智慧教室建設方案研究

張嘉超

智慧教室建設方案研究

張嘉超

湖北水利水電職業技術學院，湖北 武漢 430070

在當前信息化校園建設的背景下，許多學校已將傳統的多媒體教室轉型為智慧教室。基于此，從智慧教室的硬件和軟件兩個方面，研究了智慧教室的建設方案。

智慧教室；多媒體教室；信息化技術

引言

近些年，隨著當今高校信息化建設工作的推進，很多專業課程里的重點、難點已離不開信息化技術的使用。采用信息化技術的授課模式，已有很大成效，這也契合了“十三五”期間教育信息化建設的工作重點。在“面向現代化、面向世界、面向未來”方針的指引下，為了改變傳統教學中的不足，“智慧教室”應運而生[1]。

教室，是學生學習理論知識的重要教學場地。如何最大限度利用45分鐘教學時間、如何將知識讓學生更容易理解、如何增強師生互動，是提高教學效果的關鍵。當今，很多高校的教學場地是多媒體教室。多媒體教室的構成主要由鋼制講臺、臺式電腦、投影、幕布、黑板、固定式桌椅組成。在這種教學環境里，主要有三大問題無法解決：

（1）課堂考勤

課堂考勤主要采用教師點名方式。如果教師監管不嚴，就會出現學生代簽情況，造成統計錯誤；如果教師監管過嚴，就容易產生師生之間的矛盾。

（2）課堂教學

目前對于重難點問題，主要采用視頻、PPT等手段，將知識點呈現在投影幕布上。但由于投影幕布很小，坐在教室后排的學生往往看不清楚，尤其是在教師展示實物模型，或者現場操作示范時，坐在教室后排的學生根本看不清楚。

（3）師生互動

傳統課堂往往是教師提問，學生舉手口頭回答。教師只能根據極個別學生的回答情況，來預估整個班級的學習情況。這種預估的結果往往是不準確的。為了改變這一系列現狀，智慧教室的概念應運而生。智慧教室作為一種全新的教學環境，給未來教育行業帶來了新的發展方向。

1 智慧教室硬件配置方案

智慧教室是一種新型的教育形式和現代化教學手段。它基于物聯網技術集智慧教學、人員考勤、資產管理、環境智慧調節、視頻監控及遠程控制于一體的新型現代化智慧教學系統，是推進未來學校建設的有效組成部分。

近幾年里，已有部分高等院校建設了智慧教室，硬件配置主要由以下幾部分組成：

（1）交互式平板電視一體機

以2～3塊70寸以上的平板電視，取代傳統黑板。該平板電視內置Windows操作系統，可觸控，也可切換為電子黑板使用。

（2）云臺攝像機及錄播系統

在教室內安裝云臺攝像機，教師上課時只需開啟該功能，攝像頭自動跟蹤錄制，智能錄制課堂內整個教學過程。

（3）移動端教學設備

主要采用平板電腦或手機作為移動端學習設備，可將課堂教學的內容推送至學生移動端內，實時掌控全班學習情況。

（4）投屏設備

采用支架式攝像頭，將實物模型或實操演示投放至大屏幕上。

（5）移動式桌椅

在桌椅的下方安裝滑輪，根據不同的教學情境，學生可自由拼接桌椅，以2～6人一個小組開展教學。

（6）環境及安全控制硬件

可安裝溫控、光控、防盜報警等設備，一鍵操作[2]。

2 智慧教室的軟件方案

智慧教室的軟件方案見表1。

對于傳統多媒體教室而言，智慧教室的新增功能主要有以下五個方面：

（1）考勤功能

傳統教學里，教師記錄課堂考勤，主要采取口頭點名的方式。一旦上合班課，班級人數超過50人，甚至一兩百人時，如果繼續采取口頭點名的模式，不僅耽誤時間，而且統計結果不準確。針對這個問題，智慧教室可采用移動端App來考勤。教師在控制端開啟考勤功能后，學生在自己的手機或平板端點擊簽到，即可完成簽到任務。眾所周知，在傳統考勤模式下，容易造成師生沖突。但采用移動端App考勤后，則可把原先教師與學生之間的矛盾，轉變為機器與學生之間的矛盾。為了防止代簽，有三種解決方案：①移動端對簽到功能進行MAC地址綁定，即同一個移動端只能簽一次，可防止學生簽到完成后，登錄第二個賬號代簽；②可將簽到時間限制為1分鐘。這樣不在場的學生，就很難及時完成簽到任務；③教師可采用九宮格圖形碼的形式簽到。教師首先在黑板上畫出圖形碼，過了10秒鐘后就立刻擦除。這樣就能防止少數學生拍照，通過QQ微信告知場外學生。

（2）自動錄制

傳統教學里，學生在學習的過程中，難免會出因各種原因，漏聽知識點的情況。針對該問題，使用視頻錄制功能，將整堂課錄制下來，則可解決該問題。可在教室前后安裝云臺攝像機，利用導播平臺的跟蹤錄制功能，將整堂課程錄制成視頻，供學生課后下載學習。

（3）投屏功能

傳統教學里，教師在講解實物模型或現場操作時，很容易造成“一人操作，多人圍觀”的局面。在這種情況下，后排的學生基本上看不清楚，課堂效率極低。針對這個問題，可在智慧教室內集成投屏功能，即在講臺及學生桌子旁邊，安裝攝像頭。利用攝像頭，將需要演示的畫面投影到平板電視以及每位學生的移動端上。還可以啟動“屏幕錄制”功能，課后學生可通過移動端，將課堂錄像下載，繼續鞏固學習。

（4）電子課件

傳統教學里，教室投放課件借助投影將電子課件投放至幕布上。每當教師播放一個新的教學媒體時，學生就無法再查看之前的內容。智慧教室中，將電子課件傳遞至每一名學生的移動端的做法，即可解決該問題。學生可以隨時查看所有的教學媒體，將整堂課的知識脈絡清晰地串聯起來。

（5）交互功能

傳統教學里，教師往往通過點幾名學生回答問題，來預估整個班級的學習情況。顯然這種預估的結果是不準確的，并且僅通過口頭回答，也很難描述圖形媒體。在智慧教室中，師生均配備一臺教學移動端，教師可將問題推送到每位學生的移動端中，學生完成答題后，整個班級的學習情況一目了然，并且還可以通過拍攝照片或錄制視頻等方式回答比較抽象的問題[3]。

智慧教室作為一種新型的課堂教學和現代化教學手段，基于物聯網技術，將教學系統、學生考勤、資產管理、環境智慧調節、視頻監控及遠程控制集成于一體的智慧化智慧教室正在逐步推廣運用。面對即將進入大學的“00后”，他們已經習慣信息技術給他們帶來的便利。隨著他們的成長，對知識的渴望以及信息化技術的要求也會越來越高，而智慧教室則可使這兩者相輔相成。

[1]司海峰，梁艷，岳桂貞.智慧教室的設計構建探究[J] 科技創新導報，2017（14）：241-242.

[2]劉圓月，劉林林.高校多媒體教室向智慧教室轉型探究[J].軟件導刊，2017（3）：199-201.

[3]陳林.智慧教室應用與建設研究[J].軟件工程， 2016，19（9）：17-19.

Research on the Construction Scheme of the Intelligent Classroom

Zhang Jiachao

Hubei Water Resources Technical College, Hubei Wuhan 430070

In the background of the construction of present information campus, many schools have transformed the traditional multimedia classrooms into intelligent classrooms. Based on this, the construction scheme of the intelligent classroom is studied from two aspects of the hardware and software of the intelligent classroom.

intelligent classroom; multimedia classroom; information technology

G434

A

1009-6434（2017）11-0077-02

張嘉超，男，湖北武漢人，碩士研究生學歷，湖北水利水電職業技術學院助理實驗師，研究方向為計算機技術。