智慧課堂學習平臺的設計與應用

田 紅

智慧課堂學習平臺的設計與應用

田 紅

（北京工業大學實驗學院 北京 通州）

網絡技術的日新月異，為學習者提供了各種各樣的平臺，技術的發展帶動教育的進步，使教育形式和教學方法發生了重大變革，有效地促進了教育改革。本研究所闡述的智慧課堂學習平臺是在高校教育信息化的具體解決方案，具有一定的創新性。此平臺是一個由智能移動終端、交互式電子白板和計算機組成課堂教學互動系統，采用B/S與C/S的混合架構模式，以此構建基于學習平臺的教學模式,并開展教學實施，實踐證明，平臺幫助授課教師管理課程、課堂提問、實現了師生互動，生生互動,有推廣價值。

智能移動終端；互動；學習平臺；高校

0 引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》提出：要加快教育信息化進程。一是在加快教育信息基礎設施建設。把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略，超前部署教育信息網絡。到2020年，基本建成覆蓋城鄉各級各類學校的教育信息化體系，促進教育內容、教學手段和方法現代化。二是加強優質教育資源開發與應用。加強網絡教學資源體系建設。建立開放靈活的教育資源公共服務平臺，促進優質教育資源普及共享。三是強化信息技術應用。提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果。鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題能力。

中國政府在2015年3月提出“互聯網+”國家發展戰略，指出要形成與教育現代化發展目標相適應的教育信息化體系，充分發揮信息技術對教育的革命性影響作用。

移動通信到目前為止經歷了三代的發展，即20世紀80年代的第一代模擬技術、90年代的第二代窄帶數字技術和第三代移動通信系統（3G）。4G即第四代移動通信技術（4th Generation，4G），是多功能集成寬帶移動通信系統。其主要特點是：具有很高的數據傳輸速率；真正的實現無縫漫游。4G移動通信系統實現全球統一的標準，基于IP技術的網絡結構可實現在3G、4G、WLAN及固定網間無縫漫游；）高度智能化的網絡；覆蓋性能良好；不同QoS 的業務得以實現等特點。目前，4G已經全國多個城市進行商業運行。

1 智慧課堂學習平臺的構成及功能

1.1智慧課堂學習平臺的設計思想

1.1.1 混合學習理論

混合學習就是將傳統的面對面的學習和網絡化的學習方式進行有機整合。根據提出的不同問題和要求，采用不同的方式解決問題，具體體現在教學上就是要采用多種形式的媒體形式與信息傳遞方式開展有效地學習。

智慧課堂學習平臺應用于教學中是一種較為有效的混合學習模式。可以為學生提供線上和線下的多種學習方式和途徑，使不同形式的學習方式互相補充，學生可通過智慧課堂學習平臺與課堂學習的有機結合，提高學習效率。

1.1.2 新建構主義學習理論

由國內王竹立老師提出，它建立在經典建構主義之上，強調真實情境、協作與會話在學習中的重要性和關鍵作用。

智慧課堂學習平臺應用于教學中正是運用新建構主義學習理論指導教學設計，創造問題情境，充分發揮學生的主體意識和創新精神，切實體現了“學生是課堂的中心”，有效地利用智慧課堂學習平臺將學習、應用、創新三個階段合為一體。

1.1.3 個性化學習

《規劃綱要》提出，要堅持以人為本、樹立多樣化人才觀念；要尊重個人選擇，鼓勵個性發展。個性化教育是當前的熱點，也是信息時代的發展趨勢。教育個性化是通過實現個性化教育，從而培養個性化人的過程。

首先體現在學生方面，學生是未來社會的主體，應針對學生個性特點有選擇的開展教育教學活動。目前高等教育的課堂大部分是大型或者超大型班級，一般都是幾十人甚至上百人在一起集中授課，老師在教學一般是根據教學經驗針對大多數學生的水平準備教案，實行“一刀切”的教學模式，在這樣的教學模式下，會出現分散在兩極的學生會出現“吃不飽”和“吃不了”的結果，無法滿足每個學生的學習需求。

智慧課堂學習平臺應用于教學中，有效地激發了學生的學習專業知識的興趣，調動了學生學習的積極性和主動性，就是從根本上促進了高校教學中師生互動、生生互動。

其次體現在教學媒體方面：個性化學習對教師也提出了更高的要求,在教學中,教師需要較好的應用計算機、智能移動終端、VR等設備開展有效的教學活動，使每名學生都能在這些設備的幫助下開展學習。

1.2智慧課堂學習平臺的架構設計

智慧課堂學習平臺是一個基于智能移動終端的無線式課堂教學互動系統，由智能移動終端、交互式電子白板和計算機等教學設備組成，這些設備可按照無線短距離通信協議運行。教師和學生每人配備一臺智能移動終端，通過控制模塊進行雙向無線通信。

智慧課堂學習平臺是結合PHP基本架構開發的，平臺運行穩定、可操作實施，采用B/S與C/S的混合架構模式，分為后臺管理端、教師端和學生端三部分，在教師端APP和學生端APP的設計中，著重界面設計，幫助教師和學生方便查找資源。后臺管理端分為：教師管理、課程管理和評價分析三個模塊。教師端分為出題模塊、學習社區和學生分析三個模塊。學生端分為答題模塊、學習社區和學習足跡三個模塊。

圖1 智慧課堂學習平臺系統Fig.1 Systemof Wisdom Classroom Learning Platform

1.3智慧課堂學習平臺的功能

1.3.1 后臺管理端的功能：

后臺管理端的功能主要包括：教師管理，課程管理和評價分析三部分。

后臺管理要由管理員來負責。管理員一般由任課教師擔任，必要時也可由技術支持人員擔任。主要工作是：添加、刪除和維護用戶信息，在智慧課堂學習平臺中，教師的工號和學生的學號是唯一登陸賬號，不可修改；保護后臺管理服務的安全性；添加課程信息，上傳和管理教學資源；管理和審核學生發表的帖子內容，對學生答題情況進行數據分析和統計，分析每名學生在不同課程中的上課情況，也可以分析任教的不同班級的學生上課情況，可以很好的幫助教師及時調整教學進度，改進教學方法。

1.3.2 教師端功能包括三個模塊，分別是：出題模塊、學習社區模塊和學生分析模塊。

出題模塊：課前，授課教師登陸出題模塊，將問題出好，當教師在課堂上講授完成后，通過出題模塊提出問題，問題類型主要包括選擇題（單選題、多選題）、判斷對錯題和簡答題，學生通過學生端回答問題，學生的答題情況可以及時反饋到教師端，并可同時公布在交互式電子白板上，教師可以及時準確了解每名學生的學習情況，便于開展課上講授，和課下學習幫助。

學習社區模塊：主要包括學習資源和在線討論兩部分。學習資源是教師經過篩選將與課程相關的音視頻學習資源和文字資料上傳至學習社區，便于學生課上和課下訪問；在線討論模塊是學生需要將簡答題回答至此模塊，方便師生訪問和討論。

學生分析模塊：主要是對學生的學習情況通過數據進行分析和統計，方便教師了解學生學習情況并對學生期末的綜合評價提供精準數據，同時教師也可將分析結果發布給學生，方便學生了解自己在班級中所處的位置。

1.3.3 學生端的功能：

學生端包括三個模塊，分別是：答題模塊、學習社區模塊和學習足跡模塊。

答題模塊：學生使用學生端回答教師問題。如果是選擇題，學生直接選擇選項即可，如是判斷題，則需選擇對錯按鈕，如是簡答題，則需登陸學習社區回答。

學習社區模塊：在此模塊，學生需要將簡答題的答案回答至此模塊，使教師能及時看到答案并給予評價，同時其他學生也能訪問，從而達到互相學習的目的；如學生還想繼續加深鞏固學習，還可在此模塊訪問和下載教學資源，如音視頻資源和教學課件等，幫助學生掌握課程知識。

學習足跡模塊：學生經過一段時間的學習，可以訪問此模塊，能夠看到自己都在何時進行過學習、答題情況、錯題統計和分析情況、資源訪問和下載情況，并可生成統計圖表，方便學生了解自己的學習情況。

2 智慧課堂學習平臺的應用

智慧課堂學習平臺應用于高校的教學中，可以有效地支持學生的個性化學習。

智慧課堂學習平臺為師生課堂交流和溝通構建了廣闊的開放式的溝通空間，充分體現了交互性、個別化的特點。

圖2 智慧課堂學習平臺的應用流程圖Fig.2 the application mode of Wisdom Classroom Learning Platform

2.1學生分析

大學生是本研究中智慧課堂學習平臺的主要使用者。大學生是具有獨立性成年人，是具有獨立性的人, 經過了十二年的學校教育，他們積累了較多的理論，當他們升入大學，他們渴望學習到更多的理論和實踐的知識。與基礎教育的課堂相比較，大學的課堂班級容量更大，學習任務更重，教師經常處于唱獨角戲的狀態，學生鮮有配合，師生間的深層互動相對較少。

2.2智慧課堂學習平臺應用于高校課堂的教學過程

2.2.1 課堂講授

教師在教學中要進行正常的課堂教學行為活動，教學中要突出教學重難點知識。

2.2.2 回答問題

教師在課前要將問題（選擇題、判斷題、簡答題）導入到題庫，并準備發布。在講授完一部分內容后，應將相關問題發布，并讓學生回答。對于判斷題和選擇題，教師和學生可以及時通過交互式電子白板看到反饋的結果。

2.2.3 在線討論

●訪問資源

學生如果對題目內容還未完全掌握，可以進入學習社區，通過在線訪問資源或者下載觀看的形式學習、鞏固知識，然后再進行答題。

●完成作業

學生如掌握較好，則可以在線答題，并將答題結果上傳，然后還可以訪問其他同學的答題內容并做點評；教師也可以選擇有針對性的答案給予點評；同學和同學之間還可以通過私信的形式進行交流，然后再回答問題并上傳。

2.2.4 修改作業

教師對完成較快的作業進行在線批改，其他同學可以參照批改和點評的作業，修改自己的作業，然后上傳，供教師評閱。

2.3智慧課堂學習平臺的具體教學實施

教師為計算機科學與技術專業學生講授《數字電子技術》課程。在課堂教學中，教師在講授過程中，會對學生掌握的知識進行考核，以便開展后續教學活動，教師已經提前準備好了檢測題（題型是選擇題），學生答題，學生的答題情況很快就反饋交互式電子白板上，師生均能看到答題情況；教師繼續發布簡答題，學生在學習社區回答簡答題，有的學生需要訪問學習資源來理解教學內容才能回答問題；有的學生則答題較快，答完題后，他們會訪問其他學生的答案，并做點評；教師也會有針對性的對學生的答題給予評價，最后教師根據學生的答題情況在交互式電子白板上進行講解和點評，這些師生的點評均能被保存下來，幫助學生學習和復習，最后，學生根據教師的講解自己修改作業，做最后的提交。這些數據都能被記錄下來，成為最后為綜合評價學生的依據。

3 結論

經過教學實踐，筆者認為智慧課堂學習平臺能切實提高學生學習興趣、幫助教師了解每名學生和每個班級的學習情況，能夠客觀、公正、及時地記錄學生學業成績、提高課堂教學質量。智慧課堂學習平臺與高校課堂教學是“互聯網+教育”的具體體現，是一種非常好的教學改革方法，值得推廣。

[1] 《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)》. http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/m oe_838/201008/93704.html.2017-01-20.

[2] 劉巧平, 董軍堂. 淺析4G移動通信技術[J]. 電子測試, 2014(5).

[3] 王竹立．新建構主義: 網絡時代的學習理論[J]．遠程教育雜志, 2011, 29.

[4] 林沛. 智能教室構建智慧課堂[J]. 信息安全與技術, 2015(7).

[5] 田紅, 張永芳. 視覺素養融入課程教學研究[J]. 中國電化教育, 2015(4).

[6] 鄭云翔. 新建構主義視角下大學生個性化學習的教學模式探究. 遠程教育雜志, 2011, 29.

[7] 劉繼. Android 開發中Broadcast, HttpClient 及JSONParser的使用[J]. 無線互聯科技, 2015, (14).

[8] 李強. 以PHP+Mysql為基礎的網站開發研究[J]. 網絡安全技術與應用, 2014, (5).

[9] 劉峰波. 智慧校園綜合管理平臺的設計與構建[D]. 重慶大學, 2013. (3).

[10] 胡志泉, 郭麗, 蔡志強“互聯網+大學”: 機遇、挑戰與應對[J]. 電子技術, 2015(22).

Design and Application of Wisdom Classroom Learning Platform

TIAN Hong
(Beijing University of technology Pilot college No.89, luyuannan Street, Tongzhou, Beijing, 101101)

The network technology develops dramatically, it provides many kinds of platform , education form and teaching methods changed greatly with the development of technology drives the progress of education, it effectively promotes education reform. This paper discusses the wisdom classroom learning platform which is the concrete solution for information orientated higher education, it has certain creativity. This platform is an interactive classroom teaching university wisdom system based on smart mobile terminal, Interactive electronic whiteboard and computers. It based on B/S and C/S Mixed Architecture model. The writer designs the modes of University classroom teaching by which are applied on Wisdom Classroom Learning Platform and also who also takes the teaching practice down. Practice shows that the platform can help teachers’ management courses, classroom questioning, promote students to actively participate in interactive which can fulfill interactivity between teachers and students, interactivity among the students, it is worth while recommendation.

Smart mobile terminal; Interact; Learning platform; University

TP311

: A

10.3969/j.issn.1003-6970.2017.02.029

田紅，北京工業大學實驗學院，主要研究方向：信息技術在教學中的應用。

本文著錄格式：田紅. 智慧課堂學習平臺的設計與應用[J]. 軟件，2017，38（2）：139-142