基于互聯網技術的智慧教室設計與實現

西藏民族大學信息工程學院 黨紅恩 孫海霞 趙爾平

基于互聯網技術的智慧教室設計與實現

西藏民族大學信息工程學院 黨紅恩 孫海霞 趙爾平

智慧教室是融合了云計算、物聯網等新興技術，著重構建以互動為核心，極力為師生提供個性化服務和智能化管理的一種新型教學模式。基于互聯網的智慧教室實現了傳統課堂（多媒體課堂）無法實現的很多功能。本文通過“互聯網+課堂教學”、“翻轉課堂”、“體驗式教學”和“智慧推動教學創新”等模塊提出了智慧教室在功能設計上的優越性，使得智慧教室能更好地為現代教育服務。

互聯網技術；智慧教室；設計；實現

云計算、物聯網和大數據時代的到來，給各行各業帶來了巨大的變化。傳統的多媒體教學方式已經無法滿足新時期教育工作的需要。“互聯網+”浪潮下的教學方式改革促生了智慧教室的出現。

一、智慧教室概述

智慧教室最早是由羅納德·雷西尼奧在1988年提出的Smart-Classroom。受當時理論發展制約和技術的不成熟，并未引起社會關注。2008年隨著“智慧地球”概念的提出，英美學者開始了對智慧教室的研究。受美國政府支持，智慧教室很快在美國取得階段性成果。世界各國因教育理念不同和技術條件的差異，對智慧教室的設計和應用也不盡相同。英國雷丁大學更加注重智慧教室中的學生交互行為；美國亞利桑那州立大學更加強調情境感知和小組合作交流學習。我國還大多停留在智慧教室設計理念和教學模式的創新，缺乏深入研究。

智慧教室是一種新型的智慧學習環境，是在物聯網、云計算和大數據等新興技術推動下的教室信息化建設新形態。一套完整的智慧教室包含了錄播管理系統、遠程互動系統、教務支持系統、學習資源系統、環境感知系統等多個系統。從應用層次來看，可以分為基本功能型。如教師上傳課件、供學生線上線下學習；提供考勤系統，提供交互學習功能等。還有就是擴展功能型。如座椅可以感知學生的身體狀態而及時自動調整；傳感器可以感知學習者的學習狀態和情感變化，進而給教師發出信號，方便老師及時了解上課效果。

智慧教室，是教學技術應用到教育理念的變革，是從技術網絡覆蓋到知識網絡構建，到實現全面學習，提高師生生命質量的新形態。通過技術支撐與物聯網下徹底顛覆傳統教室的物理環境，教與學模式的轉變將成為可能。智慧教室將先進智能技術融入課堂之中，實現對傳統課堂的改造和革新。

智慧教室中，學生們可以享受到便捷而人性化的教學功能，體驗“互動、翻轉課堂”的魅力，它足以滿足師生們對創新課堂的全部想象。智慧教室是推進信息技術與教育教學融合發展，利用信息化平臺，通過電腦終端，實現教師與學生在課堂上更好的互動交流，進一步提高課堂教學質量和教育信息化水平。

二、基于互聯網技術的智慧教室設計與實現

（一）形成“互聯網+課堂教學”的課堂教學特色

互聯網+教學，是互聯網時代教育教學創新模式的必然選擇，是現代教育面臨的挑戰與戰略選擇，更是智慧教室在新生態環境下的角色與使命。大數據時代，如何正確和全面的應用好互聯網空間轉變為智慧教室教學方式是發掘和發展的方向。如何充分發揮移動終端（IPAD、手機）在現代教育過程中的作用，是每個教育者必須要思考的新問題。

大學時代，由于大學生的身心趨近成熟，需要的知識儲備更加豐富，加之先進的物聯網感知系統，應該是沒有問題的。面對中小學教學，由于孩子的視力、身體等各方面發育還不成熟，管理者和指導老師還是要適度開展。“連接就是學習”的學習模式，給學生們提供了更加豐富的想象力和活躍的課堂氛圍，老師和同學們一起感受情境教學帶來的巨大魅力，全新的學習體驗讓師生都收益匪淺。

（二）翻轉課堂激發學生的創新學習能力

傳統的教學還是強調老師“講”和學生“聽”的能力。而智慧教室則把學習的重心交給學生，更加強調交互和協作學習。在智慧教室模式中，老師可以多方位地講演授課，與同學們進行更多互動和眼神交流。老師講演結束后，同學們輕松轉動課桌和椅子，就形成了小組討論的模式。智慧教室配備多塊玻璃黑板和小白板，供小組學生推算演繹、交流探討，并隨時記錄交流學習過程中的收獲和體會。老師最后開通智慧課堂的互動系統，對每一小組的討論結果進行分析，并同參考答案進行比對，使學生們體會到了交流學習的魅力，認識到了同學們各自知識的差異。智慧教室還能對教學效果進行監測，形成直觀的學習效果數據報表。。

（三）游戲化、體驗式提升學習效果

游戲化教學和體驗式教學，給學生帶來了巨大的學習興趣。使得學生由原來的被動學習改為主動學習，由原來的過程式記憶學習轉變為發現型學習；由原來的機械式學習變為互動式、體驗式學習。不同的知識點被貫穿在不同的游戲環節中，學生在輕松愉悅過程中的完成了教學任務。而這種學習效果是以前的填鴨式教學無法比擬的。

老師精心設計的教學內容，在情境學習過程中完成，讓同學們感受到了知識的魅力。課后如果還有問題，同學們還可以觀看老師放在共享空間中的微課視頻，甚至是上課過程中視頻錄像。

（四）以智慧推動課堂教學創新

智慧教室里，老師利用電子白板演示課件，學生用答題設備對問題做出自己的選擇。整節課上，每個學生操作的每個步驟都會被系統記錄下來，后臺可以進行精確分析，為每個學生生成一份教學效果診斷書。課前、課上、課后三位一體，充分調動了學生的積極性、主動性。智能傳感器還能采集到每位學生的心率、大腦活動頻率等身體特征，進而分析出同學們的學習狀態、疲勞程度和情感變化，結合腦科學、人體工程學等因素，客觀的評價出教學效果。智能設備能夠隨時調控室內各類裝置，空調、燈光、多媒體等，打造一個明亮、舒適、應用便捷的上課環境。智慧教室能調動孩子的自主學習積極性，IPAD課堂讓學習變得不再那么枯燥，學生很喜歡這種課堂形式，每周都在盼望著這堂課，提高了學習效率，認為智慧教室時尚又實用。

三、小結

智慧教室作為一種新型的教育教學模式，必將引領未來教育的趨勢。智慧教室為學生們服務，為學習交流而存在，是為每一位學生能獲得更好的成才成長環境而不斷努力付出的結果。智慧教室作為現代創新教學的陣地，其設計要在互聯網技術的基礎上，始終秉持服務教學、應用為主的基本理念，致力于改變教和學的方法，不斷拓展學生的思維能力，進一步提升教學效果。高等教育只有將智慧教室、情景實訓室、企業實習基地融于學習過程，才能在老師踐行“工匠精神”的過程中，不斷培養學生的“工匠精神”，更好地提升學生的學習能力和創新能力。讓基于互聯網技術的智慧教室的設計與實現為學生的成長與成才發揮出更大效能。現階段我國智慧教室建設主要停留在硬件配置和設計方面，同時也缺乏明確的評價指標體系，要真正實現“智慧”功能，我們還要花更多的時間研究和實踐。

[1]胡蓉．思維可視化技術在智慧教室教學中優勢探討[J]．軟件導刊(教育技術),2016(05)：44-46．

[2]李康康,趙鑫碩,陳琳．我國智慧教室的現狀及發展[J]．現代教育技術,2016(07)：25-30．

[3]陳林．智慧教室應用與建設研究[J]．軟件工程,2016,(09)：17-19．

[4]徐春林．一種基于“互聯網+”的高校智慧教室設計[J]．淮海工學院學報(自然科學版),2016,(04)：21-24．

[5]楊秀森．烙印“互聯網+”,中慶推智能多媒體教室[J]．中國電化教育,2015,(10)：140．

黨紅恩（1978－），男，陜西合陽人，碩士，講師，研究方向：計算機應用技術、云計算等。