高校智慧教學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)與建設(shè)研究

張明熙 于純良 吳惠穎 叢方杰

摘要：本文首先對高校智慧教學(xué)環(huán)境的整體架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將其分成教學(xué)基礎(chǔ)支撐層、教學(xué)硬件設(shè)施層、教學(xué)軟件資源層、教學(xué)活動(dòng)應(yīng)用層、決策支持分析層五個(gè)層次;其次，將高校智慧教學(xué)環(huán)境劃分為虛擬教學(xué)環(huán)境和物理教學(xué)環(huán)境;并在此基礎(chǔ)上，以煙臺(tái)大學(xué)智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)為例介紹了智慧教學(xué)環(huán)境的相關(guān)建設(shè)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高校;智慧;架構(gòu)設(shè)計(jì);虛擬教學(xué)環(huán)境;物理教學(xué)環(huán)境

中圖分類號：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?論文編號：1674-2117（2020）20-0000-03

引言

教學(xué)信息化是高校信息化建設(shè)工作的落腳點(diǎn)，也是學(xué)校信息化建設(shè)的核心任務(wù)。[1]2019年印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》的十大戰(zhàn)略任務(wù)中指出，要“統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)”。在國家政策的推動(dòng)下，智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)已成為高校教學(xué)資源投入的新方向，并成為高校信息化建設(shè)的重要內(nèi)容。

如何滿足課堂教學(xué)改革需求，構(gòu)建新型智能化教學(xué)環(huán)境，成為高校教育技術(shù)工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。[2]基于這一背景筆者在對高校智慧教學(xué)環(huán)境的整體架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合煙臺(tái)大學(xué)的發(fā)展規(guī)劃及人才培養(yǎng)目標(biāo)，對高校智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)進(jìn)行了探索。

智慧教學(xué)環(huán)境整體架構(gòu)的設(shè)計(jì)

智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)是高等教育教學(xué)改革系統(tǒng)工程的重要組成部分，從廣義上看，智慧教室的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一代是本地集控的多媒體教室，主要依托于多媒體設(shè)備實(shí)現(xiàn)場景化展示教學(xué)內(nèi)容;第二代是網(wǎng)絡(luò)群控的多媒體教室，實(shí)現(xiàn)了多媒體設(shè)備的集中可視化管控;隨著信息技術(shù)、智能技術(shù)與教育教學(xué)全過程的深度融入，第三代的智慧教室已經(jīng)從教室空間演化為實(shí)體教學(xué)環(huán)境和泛在虛擬教學(xué)環(huán)境相結(jié)合的混合教學(xué)環(huán)境。筆者以PST框架為設(shè)計(jì)理念構(gòu)建的智慧教學(xué)環(huán)境是以平臺(tái)為基礎(chǔ)、以資源為支撐、以學(xué)生為主體、以服務(wù)教學(xué)為核心的線上線下相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)化泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，其五層的架構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示。

（1）教學(xué)基礎(chǔ)支撐層。主要包括三方面內(nèi)容：①校園有線/無線網(wǎng)絡(luò)及公有/私有云等的基礎(chǔ)硬件支撐環(huán)境。建設(shè)時(shí)應(yīng)綜合考慮平臺(tái)部署、課程錄播、移動(dòng)教學(xué)應(yīng)用等的需求，合理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建設(shè)學(xué)校私有云，實(shí)現(xiàn)校園有線和無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋。②一卡通數(shù)據(jù)、教務(wù)數(shù)據(jù)及中心數(shù)據(jù)庫在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。③教學(xué)方法、教改研究、教學(xué)管理與服務(wù)以及教師教學(xué)能力等軟環(huán)境的建設(shè)，這些也是智慧教學(xué)環(huán)境構(gòu)建的基礎(chǔ)支撐。

（2）教學(xué)硬件設(shè)施層。主要包括兩方面內(nèi)容：①從建筑學(xué)、人體工程學(xué)、心理學(xué)等角度出發(fā)，基于不同教學(xué)模式設(shè)計(jì)的照明、桌椅、空調(diào)、黑板、窗簾等基礎(chǔ)物理環(huán)境，學(xué)習(xí)環(huán)境布局的合理性和環(huán)境的舒適度，能為教學(xué)提供可靠安全健康的空間環(huán)境;②基于云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)，整合傳統(tǒng)多媒體設(shè)備、智慧教學(xué)工具、物聯(lián)控制設(shè)備、錄播設(shè)備等的智慧教學(xué)硬件設(shè)施。

（3）教學(xué)軟件資源層。主要包括移動(dòng)教學(xué)工具、錄播資源管理平臺(tái)、校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)（SPOC）、校外優(yōu)質(zhì)課程資源平臺(tái)（MOOC）、智慧教學(xué)云平臺(tái)、教學(xué)設(shè)備可視化管控平臺(tái)等，共同構(gòu)建覆蓋高校教學(xué)全周期的軟件支撐平臺(tái)，通過對各類教學(xué)資源在校內(nèi)、校際間的優(yōu)化整合，實(shí)現(xiàn)包括課前、課中、課后教學(xué)全過程的智慧化支撐與管理。

（4）教學(xué)活動(dòng)應(yīng)用層。信息技術(shù)正在改變傳統(tǒng)的高校教學(xué)模式，從“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”轉(zhuǎn)變，支持學(xué)生進(jìn)行探究式、個(gè)性化、多元化的學(xué)習(xí)，因此教師應(yīng)根據(jù)不同的學(xué)科特點(diǎn)采用不同的教學(xué)方式，利用智慧教學(xué)環(huán)境來重構(gòu)教學(xué)過程。

（5）決策支持分析層?；诖髷?shù)據(jù)分析技術(shù)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為等進(jìn)行記錄和分析，為教師提供多維的學(xué)情分析，提供課堂質(zhì)量監(jiān)督的全過程信息化服務(wù)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地進(jìn)行教學(xué)質(zhì)量過程性評價(jià)。決策支持分析層通常包括常態(tài)化督導(dǎo)系統(tǒng)、智慧大數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)、教學(xué)過程評價(jià)平臺(tái)等。

智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)與應(yīng)用案例

隨著信息技術(shù)與教育技術(shù)的不斷融合和創(chuàng)新，智慧教學(xué)環(huán)境已經(jīng)發(fā)展成虛擬教學(xué)環(huán)境和物理教學(xué)環(huán)境相結(jié)合的混合教學(xué)環(huán)境。構(gòu)建從設(shè)備到數(shù)據(jù)全面打通、從教學(xué)活動(dòng)到教學(xué)評價(jià)全面融合、覆蓋教學(xué)全場景的智慧教學(xué)環(huán)境，已成為當(dāng)前各高校教與學(xué)變革的主要手段。如何在有限投入的情況下提升、改造、優(yōu)化現(xiàn)有的多媒體教室，是高校信息化教學(xué)環(huán)境建設(shè)必須面對的問題。[3]筆者認(rèn)為，智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)應(yīng)結(jié)合學(xué)校的教育理念和學(xué)科特色，進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，并逐步推進(jìn)、分類實(shí)施，高校的智慧教學(xué)環(huán)境通常包括如下頁表所示的類型。

下面，筆者以煙臺(tái)大學(xué)為例呈現(xiàn)構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)支持環(huán)境的相關(guān)內(nèi)容。

第一，基礎(chǔ)支撐環(huán)境的建設(shè)。為進(jìn)一步加強(qiáng)“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下信息化與教學(xué)改革的融合，保障教學(xué)信息化環(huán)境配套支持服務(wù)體系建設(shè)，在校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，2018年學(xué)校對基礎(chǔ)有線管網(wǎng)進(jìn)行了整體改造，陸續(xù)投入資金進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建成無縫覆蓋的校園無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了雙網(wǎng)融合統(tǒng)一管理。2018年，建立虛擬化云平臺(tái)，創(chuàng)建虛擬主機(jī)，教務(wù)、校園卡數(shù)據(jù)庫等重點(diǎn)系統(tǒng)都已部署在虛擬化平臺(tái)上。

第二，虛擬教學(xué)環(huán)境的建設(shè)。2013年，學(xué)校陸續(xù)引入優(yōu)質(zhì)課程資源。2016年引進(jìn)新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)，立項(xiàng)支持建設(shè)校內(nèi)在線課程。

第三，物理教學(xué)環(huán)境的建設(shè)。學(xué)校不斷改善課堂教學(xué)環(huán)境，2016年建成網(wǎng)絡(luò)中控教室，完成了第二代多媒體教室的升級改造。為配合混合式教學(xué)改革，建設(shè)了研討型互動(dòng)教室;2018年投入使用的微課慕課創(chuàng)作室，為在線課程的制作提供了便捷路徑;沉浸式互動(dòng)直播教室也投入使用。

結(jié)論

從智慧教室到智慧學(xué)習(xí)空間，智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)已經(jīng)成為信息技術(shù)與教育技術(shù)深度融合的前沿陣地。近年來，各高校的信息化建設(shè)正在從多媒體教室的建設(shè)向智慧教室的建設(shè)轉(zhuǎn)變、從示范性智慧型教室的建設(shè)向規(guī)模化智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)轉(zhuǎn)變。智慧教學(xué)環(huán)境作為信息化、教學(xué)方法、空間環(huán)境設(shè)計(jì)相融合的具體呈現(xiàn)，是課前、課中、課后一體化的教學(xué)生態(tài)圈，為教師進(jìn)行各種新型教學(xué)模式探索和教學(xué)改革提供了支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]張其亮，王愛春.高校教學(xué)信息化建設(shè)總體框架設(shè)計(jì)[J].中國教育信息化，2020（03）：19-22.

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[3]劉志文，錢震.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代“準(zhǔn)智慧”教室的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)， 2019，29（12）：68-74.

論文資助課題：教育部2018年產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（201801039097）“基于雨課堂的煙臺(tái)大學(xué)‘互聯(lián)網(wǎng)+黑板+移動(dòng)終端教學(xué)改革探索”;2019年煙臺(tái)大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目（jyxm2019052）“多校區(qū)教學(xué)支撐技術(shù)體系建設(shè)研究”。