高校智慧教室的特征及發展趨勢

秦永亭

（江蘇護理職業學院，江蘇 淮安 223300）

一、智慧教室的概念和特征

2015 年中國國際智慧教育展覽會、全國教育信息化應用展覽以及從互聯網篩選出的智慧教室解決方案所面向的客戶群體主要是中小學。目前參與研究智慧教室的高校較少，但高校智慧教室的人群定位范圍較廣。在英文文獻中智慧教室一般被稱為Smart Classroom、Intelligent Classroom 和Classroom of Future，其中Smart Classroom使用最為廣泛。在國外，關于智慧教室的研究最早可以追溯到1988年，Rescigno提出了“Smart-Classroom”[1]。早期研究較多關注智慧教室的技術、裝備效能，如Skipton[2]認為“智慧教室就是基于電子或技術增強的教室”。近期研究較為關注智慧教室的功能需求，如Akshey Jawa[3]認為智慧教室應具備生成性信息的便捷存儲，及時的教學反饋，自動化的設備控制和功能識別，快速、個性化的信息檢索等功能。也有觀點認為智能教室是一個“自服務的、用戶友好的有利于教與學的環境，教學資源配置簡單，易用，易于構建協作學習環境能有效利用技術激發學生主動性與參與性?！?/p>

在國內，黃榮懷等[4]認為智慧教室應包括內容呈現（Showing）、環境管理（Manageable）、資源獲取（Accessible）、及時互動（Real-time Interactive）、情境感知（Testing）五大特征，并構建了智慧教室的SMART模型。也有學者從英語構詞的角度，認為SMART 是由自主式（Self-directed）、興趣（Motivated）、能力與水平（Adaptive）、豐富的資料（Resource enriched）、信息技術（Technology embedded）等詞匯構成的合成詞，將智慧的環境解讀為“支持學習者基于自身的能力與水平，兼顧興趣，通過嫻熟的運用信息技術，獲取豐富的學習資料，開展自助式學習”。黃榮懷教授的觀點主要從環境構建的角度出發，提出了智慧教室較為清晰的系統架構，具有很強的可操作性，姑且稱之為“系統觀”。而由英語構詞角度出發的觀點，更為關注智慧教室的本質，強調其本質是提供自適應的環境。智慧教室應該是一種自適應的學習環境，其核心是以新一代信息技術為手段，捕獲、記錄、分析學習者的風格，并以此為依據，定制個性化的學習方案，推送差異化的學習內容，使每位學習者均能在各自的起點水平上獲得知識、能力、情感的完善與發展，并最終獲得智慧。在學習方式上是以人（教師、學生）為主體，通過人與環境（設備環境、技術環境、資源環境）的高效互動，促進知識建構，獲得能力發展。

作為智慧的學習環境，智慧教室至少應具備以下特征：通過新一代信息技術的整合應用，有效降低師生認知負荷，顯著提高教與學的效率；采用先進的學習分析技術，實現智能化的學習跟蹤與診斷，支持自適應、個性化學習；為開展以學生為主體的多種學習方式提供全方位支持；對設備狀態信息、環境物理信息進行實時感知、捕獲、分析，實現教室環境的智能化管理；實現了人與技術、設備、資源、環境的優化組合和高效、自然互動；與校內外其他教育信息化系統無縫整合，實現數據互通，資源共享，形成開放式、一體化的學習生態；支持無處不在的泛在學習，有效拓展學習時空。

二、智慧教室特征分析

智慧教室具有互動性、方便性、感知性、安全性、清晰性、開放性、生態性以及先進性等特征?；有允侵溉伺c人、人與技術、人與環境、人與資源、技術與技術等維度的互動。方便性是指技術的使用門檻低，便于教師的使用和管理人員的維護。感知性是從物理環境和虛擬環境兩個方面進行感知，如要求硬件設備能感知室內溫度、亮度、濕度以及空氣質量的變化，甚至能感知學習者的坐姿調整、身體狀態以及聽課狀態，以及時做出智能化的調整，虛擬環境則通過記錄學生的網絡行為痕跡，來分析學習者的學習狀態和情感變化。安全性主要指智慧教室的保護措施和網絡環境的安全措施，要求不能對學生的身體健康造成危害，需凈化網絡環境，保護學生的隱私。清晰性是指在內容呈現方面利于視覺和聽力接收，能有效地排除環境干擾，降低認知負荷。開放性是指基礎軟硬件設備相關接口符合國際標準和工業標準，允許不同系統平臺與智慧教室互聯互通。生態性是指與學習者息息相關的軟件應用隨學習需求變化，可進行動態的調整。先進性既指設備的先進，能快速、高效地調整教室的環境，不能帶來新的噪音污染和環境污染，也指軟件平臺和教學理念的先進，能結合腦科學、人體工程學、學習分析學和學習科學對學生的學習偏好進行準確分析。

三、智慧教室的設計理念

智慧教室的設計大多遵循“以人為本”、“以學生為中心”的理念。信息時代的學習本質表現出三個方面的轉變：一是學習者在學習過程中的地位由被動轉變為主動；二是學習過程由以記憶為主的知識掌握轉變為以發現為主的知識建構；三是知識的習得由個人的、機械的記憶轉變為社會的、互動的、體驗的過程[5]。信息時代的學習環境要適應這些轉變，使“以人為本”和“以學生為中心”的理念貫徹于智慧教室的設計之中。如未來課堂就從用戶體驗的角度體現了以學習者為中心的設計理念，其用戶體驗包括環境體驗、活動體驗、情感體驗、思考體驗和關聯體驗等五個方面[6]。

四、智慧教室的未來發展

智慧教室的未來發展與創新人才的培養息息相關。那么，應注重培養創新人才的哪些能力呢？為了提升綜合國力，一些國家結合本國國情，繪制了世紀公民關鍵能力框架，要求本國公民具備批判性思考與問題解決能力、有效溝通能力、團隊合作能力、創新能力和信息技術運用能力。其中，信息技術運用能力是指能有效地運用信息技術進行學習或解決問題。陳琳[7]認為，在信息技術迅猛發展的未來，教育的人才培養應向第五大支柱發展，即由學會認知、學會做事、學會合作、學會生存向學會創造轉變?？梢?，未來的智慧教室應重點培養有國際競爭力的創新人才。

從時代發展及未來人才的需求不難看出，下一代智慧教室應是智慧研創室。智慧研創室指基于物聯網、云計算、大數據等新型信息技術，構建旨在培養學生創新能力和研究能力的新型學習環境。在智慧研創室中，學習內容智慧化呈現，學習資源泛在化獲取，生生和師生的交互立體多樣，現實學習空間與網絡學習空間相互融通，學生主體作用和教師主導作用能充分發揮，情境自動感知環境可實現智能化管理，學習過程與創新創造活動全程記錄并作為教育大數據供學習分析評價時用，最為重要的是創新創造活動的開展。智慧研創室區別于智慧教室的一大核心，是以“教”為中心向“創新培養”的核心理念轉變，從教室形態、教學模式、評價機制等多方面對教室進行重構，從而實現科研能力和創新能力的提升。

智慧研創室在網絡學習資源建設方面主要以深度學習內容為主，建設系統化的優質資源網絡，從而促進學生的深層次閱讀。在智慧學習活動中充分激發學生主動創新的精神，不能只停留在教知識的層面，而要圍繞任務、項目、競賽等，采取自主研究型和小組協作型的學習方式，積極嘗試研創教育模式，運用智慧型學習評價，逐步使學生達到“知、行、創”的統一。