初探教室智慧化改造及實踐

曹雨翱 胡西民 付剛 李丹莎

摘要：從傳統(tǒng)教室到多媒體教室，技術(shù)的加入使得廣大教育者創(chuàng)造了更多的教學方法，這些創(chuàng)新提高了教學水平。伴隨5G時代，高可靠互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的加入，為響應國家對于教育教學的宏觀規(guī)劃和逐步實現(xiàn)我校師生日新月異的教學學習需求，為探索適合我校“智慧教室”建設(shè)模式，本文以西安工程大學多媒體教室升級改造為契機，通過“智慧化”系列改造和推廣活動，使改造后的教室滿足了開展混合式教學、翻轉(zhuǎn)課堂、PBL教學的需求，降低了日常維護量，拓展了教師與學生的思維。此次建設(shè)達到了預期目標，也形成了一些反思，為我校后期“智慧教室”建設(shè)積累了一定經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：教室;智慧;信息化

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0225-02

1國內(nèi)“智慧教室”研究概況

黃榮懷等提出的智慧教室“SMART”概念模型涉及內(nèi)容呈現(xiàn)、環(huán)境管理、資源獲取、及時互動和情景感知五個維度。聶風華等嘲從教室信息化建設(shè)方面，認為物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)是推動教室變革的要素。何克抗認為傳統(tǒng)教育信息化的軟硬件建設(shè)和數(shù)字資源的開發(fā)與智慧教室最大的不同在于學習環(huán)境發(fā)生了根本性改變。孫曙輝等將智慧教室的目的歸納為實現(xiàn)涵蓋教學決策、反饋評價、互動交流、資源推送、課堂教學改革的信息化教學模式。何文濤等嘲以行為視角對比了傳統(tǒng)教室與智慧教室的中學生的協(xié)作學習情況，發(fā)現(xiàn)媒體技術(shù)有助于提高學習效率，但在交互水平方面對學生的協(xié)作學習無明顯提升。劉宸等以西安交大為例，將智慧教室建設(shè)的內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)設(shè)施、基礎(chǔ)網(wǎng)絡、網(wǎng)絡感知等八大系統(tǒng)。賀占魁等以華東師大為例，提出并構(gòu)建了一種有物理空間、資源空間、交互空間、多維度數(shù)據(jù)一體化采集與應用四個特征的智慧教室建設(shè)模式。

2我校“智慧教室”建設(shè)探索

2.1教學信息化的核心地位

當前信息技術(shù)快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云存儲等新技術(shù)為傳統(tǒng)多媒體教室實現(xiàn)智能化改造奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。智慧校園建設(shè)已成為大部分高校十三五規(guī)劃信息化建設(shè)的重點工程之一。同時，智慧教室基于數(shù)字化校園的快速發(fā)展，成了智慧校園建設(shè)的重要方面。

從國家宏觀角度看，高等學校智慧教室的建設(shè)與應用也符合《2019年教育信息化和網(wǎng)絡安全工作要點》中提出的“推進信息技術(shù)在教學中的深入普遍應用”，《中國教育現(xiàn)代化2035》提出的“利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式改革”和《教育信息化2.0行動計劃》提出的“構(gòu)建智慧學習支持環(huán)境”要求。國外教授D.Christopher Brooks研究結(jié)果表明，學生在技術(shù)增強環(huán)境中學習，比在傳統(tǒng)的課堂環(huán)境中進行同樣學習的同齡人表現(xiàn)要好。基于這些方面，各校有關(guān)智慧教室試點建設(shè)有序開展起來。

2.2我校教室智慧化改造的機遇與挑戰(zhàn)

智慧教室建設(shè)是我校十三五規(guī)劃重點建設(shè)內(nèi)容之一，同時也承擔著克服信息化和教學工作兩張皮;將各類內(nèi)容豐富的教學資源積累，共享，展示;以及滿足近年來教師持續(xù)高漲的開展信息化教學等需求。因此，我們急需推進多媒體教室的建設(shè)改造，為教育教學創(chuàng)新提供良好的平臺支持。

2.2.1校內(nèi)多媒體教室現(xiàn)狀

學校原建的多媒體教室，都是多年來分批次建設(shè)，質(zhì)量標準參差不一，教室使用操作缺乏統(tǒng)一的操作規(guī)范，設(shè)備的維護工作量大。多年來使用本地化的管理運維模式。

2.2.2多媒體教室智慧化改造思路

目前智慧教室建設(shè)已成為教學信息化工作的前沿陣地，其建設(shè)有一定的規(guī)范但也應因地制宜，結(jié)合本校實際情況，我們著手于以下幾點對多媒體教室進行改造，教室的層次建設(shè)如圖一教室層次。

第一，物聯(lián)網(wǎng)全面接入：實現(xiàn)對設(shè)備、環(huán)境等智能感知，為智能服務做支撐。

第二，集控錄播和直播平臺：實現(xiàn)教學資源積累，開展實時跨區(qū)域教學活動，為日后教學評價，教學過程分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

第三，人性化的教學設(shè)施及便利的網(wǎng)絡覆蓋：滿足各種教學模式中對教學設(shè)施便利性的要求以及快速便捷的網(wǎng)絡接人體驗。

第四，網(wǎng)絡互動教學平臺：實現(xiàn)線上線下相結(jié)合的混合式教學、PBL教學、翻轉(zhuǎn)課堂等及學生課前預習、課中學習、課后復習的全過程沉浸式學習。

第五，遠程網(wǎng)絡實時交互式教學：實現(xiàn)跨地域的虛擬交互教學活動。

第六，與“智慧校園”相關(guān)業(yè)務系統(tǒng)深度融合：實現(xiàn)教學數(shù)據(jù)治理與分析，服務教學管理與創(chuàng)新。

2.3我校教室智慧化改造的探索與實踐

在充分利用資源的條件下，為避免盲目建設(shè)，我們先期對臨潼校區(qū)教學B樓9間教室和C座3間教室進行改造試點。

2.3.1對臨潼校區(qū)教學樓B座9間和C座2間教室進行智能改造

主要包括多媒體設(shè)備的遠程集中控制系統(tǒng)和集控錄播系統(tǒng)兩大模塊。

第一，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對教室多媒體設(shè)備遠程控制及其他常見功能，通過對教室多媒體機柜采用封閉式管理，與“校園一卡通”教工信息和教務系統(tǒng)的課表信息實時對接，身份驗證和課表驗證雙重機制，實現(xiàn)教師插拔“校園一卡通”快速開關(guān)所有設(shè)備。

成效：教室日常維護工作量大大降低，基本實現(xiàn)零維護，設(shè)備使用更簡單，設(shè)備能耗大幅降低。

第二，通過與教務系統(tǒng)的課表信息對接，實現(xiàn)對教室課程全過程全高清手動或全自動錄制和直播，錄制的課程資源自動上傳至校本教學資源平臺。通過教學督導系統(tǒng)（c/s或B/S）和校本教學資源平臺實現(xiàn)在線巡課、在線督導、在線評價和課后離線督導與評價。

成效：教學視頻資源逐步積累，在線巡課、督導系統(tǒng)等應用系統(tǒng)為教學管理部門提供了有力的技術(shù)支持。

2.3.2在臨潼校區(qū)教學樓C座570教室建設(shè)試點了1間“智慧化教室”

除實現(xiàn)以上功能外，還可以進行混合式教學、PBL教學、翻轉(zhuǎn)課堂等各類教學模式改革實踐，實現(xiàn)教師備課、課堂互動教學、隨堂考試、作業(yè)批改、課后答疑全過程線上教學活動和全過程沉浸式學習;借助可自由組合移動的桌椅和支持通過手機、平板、筆記本等移動互聯(lián)設(shè)備的即時投屏功能，支持線上線下自由分組討論、師生互動交流;應用了“智能黑板”“交互式觸摸屏”“智能電子班牌”;實現(xiàn)了對設(shè)備的遠程集中控制和對燈光、窗簾等環(huán)境設(shè)施的智能控制;

成效：此間“智慧化教室”試運行一年來，我處跟教務部門密切協(xié)作，在教師隊伍中影響廣泛，新的教學體驗也深受師生歡迎，取得了較好的反饋。

3推廣教室多元應用、提升教師信息化素養(yǎng)

我校在智慧化教室建設(shè)試點完成后，于2017年底召開了教室建設(shè)與應用研討會，會議主旨為“在智能環(huán)境下，如何打通教室與教學相互促進的渠道，助力智慧教育。”會議邀請了省內(nèi)外專家學者，我校相關(guān)管理教師和一線授課教師。通過此次研討活動，一方面起到了較好的宣傳作用，另一方面通過在新環(huán)境下的應用，拓展了一線教師的思路。隨后，我們與教務部門密切協(xié)作，針對三類不同學科（工科、理科、藝術(shù)），開設(shè)了三門完整的課程，旨在延續(xù)新環(huán)境下教學活動與收集實際條件下，教師和學生的反饋，用以改善。

4總結(jié)

我校在多媒體教室智慧化改造過程中，根據(jù)學校實際情況分步實施。從先期的建設(shè)效果來看，達到了預定目標，為后續(xù)教室的建設(shè)積累了經(jīng)驗，也通過建設(shè)過程形成了一些反思。

4.1教室智慧化改造是一個系統(tǒng)工程

首先，要結(jié)合學校的實際情況因地制宜，統(tǒng)籌規(guī)劃，分布分類建設(shè)，避免只是在傳統(tǒng)教學基礎(chǔ)上打補丁。其次，教室升級建設(shè)需要多部門密切協(xié)作，共同參與，明確職責與分工。最后，讓改造后的教室發(fā)揮對信息化教學的助推作用，必須與教務、人事、學工等業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行融合。基于校園一卡通系統(tǒng)，數(shù)字化校園三大平臺等業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合是開展信息化條件下教育的關(guān)鍵。

4.2教室智慧化改造要體現(xiàn)對學習服務和對教學流程再造的支持

無論是配置平板電腦還是支持如翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，教室智慧化改造的核心目標是通過信息技術(shù)參與實現(xiàn)教學效果的提升，讓技術(shù)提供的可能性在教師與學生的參與下成為必然性，使得知識內(nèi)化效果最大化。

4.3智慧化教室充分發(fā)揮作用也需要教學信息化管理機制的加強及教師信息化素養(yǎng)的提升

完善教學業(yè)務流程、教學過程分析、課程教學結(jié)構(gòu)優(yōu)化等，針對不同人群制定適合他們的策略，把提高教師信息化素養(yǎng)作為教師崗前培訓的關(guān)鍵要素，貫通課前、課中、課后，打造良好的教學生態(tài)。

我校在教室智慧化改造的道路上取得了一定成績，但與兄弟院校的建設(shè)水平和規(guī)模相比，還有一定差距。我們將在教室智慧化建設(shè)和教學信息化水平提升的道路上繼續(xù)前行和探索。