智慧課堂教學系統(tǒng)設計

摘 要

從教育信息化建設的宏觀層面來看，教育信息化已經(jīng)進入一個升華蛻變的階段。教育信息化建設的過程中使當前教育衍生出新的特征，其中最重要的特征有：智能化，開放化和個性化，數(shù)字化校園為智慧校園打下了堅實的數(shù)據(jù)平臺基礎，智慧校園正逐步替代數(shù)字化校園。此次研究是基于智能手機用于中高職課堂教學的可行性研究，主要目標是實現(xiàn)智能教學控制系統(tǒng)，并在此基礎上實現(xiàn)互動學習和協(xié)同學習以及個性化學習，對學習者學習過程進行實時追蹤和反饋；建立以班級為單位的教育社區(qū)。教師使用的電子教材和學習者用的手機APP在課堂上能實時互動，在課外學習者還可以觀看系統(tǒng)中的微課程。

【關鍵詞】智慧校園 智能教學控制系統(tǒng) 微課程

1 問題提出

（1）科技的進步使智能手機走進了課堂，課堂手機問題不斷涌現(xiàn)，絕大多數(shù)老師采取杜絕手機進課堂或無手機課堂的方式來維持正常的課堂秩序。把手機趕出課堂還是改變教學模式更新教學工具是擺在所有中高職教師面前的選題，這不是難點，難在做出選擇之后對手機的處理。

（2）傳統(tǒng)多媒體教學系統(tǒng)教學速度過快，學習者筆記跟不上、思路跟不上，影響聽課效果，另外，傳統(tǒng)多媒體教學系統(tǒng)對教學環(huán)境和設施依賴性過強，有失教學方式、方法的靈活性和多樣性。

（3）集成和控制，諾蘭模型認為，信息化發(fā)展必須經(jīng)過初始、推廣、控制、集成、數(shù)據(jù)管理和成熟六個階段，當今社會，網(wǎng)絡技術、無線連接技術和智能移動終端系統(tǒng)的高速發(fā)展，人人交流手段多樣性多元化為教學提供了更寬更廣的解決思路，如何集成和利用多媒體系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)利用共享模式把充分利用移動設備以改變當前教學模式是本次研究的重中之重。

2 理論基礎和設計目的

2.1 理論基礎

星星之火可以燎原，星火策略是基于云計算的思維提出的學習方式，把零散的數(shù)據(jù)搜集起來形成大數(shù)據(jù)，然后針對移動教學資源片段化的特點，以教學大綱要求和教學目的為基準，把教學過程設計轉換為星火設計，以教學大綱作為導航，將課堂教學知識劃分變成不可再分的知識片段，這些知識片段以教學云的方式存在，將這些星火按照教學規(guī)律結合教學實際進行教學重構，在利用知識遷移的規(guī)律從而形成燎原之勢。

星火策略結合傳統(tǒng)的教學模式，星火云教學系統(tǒng)與傳統(tǒng)的多媒體教學系統(tǒng)結合，學習者既可以系統(tǒng)的學習，也可按自己所需在課下進行針對性彌補式學習。

2.2 設計目的

主要目標是實現(xiàn)視頻音頻以及文字的大數(shù)據(jù)移動資源平臺系統(tǒng)，對系統(tǒng)訪問者的訪問過程進行實時追蹤和反饋；建立以興趣相似為基礎的單位社區(qū)。

利用新型的資源數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺把智能手機、平板電腦、PC機變成有力的資源訪問工具和媒介，堅持線上線下相統(tǒng)一，定期定時長訪問和移動碎片訪問控制相統(tǒng)一的原則，實現(xiàn)智慧管理，移動訪問下載，個性化查詢，實時考勤，在線測試，信息發(fā)布，工作學習評價，數(shù)據(jù)錄入，在線作業(yè)及匯總的一站式訪問。

完整收集各個時段信息，搜集PPT演示稿件信息，實時音視頻，實時筆記，線上訪問行為軌跡，形成大量數(shù)據(jù)。

個性化，強化系統(tǒng)訪問者的主體地位，基于訪問者平時學習的軌跡對其數(shù)據(jù)進行匯總分析，從而使訪問者能夠客觀地認識和評價自己的能力，引導訪問者科學地安排自己學習。

全面結構化知識，信息資源有可結構化描述的，也有似離散的數(shù)據(jù)，可以用關系型數(shù)據(jù)庫和層次數(shù)據(jù)庫以及對象型數(shù)據(jù)庫對其進行描述和存儲，數(shù)據(jù)庫融合形成一個多元化的學習信息庫。

3 系統(tǒng)設計

3.1 主要功能模塊

智慧管理模塊：實時考勤，在線作業(yè)，在線測試，信息發(fā)布，評教評學，成績錄入及匯總。

個性化教學模塊：除了常規(guī)的在線答疑，批改作業(yè)，互動課堂等，另外，通過課堂上教師使用的電子教材以及學習者的反饋信息，通過數(shù)學模型智能分析其學習特點，提出個性化教學方案。

碎片化學習模塊：學習者利用手機終端安裝APP實現(xiàn)實時考勤，隨時隨地進行微課學習，除了作業(yè)，測試，成績查詢等外，還可以通過搜集到的學習者上課時通過手機APP和教師的電子教材的反饋信息進行綜合數(shù)學建模分析，智能化制定個性化學習的方案。

資源平臺：學習者和教師通過單點接入系統(tǒng)后，可以訪問到各種的教學資源：素材庫，試題庫，課件庫，教案庫，微課庫等等，還可以訪問學院發(fā)布的各種信息：作業(yè)批改情況，考試成績查詢等。

教育社區(qū)模塊：以班級為單位建立起的教育社區(qū)彌補了數(shù)字化校園的缺陷，在此模塊中學習者以及教師可以相互討論，甚至可以發(fā)布自己錄制的學習視頻，像是虛擬的一個校園，上課時間是在教室，而下課時間就在社區(qū)，打破座位限制，打破班級界限，人人都可以參與進來討論。

3.2 環(huán)境搭建

利用現(xiàn)有的校園網(wǎng)和多媒體系統(tǒng)，搭建起校園為服務對象的服務器，通過校園網(wǎng)通向各個多媒體教室，在多媒體教室安裝無線AP。考慮系統(tǒng)的功能需求，學習者、教師、管理員三方用戶，根據(jù)不同需求系統(tǒng)采用B/S和C/S模式結合，管理員一般要通過PC端進行管理。教室中以教室為單位的局域網(wǎng)，教師通過無線局域網(wǎng)對學生短進行控制，授課，交流。課外，學生和老師的交互不是實時的，用無線還是有線看用戶選擇。

3.3 客戶端的設計

適用教室使用的系統(tǒng)終端設計一個app軟件，另外學習者手機上的客戶端定制綠色瀏覽器設置上網(wǎng)白名單，設計出同屏控制系統(tǒng)，另加鎖屏功能。

4 結語

在傳統(tǒng)的多媒體教學系統(tǒng)基礎上，結合大數(shù)據(jù)分享思想，設計了可碎片化學習的綜合智慧教學系統(tǒng)，一方面可以利用原有的資源加上Wi-Fi設備控制學生上課手機的使用，另一方面也可以讓學習者在課外或者下班后通過4G或Wi-Fi網(wǎng)絡環(huán)境進行碎片學習，從而達到慢慢把知識點連成片進而系統(tǒng)化。這樣兼顧正式的系統(tǒng)學習和碎片學習的靈活性，調動學習者的主動性和自主性。系統(tǒng)設計和系統(tǒng)實現(xiàn)仍需要大量的完善，如在搜集大量數(shù)據(jù)庫后如何對這些大數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘和更細致的分析，以及完善課堂對手機端的學習控制等。

參考文獻

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作者簡介

陳偉光（1982-），男，河南省開封市人。大學本科學歷。講師。研究方向為智慧課堂，大數(shù)據(jù)挖掘。

作者單位

北京學佳澳軟件科技發(fā)展有限公司 北京市 100089endprint