教育信息化背景下智慧教室的建設(shè)探索與實(shí)踐

孔曉宇

（無(wú)錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214000）

1 高校課堂模式的現(xiàn)狀

多年來(lái)，高校主要使用的是“中控+電腦+實(shí)物投影儀”的多媒體教室，建設(shè)時(shí)間早，設(shè)備故障多，維護(hù)成本高。在傳統(tǒng)的多媒體平臺(tái)上，教師主要使用PPT授課，授課形式單一，缺乏與學(xué)生之間的教學(xué)互動(dòng)。多媒體教學(xué)難以有效提升教學(xué)質(zhì)量，并且與學(xué)校的教務(wù)、多媒體管理等方面的業(yè)務(wù)銜接不足，無(wú)法融合學(xué)校的教學(xué)管理和服務(wù)工作，產(chǎn)生資金投入大、效能局限性強(qiáng)、業(yè)務(wù)無(wú)法統(tǒng)籌、日常管理和服務(wù)困難等一系列問(wèn)題[1]。

2 智慧教室建設(shè)的意義及其重要性

早在《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》頒布時(shí)，國(guó)家就明確指出要加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。近年來(lái)，隨著各高校智慧校園建設(shè)的推進(jìn)，智慧教室作為信息化基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對(duì)于推進(jìn)教育信息化向智能和創(chuàng)新發(fā)展具有重大的意義。

智慧教室的重要性主要體現(xiàn)在社會(huì)、學(xué)校、教師、學(xué)生等多個(gè)方面。對(duì)于教師而言，可以充分發(fā)揮其教學(xué)的主動(dòng)性，更靈活地應(yīng)用各種教學(xué)資源，從而轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，提升教學(xué)質(zhì)量。對(duì)于學(xué)生而言，改善智能化的教學(xué)環(huán)境，運(yùn)用富媒體的教學(xué)手段，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的最優(yōu)化，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目的。

3 智慧教室的建設(shè)

3.1 智慧教室的建設(shè)理念

智慧教室是利用先進(jìn)的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)手段，解決當(dāng)前教學(xué)過(guò)程中的互動(dòng)問(wèn)題。遵循統(tǒng)一規(guī)劃、總體設(shè)計(jì)的原則，通過(guò)移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)師生間的交互、分組討論、移動(dòng)考勤、移動(dòng)學(xué)習(xí)、云評(píng)價(jià)等功能。在教學(xué)活動(dòng)中增加智能效果，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的立體溝通與交流，傳統(tǒng)課堂發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革，實(shí)現(xiàn)無(wú)邊界課堂。

3.2 智慧教室建設(shè)體系

智慧教室是現(xiàn)代教學(xué)環(huán)境建設(shè)的必然趨勢(shì)。以無(wú)錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，學(xué)校于2020年推進(jìn)了智慧教室建設(shè)項(xiàng)目，建設(shè)完成97間智慧教室和1間教學(xué)服務(wù)中心，采用“86寸液晶觸摸一體機(jī)+推拉黑板+智能控制中控+場(chǎng)景采集系統(tǒng)”的智能一體化模式。

3.2.1 教室布局

智慧教室中可以對(duì)原有的多媒體教室建設(shè)環(huán)境進(jìn)行改造，增加投影設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及教室燈光、窗簾、可移動(dòng)桌椅，并對(duì)其進(jìn)行智慧融合、集中控制、靈活管理。中控臺(tái)改成智慧的云端和終端操作界面，實(shí)現(xiàn)一體化控制。同時(shí)還進(jìn)行了教室網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境改造，配套的教學(xué)資源軟件平臺(tái)建設(shè)。

3.2.2 交互顯示系統(tǒng)

智慧教室中可以利用現(xiàn)有多媒體設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造，常見(jiàn)的交互顯示設(shè)備包括投影儀、幕布、電子白板、觸摸一體機(jī)，而智慧交互顯示系統(tǒng)—智慧黑板則利用納米涂層及觸摸顯示技術(shù)，將交互顯示設(shè)備與黑板結(jié)合，具備抗暴、防水、防塵、耐用等特性，滿(mǎn)足教學(xué)環(huán)境高粉塵、高使用頻率、高安全防護(hù)的使用需求，與現(xiàn)代化教學(xué)場(chǎng)景融為一體。

智慧交互顯示系統(tǒng)可對(duì)接教室中控網(wǎng)絡(luò)控制功能，通過(guò)教師端、云端平臺(tái)以及智慧教學(xué)管理服務(wù)中心的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備可視化管理、智能化教室聯(lián)動(dòng)以及云端的智能維護(hù)，為未來(lái)的發(fā)展提供服務(wù)。

3.2.3 高清錄播系統(tǒng)

建設(shè)和開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源交互與共享。全自動(dòng)高清錄播系統(tǒng)主要用于進(jìn)行創(chuàng)新課教學(xué)、分組討論教學(xué)模式的交互課堂教學(xué)，由錄播主機(jī)完成各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，完成老師、學(xué)生場(chǎng)景及計(jì)算機(jī)課畫(huà)面的采集，配合智能導(dǎo)播及高精度跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的智能導(dǎo)播切換功能。自動(dòng)跟蹤拍攝老師及每個(gè)回答問(wèn)題學(xué)生的正面特寫(xiě)畫(huà)面，還可以同時(shí)跟蹤拍攝教室多個(gè)黑板區(qū)、屏幕區(qū)老師及學(xué)生的活動(dòng)畫(huà)面，錄播主機(jī)將采集的高清視音頻數(shù)據(jù)流通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)直播、同步錄制存儲(chǔ)，通過(guò)云服務(wù)器平臺(tái)提供直播及資源點(diǎn)播。

3.2.4 遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)

教師通過(guò)互動(dòng)教學(xué)客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)與異地學(xué)生同步教學(xué)，實(shí)時(shí)課堂面對(duì)面的交流，授課老師可以隨時(shí)向遠(yuǎn)端聽(tīng)課教室學(xué)生提問(wèn)，聽(tīng)課教室的學(xué)生也可以向主講教室提問(wèn)，主講老師與遠(yuǎn)程的學(xué)生通過(guò)錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程面對(duì)面的交流。

主講教室的錄播系統(tǒng)中已經(jīng)具有了互動(dòng)教學(xué)的功能，無(wú)須安裝其他軟件就能與遠(yuǎn)程教室進(jìn)行互動(dòng)，錄播主機(jī)互動(dòng)教學(xué)功能直接在錄播的主界面完成，無(wú)須切換錄播的軟件界面，也不需要再調(diào)用其他的軟件程序，在正常錄制直播的同時(shí)就能實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程的互動(dòng)教學(xué)功能。

4 智慧教室建設(shè)成效

4.1 互動(dòng)式教學(xué)

“所見(jiàn)即所得，所觸即所想”[2]是智慧教室呈現(xiàn)的實(shí)時(shí)互動(dòng)體驗(yàn)，調(diào)動(dòng)了師生的參與性和積極性，提高了課堂效率。

4.1.1 課前多元化備課

教師備課，一般按照學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)和課后練習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教師在家或者教室里都可以打開(kāi)教學(xué)平臺(tái)，查看學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況、課后作業(yè)情況，根據(jù)學(xué)生遇到的問(wèn)題有目的性的備課。

4.1.2 課堂互動(dòng)教學(xué)

智慧教室教學(xué)一體機(jī)的實(shí)現(xiàn)，顛覆了多年多媒體控制臺(tái)傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境。授課時(shí)，教師可自行運(yùn)用虛擬仿真等多種媒體素材，完成演示、隨堂測(cè)驗(yàn)、互動(dòng)答題、3D模型演示等多種教學(xué)場(chǎng)景，豐富教學(xué)內(nèi)容和形式。

4.1.3 手機(jī)互動(dòng)教學(xué)

基于無(wú)線(xiàn)同屏技術(shù)，教師授課時(shí)通過(guò)手機(jī)上的教學(xué)App實(shí)現(xiàn)控制課件播放時(shí)速、同步教學(xué)、管理音頻廣播、解答疑問(wèn)等移動(dòng)教學(xué)互動(dòng)場(chǎng)景。

4.1.4 實(shí)時(shí)互動(dòng)管理

上課點(diǎn)名，通過(guò)教室觸摸一體機(jī)上的“超星泛雅課堂”，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)簽到。教師可根據(jù)需要設(shè)置課堂行為管理，如：課堂發(fā)言、課堂表現(xiàn)等。在教學(xué)過(guò)程中，保證授課、互動(dòng)、測(cè)試內(nèi)容等順利進(jìn)行，完成課程的教學(xué)目標(biāo)。

4.2 直錄播式教學(xué)

在高校的教學(xué)計(jì)劃中經(jīng)常會(huì)有同一個(gè)年級(jí)同上一門(mén)課的情況，如“計(jì)算機(jī)信息基礎(chǔ)”“大學(xué)英語(yǔ)”等。直播錄播同上一門(mén)課是智能教室的擴(kuò)展應(yīng)用[3]，只需一位教師即可在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)給一個(gè)年級(jí)的幾百名學(xué)生上課，既節(jié)約了教師資源，又節(jié)約了時(shí)間資源。

4.2.1 直播課程

教師在智能教室直播授課，學(xué)生可在現(xiàn)場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)端觀看直播。

4.2.2 錄播課程

學(xué)生可以在任意空閑時(shí)間段收看錄制好的課程。

4.3 集控式教學(xué)管理

智慧教室整合了門(mén)禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和教學(xué)控制系統(tǒng)為一體的集控管理模式，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)智能教室設(shè)備的管理。集控式教學(xué)管理讓教學(xué)管理可視化，教學(xué)質(zhì)量可監(jiān)控[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

智慧教室為師生帶來(lái)全新的教學(xué)體驗(yàn)，提高課程教學(xué)的有效性，提升了教學(xué)質(zhì)量和水平。伴隨著智慧教室的建造，越來(lái)越多的專(zhuān)業(yè)和教師已經(jīng)開(kāi)始新一輪的信息化教學(xué)改革與探索，把新一輪改革的重點(diǎn)放在開(kāi)發(fā)新的數(shù)字化教學(xué)資源上，以此來(lái)全面推動(dòng)信息化教學(xué)改革。