教育信息化背景下智慧教室的建設(shè)探索與實踐

孔曉宇

（無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214000）

1 高校課堂模式的現(xiàn)狀

多年來，高校主要使用的是“中控+電腦+實物投影儀”的多媒體教室，建設(shè)時間早，設(shè)備故障多，維護(hù)成本高。在傳統(tǒng)的多媒體平臺上，教師主要使用PPT授課，授課形式單一，缺乏與學(xué)生之間的教學(xué)互動。多媒體教學(xué)難以有效提升教學(xué)質(zhì)量，并且與學(xué)校的教務(wù)、多媒體管理等方面的業(yè)務(wù)銜接不足，無法融合學(xué)校的教學(xué)管理和服務(wù)工作，產(chǎn)生資金投入大、效能局限性強(qiáng)、業(yè)務(wù)無法統(tǒng)籌、日常管理和服務(wù)困難等一系列問題[1]。

2 智慧教室建設(shè)的意義及其重要性

早在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》頒布時，國家就明確指出要加快教育信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。近年來，隨著各高校智慧校園建設(shè)的推進(jìn)，智慧教室作為信息化基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對于推進(jìn)教育信息化向智能和創(chuàng)新發(fā)展具有重大的意義。

智慧教室的重要性主要體現(xiàn)在社會、學(xué)校、教師、學(xué)生等多個方面。對于教師而言，可以充分發(fā)揮其教學(xué)的主動性，更靈活地應(yīng)用各種教學(xué)資源，從而轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，提升教學(xué)質(zhì)量。對于學(xué)生而言，改善智能化的教學(xué)環(huán)境，運用富媒體的教學(xué)手段，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性，實現(xiàn)學(xué)習(xí)的最優(yōu)化，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目的。

3 智慧教室的建設(shè)

3.1 智慧教室的建設(shè)理念

智慧教室是利用先進(jìn)的云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)等技術(shù)手段，解決當(dāng)前教學(xué)過程中的互動問題。遵循統(tǒng)一規(guī)劃、總體設(shè)計的原則，通過移動終端實現(xiàn)師生間的交互、分組討論、移動考勤、移動學(xué)習(xí)、云評價等功能。在教學(xué)活動中增加智能效果，實現(xiàn)教與學(xué)的立體溝通與交流，傳統(tǒng)課堂發(fā)生結(jié)構(gòu)性變革，實現(xiàn)無邊界課堂。

3.2 智慧教室建設(shè)體系

智慧教室是現(xiàn)代教學(xué)環(huán)境建設(shè)的必然趨勢。以無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，學(xué)校于2020年推進(jìn)了智慧教室建設(shè)項目，建設(shè)完成97間智慧教室和1間教學(xué)服務(wù)中心，采用“86寸液晶觸摸一體機(jī)+推拉黑板+智能控制中控+場景采集系統(tǒng)”的智能一體化模式。

3.2.1 教室布局

智慧教室中可以對原有的多媒體教室建設(shè)環(huán)境進(jìn)行改造，增加投影設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備以及教室燈光、窗簾、可移動桌椅，并對其進(jìn)行智慧融合、集中控制、靈活管理。中控臺改成智慧的云端和終端操作界面，實現(xiàn)一體化控制。同時還進(jìn)行了教室網(wǎng)絡(luò)硬件環(huán)境改造，配套的教學(xué)資源軟件平臺建設(shè)。

3.2.2 交互顯示系統(tǒng)

智慧教室中可以利用現(xiàn)有多媒體設(shè)備進(jìn)行升級改造，常見的交互顯示設(shè)備包括投影儀、幕布、電子白板、觸摸一體機(jī)，而智慧交互顯示系統(tǒng)—智慧黑板則利用納米涂層及觸摸顯示技術(shù)，將交互顯示設(shè)備與黑板結(jié)合，具備抗暴、防水、防塵、耐用等特性，滿足教學(xué)環(huán)境高粉塵、高使用頻率、高安全防護(hù)的使用需求，與現(xiàn)代化教學(xué)場景融為一體。

智慧交互顯示系統(tǒng)可對接教室中控網(wǎng)絡(luò)控制功能，通過教師端、云端平臺以及智慧教學(xué)管理服務(wù)中心的建設(shè)，實現(xiàn)設(shè)備可視化管理、智能化教室聯(lián)動以及云端的智能維護(hù)，為未來的發(fā)展提供服務(wù)。

3.2.3 高清錄播系統(tǒng)

建設(shè)和開發(fā)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源交互與共享。全自動高清錄播系統(tǒng)主要用于進(jìn)行創(chuàng)新課教學(xué)、分組討論教學(xué)模式的交互課堂教學(xué)，由錄播主機(jī)完成各子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作，完成老師、學(xué)生場景及計算機(jī)課畫面的采集，配合智能導(dǎo)播及高精度跟蹤系統(tǒng)實現(xiàn)場景的智能導(dǎo)播切換功能。自動跟蹤拍攝老師及每個回答問題學(xué)生的正面特寫畫面，還可以同時跟蹤拍攝教室多個黑板區(qū)、屏幕區(qū)老師及學(xué)生的活動畫面，錄播主機(jī)將采集的高清視音頻數(shù)據(jù)流通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實時直播、同步錄制存儲，通過云服務(wù)器平臺提供直播及資源點播。

3.2.4 遠(yuǎn)程互動教學(xué)系統(tǒng)

教師通過互動教學(xué)客戶端實現(xiàn)與異地學(xué)生同步教學(xué)，實時課堂面對面的交流，授課老師可以隨時向遠(yuǎn)端聽課教室學(xué)生提問，聽課教室的學(xué)生也可以向主講教室提問，主講老師與遠(yuǎn)程的學(xué)生通過錄播系統(tǒng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程面對面的交流。

主講教室的錄播系統(tǒng)中已經(jīng)具有了互動教學(xué)的功能，無須安裝其他軟件就能與遠(yuǎn)程教室進(jìn)行互動，錄播主機(jī)互動教學(xué)功能直接在錄播的主界面完成，無須切換錄播的軟件界面，也不需要再調(diào)用其他的軟件程序，在正常錄制直播的同時就能實現(xiàn)與遠(yuǎn)程的互動教學(xué)功能。

4 智慧教室建設(shè)成效

4.1 互動式教學(xué)

“所見即所得，所觸即所想”[2]是智慧教室呈現(xiàn)的實時互動體驗，調(diào)動了師生的參與性和積極性，提高了課堂效率。

4.1.1 課前多元化備課

教師備課，一般按照學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上學(xué)習(xí)和課后練習(xí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。教師在家或者教室里都可以打開教學(xué)平臺，查看學(xué)生的課前預(yù)習(xí)情況、課后作業(yè)情況，根據(jù)學(xué)生遇到的問題有目的性的備課。

4.1.2 課堂互動教學(xué)

智慧教室教學(xué)一體機(jī)的實現(xiàn)，顛覆了多年多媒體控制臺傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境。授課時，教師可自行運用虛擬仿真等多種媒體素材，完成演示、隨堂測驗、互動答題、3D模型演示等多種教學(xué)場景，豐富教學(xué)內(nèi)容和形式。

4.1.3 手機(jī)互動教學(xué)

基于無線同屏技術(shù)，教師授課時通過手機(jī)上的教學(xué)App實現(xiàn)控制課件播放時速、同步教學(xué)、管理音頻廣播、解答疑問等移動教學(xué)互動場景。

4.1.4 實時互動管理

上課點名，通過教室觸摸一體機(jī)上的“超星泛雅課堂”，實現(xiàn)現(xiàn)場簽到。教師可根據(jù)需要設(shè)置課堂行為管理，如：課堂發(fā)言、課堂表現(xiàn)等。在教學(xué)過程中，保證授課、互動、測試內(nèi)容等順利進(jìn)行，完成課程的教學(xué)目標(biāo)。

4.2 直錄播式教學(xué)

在高校的教學(xué)計劃中經(jīng)常會有同一個年級同上一門課的情況，如“計算機(jī)信息基礎(chǔ)”“大學(xué)英語”等。直播錄播同上一門課是智能教室的擴(kuò)展應(yīng)用[3]，只需一位教師即可在同一個時間段內(nèi)給一個年級的幾百名學(xué)生上課，既節(jié)約了教師資源，又節(jié)約了時間資源。

4.2.1 直播課程

教師在智能教室直播授課，學(xué)生可在現(xiàn)場和網(wǎng)絡(luò)端觀看直播。

4.2.2 錄播課程

學(xué)生可以在任意空閑時間段收看錄制好的課程。

4.3 集控式教學(xué)管理

智慧教室整合了門禁系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和教學(xué)控制系統(tǒng)為一體的集控管理模式，實現(xiàn)遠(yuǎn)程對智能教室設(shè)備的管理。集控式教學(xué)管理讓教學(xué)管理可視化，教學(xué)質(zhì)量可監(jiān)控[4]。

5 結(jié)語

智慧教室為師生帶來全新的教學(xué)體驗，提高課程教學(xué)的有效性，提升了教學(xué)質(zhì)量和水平。伴隨著智慧教室的建造，越來越多的專業(yè)和教師已經(jīng)開始新一輪的信息化教學(xué)改革與探索，把新一輪改革的重點放在開發(fā)新的數(shù)字化教學(xué)資源上，以此來全面推動信息化教學(xué)改革。