智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)相關(guān)理論及典型案例探析

鄧琴

摘 要：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境能夠為師生帶來不一樣的教與學(xué)體驗，并為教學(xué)模式和教學(xué)方法的多樣化提供技術(shù)支撐。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境理論研究已經(jīng)積累了較豐富的成果，諸多高校正在探索建設(shè)智慧教室并有一些成功案例。這些案例各有優(yōu)缺點，能夠為建設(shè)智慧教室提供思路和經(jīng)驗。基于此，對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境建設(shè)的相關(guān)理論進行梳理，列舉典型建設(shè)案例，以期為智慧教室建設(shè)提供理論依據(jù)和實例參考，使智慧教室建設(shè)真正服務(wù)于教學(xué)工作。

關(guān)鍵詞：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境;智慧教室;智慧教室模型;智慧校園

0 引言

高校作為教育的前沿陣地，構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境備受重視，智慧校園建設(shè)工作穩(wěn)步推進，不遺余力地加大人、財、物投入，以期促進教學(xué)模式和教學(xué)方法創(chuàng)新，獲得更好的教學(xué)效果。

智慧教室作為典型的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，將現(xiàn)代信息技術(shù)手段運用于教室，增進了教師與學(xué)生的教學(xué)互動，幫助教師進行各種新型教學(xué)模式探索和教學(xué)改革。智慧教室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)及模型研究較多，有些甚至形成了較為成熟的體系，各高校在建設(shè)智慧教室時會參照這些標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合自己的實際情況進行構(gòu)建，這些理論研究和實踐操作為智慧教室的建設(shè)提供了可行方案與建設(shè)基礎(chǔ)。智慧教室建設(shè)過程也是對理論的驗證過程，這些典型案例能夠為后續(xù)進一步建設(shè)提供參考和范本。本文對智慧教室相關(guān)概念及典型模型進行梳理，并對已實施的相關(guān)案例進行分析研究，希望為智慧教室設(shè)計建設(shè)提供參考。

1 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概念

對于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境目前學(xué)術(shù)界尚沒有一致的定義。如馬來西亞學(xué)者Chin[1]認(rèn)為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一個以信息通信技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ)、以學(xué)習(xí)者為中心的環(huán)境，它可以適應(yīng)學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)風(fēng)格和學(xué)習(xí)能力，為終身學(xué)習(xí)及其發(fā)展提供支持;陳衛(wèi)東等[2]認(rèn)為智慧教室能夠方便地對教室裝備的視聽、計算機、投影、交互白板等聲、光、電設(shè)備進行控制和操作，有利于師生無縫接入資源及從事教與學(xué)活動，并能適應(yīng)包括遠(yuǎn)程教學(xué)在內(nèi)的多種學(xué)習(xí)方式，是以自然的人機交互為特征、依靠智能空間技術(shù)實現(xiàn)的增強型教室;黃榮懷等[3]認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境不僅是一種數(shù)字環(huán)境，而且是數(shù)字環(huán)境的高端形態(tài)，是一種能感知學(xué)習(xí)情景、識別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源與便利的互動工具，自動記錄學(xué)習(xí)過程和評測學(xué)習(xí)成果，以促進學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)的場所或活動空間;祝智庭等[4]認(rèn)為，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是以適當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)、學(xué)習(xí)工具、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)活動為支撐，科學(xué)分析和挖掘全面感知的學(xué)習(xí)情境信息或者學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中生成的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，以識別學(xué)習(xí)者特性和學(xué)習(xí)情境，靈活生成最佳適配的學(xué)習(xí)任務(wù)和活動，引導(dǎo)和幫助學(xué)習(xí)者進行正確決策，有效促進學(xué)習(xí)者智慧能力發(fā)展和智慧行動出現(xiàn)。

從上面的定義可以看出，對于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的認(rèn)識，均強調(diào)技術(shù)的重要性，除用高科技手段為學(xué)習(xí)者提供智慧學(xué)習(xí)場所外，還要通過技術(shù)手段感知學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)特征及學(xué)習(xí)風(fēng)格，幫助學(xué)習(xí)者更好地認(rèn)識自己，成為智慧的學(xué)習(xí)者，以促進有效學(xué)習(xí)為目的，對學(xué)習(xí)資源及學(xué)習(xí)行為進行分析并提供支持。與此同時，眾多研究表明，教育信息化成效與人們在信息時代對技術(shù)促進教育的預(yù)期兩者之間存在較大差距[5]。

在理解智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概念時，更應(yīng)重視這種學(xué)習(xí)環(huán)境對教學(xué)活動的支撐和促進。若只強調(diào)技術(shù)重要性而忽視教學(xué)活動本身，將學(xué)習(xí)者更多的注意力吸引到高科技設(shè)備及技術(shù)的應(yīng)用上，影響到正常教學(xué)活動，就會本末倒置，這也是上述學(xué)者對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境定義中強調(diào)“自然”、“自動”的意義所在。在此基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一種技術(shù)與環(huán)境深度融合的學(xué)習(xí)空間，它能自動感知周圍環(huán)境，分析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格，為學(xué)習(xí)者推送學(xué)習(xí)資源，對學(xué)習(xí)效果進行評價，對學(xué)習(xí)過程自動記錄，提供遠(yuǎn)距離交流，這種學(xué)習(xí)環(huán)境可以幫助學(xué)習(xí)者掌握主動的學(xué)習(xí)方法，成為智慧的學(xué)習(xí)者。

2 智慧教室模型

由于國家沒有出臺智慧教室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，研究者對智慧教室模型的構(gòu)建多在對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概念研究的基礎(chǔ)上完成，比較具有代表性的智慧教室模型有：

（1）黃榮懷等構(gòu)建的“SMART”概念模型。包括內(nèi)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）5個維度（分別簡稱為S、M、A、R、T維度）。其中，M和T兩個維度是智慧教室裝備的共性要求，即所有智慧教室的基本配置，維度T包括環(huán)境管理和學(xué)習(xí)過程跟蹤;從S、A、R三個維度增強教室的設(shè)計，將智慧教室分成“高清晰”、“深體驗”、“強交互”3種類型，“高清晰”型教室應(yīng)用于“傳遞—接受”教學(xué)模式，“深體驗”型教室應(yīng)用于探究性教學(xué)模式，“強交互”型教室應(yīng)用于小組協(xié)作學(xué)習(xí)。

（2）聶風(fēng)華等在“SMART模型”基礎(chǔ)上，從系統(tǒng)組成角度構(gòu)建了智慧教室的“iSMART”模型，該模型分為基礎(chǔ)設(shè)施（infrastructure）、網(wǎng)絡(luò)感知（network Sensor）、可視管理（visual Management）、增強現(xiàn)實（Augmented reality）、實時記錄（real-time Recording）、泛在技術(shù)（ubiquitous Technology）6大系統(tǒng)，6大系統(tǒng)又包含了諸多子系統(tǒng)。

（3）閻堅、桂勁松[6]從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)角度出發(fā)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建智慧教室。從感知層、傳輸層、應(yīng)用層3個層次設(shè)計，對于小型教室使用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，大型教室使用ZigBee技術(shù)組建樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)并結(jié)合云計算，使網(wǎng)關(guān)設(shè)備只需要具備基本的套接字通信能力，而不需要使用更高層協(xié)議與后端服務(wù)器通信，降低了對網(wǎng)關(guān)設(shè)備的軟硬件要求，節(jié)省系統(tǒng)構(gòu)建與維護成本。

以上智慧教室模型中，黃榮懷教授團隊構(gòu)建的智慧教室“SMART”模型是在對智慧教室概念及特征研究的基礎(chǔ)上的成果，該模型從理論角度出發(fā)，著眼于智慧教室建設(shè)全局，現(xiàn)已成為國內(nèi)研究智慧教室模型的基礎(chǔ)。該模型為智慧教室建設(shè)提供了理論基礎(chǔ)及可行方案，模型設(shè)計既包含了智慧教室共性，又兼顧不同需求，能夠為實際建設(shè)提供指導(dǎo)和參考。也有研究者在“SMART”模型基礎(chǔ)上進一步提出新的智慧教室模型，如上文提到的“ISMART”模型。該模型從系統(tǒng)組成角度進行構(gòu)建，為智慧教室的硬件系統(tǒng)及設(shè)備組成提供參考方案，并列舉了詳細(xì)的設(shè)備清單。除此之外，本文列舉另一個模型，著眼于智慧教室建設(shè)的一個重要基本點——網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來設(shè)計智慧教室模型，對于智慧教室的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置具有一定的啟發(fā)和參考價值。