王秀娥

摘 要：隨著信息技術的迅猛發(fā)展和教育信息化應用需求的日益加大，“互聯網+高等教育”的理念推動著信息化與教育的深入融合，通過信息化提升高等教學質量成為新時代的一個重要課題。 “線上+線下”的混合式教學模式很好地契合了新時代的教學理念，是目前主流的教學改革方向，而智慧教室對推動混合式教學改革、提高學生自主學習能力、提升學習質量有顯著作用。文章基于助力混合式教學改革的目標，從智慧教室建設的功能訴求出發(fā)，提出了智慧教室的系統架構體系，并闡述了如何有效銜接課堂教學改革與智慧教室，充分發(fā)揮智慧教室助推混合式教學改革的作用。

關鍵詞：智慧教室;混合式教學改革;互動教學;教學數據分析

中圖分類號：G434;G481? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1673-8454（2021）06-0016-05

一、引言

隨著信息技術的飛速發(fā)展和“互聯網+高等教育”理念的不斷深入，傳統的課堂面授教學模式已難以滿足當前教育信息化的發(fā)展訴求，課堂教學改革刻不容緩。將線上學習與線下面授有機結合的混合式教學模式能很好地契合當前教育信息化的發(fā)展訴求，如何充分融合教育與技術、有效推動混合式教學改革、提高教學質量是當前高校教學改革的重要議題。

智慧教室是指運用物聯網、云計算、大數據、人工智能等信息技術，將物理空間與信息空間進行有機融合，為師生智慧教學與智慧學習提供支撐，推動現代教學改革，充分實現教育信息化。智慧教室利用先進的信息技術打造相對舒適、動態(tài)、交互、開放的學習空間，通過在環(huán)境控制、資源利用、學習分析以及高效互動等方面的優(yōu)勢，推動線上+線下課堂教學方式的創(chuàng)新，突顯學生在教學環(huán)節(jié)中的主體地位，提高學生自主學習意識與能力，對充分實現以學生學習為中心的混合式教學改革有重要推動作用。

近年來，許多高?；谧陨斫虒W改革實際需要建設智慧教室，但當前智慧教室的界定和建設尚未有統一、規(guī)范的標準，各高校的建設情況參差不齊，而且由于轉型意識不強烈、培訓不到位、應用技能不足等問題，導致智慧教室的使用不能充分發(fā)揮其功能性，使用流于表面，對教學改革的促進作用未有明顯體現。目前，學者們關于智慧教室的研究主要集中于智慧教室的功能特征、設計方案、實際課堂教學應用等方面。在實際課堂教學應用方面，對于智慧教室與混合式教學改革銜接的研究，主要關注某一門課程如何通過智慧教室實現混合式教學，缺乏對智慧教室與混合式教學改革總體融合的研究，關于如何有效增強智慧教室與混合式教學改革的銜接、提高智慧教室的應用效果、提升教學質量的研究更是十分缺乏，而這正是智慧教室推動高?；旌鲜浇虒W改革的關鍵。本文從智慧教室的功能訴求出發(fā)，探究智慧教室的建設體系，并基于助力混合式教學改革的目的，梳理如何充分發(fā)揮智慧教室在教學改革過程中的功用性，有效銜接智慧教室與課堂教學改革。

二、智慧教室的功能特征

1.智慧教室建設對混合式教學改革的意義

混合式教學模式作為踐行高等教育發(fā)展“以學生為中心、成果為導向、持續(xù)性改進” 三大理念的有效手段，是目前教學轉型的重要支撐?；旌鲜浇虒W改革的核心在于通過“線上”與“線下”的有機結合，汲取傳統面授和在線教學的優(yōu)勢，實現“以教為中心”向“以學為中心”的課堂教學轉型，強調學生學習的自主性和個性化，達到提高學習效果、提升學習質量的目的。線上線下相結合的混合式教學模式對在線資源的豐富性、學生學習的自主性、教師改革的積極性、教學設計的契合性以及學習效果的監(jiān)測反饋提出了新的要求，但由于實際教學中資源條件的限制、教師和學生的教學觀念轉變意識不足、課堂互動不夠、對教師時間精力和能力的挑戰(zhàn)等問題，使得很多高校的混合式教學改革流于形式，未真正實現“以學生學習為中心”的理念和提高學生學習效果的目的。

要想全方位改變混合式教學改革的困境，需要營造一種契合于混合式教學改革的學習環(huán)境，讓教師便于教、學生便于學;讓學生的自主學習貫穿于課前、課中和課后的各個環(huán)節(jié);讓教師及時跟進學生學習情況，實現充分的教學互動，而智慧教室作為通過信息技術將物理空間與信息空間進行有機融合的新型教室，具有在環(huán)境智能管理、教學內容呈現、課堂高效交互以及情景感知方面的優(yōu)勢特征[1]，能夠完美契合于混合式教學改革的需求。劉向輝從學習資源的充分利用、學習方式的有效改革、學習環(huán)境的相對開放等方面，梳理了智慧教室在助推混合式教學改革中的具體作用，提出智慧教室對突出學生學習主體地位、提高高校教學水平和教育質量有明顯的推動作用[2]。

2.助力教學轉型智慧教室的功能特征

智慧教室是教育信息化和教學改革的產物，其建設目的是為了通過技術與教育的有機融合為教學改革提供便利，推進新型現代化、個性化、智慧化的教學改革，從而提升教學效果和教學質量。本文從智慧教室助力混合式教學改革的實際使用訴求出發(fā)，認為智慧教室需要具備智能控制、教學互動、資源獲取、學習分析、教學輔助五個方面的功能。

（1）在智能控制方面，智慧教室通過對教室環(huán)境的智能感知與控制，打造科技化、功能型、舒適型的教學空間，營造輕松友好的學習氛圍，為師生教學提供良好的環(huán)境基礎，提高學生的學習熱情和學習效果。

（2）教學互動是提高學生課堂參與度和學習主動性的重要手段，是實現混合式教學改革成效的關鍵。智慧教室通過多屏顯示互動、隨時隨處發(fā)布任務、分享資源、點評批注、課后輔導答疑、遠程討論的科技手段和教學策略，可以充分實現教學的全方位互動，從而加強學生的課堂參與度，引導學生成為課堂的主人。

（3）資源獲取是混合教學改革的重要基礎，智慧教室可確保師生能夠快速獲取和分享各種教學資源，而且相關的課件和教學過程可形成數字化資源，豐富教學資源，保證學生在線上學習環(huán)節(jié)有充足的學習資源。

（4）在學習分析方面，智慧教室能夠為教師提供學生的各項學習數據和相關分析結果，讓教師能夠及時跟進學生課前、課中和課后的學習情況，并根據反饋調整線上和線下教學策略，保證教學質量，有效推動混合式教學改革。

（5）教學輔助即為課堂教學的有效開展提供輔助，智慧教室通過備授課、直錄播、智能分組、在線測試以及考勤反饋等教學輔助手段，為師生的教學活動提供便利，使線上、線下的學習變得更為便捷，從而達到助推混合式教學改革的效果。

三、以助推混合式教學改革為導向的智慧教室建設

智慧教室的建設不能脫離實際需求，否則容易產生建而不用、未盡其用的尷尬局面，讓智慧教室的使用流于形式。本文基于以結果為導向的建構策略，從智慧教室助推混合式教學改革的功能需求出發(fā)，梳理智慧教室的功能系統構成，并根據子系統構成整合智慧教室系統建構模塊（見圖1），將智慧教室的系統構成歸為教室設備智能管控系統、智能互動教學系統、教學資源管理系統、教學數據分析與應用系統以及教學輔助管理系統五個部分。智慧教室的建設以混合式教學改革功能訴求為依托，通過系統的聯合作用完成智慧教學的各方面需求，實現以智慧教室助推混合式教學改革、提高高校教學質量的目的。

1.智能控制——教室設備智能管控系統

教室設備智能管控系統包括智能管控系統、故障監(jiān)測系統、音頻擴音系統、電力控制系統、燈光控制系統、溫控系統、凈化系統以及移動桌椅調控系統等。從教室空間的構造來看，智慧教室打破了傳統教室固定桌椅的布局，通過靈活多變的可拼接桌椅組合、多樣化的空間布局以及智能化的環(huán)境感知調控，為師生提供舒適的教學環(huán)境，讓學生能夠沉浸于課堂學習，提高教學效果和質量。智慧教室通過對學生的肢體行為、課堂表現等感知學生的學習狀態(tài)，通過調整桌椅的狀態(tài)，為學生提供更為舒適的上課體驗。在分組討論環(huán)節(jié)，教師可根據分組情況智能調控桌椅組合，實現有效的分組和討論學習。另外，智慧教室也可以實時監(jiān)測教室內的溫度、聲音、光線、濕度以及空氣質量等情況，通過自動調控空調、燈光、凈化系統等來營造舒適的學習環(huán)境，同時可以自動監(jiān)測故障并及時通知維修人員前來維修，保證教室各項功能的正常使用。

2.教學互動——智能互動教學系統

智能互動教學系統包括多屏演示系統、虛擬演示系統、多終端智能交互系統以及互動教學系統等。缺乏互動是傳統課堂在教學效果上最大的桎梏，充分的互動和激發(fā)學習的自主性、積極性也是混合式教學改革的基本訴求，而智慧教室則可以充分實現教學的全方位互動。智慧教室的高效互動不僅僅體現在師生之間的互動，還包括生生、人與設備、設備與設備之間的互動。其中，課堂上師生之間、生生之間的高效互動是智慧教室互動的核心，人機交互是智慧教室發(fā)揮高效互動功能的重點，設備與設備之間的流暢互動是智慧教室發(fā)揮課堂高效互動的基礎。

在視覺呈現方面，通過多屏顯示、無線投影等功能，實現多角度、多方位、多形式、多層次的內容呈現。同時，呈現的內容也不再局限于提前準備的課件和有限的在線資源，而是可以隨時隨處發(fā)布任務、分享資源、點評批注等，實現良好的師生互動交流，還可以利用虛擬教具實現對抽象的概念或者難以通過實體教具展現的教學內容的視覺表征，增強學生的情境體驗性，達到提升學生學習興趣、提高學生學習效果的目的。所有的交互設備都可通過多終端智能交互系統實現流暢的切換和對接，統一入口、簡單操作、快速加載和安全防護是實現高效互動的第一步?；诰W絡信息技術的教學互動突破了時間和空間的限制，互動的形式不再局限于教室課堂上的教學智能交互，還包括遠程網絡教學互動、課后云平臺虛擬社區(qū)交互等互動形式。此外，互動軌跡的追蹤和互動數據的收集是分析學生學習行為、制定教學策略的參考。

3.資源獲取——教學資源管理系統

教學資源管理系統包括資源調用系統、資源分析系統、資源生成系統以及資源存儲系統等。智慧教室資源的獲取并非簡單地調用在線資源，教師可在備課過程中設置好相應的教學資源，也可通過教學過程中系統所推薦的資源進行資源分享，后者在調用分享之前有一個智能的篩選分析過程，系統根據課程內容的適用性進行排序、分析和推薦，教師在推薦中篩選出合適的資源調用并分享給學生，學生可快速接收和瀏覽相關資源。此外，比如課件、錄制的教學過程等可生成相應的數字化資源，師生可以隨時隨地調用相關資源。資源的存儲系統需要充足的儲存空間和便捷的瀏覽下載功能，保證師生可快速查詢和調用所需資源。

4.學習分析——教學數據分析與應用系統

教學數據分析與應用系統包括人臉識別和信息采集、信息分析、信息反饋和精準教學管理系統等。學習分析模塊是對大數據技術的充分利用，包括數據感知、數據采集、數據分析以及數據應用四個層面。智慧教室通過感知學生的肢體行為、上課狀態(tài)等課堂學習表現，為環(huán)境智能調控和教師的授課調整提供依據。智慧教室的數據采集表現在課前、課中以及課后的各個環(huán)節(jié)，通過對課前的在線資源學習、課堂的具體表現、課后的作業(yè)、測試考試情況等數據信息進行采集和整合，為學生的學習分析提供大數據基礎，并基于分析系統科學、合理、高效的數據分析，為學生學習提供相應的自我調整方案，加強學生的自主學習行為意識，同時為教師教學決策調整提供精準的數據支撐，提高學生的學習質量。

5.教學輔助——教學輔助管理系統

教學輔助管理系統包括備授課管理系統、直錄播管理系統、智能分組系統、教學模式調控系統和智慧班牌系統等。在課前，教師可通過智慧教室的智能備課系統來設計個性化的教學流程，將教學各環(huán)節(jié)和智慧教室的功能性進行深入整合，形成科學、合理、有效的教學策略，有助于發(fā)揮智慧教室的功能特點，提高學生課堂學習效果。在課中，智慧班牌系統可實現課堂考勤，并將考勤數據反饋于任課教師;教師上課過程中可根據實時反饋的學生學習分析情況來進行教學策略調整，改善學生的學習狀態(tài);在分組討論環(huán)節(jié)中，教師可根據學習情況進行智能化分組，提供差異化和個性化的教學輔導。另外，為實現遠程網絡教學的順利開展，需要通過直播功能進行遠程教學和互動，同時需要通過錄播功能記錄課堂教學的全過程，形成數字化的教學資源，以便為學生學習、教師教學觀摩和反思優(yōu)化、管理部門聽課評課等提供支持。

四、以智慧教室建設推動混合式教學改革的關鍵

助推課堂教學改革、提升教學質量是高校建設和應用智慧教室的根本目的。智慧教室的建設以課堂教學改革訴求為出發(fā)點，但由于課堂教學改革與智慧教室的銜接不足，導致智慧教室對教學改革的促進作用未能得以充分發(fā)揮。蔣立兵等通過分層抽樣法，對高校教師應用智慧教室開展教學轉型現狀進行了系統分析，指出目前高校教師未能充分發(fā)揮智慧教室在教學轉型中的助推作用，主要問題在于系統功能穩(wěn)定性和成熟性不足、高校教師教學轉型意愿不強、對智慧教室的使用能力欠缺、學生自主學習意愿不高等幾個方面[3]。基于智慧教室難以充分發(fā)揮助推高?；旌鲜浇虒W改革、提升教學質量作用的問題所在，本文從系統、教師以及學生三個角度入手，梳理高校智慧教室建設和應用上的關鍵點，以便通過智慧教室充分實現助推課堂教學改革、提升教學質量的目的。

1.系統方面

（1）系統穩(wěn)定性

穩(wěn)定的系統是教師利用智慧教室開展課堂教學改革的基礎。在智慧教室設計時應充分考慮系統的穩(wěn)定性問題，確保硬件設備和軟件系統使用的流暢，盡量降低故障率，保證使用的穩(wěn)定性。應進行定期維護和升級，當智慧教室出現功能故障時，維修人員應盡快解決問題。

（2）使用便捷性

使用的便捷性是師生愿意使用智慧教室開展教學活動的前提。如果智慧教室的使用過于繁雜，會降低教師和學生的使用意愿，教師不愿意通過智慧教室開展教學活動，或者將智慧教室視為普通教室開展教學活動，學生的自主學習意識無法通過智慧教室得到有效提高，因此智慧教室的設計要考慮整體使用的便捷性，平臺之間實現入口統一、數據同步、流暢切換，確保師生使用智慧教室進行智慧教學的便捷性。

（3）功能成熟性

智慧教室系統功能的成熟性和完善性是智慧教室能否充分發(fā)揮助推混合式教學改革作用的先決條件。智慧教室的功能決定了課堂教學的智慧性，決定了課堂教學的效果。智慧教室的系統設計要以滿足高校自身教學改革的需求為出發(fā)點，確保每項功能的完善性和功能之間的關聯性、連貫性，從而保證師生使用智慧教室進行教學活動的流暢性。

2.教師方面

（1）提高智慧教學改革意愿

智慧教學改革是以智慧教室為依托推動教學改革、實現提升教學質量的目的，但相較于教學改革來說，高校教師更愿意將時間與精力投入到可衡量的科研中，而且智慧教室功能從學習掌握到有效應用，需要花費教師很多的時間精力，加上智慧教學改革完全顛覆了以往教學模式，存在不適應或因使用問題而未達成預期教學效果等問題，嚴重阻礙了教師使用智慧教室進行教學改革的意愿，導致智慧教室建而不用或未盡其用的尷尬局面，因而如何提高高校教師智慧教學改革的意愿是以智慧教室助推教學改革的關鍵。學校應制定相關政策來激勵和引導教師進行智慧教學改革，通過工作量補貼、績效獎金等物質激勵來提高教師智慧教學改革意愿，同時將智慧教學改革成效納入職稱晉升考核機制，大力支持教學改革研究項目，全方位加強教師智慧教學改革意愿。另外，學?？啥ㄆ谂e辦智慧教學改革成果展和研討交流會，表彰智慧教學改革成果突出的教師，組織成果突出教師分享智慧教學改革心得和經驗，營造鼓勵智慧教學改革的教學氛圍。

（2）提升智慧教學能力

智慧教室是信息技術與課堂教學改革的堅實橋梁，是實現學生與教師高效互動、課內與課外有機連接的載體，教師對智慧教室功能的充分了解和掌握是開展智慧教學的基礎，因而目前教師對于智慧教室使用能力的不足是阻礙智慧教室充分發(fā)揮助推教學改革、提升教學效果的最主要問題。為提高教師的智慧教室使用和信息化智慧教學能力，學校應安排系統化的培訓課程，對智慧教室功能進行詳細解讀和演示，以便教師充分了解智慧教室的相關功能，設計適用于本專業(yè)、本課程的智慧備課方案，并能夠通過智慧教室開展有效的智慧教學活動，達到提高教學效果的目的。同時可通過舉辦智慧教學比賽、研修智慧教學優(yōu)秀案例等形式，來加強教師智慧教學的溝通和交流，提高教師對智慧教學的重視程度和實踐能力。

3.學生方面

混合式教學改革是將傳統教學模式與信息技術有機銜接的新型主流教學方式，智慧教室以混合式教學改革需求為基礎，打造技術與教育充分融合的智慧教學場所，而以智慧教室為依托開展的混合式教學改革，完全契合從“以教師教學為主”向“以學生學習為中心”的理念轉換，突出了學生在智慧教學活動中的主體地位，同時對學生的自主學習能力和智慧教學投入提出了更多的要求。要充分發(fā)揮智慧教室助力混合式教學改革、提高學習效果的作用，必須引導學生改變學習觀念、加強對智慧教學的認識、提高學生的自主學習意愿和能力，將自主學習意識融入學生課前、課中、課后學習的各個環(huán)節(jié)，全面貫徹混合式教學“以學生學習為中心”的理念。

學生自主學習意愿和能力的提高依賴于教師和學生自身的雙重努力。從學生自身來說，要及時調整學習觀念和狀態(tài)，掌握和充分利用智慧教室的相關功能，根據教師的安排完成相應的學習任務和學習活動，全情投入智慧學習中。從教師角度來說，教師要從自主學習觀念的樹立和課堂教學實踐兩個角度入手，科學合理地引導學生進行自主學習。在課前和課后，教師要跟進學生學習狀況、及時進行溝通互動、解答學生疑問，確保課前課后自主學習的效果，更重要的是設計以智慧教室為依托、契合混合式教學改革目的、凸顯“以學生學習為中心”的智慧教學模式，讓課堂學習變得便捷、高效而有吸引力。通過分組討論、成果分享等智慧教學手段，讓學生盡快適應新的教學模式，加強學生的課堂參與度，讓學生學習成為智慧課堂的主體。此外，教師要充分利用智慧教室的學習行為數據分析功能，及時調整教學策略，調動學生學習的自主性與積極性，充分利用智慧教室實現混合式教學改革、提升學習效果的目的。

五、總結

智慧教室的建設應基于各高?；旌鲜浇虒W改革的需求，以實際使用為出發(fā)點，構建功能型智慧教室。智慧教室對混合式教學改革有推動作用，應從提高智慧教室系統穩(wěn)定性、系統使用便捷性、系統功能成熟性、教師智慧教學改革意愿、教師智慧教學能力、學生自主學習意愿和能力等方面入手，充分發(fā)揮智慧教室對混合式教學改革的助推作用。

參考文獻：

[1]黃榮懷，胡永斌，楊俊鋒，等.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012，18（2）：22-27.

[2]劉向輝.智慧教室環(huán)境下混合式學習的研究[J].中國現代教育裝備，2019（24）：20-21+25.

[3]蔣立兵，毛齊明，萬真，等.智慧教室促進高校課堂教學變革的績效研究——基于課堂教學行為的分析[J].中國電化教育，2018（6）：52-58.

（編輯：李曉萍）