“互聯網+”時代智慧課堂平臺設計與應用研究

摘? 要：新一代信息技術在教育界引起熱潮，智慧課堂是新時代下“互聯網+教室”的創新模式，實現了對學生學習數據及教學過程中數據的收集和分析，大大提高教學效率。在研究分析智慧課堂特征的基礎上，設計基于互聯網信息技術的智慧課堂平臺，構建平臺的總體架構及功能模塊。探討智慧課堂新模式在“計算機基礎”課程中改善傳統教學問題、提高教學效果的應用實踐。

關鍵詞：互聯網+教育;智慧課堂;教學模式

Abstract：A new generation of information technology has caused a craze in the education industry. Smart classroom is an innovative model of “internet plus classroom” in the new era，which realizes the collection and analysis of student learning data and data in the teaching process，greatly improving teaching efficiency. Based on the research and analysis of the characteristics of smart classrooms，an intelligent classroom platform based on internet information technology is designed .The overall architecture and functional modules of the platform are constructed. Discuss the application practice of the new model of smart classroom in the “Computer Basics” course to improve traditional teaching problems and improve teaching effects.

Keywords：internet plus education;smart classroom;teaching model

0? 引? 言

新時代下，互聯網信息技術給各行各業帶來巨大的改變，也給學校教育帶來了新的教學方式，課堂教學、教學管理和評價上都有了新的發展方向。智能化的教學活動促使我們不斷構建新的教學模式：教師借助互聯網技術、網絡云端、大數據平臺可以擁有海量教育資源，實現網絡化教學管理、智能化考試方式、全面化教學評價。學生在龐大的教育資源中可以實現信息共享，獲得最適合的學習資源，可以隨時隨地學習，終身學習。新技術創新教學環境實現了教育資源公平共享。

本文圍繞智慧課堂平臺設計及國家開放大學開放教育本科公共課“計算機基礎”的實踐活動展開。“計算機基礎”是一門實踐性很強的課程，筆者作為課程輔助教師，以2018級本科班級為實踐對象，應用智慧課堂教學模式實施教學活動。

1? “互聯網+教育”時代下智慧課堂概述

“互聯網+教育”是利用互聯網和新型信息技術融合教育實現教學方式的轉變，是對傳統教育模式的創新重構，不是簡單的相加，本質上是升級教育信息技術，利用海量教育資源，提高教學效率，創新教學模式。教學不受時空限制，不受資源條件限制。有智能、個性的教學方式以及新技術融入教育領域，不僅僅是開發了教育平臺，網課、手機教學、云題庫、教學分析等新教學手段，還革新了教育形式。

目前教育模式改革新方向最熱門的就是智慧課堂，智慧課堂的核心是信息技術，在交互性學習環境下，以云計算、大數據和移動互聯網為支撐構建高效的智能課堂[1]，以學生為中心，收集和分析學生的學習數據并及時反饋，實現智慧學習、創新學習。學生在課前先自學并及時反饋信息，教師根據智慧課堂反饋的學生情況制定相應的教學活動，形成智慧學習能力。整個教學過程中及時反饋教學評價，師生間利用新技術多元化溝通互動，根據學生學習行為和習慣的分析智能推送網絡教育資源，提高學習效率。

2? “互聯網+教育”智慧課堂教學平臺的技術支持

2.1? 移動互聯網技術

當前，互聯網技術應用到移動網絡就是移動互聯網。智慧課堂需要新一代移動網絡信息技術如移動通信、云計算、大數據、人工智能、物聯網等的支持，教學環境、方法和模式都有所變化。在新技術支持下，實現移動上網全覆蓋，智能平臺應用轉向移動端，課堂教學的載體變成移動終端，教學更加個性化、智能化，課堂變得活躍起來了。學習分析技術結合大數據應用于決策支持服務系統，是教師和學生制定教育計劃和學習計劃的依據。

2.2? 智能移動終端

新時代下的智能移動終端功能非常強大，已經融入到人們各行各業的日常學習生活方面，師生可以借助移動端進行智慧課堂教學。智能移動終端屬于微型計算機，包括中央處理器、存儲器、輸入輸出和傳感器等，操作系統可以支持iOS、Android和Windows，網絡連接標準支持CDMA、GSM、無線局域網、4G、5G等。智慧課堂教學平臺擁有移動性、交互性，支持多媒體、網絡連接等功能，在教育領域可以增進交流，支持資料查詢、教學管理和教學記錄。學生還可以進行碎片化學習，提高學習效率。

2.3? 智慧學習環境

智慧課堂活動需要智慧學習環境的支持，物聯網、大數據、云計算等新一代信息技術融入教學課堂，實現遠程互動、直播、錄播，大數據支持教學決策，達到“軟硬兼施”，打造智能、高效的學習生態環境[2]。

當前很多企業都在構建智慧教室，學校也投入大量資金來建設智慧教學系統，增加智慧教室設備，但是不能全部依賴硬件設備，還需要多開發智慧學習軟件和工具來增加智能化、信息化服務[3]。智慧教室以學生為中心，以私有云系統為平臺，在云端部署實驗資源和實驗環境，學生和教師通過Web頁面就可以訪問系統。教學活動貫穿整個課堂教學過程，培養學生的實際操作能力，增強學生對真實工作環境的體驗感和綜合能力。對于教師而言，智慧課堂中各科課程的開發接口都是開源的，教師自定義教學課件，共享私有課件。并且可以隨時跟進和監督學生的學習進度，通過檢查學生的操作步驟記錄，隨時了解學生對于知識的掌握情況。對于學生，可以根據自身的學習情況靈活利用學習時間，隨時都可以中斷學習并自動保存學習進度，實現碎片化教學。

2.4? 海量學習資源

智慧課堂教學活動中可以利用海量的信息資源，包括教學工具、教學媒體和優質的學習資源。教師結合實際課程內容、學生學習情況開展適合的教學活動，如網課、微課、短視頻、數字資料、電子課件、拓展資源等。教師可按平臺反饋的信息及時調整教學計劃，提供個性化、針對性、有效的學習資源。

3? 智慧課堂教學平臺的構建

3.1? 智慧課堂教學平臺的系統設計

基于B/S（服務器/瀏覽器）架構智慧課堂教學平臺，操作系統采用開源操作系統Linux，系統編程語言采用Java，Web前端設計語言采用HTML5，電腦網站和移動終端顯示頁面一致。利用Web技術，學生通過瀏覽器登錄云平臺，網絡服務器收發信息存儲到云端。學生輸入用戶名和密碼登錄智慧課堂，通過數據交互從數據庫中獲得學習資源。Linux有很好的可擴展性、可移植性、兼容性，學生無論是在電腦上還是手機、iPad等移動端上都可以登錄基于Linux開發的智慧課堂。

3.2? 智慧課堂教學平臺的架構設計

智慧課堂教學平臺具有涉及范圍廣、性能要求高等特點，合理架構設計是平臺建設質量的保證?？紤]到系統及數據的處理需求，以及基于平臺的全面性、擴展性、繼承性、實用性、靈活性和安全性等考慮，將系統分為智慧課堂教學平臺、業務應用支撐平臺、數據中心和基礎設施四個層次，如圖1所示。

3.3? 智慧課堂教學平臺的功能設計

利用智慧課堂進行教學，可以按照課前、課上、課后、信息資源以及交流這幾個模塊設計。

（1）課前模塊。教師在上課前通過智慧課堂平臺上傳預習材料，學生回答預留的問題，系統再反饋信息給教師。教師通過分析學生預習情況有針對性地布置教學活動[4]。

（2）課上模塊。教師正式上課時，通過智慧課堂平臺進行同步網上教學。利用人工智能技術自動統計課堂出勤、學生上課情況，實時監控并動態顯示以實現可視化管理，為教學提供直觀分析。以學生為中心，教師根據學生反饋的信息結合實際進行教學調整，可在線與學生進行溝通交流。學生可以在學生端看到全部教學課件，共享網絡海量優質資源，自行選擇內容復習鞏固，實現個性化學習。

（3）課后模塊。教師發布課程練習、下一課學習任務等，及時查看學生的學習進度和完成情況。

（4）信息資源模塊。充分合理利用龐大的網絡資源。教師端資源包括各科、各年級、各個版本的教學資料、課外資源，教師擁有龐大的備課資源，縮短查找資料的時間，減輕教學負擔。學生端上有大量的學習資源，包括各個學科相應的學習資料，涵蓋面廣，拓展學習領域。

（5）交流模塊。智慧課堂平臺發布的重要信息同時通過手機短信、郵件、微信等方式提醒學生，避免學生遺忘。

4? 智慧課堂教學模式的應用研究——以“計算機基礎”課程為例

4.1? 課程分析

“計算機基礎”是實踐性很強的基礎課，目的在于培養學生的計算思維能力，學會利用計算機處理問題，掌握計算機基礎知識，提高個人信息素養。

4.2? 傳統課堂存在的問題

（1）學校里所有班級都開設計算機課，上課人數多，教師課時較少，任務重。

（2）學生聽教師講，課堂上師生溝通少，甚至零交流，教學效率不高。學生在學習時不能及時解決問題，學習興趣不高，不重視本課程。

（3）教學模式單一，教師按照教學計劃按部就班，所有學生統一學習。課后做不到全面評價，啟發指導，不能做到個性化教學。

（4）缺乏優質的教學資源，不能給學生提供廣泛的課外拓展知識，不利于學生拓展計算思維、創新計算思維。

本文針對這些問題，為“計算機基礎”實驗活動構建智慧課堂教學，開展具體的教學實踐應用研究，期望改善傳統課堂教學問題。為其他公共基礎課程提供經驗，為教學模式改革提供方向。

4.3? 實施過程

為驗證智慧課堂是否有可操作性，先做好詳細的教學設計，詳細分析教學內容。課前回顧舊課，導入新課，借助智慧課堂平臺向學生提問，引導學生自學。課上師生加強互動交流，根據及時反饋的信息調整教學計劃，創新教學形式。課后給學生提出合適的問題，促進學生拓展思維，自主探索，提高教學效果。

具體實施設計：如“計算機基礎的Excel 2016電子表格中公式和函數”這一節，教師通過平臺實時發布本章預習課件、預習習題。學生端接收學習資源，學生完成預習和測驗，并及時反饋問題，教師端隨時查看反饋情況，教師監控整個過程，總結預習結果，設計教學活動。

課堂上以學生實踐操作為主，學生完成學習任務：函數的輸入，并進行課堂自測，自測問題選擇與任務相關的題目，5到10個即可，教師確認問題后進行針對性指導。

課程結束后教師總結本課程學習內容，布置相關操作練習任務。

4.4? 教學評價

評價設計：線上課堂學習構成的形成性評價和課后考核構成的總結性評價。教師利用平臺中設置的課前、課上和交流模塊評價學生的學習過程和學習效果，對學生學習的整個過程持續不斷地觀察、記錄和反思，如預習情況、階段性學習、課上自測、課堂考勤等，獲得形成性評價。教師在平臺課后模塊上傳課后測試，系統自動改卷，可以批改各種類型題目的得分情況，借助大數據分析判斷學生的掌握程度，獲得總結性評價。另外系統自動統計分數，教師根據反饋結果設置個性化輔導，學生也能根據個性化反饋結果進行反思，達到總體提升的效果。

5? 結? 論

在新時代“互聯網+教育”的背景下，運用智慧課堂的實際效果受到教師的教學方法、教學活動、信息技術以及教師運用產品能力的影響。“教育+技術”不是簡單地從線下變為線上，更不是盲目地把傳統教學過程數字化、智能化。智慧課堂的發展革新了教學理念，用“智慧”為教育帶來新的方向。

參考文獻：

[1] 劉邦奇.“互聯網+”時代智慧課堂教學設計與實施策略研究 [J].中國電化教育，2016（10）：51-56+73.

[2] 冉新義.農村小規模學?！盎ヂ摼W+同步課堂”教學模式研究 [J].教育探索，2016（11）：35-39.

[3] 黨建寧，楊曉宏.互聯網思維下的翻轉課堂教學模式：價值觀瞻與設計創新 [J].電化教育研究，2017，38（11）：108-114.

[4] 夏仕武.“互聯網+”背景下大學雙課堂教學模式的建構與運行 [J].國家教育行政學院學報，2016（5）：42-47.

作者簡介：梁艷（1985.12—），女，漢族，安徽合肥人，講師，碩士，研究方向：計算機應用技術、計算機教育管理。