“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代智慧課堂平臺(tái)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

摘? 要：新一代信息技術(shù)在教育界引起熱潮，智慧課堂是新時(shí)代下“互聯(lián)網(wǎng)+教室”的創(chuàng)新模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)及教學(xué)過(guò)程中數(shù)據(jù)的收集和分析，大大提高教學(xué)效率。在研究分析智慧課堂特征的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)基于互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的智慧課堂平臺(tái)，構(gòu)建平臺(tái)的總體架構(gòu)及功能模塊。探討智慧課堂新模式在“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程中改善傳統(tǒng)教學(xué)問(wèn)題、提高教學(xué)效果的應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+教育;智慧課堂;教學(xué)模式

Abstract：A new generation of information technology has caused a craze in the education industry. Smart classroom is an innovative model of “internet plus classroom” in the new era，which realizes the collection and analysis of student learning data and data in the teaching process，greatly improving teaching efficiency. Based on the research and analysis of the characteristics of smart classrooms，an intelligent classroom platform based on internet information technology is designed .The overall architecture and functional modules of the platform are constructed. Discuss the application practice of the new model of smart classroom in the “Computer Basics” course to improve traditional teaching problems and improve teaching effects.

Keywords：internet plus education;smart classroom;teaching model

0? 引? 言

新時(shí)代下，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)給各行各業(yè)帶來(lái)巨大的改變，也給學(xué)校教育帶來(lái)了新的教學(xué)方式，課堂教學(xué)、教學(xué)管理和評(píng)價(jià)上都有了新的發(fā)展方向。智能化的教學(xué)活動(dòng)促使我們不斷構(gòu)建新的教學(xué)模式：教師借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)云端、大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以擁有海量教育資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)管理、智能化考試方式、全面化教學(xué)評(píng)價(jià)。學(xué)生在龐大的教育資源中可以實(shí)現(xiàn)信息共享，獲得最適合的學(xué)習(xí)資源，可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，終身學(xué)習(xí)。新技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)環(huán)境實(shí)現(xiàn)了教育資源公平共享。

本文圍繞智慧課堂平臺(tái)設(shè)計(jì)及國(guó)家開(kāi)放大學(xué)開(kāi)放教育本科公共課“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”的實(shí)踐活動(dòng)展開(kāi)。“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，筆者作為課程輔助教師，以2018級(jí)本科班級(jí)為實(shí)踐對(duì)象，應(yīng)用智慧課堂教學(xué)模式實(shí)施教學(xué)活動(dòng)。

1? “互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代下智慧課堂概述

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是利用互聯(lián)網(wǎng)和新型信息技術(shù)融合教育實(shí)現(xiàn)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，是對(duì)傳統(tǒng)教育模式的創(chuàng)新重構(gòu)，不是簡(jiǎn)單的相加，本質(zhì)上是升級(jí)教育信息技術(shù)，利用海量教育資源，提高教學(xué)效率，創(chuàng)新教學(xué)模式。教學(xué)不受時(shí)空限制，不受資源條件限制。有智能、個(gè)性的教學(xué)方式以及新技術(shù)融入教育領(lǐng)域，不僅僅是開(kāi)發(fā)了教育平臺(tái)，網(wǎng)課、手機(jī)教學(xué)、云題庫(kù)、教學(xué)分析等新教學(xué)手段，還革新了教育形式。

目前教育模式改革新方向最熱門的就是智慧課堂，智慧課堂的核心是信息技術(shù)，在交互性學(xué)習(xí)環(huán)境下，以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為支撐構(gòu)建高效的智能課堂[1]，以學(xué)生為中心，收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)并及時(shí)反饋，實(shí)現(xiàn)智慧學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)。學(xué)生在課前先自學(xué)并及時(shí)反饋信息，教師根據(jù)智慧課堂反饋的學(xué)生情況制定相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)，形成智慧學(xué)習(xí)能力。整個(gè)教學(xué)過(guò)程中及時(shí)反饋教學(xué)評(píng)價(jià)，師生間利用新技術(shù)多元化溝通互動(dòng)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)行為和習(xí)慣的分析智能推送網(wǎng)絡(luò)教育資源，提高學(xué)習(xí)效率。

2? “互聯(lián)網(wǎng)+教育”智慧課堂教學(xué)平臺(tái)的技術(shù)支持

2.1? 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)就是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)。智慧課堂需要新一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)如移動(dòng)通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等的支持，教學(xué)環(huán)境、方法和模式都有所變化。在新技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)上網(wǎng)全覆蓋，智能平臺(tái)應(yīng)用轉(zhuǎn)向移動(dòng)端，課堂教學(xué)的載體變成移動(dòng)終端，教學(xué)更加個(gè)性化、智能化，課堂變得活躍起來(lái)了。學(xué)習(xí)分析技術(shù)結(jié)合大數(shù)據(jù)應(yīng)用于決策支持服務(wù)系統(tǒng)，是教師和學(xué)生制定教育計(jì)劃和學(xué)習(xí)計(jì)劃的依據(jù)。

2.2? 智能移動(dòng)終端

新時(shí)代下的智能移動(dòng)終端功能非常強(qiáng)大，已經(jīng)融入到人們各行各業(yè)的日常學(xué)習(xí)生活方面，師生可以借助移動(dòng)端進(jìn)行智慧課堂教學(xué)。智能移動(dòng)終端屬于微型計(jì)算機(jī)，包括中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出和傳感器等，操作系統(tǒng)可以支持iOS、Android和Windows，網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)支持CDMA、GSM、無(wú)線局域網(wǎng)、4G、5G等。智慧課堂教學(xué)平臺(tái)擁有移動(dòng)性、交互性，支持多媒體、網(wǎng)絡(luò)連接等功能，在教育領(lǐng)域可以增進(jìn)交流，支持資料查詢、教學(xué)管理和教學(xué)記錄。學(xué)生還可以進(jìn)行碎片化學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。

2.3? 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境

智慧課堂活動(dòng)需要智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的支持，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)融入教學(xué)課堂，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程互動(dòng)、直播、錄播，大數(shù)據(jù)支持教學(xué)決策，達(dá)到“軟硬兼施”，打造智能、高效的學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境[2]。

當(dāng)前很多企業(yè)都在構(gòu)建智慧教室，學(xué)校也投入大量資金來(lái)建設(shè)智慧教學(xué)系統(tǒng)，增加智慧教室設(shè)備，但是不能全部依賴硬件設(shè)備，還需要多開(kāi)發(fā)智慧學(xué)習(xí)軟件和工具來(lái)增加智能化、信息化服務(wù)[3]。智慧教室以學(xué)生為中心，以私有云系統(tǒng)為平臺(tái)，在云端部署實(shí)驗(yàn)資源和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生和教師通過(guò)Web頁(yè)面就可以訪問(wèn)系統(tǒng)。教學(xué)活動(dòng)貫穿整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)真實(shí)工作環(huán)境的體驗(yàn)感和綜合能力。對(duì)于教師而言，智慧課堂中各科課程的開(kāi)發(fā)接口都是開(kāi)源的，教師自定義教學(xué)課件，共享私有課件。并且可以隨時(shí)跟進(jìn)和監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，通過(guò)檢查學(xué)生的操作步驟記錄，隨時(shí)了解學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握情況。對(duì)于學(xué)生，可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況靈活利用學(xué)習(xí)時(shí)間，隨時(shí)都可以中斷學(xué)習(xí)并自動(dòng)保存學(xué)習(xí)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)碎片化教學(xué)。

2.4? 海量學(xué)習(xí)資源

智慧課堂教學(xué)活動(dòng)中可以利用海量的信息資源，包括教學(xué)工具、教學(xué)媒體和優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源。教師結(jié)合實(shí)際課程內(nèi)容、學(xué)生學(xué)習(xí)情況開(kāi)展適合的教學(xué)活動(dòng)，如網(wǎng)課、微課、短視頻、數(shù)字資料、電子課件、拓展資源等。教師可按平臺(tái)反饋的信息及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，提供個(gè)性化、針對(duì)性、有效的學(xué)習(xí)資源。

3? 智慧課堂教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建

3.1? 智慧課堂教學(xué)平臺(tái)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于B/S（服務(wù)器/瀏覽器）架構(gòu)智慧課堂教學(xué)平臺(tái)，操作系統(tǒng)采用開(kāi)源操作系統(tǒng)Linux，系統(tǒng)編程語(yǔ)言采用Java，Web前端設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用HTML5，電腦網(wǎng)站和移動(dòng)終端顯示頁(yè)面一致。利用Web技術(shù)，學(xué)生通過(guò)瀏覽器登錄云平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器收發(fā)信息存儲(chǔ)到云端。學(xué)生輸入用戶名和密碼登錄智慧課堂，通過(guò)數(shù)據(jù)交互從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得學(xué)習(xí)資源。Linux有很好的可擴(kuò)展性、可移植性、兼容性，學(xué)生無(wú)論是在電腦上還是手機(jī)、iPad等移動(dòng)端上都可以登錄基于Linux開(kāi)發(fā)的智慧課堂。

3.2? 智慧課堂教學(xué)平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

智慧課堂教學(xué)平臺(tái)具有涉及范圍廣、性能要求高等特點(diǎn)，合理架構(gòu)設(shè)計(jì)是平臺(tái)建設(shè)質(zhì)量的保證?？紤]到系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的處理需求，以及基于平臺(tái)的全面性、擴(kuò)展性、繼承性、實(shí)用性、靈活性和安全性等考慮，將系統(tǒng)分為智慧課堂教學(xué)平臺(tái)、業(yè)務(wù)應(yīng)用支撐平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心和基礎(chǔ)設(shè)施四個(gè)層次，如圖1所示。

3.3? 智慧課堂教學(xué)平臺(tái)的功能設(shè)計(jì)

利用智慧課堂進(jìn)行教學(xué)，可以按照課前、課上、課后、信息資源以及交流這幾個(gè)模塊設(shè)計(jì)。

（1）課前模塊。教師在上課前通過(guò)智慧課堂平臺(tái)上傳預(yù)習(xí)材料，學(xué)生回答預(yù)留的問(wèn)題，系統(tǒng)再反饋信息給教師。教師通過(guò)分析學(xué)生預(yù)習(xí)情況有針對(duì)性地布置教學(xué)活動(dòng)[4]。

（2）課上模塊。教師正式上課時(shí)，通過(guò)智慧課堂平臺(tái)進(jìn)行同步網(wǎng)上教學(xué)。利用人工智能技術(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)課堂出勤、學(xué)生上課情況，實(shí)時(shí)監(jiān)控并動(dòng)態(tài)顯示以實(shí)現(xiàn)可視化管理，為教學(xué)提供直觀分析。以學(xué)生為中心，教師根據(jù)學(xué)生反饋的信息結(jié)合實(shí)際進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，可在線與學(xué)生進(jìn)行溝通交流。學(xué)生可以在學(xué)生端看到全部教學(xué)課件，共享網(wǎng)絡(luò)海量?jī)?yōu)質(zhì)資源，自行選擇內(nèi)容復(fù)習(xí)鞏固，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（3）課后模塊。教師發(fā)布課程練習(xí)、下一課學(xué)習(xí)任務(wù)等，及時(shí)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和完成情況。

（4）信息資源模塊。充分合理利用龐大的網(wǎng)絡(luò)資源。教師端資源包括各科、各年級(jí)、各個(gè)版本的教學(xué)資料、課外資源，教師擁有龐大的備課資源，縮短查找資料的時(shí)間，減輕教學(xué)負(fù)擔(dān)。學(xué)生端上有大量的學(xué)習(xí)資源，包括各個(gè)學(xué)科相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料，涵蓋面廣，拓展學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

（5）交流模塊。智慧課堂平臺(tái)發(fā)布的重要信息同時(shí)通過(guò)手機(jī)短信、郵件、微信等方式提醒學(xué)生，避免學(xué)生遺忘。

4? 智慧課堂教學(xué)模式的應(yīng)用研究——以“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”課程為例

4.1? 課程分析

“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”是實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課，目的在于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，學(xué)會(huì)利用計(jì)算機(jī)處理問(wèn)題，掌握計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，提高個(gè)人信息素養(yǎng)。

4.2? 傳統(tǒng)課堂存在的問(wèn)題

（1）學(xué)校里所有班級(jí)都開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)課，上課人數(shù)多，教師課時(shí)較少，任務(wù)重。

（2）學(xué)生聽(tīng)教師講，課堂上師生溝通少，甚至零交流，教學(xué)效率不高。學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)不能及時(shí)解決問(wèn)題，學(xué)習(xí)興趣不高，不重視本課程。

（3）教學(xué)模式單一，教師按照教學(xué)計(jì)劃按部就班，所有學(xué)生統(tǒng)一學(xué)習(xí)。課后做不到全面評(píng)價(jià)，啟發(fā)指導(dǎo)，不能做到個(gè)性化教學(xué)。

（4）缺乏優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，不能給學(xué)生提供廣泛的課外拓展知識(shí)，不利于學(xué)生拓展計(jì)算思維、創(chuàng)新計(jì)算思維。

本文針對(duì)這些問(wèn)題，為“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”實(shí)驗(yàn)活動(dòng)構(gòu)建智慧課堂教學(xué)，開(kāi)展具體的教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用研究，期望改善傳統(tǒng)課堂教學(xué)問(wèn)題。為其他公共基礎(chǔ)課程提供經(jīng)驗(yàn)，為教學(xué)模式改革提供方向。

4.3? 實(shí)施過(guò)程

為驗(yàn)證智慧課堂是否有可操作性，先做好詳細(xì)的教學(xué)設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析教學(xué)內(nèi)容。課前回顧舊課，導(dǎo)入新課，借助智慧課堂平臺(tái)向?qū)W生提問(wèn)，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。課上師生加強(qiáng)互動(dòng)交流，根據(jù)及時(shí)反饋的信息調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，創(chuàng)新教學(xué)形式。課后給學(xué)生提出合適的問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生拓展思維，自主探索，提高教學(xué)效果。

具體實(shí)施設(shè)計(jì)：如“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的Excel 2016電子表格中公式和函數(shù)”這一節(jié)，教師通過(guò)平臺(tái)實(shí)時(shí)發(fā)布本章預(yù)習(xí)課件、預(yù)習(xí)習(xí)題。學(xué)生端接收學(xué)習(xí)資源，學(xué)生完成預(yù)習(xí)和測(cè)驗(yàn)，并及時(shí)反饋問(wèn)題，教師端隨時(shí)查看反饋情況，教師監(jiān)控整個(gè)過(guò)程，總結(jié)預(yù)習(xí)結(jié)果，設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。

課堂上以學(xué)生實(shí)踐操作為主，學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)：函數(shù)的輸入，并進(jìn)行課堂自測(cè)，自測(cè)問(wèn)題選擇與任務(wù)相關(guān)的題目，5到10個(gè)即可，教師確認(rèn)問(wèn)題后進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)。

課程結(jié)束后教師總結(jié)本課程學(xué)習(xí)內(nèi)容，布置相關(guān)操作練習(xí)任務(wù)。

4.4? 教學(xué)評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)：線上課堂學(xué)習(xí)構(gòu)成的形成性評(píng)價(jià)和課后考核構(gòu)成的總結(jié)性評(píng)價(jià)。教師利用平臺(tái)中設(shè)置的課前、課上和交流模塊評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)效果，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程持續(xù)不斷地觀察、記錄和反思，如預(yù)習(xí)情況、階段性學(xué)習(xí)、課上自測(cè)、課堂考勤等，獲得形成性評(píng)價(jià)。教師在平臺(tái)課后模塊上傳課后測(cè)試，系統(tǒng)自動(dòng)改卷，可以批改各種類型題目的得分情況，借助大數(shù)據(jù)分析判斷學(xué)生的掌握程度，獲得總結(jié)性評(píng)價(jià)。另外系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)，教師根據(jù)反饋結(jié)果設(shè)置個(gè)性化輔導(dǎo)，學(xué)生也能根據(jù)個(gè)性化反饋結(jié)果進(jìn)行反思，達(dá)到總體提升的效果。

5? 結(jié)? 論

在新時(shí)代“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的背景下，運(yùn)用智慧課堂的實(shí)際效果受到教師的教學(xué)方法、教學(xué)活動(dòng)、信息技術(shù)以及教師運(yùn)用產(chǎn)品能力的影響?！敖逃?技術(shù)”不是簡(jiǎn)單地從線下變?yōu)榫€上，更不是盲目地把傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程數(shù)字化、智能化。智慧課堂的發(fā)展革新了教學(xué)理念，用“智慧”為教育帶來(lái)新的方向。

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作者簡(jiǎn)介：梁艷（1985.12—），女，漢族，安徽合肥人，講師，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)教育管理。