）的高效互動，促進知識建構，獲得能力發(fā)展。

作為智慧的學習環(huán)境，智慧教室至少應具備以下特征：通過新一代信息技術的整合應用，有效降低師生認知負荷，顯著提高教與學的效率；采用先進的學習分析技術，實現(xiàn)智能化的學習跟蹤與診斷，支持自適應、個性化學習；為開展以學生為主體的多種學習方式提供全方位支持；對設備狀態(tài)信息、環(huán)境物理信息進行實時感知、捕獲、分析，實現(xiàn)教室環(huán)境的智能化管理；實現(xiàn)了人與技術、設備、資源、環(huán)境的優(yōu)化組合和高效、自然互動；與校內外其他教育信息化系統(tǒng)無縫整合，實現(xiàn)數(shù)據互通，資源共享，形成開放式、一體化的學習生態(tài)；支持無處不在的泛在學習，有效拓展學習時空。

二、智慧教室特征分析

智慧教室具有互動性、方便性、感知性、安全性、清晰性、開放性、生態(tài)性以及先進性等特征?；有允侵溉伺c人、人與技術、人與環(huán)境、人與資源、技術與技術等維度的互動。方便性是指技術的使用門檻低，便于教師的使用和管理人員的維護。感知性是從物理環(huán)境和虛擬環(huán)境兩個方面進行感知，如要求硬件設備能感知室內溫度、亮度、濕度以及空氣質量的變化，甚至能感知學習者的坐姿調整、身體狀態(tài)以及聽課狀態(tài)，以及時做出智能化的調整，虛擬環(huán)境則通過記錄學生的網絡行為痕跡，來分析學習者的學習狀態(tài)和情感變化。安全性主要指智慧教室的保護措施和網絡環(huán)境的安全措施，要求不能對學生的身體健康造成危害，需凈化網絡環(huán)境，保護學生的隱私。清晰性是指在內容呈現(xiàn)方面利于視覺和聽力接收，能有效地排除環(huán)境干擾，降低認知負荷。開放性是指基礎軟硬件設備相關接口符合國際標準和工業(yè)標準，允許不同系統(tǒng)平臺與智慧教室互聯(lián)互通。生態(tài)性是指與學習者息息相關的軟件應用隨學習需求變化，可進行動態(tài)的調整。先進性既指設備的先進，能快速、高效地調整教室的環(huán)境，不能帶來新的噪音污染和環(huán)境污染，也指軟件平臺和教學理念的先進，能結合腦科學、人體工程學、學習分析學和學習科學對學生的學習偏好進行準確分析。

三、智慧教室的設計理念

智慧教室的設計大多遵循“以人為本”、“以學生為中心”的理念。信息時代的學習本質表現(xiàn)出三個方面的轉變：一是學習者在學習過程中的地位由被動轉變?yōu)橹鲃?；二是學習過程由以記憶為主的知識掌握轉變?yōu)橐园l(fā)現(xiàn)為主的知識建構；三是知識的習得由個人的、機械的記憶轉變?yōu)樯鐣?、互動的、體驗的過程[5]。信息時代的學習環(huán)境要適應這些轉變，使“以人為本”和“以學生為中心”的理念貫徹于智慧教室的設計之中。如未來課堂就從用戶體驗的角度體現(xiàn)了以學習者為中心的設計理念，其用戶體驗包括環(huán)境體驗、活動體驗、情感體驗、思考體驗和關聯(lián)體驗等五個方面[6]。

四、智慧教室的未來發(fā)展

智慧教室的未來發(fā)展與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)息息相關。那么，應注重培養(yǎng)創(chuàng)新人才的哪些能力呢？為了提升綜合國力，一些國家結合本國國情，繪制了世紀公民關鍵能力框架，要求本國公民具備批判性思考與問題解決能力、有效溝通能力、團隊合作能力、創(chuàng)新能力和信息技術運用能力。其中，信息技術運用能力是指能有效地運用信息技術進行學習或解決問題。陳琳[7]認為，在信息技術迅猛發(fā)展的未來，教育的人才培養(yǎng)應向第五大支柱發(fā)展，即由學會認知、學會做事、學會合作、學會生存向學會創(chuàng)造轉變。可見，未來的智慧教室應重點培養(yǎng)有國際競爭力的創(chuàng)新人才。

從時代發(fā)展及未來人才的需求不難看出，下一代智慧教室應是智慧研創(chuàng)室。智慧研創(chuàng)室指基于物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據等新型信息技術，構建旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和研究能力的新型學習環(huán)境。在智慧研創(chuàng)室中，學習內容智慧化呈現(xiàn)，學習資源泛在化獲取，生生和師生的交互立體多樣，現(xiàn)實學習空間與網絡學習空間相互融通，學生主體作用和教師主導作用能充分發(fā)揮，情境自動感知環(huán)境可實現(xiàn)智能化管理，學習過程與創(chuàng)新創(chuàng)造活動全程記錄并作為教育大數(shù)據供學習分析評價時用，最為重要的是創(chuàng)新創(chuàng)造活動的開展。智慧研創(chuàng)室區(qū)別于智慧教室的一大核心，是以“教”為中心向“創(chuàng)新培養(yǎng)”的核心理念轉變，從教室形態(tài)、教學模式、評價機制等多方面對教室進行重構，從而實現(xiàn)科研能力和創(chuàng)新能力的提升。

智慧研創(chuàng)室在網絡學習資源建設方面主要以深度學習內容為主，建設系統(tǒng)化的優(yōu)質資源網絡，從而促進學生的深層次閱讀。在智慧學習活動中充分激發(fā)學生主動創(chuàng)新的精神，不能只停留在教知識的層面，而要圍繞任務、項目、競賽等，采取自主研究型和小組協(xié)作型的學習方式，積極嘗試研創(chuàng)教育模式，運用智慧型學習評價，逐步使學生達到“知、行、創(chuàng)”的統(tǒng)一。