“互聯網+”時代智慧教室的設計與應用研究

摘? 要：教室作為教學活動的重要場所，成為教學改革的前沿。“互聯網+”時代構建符合學校需求的智慧教室成為教育工作者關注的焦點。西安財經大學經過調研，結合自身實際，啟動了智慧教室建設。文章闡述了構建智慧教室的目標與功能需求，分析了智慧教室的基礎構架及其功能設計，以期能為更好地建設智慧學習環境提供具有實際意義的參考。

關鍵詞：智慧教室;互聯網+;設計與應用研究

中圖分類號：G434? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）09-0194-03

Design and Application of Intelligent Classroom in the Era of “Internet Plus”

——Take Xian University of Finance and Economics as an Example

BAI Hairong

（Xian University of Finance and Economics，Xian? 710100，China）

Abstract：As an important place of teaching activities，classroom has become the forefront of teaching reform. “internet plus” era has become the focus of attention of educators to build a “smart classroom” that meets the needs of schools. Xian University of Finance and Economics launched the construction of “smart classroom” after investigation and combined with its own reality. This paper expounds the objectives and functional requirements of the construction of the smart classroom，analyzes the infrastructure and functional design of the smart classroom，in order to provide practical reference for the better construction of the smart learning environment.

Keywords：smart classroom;internet plus;design and application research

0? 引? 言

“互聯網+”“人工智能+”和大數據等新一代信息技術對社會各領域產生了深刻影響，教育也不例外。在學校信息化教育教學改革中，從早期的輔助教學到現在與學科教學的深度融合，信息技術促使傳統知識課堂轉為數字化、智能化的智慧課堂，為高校教育教學方式變革帶來了新的發展和機遇。深入教學場景，服務“互聯網+”高等教育的新形態與新模式，為信息化教學提供更多創新的可能，我校在建設智慧教室時利用了“互聯網+”的優勢與特色，將信息化技術與教室建設深度融合并加以實踐，建成了符合我校需求的智慧教室，同時也對一些深層次問題進行了思索。

1? 智慧教室與“互聯網+”背景下智慧教室的概念界定

集物聯網和智能終端等新技術于一體的智慧教室，其本質是一種由整合了電腦終端、智能黑板、信息講桌、教學反饋系統、移動終端等配合使用的教學系統。該教學方式具有課前幫助教師備課和學生預習、課中提供互動教學、課后輔導微課程作業的功能。在智慧教室這個環境中移動終端受控、并且與觸摸一體機無縫對接，為教師和學生提供了一種高效的“教”與“學”模式。

“互聯網+”時代下的智慧教室，本質上是對學生學習數據實施的動態監測及運用“云+端”對新型課堂教學形態的一種分析。該系統由信息化平臺工具、師生及其教學活動形態等組成的信息化課堂教學體系。總體上是將資源管理與服務、多元分析評價、師生移動終端和教學展示環節四部分組成的智慧教學服務體系。

2? 智慧教室構建的目標及其功能需求

采用先進的信息技術，對接智慧校園，通過對原有的教學環境的改變，實現智慧的教與學，達到教育教學的創新。“互聯網+”時代，我校構建的智慧教室目標與功能包括以下4個方面。

2.1? 構建凸顯活力的動態開放課堂

智慧課堂借助于互聯網等信息技術，應用移動端，構建開放的學習環境供學生隨時隨地學習，實現知識教育向素質教育、漫灌式教育向啟發式教育的轉變;實現時間、空間和內容上的開放，時間上從課內向課外延伸，空間上從教室向圖書館和實驗室拓展，內容上從教材向參考資料擴充，達到培養一流人才的目的。加強對優質在線課程資源的利用，鼓勵教師利用在線課程資源開展教學模式改革，鼓勵學生在線自主學習，推動形成人人皆學、處處能學、時時可學的新模式。

2.2? 促進提高教學效果的高效互動課堂

利用智能化移動學習工具，以智慧教室教學信息化為基礎，通過MOOC等平臺開展在線教學。教師可以為學生遠程直播授課，實現實時課堂互動、答疑、測驗等環節，加強課堂互動;創新教學方法與手段，逐步引導課堂教學由“教為中心”向以“學為中心”轉變，形成以學生為中心、教師為主導、師生有效互動的良好課堂氛圍，打造一流課堂。

2.3? 開展推動課堂教學革命的多種教學方式

以智慧教室為基礎，以打造線上線下混合式“金課”為突破點，以信息化教學手段為抓手，倡導開展啟發式、探究式、參與式、合作式課堂教學。積極發展“互聯網+”教育、探索智能教育新形態，強化課程特色，提高教學效果，推動課堂教學革命。推進混合式教學、案例教學、合作教學、現場教學、項目教學等課堂教學模式改革。

2.4? 改進提高教育教學質量的評價機制

傳統的教學評價受制于人力、距離等因素主要是采用結果評價，一般是在課程的結束階段評價，缺少定期、有效的過程監督，其結果必然導致評價結果的不可逆性，即評價差的課程無法得到及時有效的糾正。通過智慧教室，學校可以實時通過現場直播進行教學過程的觀摩和評估，也可事后觀摩和評估，實現了教學過程的實時、高效監督，可以做到及時發現和糾正問題，有助于迅速提高課堂教學質量，實現多元教學評價、全面學習診斷及精準學習服務。

3? 智慧教室的設計與實現

我校智慧教室具體由智慧課堂教學系統、全自動互動錄播系統、智能黑板、屏幕共享與無線投屏系統、擴聲系統、物聯網管控系統組成，并設置了可移動組合的桌椅，小教室設置了6組桌椅，配合6個側屏;大教室設置了10組桌椅，配置了10個側屏，每組學生一個側屏。方便教師開展TBL探究式教學和其他混合式教學模式，如圖1所示。

3.1? 智慧課堂教學系統

智慧課堂教學系統，充分借鑒大腦管理神經行為的機理，打造出承載“教學資源+教學數據+智能分析”的強大“云端大腦”。以“一平三端”在線教學平臺為中心、融合教室端、移動端、管理端各類教學應用，涵蓋課前、課中、課后的日常教學全過程，建構起完整的課堂智慧教學生態，如圖2所示。

我校智慧課堂教學系統，在不增加學校設施投入、不增加教師教學負擔的前提下，借助移動互聯網、云計算、大數據、人工智能等新興科技與教育技術的結合，讓智慧教學覆蓋100%的教學場所和教學全過程，并積累完整的教學大數據，幫助學校實現提高教學質量、提升教學效率、簡化教學管理的目標，為教學改革提供強有力的支撐和依據。

3.2? 全自動互動錄播系統

針對現今高教信息化教學的重點需求，全自動互動錄播系統具有視音頻采集、遠程導播、實時錄制、網上直播、在線點播、跟蹤切換、設備管理等多種應用功能于一體。能夠實現遠程巡視課堂、微信互動，根據空間網格技術進行跟蹤，不受學生和教師高矮等限制，具有操作簡單、錄制效果清晰、切換策略符合教學需要等特點，是制作課程的首選，在節省經費的同時，可以自動生成大量的教學資源，配合資源管理平臺可以實現校內共享、校外共享、供課外時間進行討論等優點。

3.3? 智能黑板

智慧黑板是集成粉筆板書、大屏高清顯示、交互式電子白板、電腦、電視、音箱和網絡傳輸等多項功能于一身的多媒體教學演示與操作平臺。結合了傳統教學黑板和智能化交互體驗，不僅可以實現真實的粉筆、水筆板書，還可以通過搭配交互教學軟件與人性化的觸控操作，便捷調用多媒體素材資源，打造參與互動式課堂教學。

3.4? 屏幕共享與無線投屏系統

屏幕共享與無線投屏系統是指教師借助無線技術，將手機或電腦畫面顯示在投屏設備上，以實現課件演示、多終端同步，文件傳輸、實物拍照展示、觸摸板控制等操作的過程。我校采用了超星獨立開發的新一代投屏技術，只需在投屏碼輸入框內填入為每堂課生成的專屬“投屏碼”，即可輕松實現教學內容的無線投屏。通過屏幕共享與無線投屏，可將PPT、文檔等教學資料，以及簽到、選人、搶答、投票、主題討論等教學互動過程與結果，實現上墻展示。

3.5? 擴聲系統

零束縛擴聲系統作為本地教學擴聲系統，授課教師無需手持或者佩戴任何拾音設備（如無線手持麥克風或2.4 G無線麥克風），只需要在講臺以自然狀態進行授課，即可達到擴聲效果。系統采用軍工波形對比技術，將人聲、反射聲及環境噪聲分離出來，完全自適應消除反饋噪聲與自適應抑制環境噪聲，能有效地消除系統嘯叫及環境噪聲。

3.6? 物聯網管控系統

通過智能平板上的APP輕松控制全部的教學設備，可以控制燈的開關、窗簾、顯示大屏以及錄播系統等等，課前進入教室后可一鍵啟動所有設備，為上課做好準備，省時省力;下課可一鍵關閉所有設備，教師無需為操作問題而擔心，輕松開啟智慧課堂。

4? 結? 論

西安財經大學智慧教室具有裝配豐富、操控簡易、交互流暢高效、個性化及協作學習、真實學習情境模擬等優點?；谧钚碌男畔⒒夹g，融合了人機交互、人人交互、內外交互，形成了互動式的智慧教室。實現了教學環境智能化管控、校本資源共建共享，助力在線教學和碎片化教學的推動和實現，還實現了設備互動和校內外互動，輕松實現電腦、手機與顯示屏的互動，輕松搭建自主學習環境。

總而言之，高校智慧教室是現代化信息發展、高等教育改革發展亟需深入探索的教學環境?；凇被ヂ摼W+”時代高校智慧教室的構建在高校教學中有很大的實踐價值，值得推廣學習。

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作者簡介：白海榮（1982.09—），女，漢族，山西太原人，科長，助理研究員，碩士，研究方向：教學管理。