崔亞強(qiáng) 甘啟宏 余淇 王春艷 田建林 黃曉麗

摘? ?要：智慧教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建是實(shí)現(xiàn)學(xué)校教與學(xué)方式變革的基礎(chǔ)，是實(shí)踐智慧教育的必然選擇。文章首先在總結(jié)高校智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)實(shí)踐現(xiàn)狀和問題的基礎(chǔ)上，從教學(xué)環(huán)境的理解、智慧教學(xué)環(huán)境的淵源和解讀三個(gè)方面梳理對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境的認(rèn)識(shí);然后提出智慧教學(xué)環(huán)境的概念模型，描述智慧教學(xué)環(huán)境應(yīng)具備的主要功能并給出分級(jí)建議;最后提出智慧教學(xué)環(huán)境的典型建設(shè)模型，并分析智慧教學(xué)環(huán)境下典型教室形態(tài)的特征，以期為后續(xù)智慧教學(xué)環(huán)境的研究和建設(shè)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：智慧教學(xué)環(huán)境;智慧教室;學(xué)習(xí)空間;智慧教育

中圖分類號(hào)：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2020）23-0013-05

近年來，“智慧教育”“智慧教學(xué)環(huán)境”“智慧教室”已經(jīng)成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)?！督逃畔⒒?.0行動(dòng)計(jì)劃》提出“智慧教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)”，指出要開展以學(xué)習(xí)者為中心的智能化教學(xué)支持環(huán)境建設(shè)與應(yīng)用[1]。國(guó)標(biāo)智慧校園總體框架對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境的定義及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了規(guī)范。陳寶生部長(zhǎng)在《努力辦好人民滿意的教育》一文中發(fā)出“課堂革命”的改革號(hào)角[2]，高校也紛紛探索教學(xué)改革之路。在智慧教育背景下，高校如何以教育教學(xué)改革理念為導(dǎo)向，推進(jìn)智能技術(shù)與教學(xué)融合創(chuàng)新，結(jié)合校本特色構(gòu)建新型智能化教學(xué)環(huán)境，推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法的改革，成為高校教育技術(shù)工作者關(guān)注的熱點(diǎn)[3]。

一、高校智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)現(xiàn)狀

隨著高校教育教學(xué)改革的深入推進(jìn)，以教室為主體的教學(xué)環(huán)境重構(gòu)日益成為高校研究和實(shí)踐的重要課題。西安交通大學(xué)構(gòu)建了包括基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)感知、學(xué)習(xí)資源重復(fù)利用平臺(tái)、電子考勤、教務(wù)督導(dǎo)、IP語(yǔ)音對(duì)講和電子班牌的智慧教室[4]。上海交通大學(xué)構(gòu)建了功能涵蓋智能控制、無線投屏、答題分享、遠(yuǎn)程交互、記憶白板、云錄播、在線督導(dǎo)、考勤系統(tǒng)的智慧教室[5]。廈門大學(xué)以課堂教學(xué)改革為指導(dǎo)理念，通過無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、交互式電子白板、課堂任意分組、互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)、多終端支持、智能管理、實(shí)時(shí)應(yīng)答系統(tǒng)、課堂大數(shù)據(jù)分析八個(gè)維度構(gòu)建智慧教室[6]。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)智慧教室主要由中央智能集控系統(tǒng)、多屏教學(xué)展示系統(tǒng)、課堂在線交互系統(tǒng)、環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)和高清課堂直錄播系統(tǒng)組成[7]。華中師范大學(xué)智慧教室由智能化教學(xué)設(shè)施、多樣化空間環(huán)境、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境管理、云端一體化教學(xué)平臺(tái)、資源生成系統(tǒng)、學(xué)習(xí)行為采集分析系統(tǒng)、交互空間建設(shè)等組成[8]。四川大學(xué)以課堂教學(xué)改革為導(dǎo)向構(gòu)建智慧教學(xué)環(huán)境，包括多類型互動(dòng)教室、環(huán)境智能控制系統(tǒng)、教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)、環(huán)境信息服務(wù)及公共空間建設(shè)[9]。

目前我國(guó)高校智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)已經(jīng)取得一定成效，但也存在一些不足。一是在教學(xué)環(huán)境重構(gòu)中有的偏向于設(shè)施自動(dòng)化或智能化改造，有的偏向于互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)，有的偏向于互動(dòng)空間打造;二是硬件系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件、應(yīng)用軟件沒有真正融合，教師上課需要在不同系統(tǒng)、不同模式間來回切換，數(shù)據(jù)也不能夠有效交換，給師生帶來諸多不便;三是依托教學(xué)環(huán)境采集、產(chǎn)生的教學(xué)大數(shù)據(jù)處理與分析相關(guān)研究還不夠深入。這些問題固然有學(xué)校自身特色和實(shí)際的原因，但更重要的還是源于對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境、智慧教室的內(nèi)涵理解不夠清晰全面。因此，本研究深入探討智慧教學(xué)環(huán)境的認(rèn)識(shí)、內(nèi)涵特征及實(shí)踐途徑，有利于破解關(guān)于智慧教學(xué)環(huán)境理解的一些困惑，更好地促進(jìn)智慧教學(xué)環(huán)境的未來發(fā)展。

二、智慧教學(xué)環(huán)境的認(rèn)識(shí)

1.教學(xué)環(huán)境的理解

《教育大辭典》（1990年）指出教學(xué)環(huán)境是影響教學(xué)活動(dòng)的各種外部條件[10]，狹義的教學(xué)環(huán)境特指班級(jí)（教室）內(nèi)影響教學(xué)的全部條件。從教學(xué)環(huán)境的定義可以看出，教學(xué)環(huán)境的概念包含更豐富，智慧教育背景下，學(xué)校教學(xué)環(huán)境稱作智慧教學(xué)環(huán)境比智慧教室更為合適。《國(guó)際教學(xué)與師范教育百科全書》把教學(xué)環(huán)境分為物理環(huán)境和心理環(huán)境，對(duì)于教學(xué)環(huán)境的研究在關(guān)注物理環(huán)境的基礎(chǔ)上，還要考慮物理環(huán)境對(duì)心理環(huán)境的影響。

2.智慧教學(xué)環(huán)境的淵源

當(dāng)前許多人認(rèn)為智慧教學(xué)環(huán)境與智慧城市一樣源于IBM公司提出的智慧地球概念。但是從智慧地球的三個(gè)要素，即物聯(lián)化、互聯(lián)化、智能化來看，遠(yuǎn)不能涵蓋智慧教學(xué)環(huán)境的定位。本文認(rèn)為，智慧教學(xué)環(huán)境不僅僅是環(huán)境的智慧化，其重心更在于對(duì)智慧教學(xué)的環(huán)境支持。而智慧教學(xué)或者智慧教育是當(dāng)前時(shí)代發(fā)展的需要，更是國(guó)家創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略的需要，更與智慧地球無關(guān)[11]。從智慧教育概念的淵源來說，至少可追溯至錢學(xué)森教授在1992年11月13日提出的“大成智慧學(xué)”以及1993年10月7日提出的“大成智慧教育”[12]。在其理論里，智慧主要是指“創(chuàng)新與創(chuàng)造”能力，核心要義是強(qiáng)調(diào)“量智”和“性智”的結(jié)合、科學(xué)與藝術(shù)的結(jié)合、邏輯思維與形象思維的結(jié)合、思維的整體觀和系統(tǒng)觀的結(jié)合。近年來，在國(guó)家教育教學(xué)改革政策的指引下，各學(xué)校推進(jìn)的以知識(shí)傳授為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐运季S與能力的提升為主，傳統(tǒng)的灌輸式教育轉(zhuǎn)變?yōu)閱⒌蠈W(xué)生異想天開、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造的教育，傳統(tǒng)應(yīng)用知識(shí)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)造知識(shí)學(xué)習(xí)等教育教學(xué)改革，這些都為智慧教育教學(xué)理論的不斷豐富發(fā)展提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。

3.智慧教學(xué)環(huán)境解讀

基于對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境淵源的梳理，本研究認(rèn)為，智慧教學(xué)環(huán)境是以教育教學(xué)改革理念為指導(dǎo)，以充分支持智慧教學(xué)和激勵(lì)教與學(xué)雙向創(chuàng)新為根本目的，綜合運(yùn)用教育學(xué)、心理學(xué)、空間設(shè)計(jì)學(xué)、人體工程學(xué)等多學(xué)科知識(shí)打造的開放、友好、互動(dòng)、多樣、智能的新型教學(xué)環(huán)境。智慧教學(xué)環(huán)境可以分為三個(gè)層次：智慧教學(xué)的環(huán)境、智能的教學(xué)環(huán)境和智慧的教學(xué)環(huán)境。

第一層次是智慧教學(xué)的環(huán)境。無論是古代的茅草屋還是現(xiàn)代化的教室，都是為教師的教和學(xué)生的學(xué)服務(wù)，讓教師的智慧得以發(fā)揮，讓學(xué)生的智慧得以啟迪。古代孔子講學(xué)采用開放式互動(dòng)型教學(xué)形態(tài)，同時(shí)帶領(lǐng)弟子周游列國(guó)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，可視作古代智慧教學(xué)的典型案例，也對(duì)我國(guó)教育教學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。著名英國(guó)教育家懷特海在《教育的目的》一書中也提到教育的全部目的就是使人具有活躍的智慧[13]，啟迪智慧是學(xué)校教育更加偉大和根本的目的，教育的本質(zhì)就是啟迪人類的智慧。教學(xué)作為學(xué)校教育最主要的組成部分和基本途徑，不僅僅是知識(shí)的傳遞，其更重要的使命在于對(duì)學(xué)生智慧的啟迪。由此，對(duì)智慧教學(xué)的支持即智慧教學(xué)的環(huán)境，也理應(yīng)是教學(xué)環(huán)境的基本屬性。智慧教學(xué)的環(huán)境主要以開放性、互動(dòng)性、協(xié)作型、多樣性為基本特征，其建設(shè)目標(biāo)和意義主要在于打破工業(yè)時(shí)代傳統(tǒng)教室形態(tài)對(duì)師生教學(xué)活動(dòng)的限制，重構(gòu)教學(xué)環(huán)境，支持和引導(dǎo)師生積極開展以互動(dòng)式教學(xué)、啟發(fā)式講授、批判式討論為主要形態(tài)的智慧教學(xué)。

第二層次是智能的教學(xué)環(huán)境。國(guó)務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出開發(fā)立體綜合教學(xué)場(chǎng)、智能教育助理，建立智能的教育分析系統(tǒng)，建立以學(xué)習(xí)者為中心的教育環(huán)境[14]。教育部《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》明確要求開展以學(xué)習(xí)者為中心的智能化教學(xué)支持環(huán)境建設(shè)，推動(dòng)人工智能在教學(xué)、管理等方面的全流程應(yīng)用，探索泛在、靈活、智能的教育教學(xué)新環(huán)境建設(shè)與應(yīng)用模式[1]。本文認(rèn)為，以上文件對(duì)智能的教學(xué)環(huán)境建設(shè)給與了明確指導(dǎo)和要求，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智慧校園總體框架》中給出的智慧教學(xué)環(huán)境定義——集智能化感知、智能化控制、智能化管理、智能化互動(dòng)反饋、智能化數(shù)據(jù)分析、智能化視窗等功能于一體的用以支持教學(xué)、科研活動(dòng)的現(xiàn)實(shí)空間環(huán)境或虛擬空間環(huán)境，則是對(duì)智能的教學(xué)環(huán)境非常合適的定義。智能的教學(xué)環(huán)境其建設(shè)目標(biāo)和意義主要在于利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建包含交互式學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)的新型智慧教育體系。

第三層次是智慧的教學(xué)環(huán)境。錢學(xué)森1993年提出的“大成智慧教育”的顯著特點(diǎn)之一，就是提出充分利用計(jì)算機(jī)和信息網(wǎng)絡(luò)，發(fā)揮人機(jī)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的長(zhǎng)處，使人能夠及時(shí)獲得和集成廣泛而新鮮的信息、知識(shí)與智慧，培養(yǎng)創(chuàng)新能力[15]?！按蟪芍腔蹖W(xué)”為智慧教育和智慧的教學(xué)環(huán)境提供了理論基礎(chǔ)。未來智慧的教學(xué)環(huán)境將實(shí)現(xiàn)人的智慧與環(huán)境（機(jī)器）的智慧協(xié)同，為智慧教育教學(xué)提供強(qiáng)大支撐。智慧的教學(xué)環(huán)境是智慧教學(xué)環(huán)境的高級(jí)形態(tài)，其實(shí)現(xiàn)必須要依賴人工智能不斷發(fā)展成熟，使機(jī)器系統(tǒng)從智能向高度人工智能（或者說是人工智慧）進(jìn)化，從而為人的智慧發(fā)展提供無限可能。

三、智慧教學(xué)環(huán)境的內(nèi)涵特征和實(shí)踐途徑研究

1.智慧教學(xué)環(huán)境概念模型與主要功能特征

結(jié)合教學(xué)環(huán)境研究，本文提出智慧教學(xué)環(huán)境的概念模型，如圖1所示。智慧教學(xué)環(huán)境具備環(huán)境溫馨友好、空間無限延伸、聯(lián)通隨時(shí)隨地、智能如影隨形的基本特征。智慧教學(xué)環(huán)境以適當(dāng)?shù)募夹g(shù)作為支撐，能實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境智能化管理、環(huán)境及師生行為智能感知，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)，便利獲取多元化教學(xué)資源，便捷開展覆蓋全過程的教學(xué)互動(dòng)，進(jìn)行多維度數(shù)據(jù)記錄與分析，有效支撐教師開展互動(dòng)式、混合式、個(gè)性化教學(xué)等智慧教學(xué)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者有效學(xué)習(xí)，便利管理者智能化管理，推動(dòng)教育教學(xué)改革，為培養(yǎng)智慧型人才服務(wù)。

鑒于技術(shù)發(fā)展制約和學(xué)校建設(shè)的多因素考量，智慧教學(xué)環(huán)境的研究與建設(shè)是一個(gè)不斷完善的過程，結(jié)合智慧教學(xué)環(huán)境功能特征將智慧教學(xué)環(huán)境進(jìn)行分級(jí)，具體如表1所示。

2.智慧教學(xué)環(huán)境典型建設(shè)模型

結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和教學(xué)環(huán)境實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出智慧教學(xué)環(huán)境典型建設(shè)模型，如圖2所示。高校在進(jìn)行智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)時(shí)往往難以一步到位，可以結(jié)合該建設(shè)模型逐步進(jìn)行，在建設(shè)教室終端和應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)貫通全流程，基于數(shù)據(jù)進(jìn)行交換與處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)智能以及智慧應(yīng)用。

（1）底層應(yīng)用（數(shù)據(jù)獲?。?/p>

教室通過智能終端集多媒體教學(xué)、教學(xué)互動(dòng)、課堂錄播、遠(yuǎn)程互動(dòng)、語(yǔ)音助手、電子板書、智能感知、智能控制等功能為一體，既可在離線狀態(tài)下為課堂教學(xué)提供所有基本功能支撐，又可在在線狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)數(shù)據(jù)與教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的交互。課堂生態(tài)可視化系統(tǒng)、智能教室服務(wù)管理系統(tǒng)、資源平臺(tái)、教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)互動(dòng)系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)等基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成教學(xué)環(huán)境的線上基礎(chǔ)環(huán)境，為課堂教學(xué)提供教學(xué)互動(dòng)服務(wù)、資源服務(wù)、數(shù)據(jù)服務(wù)，獲取教學(xué)環(huán)境、教與學(xué)的行為數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)交換與處理

基礎(chǔ)應(yīng)用系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)匯聚到數(shù)據(jù)采集、交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間原始數(shù)據(jù)的交換共享。平臺(tái)數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)歸約和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等處理，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化與共享。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，使用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，構(gòu)建面向教、學(xué)、管、評(píng)不同業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析算法模型庫(kù)。

（3）智慧應(yīng)用

基于數(shù)據(jù)處理建立的算法模型庫(kù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)大數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行學(xué)生、教師、課程、學(xué)院、學(xué)校等不同層級(jí)個(gè)體、組織的教與學(xué)畫像;識(shí)別教師、學(xué)習(xí)者特征，提供教與學(xué)分析、個(gè)性化評(píng)估、智能化診斷與評(píng)價(jià)、學(xué)業(yè)預(yù)測(cè)預(yù)警、教與學(xué)資源智能推送、個(gè)性化教與學(xué)方案推薦等服務(wù);結(jié)合教育管理業(yè)務(wù)模型，為智能管理和決策提供支持。

3.典型教室形態(tài)

教室是智慧教學(xué)環(huán)境的重要組成部分，智慧教學(xué)環(huán)境下教室環(huán)境的建設(shè)尤其重要。根據(jù)智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)目標(biāo)，教室環(huán)境的建設(shè)必須以教與學(xué)改革需求為導(dǎo)向，結(jié)合實(shí)際情況，開展選擇性構(gòu)建，要充分考慮不同學(xué)科、課程的教學(xué)需求，創(chuàng)新設(shè)計(jì)富有學(xué)科特色、滿足不同類型教學(xué)需要的多類型智慧教室。本文將目前智慧教學(xué)環(huán)境下的教室歸納為以下三類：

（1）通用型教室

通用型教室是指能夠滿足不同學(xué)科、課程的共通性教學(xué)需求，適合開展互動(dòng)式、小組協(xié)作式、混合式、翻轉(zhuǎn)式等常用智慧教學(xué)模式的新型教室。通用型教室對(duì)智慧教學(xué)的支持主要包括三種典型表征：①便捷開展多種互動(dòng)教學(xué)。師生可以隨意拼接活動(dòng)桌椅、自由設(shè)計(jì)教室布局、便捷接入移動(dòng)設(shè)備、搭建專屬研討空間，既方便小組討論，又適宜集體匯報(bào);支持多屏顯示和互動(dòng)，教師集中講解時(shí)，不同方位學(xué)生就近觀看教學(xué)內(nèi)容，分組研討時(shí)，各組學(xué)生可獨(dú)立進(jìn)行組內(nèi)協(xié)助分享，小組匯報(bào)時(shí)，支持本機(jī)內(nèi)容廣播。②多樣化視覺呈現(xiàn)方式。改變傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容演示與呈現(xiàn)方式，將“內(nèi)容呈現(xiàn)權(quán)”平等交給教師和學(xué)生。師生可通過超大屏幕、多屏、多視窗等呈現(xiàn)方式對(duì)多個(gè)教學(xué)資源進(jìn)行展示、對(duì)比、縮放、注釋，豐富教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式，拓展資源切入廣度和深度，引導(dǎo)學(xué)生深度參與教學(xué)活動(dòng)，達(dá)到教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、人與資源的有效互動(dòng)。③課前課中課后教學(xué)互動(dòng)一體化支持。在線上教學(xué)環(huán)境支持下，開啟隨時(shí)隨地互動(dòng)。課前教師推送學(xué)習(xí)資料或測(cè)驗(yàn)，學(xué)生多終端學(xué)習(xí)，教師可及時(shí)開展學(xué)習(xí)者需求分析，為后續(xù)教學(xué)做準(zhǔn)備;課中學(xué)生與教師進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，開展簽到、答題、提問、資料傳輸、分組教學(xué)等教學(xué)活動(dòng)，教師根據(jù)學(xué)生反饋情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度與方法，確保學(xué)生思維活躍，注意力集中;課后教師發(fā)布作業(yè)考試，完成學(xué)習(xí)效果檢驗(yàn)。教師可準(zhǔn)確掌握教學(xué)情況，統(tǒng)計(jì)分析學(xué)習(xí)情況，全面記錄互動(dòng)過程，高效診斷教學(xué)效果。

（2）沉浸式教室

沉浸式教室是指利用VR、AR、全息投影等技術(shù)創(chuàng)建擬真教學(xué)情境，主要應(yīng)用于“互動(dòng)式、體驗(yàn)式、參與式”教學(xué)模式，具有“突破時(shí)空”“身臨其境”的特征，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生獲取知識(shí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。沉浸式學(xué)習(xí)通過體驗(yàn)創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生間學(xué)習(xí)和實(shí)踐的模擬情境，從而產(chǎn)生更加真實(shí)、更加互動(dòng)和更難忘的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[16]，促進(jìn)對(duì)知識(shí)的領(lǐng)悟。沉浸式教室主要有以下三種實(shí)現(xiàn)類型：①遠(yuǎn)程協(xié)作。將兩個(gè)不同空間的設(shè)計(jì)、布局及燈光融為一體形成鏡像，聲音定向每個(gè)學(xué)生，支持多人在同一時(shí)間進(jìn)行互動(dòng)。適用于理工科的共同推演，藝術(shù)類共享表演空間及隔空排練，實(shí)現(xiàn)跨校、跨國(guó)教學(xué)。②全息技術(shù)。通過全息投影來記錄并再現(xiàn)物體的三維信息，將更加真實(shí)的3D畫面呈現(xiàn)出來，打破虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界的阻隔，師生可以隨時(shí)隨地體會(huì)到真實(shí)的畫面沖擊感，如化學(xué)元素結(jié)構(gòu)、醫(yī)學(xué)人體器官、建筑學(xué)房屋結(jié)構(gòu)等。③虛擬技術(shù)。通過VR、AR、MR等虛擬技術(shù)手段，創(chuàng)設(shè)虛擬情境，讓學(xué)生有身臨其境的真實(shí)體驗(yàn)。典型應(yīng)用包括：虛擬實(shí)地體驗(yàn)，學(xué)生可以去體驗(yàn)?zāi)切┖茈y或根本不可能去的地方，如火山、極地、歷史場(chǎng)景等;模擬手術(shù)，幫助學(xué)生了解身體運(yùn)作機(jī)制，體驗(yàn)真實(shí)生活中的手術(shù)步驟;虛擬建模，學(xué)生可模擬建筑設(shè)計(jì)效果，驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否正確、需要如何修改，或可利用虛擬組件構(gòu)建汽車，并根據(jù)建模環(huán)境中設(shè)定的物理法則來模擬運(yùn)行。

（3）教育創(chuàng)客空間

教育創(chuàng)客空間主要應(yīng)用于PBGS教學(xué)模式（Project Based Group Study，基于項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)），該模式以項(xiàng)目為載體，創(chuàng)設(shè)一個(gè)真實(shí)或仿真情境，引導(dǎo)學(xué)生在協(xié)作完成教學(xué)項(xiàng)目的過程中掌握知識(shí)和提高能力[17]。教育創(chuàng)客空間是為師生創(chuàng)客群體提供的創(chuàng)意交流、創(chuàng)新分享、創(chuàng)業(yè)實(shí)踐的平臺(tái)，支持校內(nèi)外跨學(xué)科的創(chuàng)意交流和協(xié)作實(shí)踐，是一種新型的知識(shí)傳播與交流共享平臺(tái)。教育創(chuàng)客空間主要具備以下特性：①提供計(jì)算機(jī)、投影儀、掃描儀、機(jī)械工具、電路元件以及以3D打印機(jī)為主的各類新興數(shù)字化制作工具等物理性資源，幫助創(chuàng)客群體開展操作與實(shí)踐。②提供3D建模軟件、開源程序代碼、信息資源以及各類應(yīng)用軟件等虛擬性資源，幫助創(chuàng)客群體更好地進(jìn)行創(chuàng)意孵化。③創(chuàng)客空間中相關(guān)領(lǐng)域的專家、學(xué)者為創(chuàng)客群體提供智力輔助。

四、結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)環(huán)境對(duì)于學(xué)校教與學(xué)的變革起著不可或缺的支撐作用，實(shí)踐智慧教育需要以智慧教學(xué)環(huán)境作為基礎(chǔ)支撐。智慧教學(xué)環(huán)境作為一個(gè)新的事物，需要通過不斷地研究與實(shí)踐，逐步明確其本質(zhì)要求，完善其建設(shè)內(nèi)涵、評(píng)價(jià)指標(biāo)、技術(shù)保障等，以更好地支撐智慧教學(xué)，為智慧教育提供無限可能。本文基于對(duì)智慧教育、教學(xué)改革的研究，結(jié)合近年的建設(shè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境的認(rèn)識(shí)進(jìn)行了梳理，并探討了智慧教學(xué)環(huán)境的概念模型、主要功能特征、建設(shè)模型和典型教室形態(tài)，希望能為智慧教學(xué)環(huán)境的研究提供借鑒。

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（編輯：王曉明）