大學智慧教室功能情況介紹

李 浩

（陸軍軍醫大學教育技術學教研室 重慶 400038）

我校在國家《教育信息化“十三五規劃”》《教育部2018工作要點》《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》政策信息化背景下，在學校數字化校園建設的前提下，致力于教學改革和翻轉課堂的實現，于2019年8月建成49套智慧教室。

智慧教室實現了智慧環境、統一管理、互動教學等環節的一體化架構，提供的是整套的教室解決方案。通過整合資源誕生的智慧教室，帶來的將是綜合教育水準的飛躍式發展。一是通過智慧教室，授課模式變了。智能硬件代替了教師的傳統授課，主導“以生為本”的教學模式應運而生；二是通過智慧教室，教室環境變了。“體驗”在學習中的地位將更重要。一個好的學習環境直接影響了學生的學習狀態；三是通過智慧教室，教室布局變了。“填鴨式”教育的現狀將被徹底抹殺，參與度與興趣決定了一個學生的學習效果。智慧教室的設計以小組合作學習理論為基礎，實現從傳統的“填鴨式教學”到現在的信息技術與教育教學深度融合的“互動式教學”的轉變，服務教學模式創新，提供支撐探究式教學、小班化教學、混合式教學和翻轉課堂等新型教學模式的整體解決方案。我校將信息技術與新型教學法深度融合，全面支撐課堂教學模式的變革，實現了小組合作學習的常態化應用和學情數據收集，為教師持續改善教學提供依據和支撐。

我校智慧教室包含的功能主要有：

一、教學系統

教學系統由86寸智慧一體機、納米黑板副屏、65寸小組屏、功放、音箱、無線麥克、IP廣播、學生平板和“愛課堂”配套控制軟件構成。使用一體機加納米黑板代替傳統的手書黑板教學，使用無塵粉筆書寫，內置噴水式黑板擦，減少粉塵保障師生的健康。在智慧一體機上可以操作電腦，教室各平板、手機、筆記本、小組討論屏，均可通過軟件和無線網絡上傳到教室的其他屏幕，實現師生交互式課堂教學。

我校使用的是“愛課堂”的專業軟件，包括課前預習、課中隨堂測驗和課后的答疑及作業的批改、教師及學生的考勤、請假等。為每個學生建立檔案進行分析，實現對學生學習能力的監控和評估，使教師能真正掌握每個學生的學習情況，并制定教學方案和輔導策略，實現“一對一”的個性化教學。

智慧教室中采取各個小組討論、合作探究的學習方式，將一個班的學生分為六到八組不等。學生可由教師分組，也可以自行搭配，形成各個共同學習小組，就某個問題進行探討和交流。學生在分析中學習，在探討中深入，學生知識面的廣度和深度才能增加，才能將課本的知識轉化為自己的能力。

“愛課堂”提出了“動態生成”這一概念，即在課堂中隨機生成一些知識點的考題，讓學生通過互聯網和移動終端可以實時做題。教師根據提交的情況，通過“愛課堂”的數據分析，能快速準確掌握學生對知識的掌握情況。課堂教學千變萬化，引入課堂的教學方法及手段尤其重要。智慧教室要求教師要有隨機應變的能力，根據教學進程中出現的新情況，基于動態生成中的數據，進行分析和即時反饋，采取機智性行動，及時調整課前的教學設計，優化和改進課堂教學中的手段和方法。

二、錄播系統

錄播系統由教師攝像機、學生攝像機、云臺攝像機、跟蹤主機、定位攝像頭、全局攝像頭、錄播音頻處理器、嵌入式錄播平臺和錄播軟件構成。實行手動和自動錄播兩種方式，把教學中的經典課程進行錄制，實現直播、點播功能。讓學生隨時可以觀看復習，為媒體資料建設提供素材來源。

三、虛擬現實系統

虛擬現實系統由VR工作站、VR頭顯和軟件構成。我校是一所醫學院校，對各個教學模具的仿真度要求高。虛擬現實系統使學生在課堂上對人體的各器官、血管的流向、手術的操作更生動，讓學生感覺親手在操作，從而更好地掌握知識。

四、環境控制系統

燈光控制系統由光照傳感器、人體傳感器、窗簾控制系統、LED燈控制系統和配套控制軟件構成。一是通過人體傳感器判斷教室內是否有人；二是通過光照傳感器感應教室內的光照度，如果照度與設定值不符，則通過窗簾控制系統打開或關閉窗簾。

空調控制系統由空調控制器、體感溫度傳感器、溫濕度傳感器和配套控制軟件構成。通過體感溫度傳感器讓教室的溫度控制在人體舒適的溫度狀態。溫濕度傳感器根據天氣情況監測室內溫度，根據軟件預設值，當室內溫濕度與預設值不相符時，實現溫度的自動控制。

門窗監視系統由網絡攝像頭、窗戶門磁模塊、密碼鎖、網絡中控及配套軟件組成。根據網絡攝像頭監視各門窗的開關狀態。通過網絡中控設置敏感時段，實施對窗戶的自動監視和報警。

通風換氣系統由抽風機、傳感器和空氣質量檢測儀成。通過空氣質量檢測儀監測室內的二氧化碳的濃度，當指標不在正常值就自動啟動換氣系統。

五、智能化管理系統

智能化管理系統由監控系統、中控主機、物聯網服務器、教室班牌和“愛課堂”軟件等構成。一是在教室管理中心通過8x12路LED顯示屏，對所有教室的狀態進行實時監控與管理；二是在觀摩計算機及大屏上，實時感知任何需要的信息，實現遠程維護維修，教室調課，教師上課質量的考察，學生聽課質量的抽查，師生的考勤，上課內容的錄制，實時直播等。實現對各教室的智慧化識別、跟蹤、監控和管理。還可以通過智慧教室中的人員考勤系統和課程設置系統來判斷教室是否在使用。

六、視頻監控系統

視頻監控系統由網絡攝像頭、磁盤陣列、音頻拾音器、“宇視監控”軟件和IP廣播系統構成。通過視頻監控系統可為安防系統、各大型考試提供錄像資料，可為人員出入情況提供查詢依據。我校在教室內安裝前后各兩個網絡攝像頭，監控人員出入、資產的出入庫、教室內部實時情況。所采集的影像經由網絡傳送至終端磁盤陣列，提供實時的監控數據和保存一個月的錄像資料。

總之，教室的發展經歷了“傳統教室—多媒體教室—智慧教室”的過程。智慧教室包括傳統的物理空間和科技感的數字空間，通過各類智能設備輔助教學，使教學內容更易呈現，能夠便利學習資源獲取，促進課堂交互開展，實現了情境感知和環境管理功能相結合。智慧教室旨在為教學活動提供人性化、智能化的互動空間。通過傳統的物理空間和科技感的數字空間相結合，本地與遠程的結合，改善傳統的學習環境，讓學生能自主學習、開放學習和舒適學習。

我校的智慧教室正處于起步階段，還有很長的路要走。