智慧教室建設(shè)實(shí)踐與探索*

從傳鋒

重慶師范大學(xué)涉外商貿(mào)學(xué)院 信息技術(shù)中心 重慶 401520

2012年，北京師范大學(xué)黃榮懷教授在《智慧教室的概念及特征》一文中，首次在國(guó)內(nèi)提出了智慧教室建設(shè)的模型，即“SMART”模型。之后國(guó)內(nèi)各學(xué)校基本在此框架上根據(jù)各自對(duì)智慧教室的理解與認(rèn)識(shí)，開(kāi)展了大量建設(shè)與實(shí)踐。

1 現(xiàn)階段智慧教室主要特征

（1）支持智慧化的教學(xué)服務(wù)與管理。借助于Ai行為捕捉終端與教學(xué)輔助軟件對(duì)教學(xué)全過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、分析與應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)智慧教學(xué)服務(wù)與面向過(guò)程的智慧教學(xué)管理。比如課堂質(zhì)量分析報(bào)告、學(xué)生學(xué)習(xí)情況報(bào)告等。無(wú)感知數(shù)據(jù)收集與主動(dòng)生成數(shù)據(jù)是智慧教室的智慧性的內(nèi)在核心特征[1]。

（2）支持智慧化的空間環(huán)境控制。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)的引入，實(shí)現(xiàn)對(duì)教室硬件空間環(huán)境的智慧化調(diào)控與遠(yuǎn)程管理等，教室內(nèi)環(huán)境體驗(yàn)與管理呈現(xiàn)智能化。比如教室環(huán)境光自動(dòng)調(diào)控、智能門(mén)禁、智能窗簾、智能溫控等。智能環(huán)控是智慧教室智慧性的外在的可視性特征。

（3）支持場(chǎng)景的教學(xué)互動(dòng)。通過(guò)AI智能終端、交互式大屏、教學(xué)軟件形成的立體綜合教學(xué)場(chǎng)，支持翻轉(zhuǎn)課堂、PBL教學(xué)等多種教學(xué)形態(tài)互動(dòng)。主要應(yīng)用有快速簽到、隨堂練習(xí)、搶答、分組任務(wù)等。支持深度互動(dòng)是智慧教室智慧性的主要應(yīng)用體現(xiàn)。

（4）支持靈活的空間組合。在空間布局方面，相較于傳統(tǒng)插秧式座位布局，智慧教室具有較大的靈活性與多樣化。主要的形式有信息島型空間、自由拼接組合型空間等。靈活的空間組合是互動(dòng)教學(xué)場(chǎng)景的重要支撐。

（5）支持多種形式的數(shù)字資源調(diào)度。師生能夠通過(guò)互動(dòng)一體機(jī)、智能終端等能夠及時(shí)獲取與教學(xué)學(xué)習(xí)相匹配的數(shù)字資源，且資源呈現(xiàn)富媒體化，能夠滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)場(chǎng)景需求。

2 智慧教室在建設(shè)與實(shí)踐中存在的問(wèn)題

由于信息化技術(shù)迭代以及對(duì)于智慧教室建設(shè)的認(rèn)識(shí)問(wèn)題，導(dǎo)致智慧教室在建設(shè)于實(shí)踐中出現(xiàn)一些問(wèn)題，較為典型的如下。

（1）智慧教室的建設(shè)偏硬件、輕軟件。在智慧教室建設(shè)實(shí)踐中，普遍存在重視可視性較強(qiáng)的硬件環(huán)境建設(shè)，追求形式上智慧教室，比如環(huán)境裝修、桌椅布局等，對(duì)高新技術(shù)的堆疊成為常見(jiàn)現(xiàn)象，教學(xué)軟件平臺(tái)建設(shè)被忽略。直接導(dǎo)致在教學(xué)組織中因無(wú)平臺(tái)支撐，各環(huán)節(jié)互動(dòng)銜接性不強(qiáng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度，以及教學(xué)過(guò)程無(wú)留存數(shù)據(jù)或留存數(shù)據(jù)單一等問(wèn)題[2]。

（2）智慧教室內(nèi)部各要素運(yùn)行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)孤島。無(wú)感知、主動(dòng)式的數(shù)據(jù)收集、分析、輸出與應(yīng)用是智慧教室實(shí)現(xiàn)智慧性的主要體現(xiàn)，智慧教室運(yùn)行中與數(shù)據(jù)相關(guān)的主要有三個(gè)模塊，第一塊是基于環(huán)控管理平臺(tái)的硬件環(huán)境的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如門(mén)禁開(kāi)閉數(shù)據(jù)等，第二塊是基于AI攝像頭的無(wú)感知數(shù)據(jù)，如基于人臉識(shí)別的無(wú)感知考勤數(shù)據(jù)等，第三塊是教學(xué)軟件數(shù)據(jù)，比如互動(dòng)教學(xué)中的任務(wù)驅(qū)動(dòng)等數(shù)據(jù)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，不借助于智慧校園平臺(tái)，很難將這三塊數(shù)據(jù)有效打通，智慧教室發(fā)揮其智慧性還需解決數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題。

（3）智慧教室的建設(shè)的思路需要進(jìn)一步創(chuàng)新。當(dāng)前，由于智慧教室建設(shè)成本較高，各學(xué)校的智慧教室建設(shè)主要以試驗(yàn)性、示范性為主，數(shù)量不足，智慧教室在教學(xué)中應(yīng)用還不普遍。因此，對(duì)于智慧教室建設(shè)，需要通過(guò)技術(shù)與思路創(chuàng)新來(lái)降低成本，以實(shí)現(xiàn)智慧教室的普及化。

3 下一階段智慧教室建設(shè)方向

根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)基礎(chǔ)，以及高校對(duì)于智慧教室場(chǎng)景的需求，在下一階段智慧教室的建設(shè)與實(shí)踐發(fā)展有以下趨勢(shì)：

（1）智慧教室建設(shè)與智慧校園建設(shè)協(xié)調(diào)推進(jìn)。通過(guò)智慧校園大平臺(tái)建設(shè)解決智慧教室內(nèi)部各要素之間數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題，并建立與智慧校園其他要素的數(shù)據(jù)互通，以教學(xué)的大數(shù)據(jù)觀推進(jìn)智慧教室建設(shè)與應(yīng)用，提升智慧教室的內(nèi)在智慧性與實(shí)用性[3]。

（2）智慧教室建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間深度融合。以學(xué)校為單位，統(tǒng)一智慧教室教學(xué)平臺(tái)使用規(guī)范，以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間替換智慧教室內(nèi)置的教學(xué)軟件，以教學(xué)大平臺(tái)解決教學(xué)互動(dòng)、教學(xué)資源管理、教學(xué)評(píng)價(jià)等場(chǎng)景需求，以及解決各小軟件間不能有效銜接的問(wèn)題。

（3）以5G網(wǎng)絡(luò)為支撐的智慧教室教學(xué)新場(chǎng)景應(yīng)用得到實(shí)踐。5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低延遲以及網(wǎng)絡(luò)接入的靈活性給新的教學(xué)場(chǎng)景設(shè)定創(chuàng)造了新空間，比如以智慧教室為中心點(diǎn)，通過(guò)5G與遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行連接的室外、室內(nèi)同步教學(xué)場(chǎng)景，跨校區(qū)互動(dòng)教學(xué)場(chǎng)景，家與校同步教學(xué)場(chǎng)景等，進(jìn)一步放大智慧教室的空間概念。

（4）以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)多媒體教室智慧化改造是新方向。標(biāo)準(zhǔn)的智慧教室建設(shè)成本較高，各學(xué)校建設(shè)的數(shù)量不足以支持大范圍的、深度信息化教學(xué)需要，基于傳統(tǒng)多媒體教室升級(jí)改造一批輕量化智慧教室，對(duì)于推進(jìn)信息化教學(xué)更有實(shí)際意義。深度互動(dòng)、學(xué)情分析等智慧教室中的關(guān)鍵要素，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間中可以一攬子解決。在硬件方面，傳統(tǒng)多媒體教室也具備智慧教室的大屏、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境配置等條件。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間可以將學(xué)生手持移動(dòng)終端、教室投影大屏等有效整合，形成“快閃型”智慧教學(xué)空間，大大降低了智慧教室的建設(shè)成本，使得翻轉(zhuǎn)課堂、線上與線下互動(dòng)教學(xué)等普遍應(yīng)用成為可能[4]。