李康康 趙鑫碩 陳 琳

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我國智慧教室的現(xiàn)狀及發(fā)展*

李康康 趙鑫碩 陳 琳[通訊作者]

（江蘇師范大學江蘇省教育信息化工程技術研究中心，江蘇徐州 221116）

智慧教室是智慧教育發(fā)展的基礎，是“互聯(lián)網(wǎng)+”教室的新形式。為整體把握我國智慧教室的現(xiàn)狀，文章從智慧教室的人群定位、應用技術、教室特征、設計理念以及配套的教學模式等方面分析了智慧教室的現(xiàn)狀，提出了智慧教室的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移、縱深發(fā)展等策略，并展望了下一代智慧教室——智慧研創(chuàng)室的發(fā)展，以期為我國創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)和智慧教育的發(fā)展提供借鑒。

智慧教育；智慧教室；互聯(lián)網(wǎng)+教室；智慧研創(chuàng)室

2015年舉辦的中國國際智慧教育展覽會及全國教育信息化應用展覽，展示了高校和公司的一系列教育信息化最新研發(fā)成果（包含校園信息化平臺和系統(tǒng)、智慧校園解決方案、教學小工具以及智慧教室等），為我國教育信息化的發(fā)展提供了展示、交流、合作的平臺；而智慧教室的解決方案，更是吸引了大量參會者的駐足與體驗。腦科學、人體工程學、學習分析學的不斷發(fā)展，加上時代對教室重構的訴求，使得智慧教室的研究與應用成為了智慧教育研究的重要方向之一。智慧教室作為一種典型的智慧學習環(huán)境，是學校信息化發(fā)展到一定階段的內(nèi)在訴求，是當今智慧學習時代的必然選擇[1]。智慧教室是指為教學活動提供智慧應用服務的教室空間及其軟硬件裝備的總和，它是在物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新興信息技術推動下的教室信息化建設的新形態(tài)[2]。目前，我國智慧教室的研究正處于初級階段。本研究將從智慧教室的人群定位、應用技術、教室特征、設計理念以及配套的教學模式等方面，深入分析我國智慧教室的發(fā)展現(xiàn)狀，探討其不足之處，并就智慧教室的優(yōu)化提出建議。

一 研究設計

本研究以CNKI中“智慧教室”、“智慧課堂”、“未來教室”、“未來課堂”、“智慧學習環(huán)境”為關鍵詞，檢索時間設為2008年1月1日～2016年4月30日，選取在教育技術業(yè)內(nèi)較有影響力的期刊（如《電化教育研究》、《中國電化教育》、《現(xiàn)代教育技術》、《開放教育研究》、《遠程教育雜志》、《中小學信息技術教育》、《中國信息技術教育》等）上發(fā)表的論文、在2015年中國國際智慧教育展覽會和全國教育信息化應用展覽中收集的相關智慧教室資料為研究依據(jù)，最終篩選出95篇論文、20本智慧教室宣傳冊和17份從互聯(lián)網(wǎng)篩選出的有代表性的智慧教室解決方案作為研究的基本資料。在通讀所有資料的基礎上，本研究將涉及智慧教室的適用人群、應用技術、教室特征、設計原則以及相應教學模式的關鍵詞進行分類統(tǒng)計，統(tǒng)計工具為Excel 2010，最終以圖表的形式展現(xiàn)目前我國智慧教室研究的共性和異性，并分析其不足。

二 統(tǒng)計結果與分析

1 人群定位分析

2015年中國國際智慧教育展覽會、全國教育信息化應用展覽以及從互聯(lián)網(wǎng)篩選出的智慧教室解決方案所面向的客戶群體主要是中小學。目前參與研究智慧教室的高校較少，但高校智慧教室的人群定位范圍較廣。而智慧教室解決方案主要面向中小學，原因在于：①目前我國每個班級的中小學生人數(shù)相對較多，對于新環(huán)境的渴求尤其濃烈；②目前我國中小學還是以成績?yōu)閷颍畔⒓夹g能充分利用名校和名師的教學資源提高學生的學習成績，這也推動了智慧教室在中小學的應用；③中小學知識相對簡單，便于軟件研發(fā)人員進行開發(fā)，產(chǎn)品也容易推廣和應用。因此，我國智慧教室更多地是針對中小學，而缺乏對本科生、研究生群體的關注。

2 應用技術分析

智慧教室應用技術統(tǒng)計如圖1所示，可以看出：在軟件技術方面，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、多屏顯示技術、學習分析等在智慧教室中應用廣泛。當前，我國數(shù)字化教育面臨信息系統(tǒng)維護、數(shù)據(jù)與資源共享、科學管理與決策、技術與教學深層次整合等方面的諸多瓶頸，而物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的發(fā)展為我國數(shù)字化教育的轉(zhuǎn)型升級提供了重要機遇。泛在學習環(huán)境的構建，為泛在學習的成功實施提供基礎和保障[3]。在智能環(huán)境控制技術方面，智慧教室就是更多地基于泛在化環(huán)境，從光、溫度、色彩和濕度的角度保證環(huán)境的舒適。技術的發(fā)展為記錄和分析學生的行為提供了數(shù)據(jù)的保證，但同時也需注意不要過多地糾結于技術和設備的提升，而忽略了教師的使用能力和學校的承受能力。為防止濫用智慧教室技術，胡衛(wèi)星等[4]提出智能教室構建應以實際教學需求的滿足為出發(fā)點，結合設備資源的性價比、使用難易程度、師生教與學策略、應用范圍等多種因素綜合考慮。

圖1 智慧教室應用技術統(tǒng)計

3 教室特征分析

智慧教室特征統(tǒng)計如圖2所示。智慧教室具有互動性、方便性、感知性、安全性、清晰性、開放性、生態(tài)性以及先進性等特征：互動性是指人與人、人與技術、人與環(huán)境、人與資源、技術與技術等維度的互動[5]；方便性是指技術的使用門檻低，便于教師的使用和管理人員的維護；感知性是從物理環(huán)境和虛擬環(huán)境兩個方面進行感知，如要求硬件設備能感知室內(nèi)溫度、亮度、濕度以及空氣質(zhì)量的變化，甚至能感知學習者的坐姿調(diào)整、身體狀態(tài)以及聽課狀態(tài)，以及時做出智能化的調(diào)整，虛擬環(huán)境則通過記錄學生的網(wǎng)絡行為痕跡，來分析學習者的學習狀態(tài)和情感變化；安全性主要指智慧教室的保護措施和網(wǎng)絡環(huán)境的安全措施，要求不能對學生的身體健康造成危害，需凈化網(wǎng)絡環(huán)境，保護學生的隱私；清晰性是指在內(nèi)容呈現(xiàn)方面利于視覺和聽力接收，能有效地排除環(huán)境干擾，降低認知負荷；開放性是指基礎軟硬件設備相關接口符合國際標準和工業(yè)標準，允許不同系統(tǒng)平臺與智慧教室互聯(lián)互通；生態(tài)性是指與學習者息息相關的軟件應用隨學習需求變化，可進行動態(tài)的調(diào)整；先進性既指設備的先進，能快速、高效地調(diào)整教室的環(huán)境，不能帶來新的噪音污染和環(huán)境污染，也指軟件平臺和教學理念的先進，能結合腦科學、人體工程學、學習分析學和學習科學對學生的學習偏好進行準確分析。如中慶集團的智慧教室解決方案，圍繞“資源云平臺、班班通、人人通”打造了一個以“教學服務”和“教研服務”為核心的教學生態(tài)環(huán)境，并以中慶教育云為核心，連接錄播、交互式多媒體觸摸一體機、教學終端、數(shù)字視頻展臺等教學系統(tǒng)，實現(xiàn)課中智慧教學和課外交互相關聯(lián)[6]。

圖2 智慧教室特征統(tǒng)計

圖3 智慧教室教學模式統(tǒng)計

4 設計理念分析

智慧教室的設計大多遵循“以人為本”、“以學生為中心”的理念。信息時代的學習本質(zhì)表現(xiàn)出三個方面的轉(zhuǎn)變：一是學習者在學習過程中的地位由被動轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?；二是學習過程由以記憶為主的知識掌握轉(zhuǎn)變?yōu)橐园l(fā)現(xiàn)為主的知識建構；三是知識的習得由個人的、機械的記憶轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣摹⒒拥?、體驗的過程[7]。信息時代的學習環(huán)境要適應這些轉(zhuǎn)變，使“以人為本”和“以學生為中心”的理念貫徹于智慧教室的設計之中。如未來課堂就從用戶體驗的角度體現(xiàn)了以學習者為中心的設計理念，其用戶體驗包括環(huán)境體驗、活動體驗、情感體驗、思考體驗和關聯(lián)體驗等五個方面[8]。

5 教學模式分析

智慧教室教學模式統(tǒng)計如圖3所示。由該圖統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，應用于智慧教室的教學模式大多有翻轉(zhuǎn)課堂模式、小組協(xié)作型、自主探究型、講授型、游戲化教學模式、體驗式學習模式、虛實結合—遠程協(xié)同模式[9]等。雖然教學模式的種類繁多，但每一種教學模式的應用并不持久，難以形成持續(xù)有效的實驗數(shù)據(jù)。教學模式的選擇不在多與新，而在于是否適合科學地根據(jù)人才培養(yǎng)的目標、學科類型、學生接受能力等進行不斷的調(diào)整。教學模式既是影響教學成功的關鍵，也是影響智慧教室未來發(fā)展的關鍵，每一種教學模式的選擇都將對教學效果產(chǎn)生深刻的影響。

三 基于智慧教室現(xiàn)狀的思考

綜上所述，智慧教室是以學生為中心，充分利用現(xiàn)代信息技術的優(yōu)勢記錄、分析學生學習行為的虛擬空間和現(xiàn)實空間的結合。目前，我國智慧教室的發(fā)展呈現(xiàn)出總體欣欣向榮、個別特色發(fā)展的局面，但智慧教室的發(fā)展仍以教師的教授為主導，沒能充分發(fā)揮學生的主觀能動性，也沒能充分地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。因此，從我國的具體國情出發(fā)，本研究就智慧教室的未來發(fā)展提出了以下三個建議：

1 戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移

智慧教室仍然是教室，也就是說，智慧教室仍是以“教”為中心的學習空間——這顯然與高度信息化時代創(chuàng)新人才的培養(yǎng)不符。李克強總理在《2015年中央政府工作報告》中，強調(diào)要“推動大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”，“個人和企業(yè)要勇于創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新，全社會要厚植創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新文化”?！吨泄仓醒雵鴦赵宏P于實施科技規(guī)劃綱要增強自主創(chuàng)新能力的決定》則指出，到2020年使我國進入創(chuàng)新型國家行列。創(chuàng)新型國家離不開創(chuàng)新型人才，而這種為未來所需的創(chuàng)新型人才應是具有國際競爭力的智慧型人才?；诖?，學生需積極改變知識接受者的角色，并緊緊圍繞創(chuàng)新創(chuàng)造進一步深化進而內(nèi)化自己的知識，將其轉(zhuǎn)化為有意義的、高效率的創(chuàng)新創(chuàng)造，真正實現(xiàn)“知、行、創(chuàng)”的統(tǒng)一。同時，智慧學習環(huán)境的設計也應緊跟時代發(fā)展的步伐，以創(chuàng)新人才的培養(yǎng)為目標和核心，構建創(chuàng)新型智慧學習環(huán)境。

目前，智慧教室大多應用于中小學。中小學雖有易于管理、評價和推廣的優(yōu)勢，但其存在的不足也很明顯：①我國中小學生的考核仍以成績?yōu)橹鲗В@樣不利于智慧教室創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗的持續(xù)進行，而且中小學大多采用演示型教學模式，這不利于多種教學模式的開展；②中小學生的學習主要處于知識積累的階段，采用自主探究型教學并不適合年齡過小的學生；③最為重要的是，智慧教室作為新型科技的集合體，必然用到平板電腦或電子書包等數(shù)碼產(chǎn)品，家長會因此而擔心學生視力受損或沉迷于電子產(chǎn)品，這將成為智慧教室發(fā)展的一大阻力。

基于以上思考，本研究認為應將智慧教室從以“教”為中心轉(zhuǎn)移到以“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為中心、將智慧教室設計和應用的對象從中小學生轉(zhuǎn)移到大學生（含本科生和研究生）。這是因為，大學生具有以下優(yōu)勢：①大學生的身體發(fā)育基本定型，視力穩(wěn)定，并且大部分擁有智能手機和筆記本電腦，這就為智慧教室的發(fā)展提供了身體和設備上的保證，并降低了智慧教室的設備購買成本。②大學生正是意氣風發(fā)之時，他們探索世界、展現(xiàn)自我的激情比較濃烈；相對于中小學生來說，他們的時間更寬裕、考核環(huán)境更寬松，這就保障了智慧教室創(chuàng)新能力培養(yǎng)實驗的持續(xù)性。③大學生已經(jīng)接受了12年的說教式教育，因此他們更迫切地希望能在教師的幫助下采取自主探索或小組合作的方式學習新知識，這就為智慧教室教學模式的多樣化實驗提供了保障。

2 縱深發(fā)展戰(zhàn)略

（1）數(shù)據(jù)統(tǒng)籌整合

信息技術的發(fā)展為智慧學習提供了強有力的支撐，但與學生學習息息相關的應用卻相對獨立，應用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也沒有共享，因此不能顯示學生學習的全貌。智慧教室的云服務應將體現(xiàn)學生不同能力的應用進行統(tǒng)籌整合，建立云服務中心和數(shù)據(jù)交換平臺。如此，學生可通過無線網(wǎng)絡使用云服務中心的所有資源，而使用生成的數(shù)據(jù)可通過數(shù)據(jù)交換平臺，將基礎數(shù)據(jù)和學習數(shù)據(jù)進行有效的分類和整合，從而全方位地展示學生的學習狀況。云服務中心的每一項與學習相關的應用需要不斷地進化，緊緊圍繞學習習慣、學習風格、學習意志力、創(chuàng)新能力等方面記錄、分析數(shù)據(jù)，最終形成全方位的學習數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析量表。

（2）全面量化自我

目前，智慧教室軟件的應用存在豐富但不深入的現(xiàn)象，如2015年中國國際智慧教育展覽會及全國教育信息化應用展覽展出的大多為中小學知識呈現(xiàn)、作業(yè)提交、判斷正誤、統(tǒng)計分析錯題、資源推送等相關的應用，而這些遠不能被稱為智慧。真正的智慧應是全面量化自我，即能根據(jù)用戶終端的遺留痕跡收集數(shù)據(jù)并形成統(tǒng)計分析。而數(shù)據(jù)的構成不能僅僅停留在學生的基本信息、考試成績、評優(yōu)評獎、課程互動等層面，還應借助文本分析、語音分析、學習分析、情感分析等技術，收集學習風格、情緒狀態(tài)、研究能力、創(chuàng)新能力、活動參與度、團隊關系等深層次影響學習者學習和創(chuàng)造的數(shù)據(jù)。

（3）融入學科發(fā)展

智慧教室的研究還需與具體的學科相結合，并依據(jù)學科的特點、性質(zhì)及未來發(fā)展方向，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心，探討不同學科背景下創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學模式，從人才培養(yǎng)、評價機制、教學方式上重新建構教學環(huán)境，在設計、收集、分析三個過程中緊緊圍繞創(chuàng)新能力數(shù)據(jù)的建設，以推動智慧教室的發(fā)展。

3 重構評價機制

科學合理的評價機制是智慧教室建設的重要參考指標，而智慧教室創(chuàng)新人才培養(yǎng)理念的發(fā)展使得評價機制的重構變得迫切。智慧教室的評價機制應充分結合數(shù)據(jù)挖掘、學習分析、內(nèi)容分析等技術，與發(fā)展性評價有機融合；通過數(shù)字化學習發(fā)展性評價系統(tǒng)采集和存儲數(shù)據(jù)，達到評價多樣化和個性化的效果[10]；圍繞學生的核心素養(yǎng)制定評價標準，在信息素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、批判性思維、解決問題的能力、溝通交流合作的能力、團隊合作能力等方面重新構建。

四 智慧教室的未來發(fā)展

智慧教室的未來發(fā)展與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)息息相關。那么，應注重培養(yǎng)創(chuàng)新人才的哪些能力呢？為了提升綜合國力，一些國家結合本國國情，繪制了世紀公民關鍵能力框架，要求本國公民具備批判性思考與問題解決能力、有效溝通能力、團隊合作能力、創(chuàng)新能力和信息技術運用能力。其中，信息技術運用能力是指能有效地運用信息技術進行學習或解決問題[11]。陳琳[12]認為，在信息技術迅猛發(fā)展的未來，教育的人才培養(yǎng)應向第五大支柱發(fā)展，即由學會認知（Learning to Know）、學會做事（Learning to Do）、學會合作（Learning to Together）、學會生存（Learning to Be）向?qū)W會創(chuàng)造（Learning to Create）轉(zhuǎn)變?？梢?，未來的智慧教室應重點培養(yǎng)有國際競爭力的創(chuàng)新人才。

從時代發(fā)展及未來人才的需求不難看出，下一代智慧教室應是智慧研創(chuàng)室。智慧研創(chuàng)室指基于物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新型信息技術，構建旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和研究能力的新型學習環(huán)境。在智慧研創(chuàng)室中，學習內(nèi)容智慧化呈現(xiàn)，學習資源泛在化獲取，生生和師生的交互立體多樣，現(xiàn)實學習空間與網(wǎng)絡學習空間相互融通，學生主體作用和教師主導作用能充分發(fā)揮，情境自動感知環(huán)境可實現(xiàn)智能化管理，學習過程與創(chuàng)新創(chuàng)造活動全程記錄并作為教育大數(shù)據(jù)供學習分析評價時用，最為重要的是創(chuàng)新創(chuàng)造活動的開展[13]。智慧研創(chuàng)室區(qū)別于智慧教室的一大核心，是以“教”為中心向“創(chuàng)新培養(yǎng)”的核心理念轉(zhuǎn)變，從教室形態(tài)、教學模式、評價機制等多方面對教室進行重構，從而實現(xiàn)科研能力和創(chuàng)新能力的提升。

智慧研創(chuàng)室在網(wǎng)絡學習資源建設方面主要以深度學習內(nèi)容為主，建設系統(tǒng)化的優(yōu)質(zhì)資源網(wǎng)絡，從而促進學生的深層次閱讀[14]。在智慧學習活動中充分激發(fā)學生主動創(chuàng)新的精神，不能只停留在教知識的層面，而要圍繞任務、項目、競賽等，采取自主研究型和小組協(xié)作型的學習方式，積極嘗試研創(chuàng)教育模式[15]，運用智慧型學習評價，逐步使學生達到“知、行、創(chuàng)”的統(tǒng)一。

參考文獻：

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編輯：小米

Status and Development of Smart Classroom in China

LI Kang-kang ZHAO Xin-shuo CHEN Lin[Corresponding Author]

Smart classroom is the basis for the development of wisdom education and the new form of “Internet +” classroom. In order to understand the overall development situation of smart classroom in our country, this paper analysed the current status of wisdom classroom from the aspects of target users, application technology, characteristics of the classroom, design concept, and corresponding teaching pattern. The strategic transfer and depth development strategy in the development of wisdom classroom were also proposed. Finally, the next generation smart classroom——wisdom innovation learning space, provided reference for the cultivation of innovative talents and the development of wisdom education.

wisdom education; smart classroom; Internet + classroom; wisdom innovation learning space

G40-057

A

1009—8097（2016）07—0025—06

10.3969/j.issn.1009-8097.2016.07.004

本文為國家社科基金教育學國家一般課題“促進學習方式轉(zhuǎn)變的信息化學習環(huán)境研究”（項目編號：BCA120025）、江蘇高校哲學社會科學重點研究基地重大項目“信息時代智慧教育理論體系建構研究”(項目編號：2015JDXM020)的階段性研究成果。

李康康，在讀碩士，研究方向為智慧教育理論、智慧學習環(huán)境理論，郵箱為15252081617@163.com。

2016年1月3日