基于智慧課堂的座椅設(shè)計研究

趙凡凡 王琛 趙唯嘉 于嘉浩

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算等促進(jìn)了智慧教室的發(fā)展，智慧教室的普及推動了教學(xué)模式的革新。為了適應(yīng)新的教學(xué)模式，有必要對教室的座椅進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新。本文著重對智慧課堂的座椅設(shè)計進(jìn)行分析研究，并就此提出一組座椅設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：智慧教室;座椅設(shè)計

智慧教室是多媒體教室的發(fā)展延伸，是基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算的新型教學(xué)環(huán)境，旨在優(yōu)化教學(xué)、促進(jìn)良好互動、增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗，是服務(wù)于教學(xué)活動的軟硬環(huán)境的總和。智慧課堂是智慧教室的直觀體現(xiàn)，是一種智慧教學(xué)模式，代表了現(xiàn)代辦學(xué)的發(fā)展趨向，是目前教學(xué)改革的研究熱點(diǎn)。

1 概述

在國家教育信息化2.0的背景下，智慧教室的建設(shè)引起了教育者的廣泛關(guān)注。目前，對智慧教室的研究主要集中于創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用、環(huán)境建設(shè)以及設(shè)備改進(jìn)上，較少提及教室中座椅的革新。在教學(xué)活動中，座椅是學(xué)生接觸最多的設(shè)施，座椅的舒適度與體驗感影響著教學(xué)效果以及學(xué)生的課堂表現(xiàn)?；诖藛栴}，筆者認(rèn)為，在推廣智慧課堂的同時，也應(yīng)考慮教室座椅的改進(jìn)和創(chuàng)新，以改善教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)習(xí)體驗。

2 智慧課堂座椅設(shè)計原則

2.1 互動性

智慧課堂打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，注重師生間的互動交流。就互動性對座椅進(jìn)行設(shè)計時，可從教學(xué)模式和互動性的實(shí)現(xiàn)兩個角度考慮。教學(xué)模式大致可分為4種：一是傳統(tǒng)的授課模式，即老師講，學(xué)生聽。二是小組討論，學(xué)生分組圍坐在一起，每次分組人數(shù)不固定。三是開班會或是其他集體會議，需要全體圍坐在一起進(jìn)行商議、投票、表決等。[1]四是在教室里開展活動，需要移開桌椅，騰出空間。在智慧教室中，互動性的實(shí)現(xiàn)更多地需要借助技術(shù)手段。座椅應(yīng)方便統(tǒng)一調(diào)配，可根據(jù)上課模式的變動自行調(diào)整。

2.2 功能性

為了迎合智慧課堂，桌椅不能局限于坐、寫、收納等基本功能。座椅的功能性設(shè)計可從材質(zhì)、尺寸、功用、色彩等多方面改進(jìn)。除了調(diào)節(jié)高度、桌面傾斜、加滾輪、桌椅折疊或變形等常規(guī)的物理性改進(jìn)手段外，還可著眼于課堂互動、資源共享等技術(shù)性改進(jìn)手段。例如，應(yīng)用藍(lán)牙傳輸、虛擬桌面技術(shù)[2]以及VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）等信息技術(shù)，可優(yōu)化管理、提高效率，便于數(shù)據(jù)傳輸，有利于學(xué)生更好地融入課堂，提高學(xué)生的參與度與體驗感。

2.3 舒適性

座椅的舒適性影響智慧課堂的學(xué)習(xí)體驗。影響舒適性的因素可歸納為三類：人的因素、座椅的因素、人和座椅的相互作用。人的因素包括性別、身高、體重、BMI（是用體重公斤數(shù)除以身高米數(shù)平方得出的數(shù)字，是國際上常用的衡量人體胖瘦程度以及是否健康的一個標(biāo)準(zhǔn)）等。個體差異影響座椅的舒適度。[3]座椅因素包括尺寸、材料、外觀等。座椅因素和坐面壓力分布有關(guān)，[4]座椅靠背應(yīng)貼合人體脊柱曲線。[5]桌椅的高度配比和色彩搭配也是應(yīng)該考慮的重要因素。桌椅的高度配比存在用戶差異，為了滿足多數(shù)用戶的需求，座椅的高度應(yīng)方便調(diào)節(jié)。合理的色彩運(yùn)用也可以減少視覺疲勞，提供良好的視覺體驗。[6]

3 設(shè)計實(shí)踐分析

3.1 人群分析

以中學(xué)生為主要研究對象，智慧課堂對中學(xué)生的學(xué)習(xí)有著重要的引導(dǎo)意義。中學(xué)生在智慧課堂中的參與度較高，豐富有趣的上課模式可以極大地激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，也有利于知識的吸收和思維的開拓。此外，中學(xué)生正處于體格快速增長階段，合理的桌椅配置既有利于他們互動式學(xué)習(xí)體驗，也有利于他們健康成長。

3.2 環(huán)境分析

智慧課堂家具設(shè)計需要從智慧教室的技術(shù)性和教與學(xué)兩個角度考慮。一方面智慧教室強(qiáng)調(diào)人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等新興技術(shù)的應(yīng)用，另一方面強(qiáng)調(diào)各種資源的有效整合，支持豐富的學(xué)習(xí)體驗和教與學(xué)方式的靈活多變。智慧教室改變了傳統(tǒng)教室的單一性以及填鴨式的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了智慧環(huán)境、統(tǒng)一管理、互動教學(xué)一體化。傳統(tǒng)多媒體教室的桌椅限制了學(xué)生的互動性和參與度，無法滿足智慧教室的需求。

3.3 功能分析

中學(xué)生適合啟發(fā)式教學(xué)以及自主探究式學(xué)習(xí)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式限制了學(xué)生思維的開拓，不利于知識的融會貫通。在教室中，座椅是學(xué)生接觸最多的設(shè)施，座椅的信息化與技術(shù)化改進(jìn)，可以開創(chuàng)全新的課堂教學(xué)模式，對于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。此外，智慧課堂注重師生互動、小組討論、資源共享、課堂反饋，對座椅的互動性與技術(shù)性有較高的要求，而當(dāng)下多媒體教室的桌椅多是固定式的，且功能單一，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。

4 設(shè)計方案

4.1 外觀設(shè)計

通過上文對智慧課堂座椅的設(shè)計研究，提出了一組桌椅設(shè)計方案。該設(shè)計方案座椅的尺寸為550cm*550cm*950cm，高度可調(diào)。座椅與桌面結(jié)合，桌面可隨轉(zhuǎn)軸隨意轉(zhuǎn)動。S形靠背設(shè)計，貼合人體脊柱曲線，符合人體工程學(xué)的設(shè)計原則。座椅下部有可拆卸的置物盤，拆卸后，座椅可疊摞，方便儲存和運(yùn)輸。椅腿有滾輪，方便移動。該座椅有多種材質(zhì)可以選擇，如塑料、膠合板、金屬板等，并可根據(jù)需要定制不同的顏色。

4.2 功能設(shè)計

該設(shè)計方案兼具桌、椅的功用。座椅可根據(jù)教師端的指令自動移動，任意組合，其內(nèi)置的多種感應(yīng)器，自動判斷路線以及繞開障礙物，到達(dá)指定位置，從而匹配不同的課堂模式。學(xué)生也可根據(jù)個體差異自行調(diào)整座位位置和高度，提升課堂的體驗感與參與度。座椅的桌面為雙層設(shè)計，內(nèi)嵌顯示屏，桌面展開后即為大的延展桌面，方便小組討論。虛擬化云桌面方便學(xué)校統(tǒng)一部署、統(tǒng)一升級各個智慧教室教學(xué)系統(tǒng)，也有利于課程的靈活調(diào)配和管理，每個座椅的顯示屏隨著課程的變動自動切換課程內(nèi)容。教師端和學(xué)生端可通過無線藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)，教師下發(fā)任務(wù)書到學(xué)生端，學(xué)生自主研究或小組討論，并實(shí)時將數(shù)據(jù)反饋給老師，師生間互動性增強(qiáng)。

未來智慧教室將融入更多的創(chuàng)新元素，VR/AR+教育大步走進(jìn)課堂，為學(xué)生營造生動有趣的立體課堂。智慧教室的座椅也會進(jìn)一步優(yōu)化升級，每個座椅都有配套的VR眼鏡，沉浸式的學(xué)習(xí)體驗，可以讓學(xué)生直觀地了解課程內(nèi)容，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探索熱情。在英語學(xué)習(xí)方面，學(xué)生可通過與虛擬角色的對話鍛煉聽說能力，體驗真實(shí)的英語語言環(huán)境，提高自身的口語水平。對于物理、化學(xué)、生物等學(xué)科，可借助VR技術(shù)幫助學(xué)生理解晦澀難懂的知識點(diǎn)。學(xué)生只需帶上VR眼鏡，就可以具象地感受電磁場的相互作用，親眼見證細(xì)胞分裂與生長的過程，并可以避免參與危險系數(shù)較高且不可控的科學(xué)實(shí)驗，代之以虛擬桌面式的探究實(shí)驗。

5 結(jié)語

對智慧課堂座椅的設(shè)計研究，應(yīng)基于智慧課堂的建設(shè)與發(fā)展現(xiàn)狀，可從互動性、功能性和舒適性的角度進(jìn)行考慮，并依托于藍(lán)牙、虛擬桌面技術(shù)以及VR、AR等信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)座椅的自動排列、數(shù)據(jù)傳輸、課堂反饋以及高效管理，讓學(xué)生能夠更好地融入課堂，保證教學(xué)質(zhì)量。在當(dāng)下以及未來智慧課堂的發(fā)展中，筆者認(rèn)為，可對此設(shè)計方案進(jìn)行推廣，或在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王琛，于嘉浩，陸紅紅，蔣雨婷.基于快速成型技術(shù)的中國古典家具模型制作工藝研究[J].家具，2018，39（6）：40-44.

[2] 王子軒，吳智慧.辦公環(huán)境中建筑與家具的文化體現(xiàn)[J].家具，2019，41（2）：41-45.

[3] 談梅霞，祁憶青.常見的甲醛含量檢測方法研究[J].家具與室內(nèi)裝飾，2017（04）：84-85.

[4] 周季純，吳燕.圈椅的起源與發(fā)展[J].家具，2019，41（2）：62-65.

[5] 高玲玲，徐偉.縮短有限定制沙發(fā)平均生產(chǎn)周期的方法研究[J].家具，2019，41（2）：13-17.

[6] 姚月姝，祁憶青，王丹.冬季室內(nèi)有害揮發(fā)物釋放特征及防治措施[J].家具，2018，39（2）：11-14+23.

通訊作者：王琛，男，南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計學(xué)院實(shí)驗師，研究方向：工業(yè)設(shè)計工程。