中小學智慧教室模型設計研究

譚超穎

摘要：智慧教室是教育技術研究領域的一個前瞻性課題。本文通過對國內外智慧教室模式的解讀，結合國內實際學習環境情況，設計了符合K12學段的智慧教室特點的模型，為國內智慧教室相關研究提供借鑒和參考。

關鍵詞：學習環境；智慧教室

中圖分類號：G40-057文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2016）02-0186-01

一、前言

近幾年來，人們對學習環境上的探究熱情越來越高。這不僅說明我們現在已經有了相關的硬件設施基礎支持，更說明教育者們對于教育中最基本的課堂已經有了更深的理解。

中國教育科學研究院建立了“中國未來學校實驗室”；歐盟提出的由“互動區、展示區、探究區、創造區、交換區、發展區”六個學習區組成的“未來教室實驗室的理念在網絡上開始廣泛流傳[1]。毋庸置疑，未來教室的探究，促進基礎教育向著更加民主、開放、公平、協作的方向發展，帶動教育理念、課程形態、教育教學模式、學生評價、教師發展諸多教育內在因素的變革。

二、國內外現狀分析

國外智慧教室概念由羅納德·雷西尼奧的“Smart Classroom”（Rescigno，R.C，1988）提出。隨著IBM“智慧地球”的三大要素：物聯化、互聯化、智能化提出，物聯網與互聯網開始全面整合，實現協同發展。在智慧地球大背景下，關于智慧教育的核心陣地——智慧教室的研究引起廣泛關注，如何建立開放式學習環境和智慧學習環境廣受關注。2008年后，有關智慧教室的文獻數量急劇上升。雖然國外研究智慧教室較早，但是在智慧地球大背景下，在智能技術、云計算技術和物聯網技術發展下，智慧教室的研究才開始全面鋪開[2]。我國各類學術期刊逐步開始刊發有關智慧教室的論文，重視智慧教室的設計與發展，并取得了一定的成果。

三、國內普通教室存在問題

我國目前中小學的教室空間小，教室大多是呆板的座位排列和簡單的教室空間架構。作為物理空間的座位充當了儲藏、聽課、休閑、交流等功能，這樣的設計實際上是把社會空間和物理空間進行了重疊，對于師生、生生互動，則缺少復合結構的考慮。

四、方案設計

筆者針對當代中國普通教室的問題，經過大量的關于智慧教室的材料搜索，以及對建筑學、美學、心理學等多方面的認知，構建出針對K12學段學生智慧教室的模型。如下圖所示：

（一）教學設備

智慧教室的特征有混合性、開放性、交互性、靈活性、智能性、人性化、生態化。除了基本設施桌椅板凳、講臺，還需要符合人眼視角的交互式白板、無線投影、攝像系統、3D投影儀、可變色墻體、平板電腦、高速無線網絡。

（二）區域及功能

教室長10m，寬6.4m。規格為20-40人。整個教室主要劃分為三大區域：教學區，儲物室，以及控制室。儲物室主要是存放桌椅，以便支持不同規模的課堂。控制室主要用于管理眾多電子設備，協助教學區的教師進行教學工作；另外專業的工作人員可以觀察學生協作學習和主動學習的情況。

1.可隨機組合的桌椅。目前有一些智能教室或者多功能教室采用將室內區域劃分成不同的概念區來適應多種教學方式，但是這樣的設計空間利用率不高，實際是一種資源的浪費。這種靈活的桌椅設計以及儲藏室這樣的支持空間使其方便地形成各種布局，很好地提高了教室的空間利用率，能夠支持討論、小組活動、桌面實驗、多媒體活動。

2.交互式教學白板。人眼集中注意力的視角為25度，設置在教室最前端的交互式教學白板可以盡可能得擴大學生視角，產生良好的觀看效果。此外教師能夠利用白板引導學生，讓學生更為直觀感受、觸碰到知識。

3.無線投影。無線投影既能利用墻壁節約空間，又能在學生進行小組協作，討論時發揮重要舉足輕重的作用：學生將手中的平板電腦自由切換到投影上，發表個人觀點，進行討論、展示。此外，教室內的無線投影儀的擺放也遵循人眼專注視角不超過30度進行擺放。讓學生更為專注于小組內的討論。

4.攝像系統。在儲物室以及控制室之間的隔斷上安裝攝像系統。第一，方便控制室內的工作人員記錄教學，協助教學，另外也能分析教學中的問題。另一方面，也有錄制課程的功效。

5.3D投影儀。在教學區的中央，設立一個3D投影儀，當進行某個學科的教學時，例如：生物在介紹DNA構造、人體結構時，全息3D投影效果會讓學生對于知識有著更為立體深刻的理解。

6.智慧教室“移動化”。學生的學習效率不同，傳統的課堂教學勢必不能滿足所有學生的要求，但“移動教室”的運用可以讓教師與學生建立私人關系，同時獲得學生表現的真實反饋。

教室為每位學生配備了平板電腦，支持學生做更高效的計算與搜索。學生可以通過平板對投影主機的屏幕切換快速將自己的作品或者意見呈現給老師、小組成員。這樣課堂的主動權很大程度上還給了學生。另外，平板上增強現實的使用，讓學生可以自行解剖模型，對于結構類方面的學習，學生經過團隊合作、個人消化理解將會有更深的認識。

五、小結

智慧教室應在正確的理念下開展探索，并不是時髦地追求現代技術的比拼。真正的智慧教室研究與實踐，應當以投入產出比的效益來衡量，以是否促進了學生全面而富有個性的發展、有效推動了教育模式的變革來衡量。在智慧教室的探索中，需要不斷地豐富與加強課程理論、教學理論、學習理論的研究與實踐。

（作者單位：四川師范大學計算機科學學院）

參考文獻：

[1]丁書林.構建未來教室：裝備技術應用的探討[J].中小學信息技術教育，2014（12）.

[2]張亞珍.國內外智慧教室研究評論及展望[J].開放教育研究，2014（2）.