基于智慧教室功能建構(gòu)及其建設(shè)思考

李國強

浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310000

建設(shè)智慧型的教育空間，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和開拓能力以及具備社會責(zé)任感的綜合型人才是新時代的必然要求，也是高校的基本教學(xué)目標(biāo)之一。當(dāng)前各高校已經(jīng)開始結(jié)合相關(guān)的教育政策，嘗試建設(shè)智慧教室，而且取得了一定的成就。但是智慧型教室的建設(shè)還缺乏足夠的經(jīng)驗。很多主體側(cè)重從技術(shù)的角度來構(gòu)建教室，卻忽視了應(yīng)用和創(chuàng)新方面的考慮，導(dǎo)致智慧教室的應(yīng)用效果還不是特別理想。因此對智慧型教師功能的重新建構(gòu)就顯得尤為重要。

一、智慧型教室的含義和特征

（一）智慧型教室的含義

智慧型教室是在教育信息化的背景下發(fā)展而來的。截至目前，學(xué)術(shù)界還沒有關(guān)于智慧型教室的統(tǒng)一定義。通過搜集相關(guān)的文獻，筆者發(fā)現(xiàn)有些學(xué)者習(xí)慣從兩個方面來對智慧型教室進行定義。一種觀點認(rèn)為，只要是裝備了智能化教學(xué)設(shè)備的教室就可以被稱之為智慧型教室，這些教學(xué)設(shè)備包括多媒體教學(xué)設(shè)施、音視頻設(shè)備、投影儀、計算機和揚聲器等。而另外一種觀點認(rèn)為智慧型教室應(yīng)該具備以下功能：好好教學(xué)、智能化教學(xué)、簡單易用、提供互動式的學(xué)習(xí)環(huán)境、能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的個性化發(fā)展等。

（二）智慧型教室的特征

數(shù)據(jù)處理智能化。智慧型教室所擁有的教學(xué)資源不能等同于簡單的大數(shù)據(jù)，而是通過算法的整合對教學(xué)資源進行篩選，從而獲得了有用的信息。數(shù)據(jù)的智能化是智慧型教室建設(shè)的靈魂之一，是智慧型教室的衡量標(biāo)準(zhǔn)。如果智慧型教室對數(shù)據(jù)的運用越充分，則表明其具有較高的等級。智慧型教室所擁有的數(shù)據(jù)建設(shè)包括數(shù)據(jù)的收集、存儲、篩選、分析處理等［2］。

環(huán)境調(diào)控智能化。能對環(huán)境進行智能化的調(diào)控是智慧型教室最基本的功能之一。智慧型教室可以對教室的燈光亮度、投影機的亮度、教室的溫度、師生的互動環(huán)境等要素進行有效地調(diào)節(jié)，而且能夠根據(jù)教學(xué)的需要和人體的生理需求進行自動調(diào)整。確保教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求始終處在一個穩(wěn)定的平衡當(dāng)中。智慧型教室通過對環(huán)境的調(diào)控來促進教學(xué)效果的提升。

分析決策智能化。智慧型教室通過對教學(xué)過程中數(shù)據(jù)的收集、分析和處理，能夠?qū)虒W(xué)的效果、設(shè)備的運行情況進行有效的監(jiān)控，而且能將這些動態(tài)的數(shù)據(jù)進行實時地記錄，為管理者做出教學(xué)方面的決策提供數(shù)據(jù)支持。

體系架構(gòu)智能化。智慧型教室是一個整體性的工程，具有一定的復(fù)雜性。其建設(shè)需要多個主體共同發(fā)力，從多個角度來開展建設(shè)。學(xué)校整體的信息化基礎(chǔ)設(shè)施和運行狀況影響了智慧型教室的狀態(tài)，因此，學(xué)校應(yīng)該為智慧型教室構(gòu)建智能化的體系結(jié)構(gòu)，比如要加強網(wǎng)絡(luò)安全防護體系的建設(shè)，加強對智慧型教室的后期信息化維護，對教學(xué)者提供設(shè)備使用上的幫助和支持等。

綜上所述，智慧型教室可以方便地操作和控制教室中的各種智能化設(shè)備，能讓學(xué)生沉浸在教學(xué)環(huán)境中，實現(xiàn)人機之間的交互融合，從而為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供全方位的支持。

二、智慧型教室發(fā)展存在的機遇和問題

（一）智慧型教室發(fā)展面臨的機遇

中國的中小學(xué)已經(jīng)意識到了智慧教室建設(shè)的重要性。不同的學(xué)科需要不同的教學(xué)環(huán)境來支撐。自2017年起，國內(nèi)的眾多中小學(xué)都在研究和建設(shè)智慧型教室，引領(lǐng)著智慧型教室的加速推進。根據(jù)有關(guān)部門的研究，國內(nèi)中小學(xué)一般會通過兩種方法來建設(shè)智慧型教室［3］。第一種是建立新的智慧型教室，第二種是對舊的教室系統(tǒng)進行改進，使其滿足智慧型教室的要求。

首先，國家政策為智慧型教室的建設(shè)提供了良好的條件。智慧型教室是信息化發(fā)展的產(chǎn)物，受到了國家有關(guān)部門的強烈重視。在中國教育部門發(fā)布的“十三五”規(guī)劃中明確提出要建構(gòu)智慧化的教學(xué)環(huán)境，為智慧型教室的建設(shè)提供基本條件。各級財政部門要為智慧型教室的建設(shè)提供經(jīng)費支持。

其次，教育產(chǎn)業(yè)的需求比較旺盛，還存在著一定的教育市場空間。根據(jù)教育部發(fā)布的《2020年全國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，2020年全國共有各級各類學(xué)校53.71萬所，各級各類學(xué)歷教育在校生2.89億人。同時，全國共有義務(wù)教育階段在校生1.56億人，有義務(wù)教育階段學(xué)校21.08萬所。數(shù)量眾多的學(xué)校和在校生能催生出廣闊的教育市場前景，而智慧型教室的軟硬件市場將會迸發(fā)出前所未有的機遇。

再次，隨著教育改革的不斷深入，多樣化和新穎化的教學(xué)方法已經(jīng)得到了各個教育主體的重視。比如翻轉(zhuǎn)課堂、情境教學(xué)、互動教學(xué)模式已經(jīng)被大量采用。而這些多樣化的教學(xué)方式對互動的手段、信息的獲取和教學(xué)設(shè)備質(zhì)量都提出了更高的要求，而傳統(tǒng)的教室在功能和形態(tài)上無法滿足教育改革的要求，這都需要智慧型教室的設(shè)備作為支撐［4］。

最后，近年來隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，這些技術(shù)手段能夠被快速地應(yīng)用到教育領(lǐng)域當(dāng)中去，而且能夠不斷地催生出教育信息化產(chǎn)品，為智慧型教室的建設(shè)提供完整的產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)支持。

（二）智慧型教室建設(shè)中存在的問題

越來越多的中小學(xué)校開始重視增加校園內(nèi)智慧型教室的數(shù)量，而中國的教育信息化也取得了一定的發(fā)展。但是由于智慧型教室的建設(shè)起步較晚，很多中小學(xué)在建設(shè)過程中還存在以下幾個方面的問題。

教室建設(shè)不規(guī)范。隨著新課程改革的不斷深入和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，智慧型教室也開始在各個中小學(xué)校園內(nèi)部出現(xiàn)。但是各個中小學(xué)在建設(shè)智慧型教室的過程中，所遵循的標(biāo)準(zhǔn)、要求的條件和建設(shè)的成果都存在了很大的差異。主要原因是教室的建設(shè)沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，各種中小學(xué)在建設(shè)智慧型教室的過程中，都會以體驗智慧功能為目標(biāo)建設(shè)一兩間智慧型教室。較少的教室數(shù)量不能夠?qū)崿F(xiàn)智慧型教室的規(guī)?；?，也不利于智慧型教室在校園內(nèi)部的大規(guī)模普及。

系統(tǒng)設(shè)計不合理。很多中小學(xué)在建設(shè)智慧型教室的過程中側(cè)重智能化的設(shè)備。因此，很多智慧型教室內(nèi)部充滿了各種智能化的設(shè)備，但是由于缺乏早期的統(tǒng)一規(guī)劃，導(dǎo)致智能化設(shè)備的功能不全面，甚至出現(xiàn)和舊系統(tǒng)不能兼容的問題。而且不同的設(shè)備模塊之間具有很強的差異性，極大地提高了教師操作的難度。在多個智能化系統(tǒng)同時運行的過程中，很多數(shù)據(jù)容易丟失，導(dǎo)致教學(xué)活動無法得到技術(shù)上的保障。有些中小學(xué)缺乏對設(shè)備進行維護的人員，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，教學(xué)活動就難以開展。

缺乏明確的教學(xué)需求。很多中小學(xué)在沒有明確基本的教學(xué)需求的情況下對教室進行改造。但是卻沒有考慮到改造后的效果。有些教室在經(jīng)過改造后呈現(xiàn)出來的視覺和聽覺效果都比較差，而且改造后的布局非常不利于師生之間進行互動，導(dǎo)致很多教學(xué)策略沒有辦法有效開展。另一方面，教師對一些復(fù)雜設(shè)備的功能還不了解，在使用方面存在不熟悉的情況。這些都表明中小學(xué)對智慧型教室的后續(xù)改造沒有明確基本的教學(xué)目標(biāo)。

智慧型教室建設(shè)重設(shè)備輕數(shù)據(jù)。智慧型教室是學(xué)校教學(xué)體系的重要組成部分，能夠體現(xiàn)教學(xué)的特色，彰顯學(xué)校的辦學(xué)實力，也是能突出學(xué)校管理者政績的工程。從這個角度來講，很多中小學(xué)都愿意在能看得見的政績上下功夫，而對智慧型教室的核心軟件工程卻少做投入。有的學(xué)校搞躍進式的智慧型教室建設(shè)，提出在三年內(nèi)建成數(shù)十間智慧型教室。但其實本質(zhì)上建設(shè)的智慧型教室只是多媒體教室的一種形態(tài)而已。

三、智慧型教室的設(shè)計理念

智慧型教室在設(shè)計的過程中一定要遵循統(tǒng)一規(guī)劃、整體設(shè)計、按步實施、逐步完善的原則，結(jié)合中小學(xué)教育學(xué)中的教學(xué)、學(xué)習(xí)、管理和評價等功能。著重在教學(xué)和管理方面增加智能化的元素，從而提高教學(xué)的信息化水平，這是智慧型教室的建設(shè)理念。

（一）實現(xiàn)智慧化的教學(xué)

智慧型教室要貼合素質(zhì)教育教學(xué)理念，能為新穎的教學(xué)方法提供支持，保證能充分發(fā)揮教學(xué)工具和設(shè)備的作用，方便教師開展多樣化的教學(xué)活動。智慧型教室也應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)師生之間的互動學(xué)習(xí)，能夠滿足教師采取混合教學(xué)、翻轉(zhuǎn)教學(xué)、情境教學(xué)和互動教學(xué)的需要。

（二）實現(xiàn)智慧化的學(xué)習(xí)

智慧型教室應(yīng)該為學(xué)生個體提供智能化的學(xué)習(xí)平臺，能為學(xué)生使用手機、平板和筆記本電腦等智能終端學(xué)習(xí)提供良好的環(huán)境。學(xué)生可以從智能平臺上隨時隨地獲取數(shù)字化教學(xué)資源，同時可以無障礙地進行人機交流。學(xué)生可以實現(xiàn)定制化、個性化地學(xué)習(xí)，滿足學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識課程，實現(xiàn)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等各方面的需要。

（三）實現(xiàn)智慧化的管理

智慧型教室應(yīng)該嵌入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。使用者可以通過控制中心管理教室內(nèi)的智能設(shè)備，同時也可以智能化地調(diào)節(jié)教師的環(huán)境，實現(xiàn)隨時隨地的教室管理。管理者也能及時更新課程表格、設(shè)備檔案、打卡記錄。智慧型教室讓教師的管理突破時間和空間的限制。

（四）實現(xiàn)智慧化的評價

智慧型教室可以實現(xiàn)對教學(xué)環(huán)境大數(shù)據(jù)的收集、存儲和分析。智慧型教室可以分析師生線上和線下的課堂互動、試題練習(xí)、情境交流和網(wǎng)絡(luò)作業(yè)問答等情況，實現(xiàn)對教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)情況的全線跟蹤和監(jiān)控，這樣就能夠建立完整的師生學(xué)習(xí)檔案，為日后的教學(xué)評價和教師考核提供了數(shù)據(jù)依據(jù)。

四、智慧型教室的建設(shè)策略

當(dāng)前越來越多的中小學(xué)已經(jīng)開始建設(shè)智慧型教室，而智慧型教室的質(zhì)量也參差不齊。技術(shù)只是影響智慧型教室的一個層面，而良好的功能架構(gòu)也能對智慧云教室的狀態(tài)起到重要影響。文章從以下幾個方面提出了智慧型教室的建設(shè)策略。

（一）從教學(xué)需求出發(fā)統(tǒng)籌規(guī)劃

建設(shè)智慧型教室要根據(jù)學(xué)校自身的特點，借鑒其他學(xué)校的成功經(jīng)驗，從多個角度進行考慮。以建設(shè)智能、簡單、高效管理、個性化的智慧型教室。積極完善智慧型教室的功能，打造良好的智慧型教室環(huán)境。

中小學(xué)應(yīng)該組織技術(shù)力量開發(fā)自己的數(shù)據(jù)接口，讓智慧校園系統(tǒng)、智能課堂平臺和教務(wù)管理系統(tǒng)都能夠?qū)崿F(xiàn)無縫銜接，實現(xiàn)教學(xué)資源和教學(xué)空間的一體化。這樣就能夠防止數(shù)據(jù)孤島的現(xiàn)象發(fā)生，提高信息的流通速度，同時智慧型教室還應(yīng)該根據(jù)各個學(xué)科的特點來選擇智能化的教學(xué)工具和平臺，考慮到人的基本生理特點來設(shè)計教室布局，讓智慧型教室符合“人本”觀念。

（二）構(gòu)建靈活的虛擬空間

智慧型教室的基本目標(biāo)是建設(shè)具有靈活性、統(tǒng)一性的教室和智能、高效、能實現(xiàn)完美交互的云教學(xué)平臺，將教室按照各個學(xué)科的特點和教學(xué)的需要進行分門別類地管理，并且在教學(xué)的設(shè)備上要包含活動桌椅和創(chuàng)意的教學(xué)空間，突破傳統(tǒng)教室布局的限制，加強師生之間的交流。

中小學(xué)的智慧型教室可以按照教室的功能來進行區(qū)分，比如可以將智慧型教室分為研討教室和授課教室。教室內(nèi)部設(shè)置的教學(xué)設(shè)備可以靈活轉(zhuǎn)動，能滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，而且教室采用靈活式的布局設(shè)計，用智能軟件系統(tǒng)來操控整體的教室環(huán)境。智慧型教室實現(xiàn)了信息在虛擬教室空間的自由交換。智慧型教室充分利用了云計算技術(shù)，將各個不同的教室連接起來，實現(xiàn)了授課和研討的無縫銜接。

（三）完善智慧型教室的評價機制

中小學(xué)要建立標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化的智慧型教室，就必須建立一套可靠、客觀的評估體系，對不同學(xué)科和不同的教學(xué)方法制定靈活的評價標(biāo)準(zhǔn)，評估智慧型教室的經(jīng)濟投入和所產(chǎn)生的教育效果，選擇性價比最高的教學(xué)產(chǎn)品，實現(xiàn)經(jīng)濟效益的提高。

中小學(xué)可以從以下幾個方面構(gòu)建智慧型教室的評價指標(biāo)體系，比如從基礎(chǔ)設(shè)施的質(zhì)量、環(huán)境與布局、教學(xué)資源平臺、軟件系統(tǒng)、移動終端、教學(xué)方案等。這些指標(biāo)可以從不同的角度衡量智慧型教室的建設(shè)情況，也能分析智慧型教室的環(huán)境對學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的適應(yīng)能力。管理者可以根據(jù)評估的結(jié)果對智慧型教室做出調(diào)整。

五、結(jié)束語

智慧型教室是教育信息化發(fā)展的必然結(jié)果。對于中小學(xué)來講，建設(shè)智慧型的教室能實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、環(huán)境調(diào)整、教學(xué)方式的智能化和信息化。中小學(xué)在建設(shè)智慧型教室的過程中，也要注意建立合理的教室使用評價體系。同時，對智慧型教室的研究不能僅僅停留在理論層次，各個管理者要大膽嘗試智慧型教室的建設(shè)實踐，從而在實踐中對智慧型教室的功能進行調(diào)整，最終達到理想狀態(tài)。