面向高校智慧教室的應用與教學環境管控的研究

王明超，劉 毅，郭力培

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 智慧教室建設理念

智慧教室分類：

智慧教室建設完成后，集多種教學系統于一體，改變教學方法和教育模式，主要體現在如下四種類型智慧教室，類型分別為：

雙屏互動智慧教室（40人左右）；

多屏研討智慧教室（60人左右）；

遠程互動型智慧教室（100人左右）；

錄播型智慧教室（100人左右）。

2 智慧教室的應用

2.1 課前應用

2.1.1 教學資源－課前備課

教學資源主要針對已有教學資源的導入，和新增加資源的添加管理，形成校、院系自有教學資源的集中管理，也可以與現有管理平臺對接，實現學習資源的共享。

2.1.2 個人空間－在線預習

為用戶在平臺提供個人空間，在個人空間中可以進行個人信息管理、資源管理、課件上傳，收藏精品課程、觀看直播、參與評選和教研活動等。根據不同的角色設置不同的權限，滿足不同的個人空間。

2.2 課中應用

2.2.1 課中互動研討教學

當進行互動研討教學時只需要按下控制面板上的“互動研討”即可實現互動研討教學：

設備啟動：教室內系統一鍵啟用本地所有多媒體音設備終端和互動研討相關設備：教室內大屏、講桌面電源接口供電給教師自帶筆記本使用、功放音響、攝像機、定位系統、互動主機、語音激勵等。

設備顯示：教室內黑板位置主講大屏顯示教師授課內容；其他大屏分別對應顯示各自分組內展示的互動討論資料。教師可控制分組大屏內容顯示到主屏幕上，亦可控制主屏幕內容顯示到各個分組大屏上；當教室內小組與教師互動時，通過語音激勵功能實現小組與教師同屏對話模式顯示課堂場景。與其他教室互動時，教室黑板位置大屏顯示教師授課內容，側墻大屏對應顯示參與到互動課堂中的其他教室學生視頻。當教師與參與到教室內的其他教室學生互動時，通過系統自帶的人臉識別功能給予學生特寫畫面，實現教師與互動教室間的研討場景。

（1）教師與小組互動模式

教師與小組互動：教室內的活動桌椅按照分組模式擺放，教室內系統一鍵啟用本地分組模式音視頻信號終端，以及教室前端顯示屏、教室四周配置觸控一體機。教室前端顯示屏顯示授課內容（PPT、WORD等），也可用來做教學批注；教室四周的一體機通過手機/pad/筆記本采用無線投屏技術分別顯示每個小組討論的話題內容。

（2）教師與學生教學互動

教師與學生互動：教室內的活動桌椅按照學生圍繞教師模式擺放，形成本地課堂互動氛圍，通過師生互動實現一對一互動、分組教學、資源收集、分發教學資源、提交作業等功能，以及完成課前知識點回顧和課后知識點測試答題，同步收集答題正確率，即時反饋到教師統計終端上，以便教師時刻掌握學生的學習情況。

教師與學生互動模式應用廣泛，給教學帶來了全新的變革，它改變了傳統的教學模式，使每個學生都有參與課堂的權利，能夠讓孩子們解放天性，快樂的融入課堂環境中，真正公平的享受課堂的教學氛圍，教學反饋系統是對教師詳細掌握學生學習情況的必要手段，無論課前、課后都需要了解學生在學習過程中學習到什么程度。

（3）組與組之間多屏互動

組與組之間互動，主要體現在分組之間不同的討論話題，通過設備控制，使得分組之間的學習資料可以互換，靈活應用。

研討互動教學面向未來教育需求、針對學科特色、以提升學生學習質量為中心，實現以現代化技術模式的雙板教學系統，滿足教學要求的同時，也實現了互動教學模式，是研討互教室建設的必要條件。

（4）汲取傳統教學優勢

教學汲取了傳統教學“粉筆+黑板”的優勢，從而實現傳統黑板與電子白板的完美結合，達到了“隨處可寫，隨時可寫”以及課堂書寫痕跡按需保存的效果。

（5）課中隨機測驗、即時反饋

利用手機APP可實現師生之間的互動，可進行答題測驗，并可實現及時反饋。

具有移動端互動課堂答題功能，需支持單選、多選、簡答題目測試，測試實時生成數據，精確到每個學生答題反饋數據統計；

（6）多元化課堂互動

采用網絡交互方式，為課堂營造生動、活躍的課堂氛圍，實現以“教”為主的教學模式向以“學”為主的教學模式轉變；平臺進行數據采集、統計并根據模型自動分析，快讀呈現分析結果，可視化呈現整體教學內容的適用性和學生的接受程度，便于制定和調整后續的教學進度。

2.3 課后應用

課后應用-直播錄播、課后視頻點播回放：

（1）直播系統

通過網絡將教室內的錄制資源進行網絡共享和直播，并上傳至資源平臺，用戶也可登錄平臺進行查找點擊觀看，利用網絡技術打破空間的限制。

（2）點播應用

教室在進行課堂教學時可以通過IP網絡，例如局域網、互聯網、衛星網，將課堂教學內容直播出去，課堂教學內容以多種格式展現：音頻格式、視頻格式以及教學講義格式等，多種格式具有同步性。教育管理者可通過云平臺進行集中在線巡查，以及對教學活動進行遠程指揮。用戶可通過掃描二維碼立即觀看的正在直播的視頻資源。

3 智慧教學環境管控

系統以物聯網平臺為依托，基于學校需求，全面設計實現教育教學相關的場地、環境、設備、物品、人員、教學網絡環境的綜合集成控制與面向教學及其保障業務需求的網絡化、智能化、協同化管理。

智慧教學環境管控系統全面優化了教學條件，對教學業務管理和教學資源的充分利用提供有力的網絡化平臺支撐。同時基于物聯網平臺技術，全面整合了教室的計算機、顯示、音響、燈光、窗簾、空調等教學相關設備的聯動監測控制。

3.1 統一規劃

主控中心內可以將所有多媒體教室、全自動錄播教室、全媒體錄播教室、云錄播教室、教學應用考試廣播系統、全媒體課程錄播平臺系統、信息發布系統、可編程考試手機屏蔽系統進行統一管理。

3.2 電教設備集中管理

主控中心可以對多媒體教室進行集中管理，每間多媒體教室內所有的設備均與主控中心進行聯網對接，并在主控室可以實現對教室內所有電教設備的統一集中管理。

3.3 與課表聯動

主控中心管理平臺軟件與校園課表對接，實現教學設備自動開啟的功能，利用多媒體管理平臺可進行教室可視化管理，可實時查看教室情況，方便管理。

3.4 教學觀摩功能

主控中心具有教學觀摩功能，校領導可或教務處人員可通過網絡對任意一間教室進行觀摩或聽課。并且校領導可在辦公室內利用計算機查看任意一間教室內的教學情況，實現遠程聽課。在主控中心內可以通過大屏顯示系統（拼接屏）顯示任意教室內的教學畫面、教學電腦畫面（PPT、WORD、視頻、圖片等），可以實時對任意教室內的視頻畫面進行轉動、變倍等操作。

4 結束語

智慧教室建設完成后，將智慧教學應用系統從課前備課，發布學生預習任務，課堂直接利用本地資源或云端資源教學，實時教學質量反饋，課堂答疑，重要知識點分享，微視頻課件錄制，師生互評，學生考勤自動統計，課堂學習筆記信息全程自動收集統一管理，便于學生課后學習，管理人員課后統計分析教學質量、學生學習情況等功能。