淺談智能教室在現代教育教學中的應用

陳潔 林沛

【摘 要】構建信息化教學環境是實施教育信息化的重要舉措。智能教室是新型的信息化教學環境，它具有設備先進、操控方便、資源豐富、交互流暢、教學方式靈活等特征。它的構建與使用，將有利于改變傳統的教學方式，提高教學質量，提升教研水平，促進創新型人才的培養。

【關鍵詞】智能教室 ? ?信息化教學環境 ? ?現代教育教學 ? ? 應用

黨的十八屆三中全會在深化教育領域綜合改革中提出“構建利用信息化手段擴大優質教育資源覆蓋面的有效機制，逐步縮小區域、城鄉、校際差距”的具體要求，對進一步做好教育信息化工作具有極為重要的指導意義。教育的改革和發展離不開教育信息化，教育信息化的實施離不開信息化教學環境的建設。因此，探索將信息化教學環境智引入到現代的教育教學中，對于改變傳統的教學方式，提高教學質量，提升教研水平，促進創新型人才的培養具有重要的現實意義。

一、基于智能教室的信息化教學環境研究

信息化教學環境是指運用現代教育理論和現代信息技術所構建的教學環境，是信息化教學活動展開的過程中賴以持續的情況與條件。這種教學環境包含在信息技術條件下直接或間接影響教師“教”和學生“學”的所有條件和因素，是硬件環境、軟件環境、時空環境、文化環境等條件和因素的集合。

在傳統的教學環境中，教室是最基本的教學場所，它的發展可分為三個階段：第一階段是傳統教室，主要教學設備是“黑板+粉筆”;第二階段是多媒體教室，主要設備是“多媒體計算機+投影”;第三階段是新型教室，即智能教室，主要設備是“智能裝置+交互裝置”。智能教室是一種先進的教學場所，它與傳統教室、多媒體教室的不同之處在于它能夠對整個教學環境進行智能控制，并支持多元化的學習方式，如動態的學習，互動的學習，探究式、啟發式的學習等。

二、智能教室的設計與構建

智能教室，又稱“智慧教室”或“未來教室”。它的基本概念是：一個能夠方便對教室所有設備（計算機、投影，音箱、交互白板等）及環境（溫度、光線、空氣質量等）進行智能控制和操作，有利于師生無縫地接入資源及從事教與學活動，并能適應包括遠程教學在內的多種學習方式，以自然的人機交互為特征的，依靠移動通信、云計算、物聯網、大數據等技術實現的增強型教室。智能教室的構成體現出設備先進、操控方便、資源豐富、交互流暢、教學方式靈活等特征。

本課題組通過研究與實驗，設計出最基本的智能教室模型，如圖1所示。模型中各個模塊主要實現的功能如表1所示。

圖1 智能教室的基本模型

表1 智能教室各模塊的主要功能

功能模塊 功能作用

教師綜合講臺 是智能教室的核心模塊，主要實現教室內所有設備的智能操作和控制，并且與學生進行互動交流，也能夠通過網絡與外部環境進行互動交流。

交互式電子白板 完成教學信息的呈現演示和師生間的互動交流。

多屏幕顯示設備 既可以作為普通電視使用，又可作為師生互動交流屏幕;多屏幕顯示同時能用單屏來呈現教學信息，也能用單屏來呈現學生的學習信息。

無線網絡設備 在教室范圍內構建一個能夠互動共享的網絡環境，WiFi與3G（4G）網絡共存。

多功能投影設備 既可以作為普通的投影設置，又可作為三維投影設備，并能夠360度投影，智能營造出各種不同的環境。

多功能音響設備 作為聲音輸出系統，能夠播放各種聲音，有立體環繞并實現智能控制等功能。

智能視訊設備 可以多角度對教室現場師生的教學活動進行錄制，并實現保存、傳輸、通訊等功能。

公共打印輸出設備 打印設備具有掃描打印一體化特征，能夠實現3D的掃描和打印。主要作用在于能夠將課堂教學的內容以文本、圖片的形式即時打印出來。

公共媒體編輯設備 實現媒體編輯功能，能夠將智能視訊設備所錄制后的教學活動內容以多媒體的形式進行輸出。

學生終端 學生終端為每人一臺電腦（PC、筆記本、平板電腦、智能手機均可），學生終端通過無線網絡與教師綜合講臺進行連接，實現師生互動交流。學生終端可以共享教師教學資源，并且能夠通過互聯網共享到教育云平臺資源。

除了以上十個最重要的基本模塊以外，智能教室還必須以“教育云平臺”為支撐。“教育云平臺”是基于云計算的信息化教育平臺，它能夠靈活地統一管理和調度教育信息資源，為教師和學生提供各種教育信息服務，也能夠發揮強大的信息處理能力，提供在線的遠程教學資源，并為學習者提供安全、可靠、穩定的數據存儲和管理系統。“教育云平臺”實現了學習資源的共建與共享，能夠為每個學習者提供個性化的學習支持。

三、智能教室在現代教育教學中的主要應用

智能教室的智能性主要體現在它的功能方面，主要包括課堂筆記的自動化、課堂實錄、設備控制自動化、智能遠程教學等幾個方面。

（一）課堂筆記的自動化

傳統的課堂模式經常是教師忙于講課及板書，學生忙于聽課與做筆記，而學生聽課與做筆記往往跟不上教師的進度，這種模式顯然對提高課堂學習的效率是不利的。在智能教室中，學生再也不用做筆記，只需認真聽講就行，教師的所有板書都可以自動保存起來，并以電子文檔的方式傳輸到學生終端中，或者通過打印設備打印出來，大大提高了學生的學習效率。

（二）課堂教學實錄

課堂教學實錄比筆記記錄具有更重要的意義。教師的板書、演示講義、現場視音頻和其他與教學相關的所有活動都可以通過“智能視訊設備”進行記錄并保存下來，并自動上傳到“教育云平臺”中，成為平臺中的教學資源。當學生有需要時，可以隨時隨地播放課堂教學內容，這樣不僅方便復習，而且可以讓學生補學錯過的課程。

（三）所有電氣設備控制的集成化和自動化

智能教室的智能化還體現在對電氣設備控制的集成化和自動化上。比如：當教師需要演示一個講義時，智能系統能夠自動放下電動屏幕和窗簾，調節燈光，打開投影機并切換到合適的視頻源等等。如果考慮在教室中錄制課堂錄像時，自動化選取攝像機角度。“智能視訊設備”跟蹤教師的位置變化，或者教師也可以用手勢指引“智能視訊設備”聚焦于某個區域等等，所有設備的控制都實現智能化。

（四）課堂互動與協作學習

智能教室的核心是互動，其中交互式電子白板就是課堂互動的重要設備，它集硬件與軟件為一體，并連接到“教育云平臺”上。教師可以在白板上隨意調用各種素材或應用軟件教學，并且可以通過無線網絡實現師生之間、學生之間的互動。在智能教室中，學生能夠利用無線終端進行互聯，既可以實現教室內的小組互動，也可以與遠程的學習者或專家進行互動，完全突破空間的限制，實現多方面的互動與協作學習。

（五）遠程教學的智能化

遠程教學是智慧課堂的一個方向，智能教室引入交互空間的概念，把一個普通的教室空間升級為一個教師和遠程教育系統的交互界面。在這個空間中，教師可以擺脫鍵盤、鼠標、顯示器的束縛，而用語音、手勢甚至身體語言等傳統的授課經驗來與遠程學生進行交互。現場的課堂教育和遠程教育的界限被打破了，教師可以同時對現場和遠程的學生進行授課。

四、結語

智能教室在現代教育教學中的應用，改變了既有的教學模式、學習方式，使教育從以教師為中心向以學生為中心轉變，從知識傳授為主向能力、素質培養為主轉變，從課堂學習為主向多種學習方式轉變。信息化教學環境下的教育教學將更加充分滿足教師的教與學生的學多樣化與個性化需求，更加體現立德樹人的本質要求，從而縮小地區、城鄉、校際之間的教育差距，促進教育公平、提高教育質量，促進創新型人才的培養。

【參考文獻】

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