基于效益導向的智慧教室系統構建

朱芝桃 王濤

隨著物聯網、云計算、移動互聯網等新一代信息技術的興起，教育信息化開始步入“智慧教育”時代，智慧教室的構建也是各高校爭相研究的熱點議題。智慧教室作為信息化、教學模式、空間設計融合的具體呈現，對教師來說是個新事物，有愿意進行嘗試的、也有抵觸的，同時也有收到成效的創新者。建設使用的過程中出現建而不用、用不好的情況，老師能力和決策者導向是一個方面，但建設真正需要的、效益導向的智慧教室顯得更加重要。

一、智慧教室以往建設誤區

1、重技術，認為技術越多越智慧;技術過度應用、使用率低，造成投資浪費。2、輕教學，技術建設與空間建設缺乏對教學業務，特別是新型教學法的支持。3、體驗差。功能復雜，師生畏懼，難以落地;體驗差，設備繁多，部署復雜，管理維護成本高。

二、智慧教室功能需求

1、人臉考勤。通過人臉識別算法，將采集到的學生人臉數據與教務系統學籍人臉對比，實現精準考勤，節省課堂點名時間，防止學生代簽到。2、學情分析。對舉手、趴桌子、書寫、閱讀等學習狀態實時分析，分辨高興、驚喜、平靜等積極型，厭惡、生氣、害怕、傷心、困惑等低沉型。可分辨對話型、練習型、混合型、講授型等教學行為。3、教學直播。課堂內容同校區、跨校區的實時直播。同校區無需電腦、移動終端等設備，自動接受直播畫面;跨校區時師生使用PC或者移動設備點播觀看。4、遠程互動。教師可與其他校區的學生進行音視頻互動、點名搶答、答題測試等課堂互動。不同校區的學生也可以自帶手機、平板設備，通過小程序參與到互動課堂中。5、小組研討。配備可移動拼接桌椅，可組成多組圓形、U形、自由研討型等智慧教室，以滿足各學科的教學需求。6、多屏互動。實現4組以上的多屏投屏、動態批注、分屏預覽等互動。教師實時預覽各個小組屏內容，對小組屏內容進行二分屏對比，教師屏、某個小組屏的內容推送給其他所有屏，小組屏之間的互推。7、互動教學平臺。微信掃碼實現答題互動、發送彈幕、課堂簽到、接受課堂教學文件等。學生觀看課堂教學的直播、點播，教師和學校管理者可以查看課程反饋和課程分析報告等。實時記錄、存儲教學過程，與大數據分析系統無縫對接。8、智慧錄播。可選全自動精品、人工精品、常態化等錄播模式。全自動模式，根據傳感器畫面判斷和預置規則實現電影錄制模式;人工精品模式，人工選擇最優畫面切換，實現電影錄制模式;常態化模式，錄制老師、學生和PPT三路畫面，實現三分屏模式。錄播系統支持摳像、虛擬演播功能。9、巡課、智慧評教。教學管理者通過PC網頁端、移動小程序或者APP隨時隨地進行巡課，點播回放視頻，關注教學質量，對教學進行評估。10、設備智慧管理。直觀地對教室設備（PC、投影機、大屏、攝像機、錄播主機、中控主機等）進行狀態檢測、遠程開關機、異常情況提醒，通過教室視頻畫面進行遠程協助。11、環境智慧管控。實時采集教室溫度、濕度、PM2.5等環境數據。一鍵管控燈光、窗簾的升降、空調溫度、新風系統，對接教務系統課表對門禁定時開關。12、大數據分析。通過可視化管理平臺，全面掌控教室使用、教師教學、學生學習、設備運行、教學資源等的實時數據。大數據分析系統輔助教學的決策、研究和評價，教師教學的反思改進。

三、主要類型的智慧教室構建

1、遠程互動型。通過智能化設備、情景式裝修、課桌椅等設備，實現交流互動立體化、評價反饋即時化、資源推送智能化，跨教室、跨校區遠程互動教學。主講教室上課，學生在其它教室、校區實時觀看、聽課，也可以進行提問和實時的互動。

2、普通互動研討型。依托控制系統、AI識別系統、顯示系統、擴聲系統、錄播系統、無線顯示系統、互動課堂系統等實現智能簽到、雙板教學、課堂答題、移動學習等研討式教學。4-6組桌椅供小組成員研討互動，可以將手機、筆記本電腦內容投到教師用大屏，平臺記錄分組討論的課堂學習情況。

3、高端互動研討型。高端互動研討型教室除具有普通互動研討型的功能，還具有小組多屏互動的功能，小組成員可以將內容投到小組一體機和教師用大屏，小組內容互投。

4、創新創業協助分享型。利用可移動課桌椅靈活布局空間，配置信息島、無線投屏等設備，組織學生進行小組討論、成果展示、分享。組外同學或者老師可以圍繞不同的小組進行學習、觀摩，并進行點評、指導。

四、提效思路

通過對智慧教室的需求功能梳理，將智慧教室分為全能型和特定功能型來分類建設;對智慧教室中的某些設備通過線路巧妙設計來進行多教室共享，降低建設的成本;建設過程中分批建設，不斷總結經驗和需求，經過多年的積累完成大批量的智慧教室建設;對教師和學生進行智慧教室的使用培訓，提高智慧教室的使用率，發揮使用者的創造力，從而提高教學效果，使智慧教室群為教學效果的提升和教學管理帶來較好的效益。

參? 考? 文? 獻

[1] 梁維意，李秋陽.“互聯網+”時代地方本科高校有效提升青年教師教學能力的途徑.中國管理信息化，2018（1）.

[2] 劉邦奇. 融合創新：推進智慧校園信息生態建設. 信息化建設，2016（8）.

朱芝桃（1985—），男，漢族，江蘇南京，江蘇海事職業技術學院，碩士，工程師，主要從事計算機技術、智慧教室研究。

基金項目：江蘇省教育信息化研究課題，課題編號：20180046，基于效益導向的高職院智慧教室群建設研究。