“互聯(lián)網(wǎng)+”時代智慧教室的設計與應用研究

摘? 要：教室作為教學活動的重要場所，成為教學改革的前沿。“互聯(lián)網(wǎng)+”時代構建符合學校需求的智慧教室成為教育工作者關注的焦點。西安財經(jīng)大學經(jīng)過調(diào)研，結合自身實際，啟動了智慧教室建設。文章闡述了構建智慧教室的目標與功能需求，分析了智慧教室的基礎構架及其功能設計，以期能為更好地建設智慧學習環(huán)境提供具有實際意義的參考。

關鍵詞：智慧教室;互聯(lián)網(wǎng)+;設計與應用研究

中圖分類號：G434? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）09-0194-03

Design and Application of Intelligent Classroom in the Era of “Internet Plus”

——Take Xian University of Finance and Economics as an Example

BAI Hairong

（Xian University of Finance and Economics，Xian? 710100，China）

Abstract：As an important place of teaching activities，classroom has become the forefront of teaching reform. “internet plus” era has become the focus of attention of educators to build a “smart classroom” that meets the needs of schools. Xian University of Finance and Economics launched the construction of “smart classroom” after investigation and combined with its own reality. This paper expounds the objectives and functional requirements of the construction of the smart classroom，analyzes the infrastructure and functional design of the smart classroom，in order to provide practical reference for the better construction of the smart learning environment.

Keywords：smart classroom;internet plus;design and application research

0? 引? 言

“互聯(lián)網(wǎng)+”“人工智能+”和大數(shù)據(jù)等新一代信息技術對社會各領域產(chǎn)生了深刻影響，教育也不例外。在學校信息化教育教學改革中，從早期的輔助教學到現(xiàn)在與學科教學的深度融合，信息技術促使傳統(tǒng)知識課堂轉(zhuǎn)為數(shù)字化、智能化的智慧課堂，為高校教育教學方式變革帶來了新的發(fā)展和機遇。深入教學場景，服務“互聯(lián)網(wǎng)+”高等教育的新形態(tài)與新模式，為信息化教學提供更多創(chuàng)新的可能，我校在建設智慧教室時利用了“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢與特色，將信息化技術與教室建設深度融合并加以實踐，建成了符合我校需求的智慧教室，同時也對一些深層次問題進行了思索。

1? 智慧教室與“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧教室的概念界定

集物聯(lián)網(wǎng)和智能終端等新技術于一體的智慧教室，其本質(zhì)是一種由整合了電腦終端、智能黑板、信息講桌、教學反饋系統(tǒng)、移動終端等配合使用的教學系統(tǒng)。該教學方式具有課前幫助教師備課和學生預習、課中提供互動教學、課后輔導微課程作業(yè)的功能。在智慧教室這個環(huán)境中移動終端受控、并且與觸摸一體機無縫對接，為教師和學生提供了一種高效的“教”與“學”模式。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代下的智慧教室，本質(zhì)上是對學生學習數(shù)據(jù)實施的動態(tài)監(jiān)測及運用“云+端”對新型課堂教學形態(tài)的一種分析。該系統(tǒng)由信息化平臺工具、師生及其教學活動形態(tài)等組成的信息化課堂教學體系。總體上是將資源管理與服務、多元分析評價、師生移動終端和教學展示環(huán)節(jié)四部分組成的智慧教學服務體系。

2? 智慧教室構建的目標及其功能需求

采用先進的信息技術，對接智慧校園，通過對原有的教學環(huán)境的改變，實現(xiàn)智慧的教與學，達到教育教學的創(chuàng)新?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時代，我校構建的智慧教室目標與功能包括以下4個方面。

2.1? 構建凸顯活力的動態(tài)開放課堂

智慧課堂借助于互聯(lián)網(wǎng)等信息技術，應用移動端，構建開放的學習環(huán)境供學生隨時隨地學習，實現(xiàn)知識教育向素質(zhì)教育、漫灌式教育向啟發(fā)式教育的轉(zhuǎn)變;實現(xiàn)時間、空間和內(nèi)容上的開放，時間上從課內(nèi)向課外延伸，空間上從教室向圖書館和實驗室拓展，內(nèi)容上從教材向參考資料擴充，達到培養(yǎng)一流人才的目的。加強對優(yōu)質(zhì)在線課程資源的利用，鼓勵教師利用在線課程資源開展教學模式改革，鼓勵學生在線自主學習，推動形成人人皆學、處處能學、時時可學的新模式。

2.2? 促進提高教學效果的高效互動課堂

利用智能化移動學習工具，以智慧教室教學信息化為基礎，通過MOOC等平臺開展在線教學。教師可以為學生遠程直播授課，實現(xiàn)實時課堂互動、答疑、測驗等環(huán)節(jié)，加強課堂互動;創(chuàng)新教學方法與手段，逐步引導課堂教學由“教為中心”向以“學為中心”轉(zhuǎn)變，形成以學生為中心、教師為主導、師生有效互動的良好課堂氛圍，打造一流課堂。

2.3? 開展推動課堂教學革命的多種教學方式

以智慧教室為基礎，以打造線上線下混合式“金課”為突破點，以信息化教學手段為抓手，倡導開展啟發(fā)式、探究式、參與式、合作式課堂教學。積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”教育、探索智能教育新形態(tài)，強化課程特色，提高教學效果，推動課堂教學革命。推進混合式教學、案例教學、合作教學、現(xiàn)場教學、項目教學等課堂教學模式改革。

2.4? 改進提高教育教學質(zhì)量的評價機制

傳統(tǒng)的教學評價受制于人力、距離等因素主要是采用結果評價，一般是在課程的結束階段評價，缺少定期、有效的過程監(jiān)督，其結果必然導致評價結果的不可逆性，即評價差的課程無法得到及時有效的糾正。通過智慧教室，學校可以實時通過現(xiàn)場直播進行教學過程的觀摩和評估，也可事后觀摩和評估，實現(xiàn)了教學過程的實時、高效監(jiān)督，可以做到及時發(fā)現(xiàn)和糾正問題，有助于迅速提高課堂教學質(zhì)量，實現(xiàn)多元教學評價、全面學習診斷及精準學習服務。

3? 智慧教室的設計與實現(xiàn)

我校智慧教室具體由智慧課堂教學系統(tǒng)、全自動互動錄播系統(tǒng)、智能黑板、屏幕共享與無線投屏系統(tǒng)、擴聲系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)組成，并設置了可移動組合的桌椅，小教室設置了6組桌椅，配合6個側(cè)屏;大教室設置了10組桌椅，配置了10個側(cè)屏，每組學生一個側(cè)屏。方便教師開展TBL探究式教學和其他混合式教學模式，如圖1所示。

3.1? 智慧課堂教學系統(tǒng)

智慧課堂教學系統(tǒng)，充分借鑒大腦管理神經(jīng)行為的機理，打造出承載“教學資源+教學數(shù)據(jù)+智能分析”的強大“云端大腦”。以“一平三端”在線教學平臺為中心、融合教室端、移動端、管理端各類教學應用，涵蓋課前、課中、課后的日常教學全過程，建構起完整的課堂智慧教學生態(tài)，如圖2所示。

我校智慧課堂教學系統(tǒng)，在不增加學校設施投入、不增加教師教學負擔的前提下，借助移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興科技與教育技術的結合，讓智慧教學覆蓋100%的教學場所和教學全過程，并積累完整的教學大數(shù)據(jù)，幫助學校實現(xiàn)提高教學質(zhì)量、提升教學效率、簡化教學管理的目標，為教學改革提供強有力的支撐和依據(jù)。

3.2? 全自動互動錄播系統(tǒng)

針對現(xiàn)今高教信息化教學的重點需求，全自動互動錄播系統(tǒng)具有視音頻采集、遠程導播、實時錄制、網(wǎng)上直播、在線點播、跟蹤切換、設備管理等多種應用功能于一體。能夠?qū)崿F(xiàn)遠程巡視課堂、微信互動，根據(jù)空間網(wǎng)格技術進行跟蹤，不受學生和教師高矮等限制，具有操作簡單、錄制效果清晰、切換策略符合教學需要等特點，是制作課程的首選，在節(jié)省經(jīng)費的同時，可以自動生成大量的教學資源，配合資源管理平臺可以實現(xiàn)校內(nèi)共享、校外共享、供課外時間進行討論等優(yōu)點。

3.3? 智能黑板

智慧黑板是集成粉筆板書、大屏高清顯示、交互式電子白板、電腦、電視、音箱和網(wǎng)絡傳輸?shù)榷囗椆δ苡谝簧淼亩嗝襟w教學演示與操作平臺。結合了傳統(tǒng)教學黑板和智能化交互體驗，不僅可以實現(xiàn)真實的粉筆、水筆板書，還可以通過搭配交互教學軟件與人性化的觸控操作，便捷調(diào)用多媒體素材資源，打造參與互動式課堂教學。

3.4? 屏幕共享與無線投屏系統(tǒng)

屏幕共享與無線投屏系統(tǒng)是指教師借助無線技術，將手機或電腦畫面顯示在投屏設備上，以實現(xiàn)課件演示、多終端同步，文件傳輸、實物拍照展示、觸摸板控制等操作的過程。我校采用了超星獨立開發(fā)的新一代投屏技術，只需在投屏碼輸入框內(nèi)填入為每堂課生成的專屬“投屏碼”，即可輕松實現(xiàn)教學內(nèi)容的無線投屏。通過屏幕共享與無線投屏，可將PPT、文檔等教學資料，以及簽到、選人、搶答、投票、主題討論等教學互動過程與結果，實現(xiàn)上墻展示。

3.5? 擴聲系統(tǒng)

零束縛擴聲系統(tǒng)作為本地教學擴聲系統(tǒng)，授課教師無需手持或者佩戴任何拾音設備（如無線手持麥克風或2.4 G無線麥克風），只需要在講臺以自然狀態(tài)進行授課，即可達到擴聲效果。系統(tǒng)采用軍工波形對比技術，將人聲、反射聲及環(huán)境噪聲分離出來，完全自適應消除反饋噪聲與自適應抑制環(huán)境噪聲，能有效地消除系統(tǒng)嘯叫及環(huán)境噪聲。

3.6? 物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)

通過智能平板上的APP輕松控制全部的教學設備，可以控制燈的開關、窗簾、顯示大屏以及錄播系統(tǒng)等等，課前進入教室后可一鍵啟動所有設備，為上課做好準備，省時省力;下課可一鍵關閉所有設備，教師無需為操作問題而擔心，輕松開啟智慧課堂。

4? 結? 論

西安財經(jīng)大學智慧教室具有裝配豐富、操控簡易、交互流暢高效、個性化及協(xié)作學習、真實學習情境模擬等優(yōu)點。基于最新的信息化技術，融合了人機交互、人人交互、內(nèi)外交互，形成了互動式的智慧教室。實現(xiàn)了教學環(huán)境智能化管控、校本資源共建共享，助力在線教學和碎片化教學的推動和實現(xiàn)，還實現(xiàn)了設備互動和校內(nèi)外互動，輕松實現(xiàn)電腦、手機與顯示屏的互動，輕松搭建自主學習環(huán)境。

總而言之，高校智慧教室是現(xiàn)代化信息發(fā)展、高等教育改革發(fā)展亟需深入探索的教學環(huán)境?；凇被ヂ?lián)網(wǎng)+”時代高校智慧教室的構建在高校教學中有很大的實踐價值，值得推廣學習。

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作者簡介：白海榮（1982.09—），女，漢族，山西太原人，科長，助理研究員，碩士，研究方向：教學管理。