摘? 要：教室作為教學(xué)活動(dòng)的重要場(chǎng)所，成為教學(xué)改革的前沿?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代構(gòu)建符合學(xué)校需求的智慧教室成為教育工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。西安財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)過(guò)調(diào)研，結(jié)合自身實(shí)際，啟動(dòng)了智慧教室建設(shè)。文章闡述了構(gòu)建智慧教室的目標(biāo)與功能需求，分析了智慧教室的基礎(chǔ)構(gòu)架及其功能設(shè)計(jì)，以期能為更好地建設(shè)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境提供具有實(shí)際意義的參考。

關(guān)鍵詞：智慧教室;互聯(lián)網(wǎng)+;設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G434? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shù)對(duì)社會(huì)各領(lǐng)域產(chǎn)生了深刻影響，教育也不例外。在學(xué)校信息化教育教學(xué)改革中，從早期的輔助教學(xué)到現(xiàn)在與學(xué)科教學(xué)的深度融合，信息技術(shù)促使傳統(tǒng)知識(shí)課堂轉(zhuǎn)為數(shù)字化、智能化的智慧課堂，為高校教育教學(xué)方式變革帶來(lái)了新的發(fā)展和機(jī)遇。深入教學(xué)場(chǎng)景，服務(wù)“互聯(lián)網(wǎng)+”高等教育的新形態(tài)與新模式，為信息化教學(xué)提供更多創(chuàng)新的可能，我校在建設(shè)智慧教室時(shí)利用了“互聯(lián)網(wǎng)+”的優(yōu)勢(shì)與特色，將信息化技術(shù)與教室建設(shè)深度融合并加以實(shí)踐，建成了符合我校需求的智慧教室，同時(shí)也對(duì)一些深層次問(wèn)題進(jìn)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(shù)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(xué)反饋系統(tǒng)、移動(dòng)終端等配合使用的教學(xué)系統(tǒng)。該教學(xué)方式具有課前幫助教師備課和學(xué)生預(yù)習(xí)、課中提供互動(dòng)教學(xué)、課后輔導(dǎo)微課程作業(yè)的功能。在智慧教室這個(gè)環(huán)境中移動(dòng)終端受控、并且與觸摸一體機(jī)無(wú)縫對(duì)接，為教師和學(xué)生提供了一種高效的“教”與“學(xué)”模式。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下的智慧教室，本質(zhì)上是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)實(shí)施的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及運(yùn)用“云+端”對(duì)新型課堂教學(xué)形態(tài)的一種分析。該系統(tǒng)由信息化平臺(tái)工具、師生及其教學(xué)活動(dòng)形態(tài)等組成的信息化課堂教學(xué)體系。總體上是將資源管理與服務(wù)、多元分析評(píng)價(jià)、師生移動(dòng)終端和教學(xué)展示環(huán)節(jié)四部分組成的智慧教學(xué)服務(wù)體系。

2? 智慧教室構(gòu)建的目標(biāo)及其功能需求

采用先進(jìn)的信息技術(shù)，對(duì)接智慧校園，通過(guò)對(duì)原有的教學(xué)環(huán)境的改變，實(shí)現(xiàn)智慧的教與學(xué)，達(dá)到教育教學(xué)的創(chuàng)新?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代，我校構(gòu)建的智慧教室目標(biāo)與功能包括以下4個(gè)方面。

2.1? 構(gòu)建凸顯活力的動(dòng)態(tài)開(kāi)放課堂

智慧課堂借助于互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，應(yīng)用移動(dòng)端，構(gòu)建開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境供學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)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(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間和內(nèi)容上的開(kāi)放，時(shí)間上從課內(nèi)向課外延伸，空間上從教室向圖書(shū)館和實(shí)驗(yàn)室拓展，內(nèi)容上從教材向參考資料擴(kuò)充，達(dá)到培養(yǎng)一流人才的目的。加強(qiáng)對(duì)優(yōu)質(zhì)在線(xiàn)課程資源的利用，鼓勵(lì)教師利用在線(xiàn)課程資源開(kāi)展教學(xué)模式改革，鼓勵(lì)學(xué)生在線(xiàn)自主學(xué)習(xí)，推動(dòng)形成人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的新模式。

2.2? 促進(jìn)提高教學(xué)效果的高效互動(dòng)課堂

利用智能化移動(dòng)學(xué)習(xí)工具，以智慧教室教學(xué)信息化為基礎(chǔ)，通過(guò)MOOC等平臺(tái)開(kāi)展在線(xiàn)教學(xué)。教師可以為學(xué)生遠(yuǎn)程直播授課，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)課堂互動(dòng)、答疑、測(cè)驗(yàn)等環(huán)節(jié)，加強(qiáng)課堂互動(dòng);創(chuàng)新教學(xué)方法與手段，逐步引導(dǎo)課堂教學(xué)由“教為中心”向以“學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變，形成以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)、師生有效互動(dòng)的良好課堂氛圍，打造一流課堂。

2.3? 開(kāi)展推動(dòng)課堂教學(xué)革命的多種教學(xué)方式

以智慧教室為基礎(chǔ)，以打造線(xiàn)上線(xiàn)下混合式“金課”為突破點(diǎn)，以信息化教學(xué)手段為抓手，倡導(dǎo)開(kāi)展啟發(fā)式、探究式、參與式、合作式課堂教學(xué)。積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”教育、探索智能教育新形態(tài)，強(qiáng)化課程特色，提高教學(xué)效果，推動(dòng)課堂教學(xué)革命。推進(jìn)混合式教學(xué)、案例教學(xué)、合作教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)等課堂教學(xué)模式改革。

2.4? 改進(jìn)提高教育教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià)機(jī)制

傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)受制于人力、距離等因素主要是采用結(jié)果評(píng)價(jià)，一般是在課程的結(jié)束階段評(píng)價(jià)，缺少定期、有效的過(guò)程監(jiān)督，其結(jié)果必然導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的不可逆性，即評(píng)價(jià)差的課程無(wú)法得到及時(shí)有效的糾正。通過(guò)智慧教室，學(xué)校可以實(shí)時(shí)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)直播進(jìn)行教學(xué)過(guò)程的觀(guān)摩和評(píng)估，也可事后觀(guān)摩和評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程的實(shí)時(shí)、高效監(jiān)督，可以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正問(wèn)題，有助于迅速提高課堂教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)多元教學(xué)評(píng)價(jià)、全面學(xué)習(xí)診斷及精準(zhǔn)學(xué)習(xí)服務(wù)。

3? 智慧教室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

我校智慧教室具體由智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)、全自動(dòng)互動(dòng)錄播系統(tǒng)、智能黑板、屏幕共享與無(wú)線(xiàn)投屏系統(tǒng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)組成，并設(shè)置了可移動(dòng)組合的桌椅，小教室設(shè)置了6組桌椅，配合6個(gè)側(cè)屏;大教室設(shè)置了10組桌椅，配置了10個(gè)側(cè)屏，每組學(xué)生一個(gè)側(cè)屏。方便教師開(kāi)展TBL探究式教學(xué)和其他混合式教學(xué)模式，如圖1所示。

3.1? 智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)

智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)，充分借鑒大腦管理神經(jīng)行為的機(jī)理，打造出承載“教學(xué)資源+教學(xué)數(shù)據(jù)+智能分析”的強(qiáng)大“云端大腦”。以“一平三端”在線(xiàn)教學(xué)平臺(tái)為中心、融合教室端、移動(dòng)端、管理端各類(lèi)教學(xué)應(yīng)用，涵蓋課前、課中、課后的日常教學(xué)全過(guò)程，建構(gòu)起完整的課堂智慧教學(xué)生態(tài)，如圖2所示。

我校智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)，在不增加學(xué)校設(shè)施投入、不增加教師教學(xué)負(fù)擔(dān)的前提下，借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興科技與教育技術(shù)的結(jié)合，讓智慧教學(xué)覆蓋100%的教學(xué)場(chǎng)所和教學(xué)全過(guò)程，并積累完整的教學(xué)大數(shù)據(jù)，幫助學(xué)校實(shí)現(xiàn)提高教學(xué)質(zhì)量、提升教學(xué)效率、簡(jiǎn)化教學(xué)管理的目標(biāo)，為教學(xué)改革提供強(qiáng)有力的支撐和依據(jù)。

3.2? 全自動(dòng)互動(dòng)錄播系統(tǒng)

針對(duì)現(xiàn)今高教信息化教學(xué)的重點(diǎn)需求，全自動(dòng)互動(dòng)錄播系統(tǒng)具有視音頻采集、遠(yuǎn)程導(dǎo)播、實(shí)時(shí)錄制、網(wǎng)上直播、在線(xiàn)點(diǎn)播、跟蹤切換、設(shè)備管理等多種應(yīng)用功能于一體。能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程巡視課堂、微信互動(dòng)，根據(jù)空間網(wǎng)格技術(shù)進(jìn)行跟蹤，不受學(xué)生和教師高矮等限制，具有操作簡(jiǎn)單、錄制效果清晰、切換策略符合教學(xué)需要等特點(diǎn)，是制作課程的首選，在節(jié)省經(jīng)費(fèi)的同時(shí)，可以自動(dòng)生成大量的教學(xué)資源，配合資源管理平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)校內(nèi)共享、校外共享、供課外時(shí)間進(jìn)行討論等優(yōu)點(diǎn)。

3.3? 智能黑板

智慧黑板是集成粉筆板書(shū)、大屏高清顯示、交互式電子白板、電腦、電視、音箱和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷囗?xiàng)功能于一身的多媒體教學(xué)演示與操作平臺(tái)。結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)黑板和智能化交互體驗(yàn)，不僅可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)的粉筆、水筆板書(shū)，還可以通過(guò)搭配交互教學(xué)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(dòng)式課堂教學(xué)。

3.4? 屏幕共享與無(wú)線(xiàn)投屏系統(tǒng)

屏幕共享與無(wú)線(xiàn)投屏系統(tǒng)是指教師借助無(wú)線(xiàn)技術(shù)，將手機(jī)或電腦畫(huà)面顯示在投屏設(shè)備上，以實(shí)現(xiàn)課件演示、多終端同步，文件傳輸、實(shí)物拍照展示、觸摸板控制等操作的過(guò)程。我校采用了超星獨(dú)立開(kāi)發(fā)的新一代投屏技術(shù)，只需在投屏碼輸入框內(nèi)填入為每堂課生成的專(zhuān)屬“投屏碼”，即可輕松實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的無(wú)線(xiàn)投屏。通過(guò)屏幕共享與無(wú)線(xiàn)投屏，可將PPT、文檔等教學(xué)資料，以及簽到、選人、搶答、投票、主題討論等教學(xué)互動(dòng)過(guò)程與結(jié)果，實(shí)現(xiàn)上墻展示。

3.5? 擴(kuò)聲系統(tǒng)

零束縛擴(kuò)聲系統(tǒng)作為本地教學(xué)擴(kuò)聲系統(tǒng)，授課教師無(wú)需手持或者佩戴任何拾音設(shè)備（如無(wú)線(xiàn)手持麥克風(fēng)或2.4 G無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)），只需要在講臺(tái)以自然狀態(tài)進(jìn)行授課，即可達(dá)到擴(kuò)聲效果。系統(tǒng)采用軍工波形對(duì)比技術(shù)，將人聲、反射聲及環(huán)境噪聲分離出來(lái)，完全自適應(yīng)消除反饋噪聲與自適應(yīng)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(guò)智能平板上的APP輕松控制全部的教學(xué)設(shè)備，可以控制燈的開(kāi)關(guān)、窗簾、顯示大屏以及錄播系統(tǒng)等等，課前進(jìn)入教室后可一鍵啟動(dòng)所有設(shè)備，為上課做好準(zhǔn)備，省時(shí)省力;下課可一鍵關(guān)閉所有設(shè)備，教師無(wú)需為操作問(wèn)題而擔(dān)心，輕松開(kāi)啟智慧課堂。

4? 結(jié)? 論

西安財(cái)經(jīng)大學(xué)智慧教室具有裝配豐富、操控簡(jiǎn)易、交互流暢高效、個(gè)性化及協(xié)作學(xué)習(xí)、真實(shí)學(xué)習(xí)情境模擬等優(yōu)點(diǎn)?；谧钚碌男畔⒒夹g(shù)，融合了人機(jī)交互、人人交互、內(nèi)外交互，形成了互動(dòng)式的智慧教室。實(shí)現(xiàn)了教學(xué)環(huán)境智能化管控、校本資源共建共享，助力在線(xiàn)教學(xué)和碎片化教學(xué)的推動(dòng)和實(shí)現(xiàn)，還實(shí)現(xiàn)了設(shè)備互動(dòng)和校內(nèi)外互動(dòng)，輕松實(shí)現(xiàn)電腦、手機(jī)與顯示屏的互動(dòng)，輕松搭建自主學(xué)習(xí)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(xué)環(huán)境。基于”互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代高校智慧教室的構(gòu)建在高校教學(xué)中有很大的實(shí)踐價(jià)值，值得推廣學(xué)習(xí)。

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