高校智慧教室的特征及發(fā)展趨勢(shì)

秦永亭

（江蘇護(hù)理職業(yè)學(xué)院，江蘇 淮安 223300）

一、智慧教室的概念和特征

2015 年中國(guó)國(guó)際智慧教育展覽會(huì)、全國(guó)教育信息化應(yīng)用展覽以及從互聯(lián)網(wǎng)篩選出的智慧教室解決方案所面向的客戶群體主要是中小學(xué)。目前參與研究智慧教室的高校較少，但高校智慧教室的人群定位范圍較廣。在英文文獻(xiàn)中智慧教室一般被稱(chēng)為Smart Classroom、Intelligent Classroom 和Classroom of Future，其中Smart Classroom使用最為廣泛。在國(guó)外，關(guān)于智慧教室的研究最早可以追溯到1988年，Rescigno提出了“Smart-Classroom”[1]。早期研究較多關(guān)注智慧教室的技術(shù)、裝備效能，如Skipton[2]認(rèn)為“智慧教室就是基于電子或技術(shù)增強(qiáng)的教室”。近期研究較為關(guān)注智慧教室的功能需求，如Akshey Jawa[3]認(rèn)為智慧教室應(yīng)具備生成性信息的便捷存儲(chǔ)，及時(shí)的教學(xué)反饋，自動(dòng)化的設(shè)備控制和功能識(shí)別，快速、個(gè)性化的信息檢索等功能。也有觀點(diǎn)認(rèn)為智能教室是一個(gè)“自服務(wù)的、用戶友好的有利于教與學(xué)的環(huán)境，教學(xué)資源配置簡(jiǎn)單，易用，易于構(gòu)建協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境能有效利用技術(shù)激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性與參與性。”

在國(guó)內(nèi)，黃榮懷等[4]認(rèn)為智慧教室應(yīng)包括內(nèi)容呈現(xiàn)（Showing）、環(huán)境管理（Manageable）、資源獲取（Accessible）、及時(shí)互動(dòng)（Real-time Interactive）、情境感知（Testing）五大特征，并構(gòu)建了智慧教室的SMART模型。也有學(xué)者從英語(yǔ)構(gòu)詞的角度，認(rèn)為SMART 是由自主式（Self-directed）、興趣（Motivated）、能力與水平（Adaptive）、豐富的資料（Resource enriched）、信息技術(shù)（Technology embedded）等詞匯構(gòu)成的合成詞，將智慧的環(huán)境解讀為“支持學(xué)習(xí)者基于自身的能力與水平，兼顧興趣，通過(guò)嫻熟的運(yùn)用信息技術(shù)，獲取豐富的學(xué)習(xí)資料，開(kāi)展自助式學(xué)習(xí)”。黃榮懷教授的觀點(diǎn)主要從環(huán)境構(gòu)建的角度出發(fā)，提出了智慧教室較為清晰的系統(tǒng)架構(gòu)，具有很強(qiáng)的可操作性，姑且稱(chēng)之為“系統(tǒng)觀”。而由英語(yǔ)構(gòu)詞角度出發(fā)的觀點(diǎn)，更為關(guān)注智慧教室的本質(zhì)，強(qiáng)調(diào)其本質(zhì)是提供自適應(yīng)的環(huán)境。智慧教室應(yīng)該是一種自適應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，其核心是以新一代信息技術(shù)為手段，捕獲、記錄、分析學(xué)習(xí)者的風(fēng)格，并以此為依據(jù)，定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案，推送差異化的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使每位學(xué)習(xí)者均能在各自的起點(diǎn)水平上獲得知識(shí)、能力、情感的完善與發(fā)展，并最終獲得智慧。在學(xué)習(xí)方式上是以人（教師、學(xué)生）為主體，通過(guò)人與環(huán)境（設(shè)備環(huán)境、技術(shù)環(huán)境、資源環(huán)境）的高效互動(dòng)，促進(jìn)知識(shí)建構(gòu)，獲得能力發(fā)展。

作為智慧的學(xué)習(xí)環(huán)境，智慧教室至少應(yīng)具備以下特征：通過(guò)新一代信息技術(shù)的整合應(yīng)用，有效降低師生認(rèn)知負(fù)荷，顯著提高教與學(xué)的效率；采用先進(jìn)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能化的學(xué)習(xí)跟蹤與診斷，支持自適應(yīng)、個(gè)性化學(xué)習(xí)；為開(kāi)展以學(xué)生為主體的多種學(xué)習(xí)方式提供全方位支持；對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息、環(huán)境物理信息進(jìn)行實(shí)時(shí)感知、捕獲、分析，實(shí)現(xiàn)教室環(huán)境的智能化管理；實(shí)現(xiàn)了人與技術(shù)、設(shè)備、資源、環(huán)境的優(yōu)化組合和高效、自然互動(dòng)；與校內(nèi)外其他教育信息化系統(tǒng)無(wú)縫整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，資源共享，形成開(kāi)放式、一體化的學(xué)習(xí)生態(tài)；支持無(wú)處不在的泛在學(xué)習(xí)，有效拓展學(xué)習(xí)時(shí)空。

二、智慧教室特征分析

智慧教室具有互動(dòng)性、方便性、感知性、安全性、清晰性、開(kāi)放性、生態(tài)性以及先進(jìn)性等特征。互動(dòng)性是指人與人、人與技術(shù)、人與環(huán)境、人與資源、技術(shù)與技術(shù)等維度的互動(dòng)。方便性是指技術(shù)的使用門(mén)檻低，便于教師的使用和管理人員的維護(hù)。感知性是從物理環(huán)境和虛擬環(huán)境兩個(gè)方面進(jìn)行感知，如要求硬件設(shè)備能感知室內(nèi)溫度、亮度、濕度以及空氣質(zhì)量的變化，甚至能感知學(xué)習(xí)者的坐姿調(diào)整、身體狀態(tài)以及聽(tīng)課狀態(tài)，以及時(shí)做出智能化的調(diào)整，虛擬環(huán)境則通過(guò)記錄學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)行為痕跡，來(lái)分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)和情感變化。安全性主要指智慧教室的保護(hù)措施和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全措施，要求不能對(duì)學(xué)生的身體健康造成危害，需凈化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，保護(hù)學(xué)生的隱私。清晰性是指在內(nèi)容呈現(xiàn)方面利于視覺(jué)和聽(tīng)力接收，能有效地排除環(huán)境干擾，降低認(rèn)知負(fù)荷。開(kāi)放性是指基礎(chǔ)軟硬件設(shè)備相關(guān)接口符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，允許不同系統(tǒng)平臺(tái)與智慧教室互聯(lián)互通。生態(tài)性是指與學(xué)習(xí)者息息相關(guān)的軟件應(yīng)用隨學(xué)習(xí)需求變化，可進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整。先進(jìn)性既指設(shè)備的先進(jìn)，能快速、高效地調(diào)整教室的環(huán)境，不能帶來(lái)新的噪音污染和環(huán)境污染，也指軟件平臺(tái)和教學(xué)理念的先進(jìn)，能結(jié)合腦科學(xué)、人體工程學(xué)、學(xué)習(xí)分析學(xué)和學(xué)習(xí)科學(xué)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)偏好進(jìn)行準(zhǔn)確分析。

三、智慧教室的設(shè)計(jì)理念

智慧教室的設(shè)計(jì)大多遵循“以人為本”、“以學(xué)生為中心”的理念。信息時(shí)代的學(xué)習(xí)本質(zhì)表現(xiàn)出三個(gè)方面的轉(zhuǎn)變：一是學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中的地位由被動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)；二是學(xué)習(xí)過(guò)程由以記憶為主的知識(shí)掌握轉(zhuǎn)變?yōu)橐园l(fā)現(xiàn)為主的知識(shí)建構(gòu)；三是知識(shí)的習(xí)得由個(gè)人的、機(jī)械的記憶轉(zhuǎn)變?yōu)樯鐣?huì)的、互動(dòng)的、體驗(yàn)的過(guò)程[5]。信息時(shí)代的學(xué)習(xí)環(huán)境要適應(yīng)這些轉(zhuǎn)變，使“以人為本”和“以學(xué)生為中心”的理念貫徹于智慧教室的設(shè)計(jì)之中。如未來(lái)課堂就從用戶體驗(yàn)的角度體現(xiàn)了以學(xué)習(xí)者為中心的設(shè)計(jì)理念，其用戶體驗(yàn)包括環(huán)境體驗(yàn)、活動(dòng)體驗(yàn)、情感體驗(yàn)、思考體驗(yàn)和關(guān)聯(lián)體驗(yàn)等五個(gè)方面[6]。

四、智慧教室的未來(lái)發(fā)展

智慧教室的未來(lái)發(fā)展與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)息息相關(guān)。那么，應(yīng)注重培養(yǎng)創(chuàng)新人才的哪些能力呢？為了提升綜合國(guó)力，一些國(guó)家結(jié)合本國(guó)國(guó)情，繪制了世紀(jì)公民關(guān)鍵能力框架，要求本國(guó)公民具備批判性思考與問(wèn)題解決能力、有效溝通能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、創(chuàng)新能力和信息技術(shù)運(yùn)用能力。其中，信息技術(shù)運(yùn)用能力是指能有效地運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)或解決問(wèn)題。陳琳[7]認(rèn)為，在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的未來(lái)，教育的人才培養(yǎng)應(yīng)向第五大支柱發(fā)展，即由學(xué)會(huì)認(rèn)知、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)生存向?qū)W會(huì)創(chuàng)造轉(zhuǎn)變。可見(jiàn)，未來(lái)的智慧教室應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新人才。

從時(shí)代發(fā)展及未來(lái)人才的需求不難看出，下一代智慧教室應(yīng)是智慧研創(chuàng)室。智慧研創(chuàng)室指基于物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新型信息技術(shù)，構(gòu)建旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和研究能力的新型學(xué)習(xí)環(huán)境。在智慧研創(chuàng)室中，學(xué)習(xí)內(nèi)容智慧化呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)資源泛在化獲取，生生和師生的交互立體多樣，現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)空間與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間相互融通，學(xué)生主體作用和教師主導(dǎo)作用能充分發(fā)揮，情境自動(dòng)感知環(huán)境可實(shí)現(xiàn)智能化管理，學(xué)習(xí)過(guò)程與創(chuàng)新創(chuàng)造活動(dòng)全程記錄并作為教育大數(shù)據(jù)供學(xué)習(xí)分析評(píng)價(jià)時(shí)用，最為重要的是創(chuàng)新創(chuàng)造活動(dòng)的開(kāi)展。智慧研創(chuàng)室區(qū)別于智慧教室的一大核心，是以“教”為中心向“創(chuàng)新培養(yǎng)”的核心理念轉(zhuǎn)變，從教室形態(tài)、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)機(jī)制等多方面對(duì)教室進(jìn)行重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)科研能力和創(chuàng)新能力的提升。

智慧研創(chuàng)室在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源建設(shè)方面主要以深度學(xué)習(xí)內(nèi)容為主，建設(shè)系統(tǒng)化的優(yōu)質(zhì)資源網(wǎng)絡(luò)，從而促進(jìn)學(xué)生的深層次閱讀。在智慧學(xué)習(xí)活動(dòng)中充分激發(fā)學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)新的精神，不能只停留在教知識(shí)的層面，而要圍繞任務(wù)、項(xiàng)目、競(jìng)賽等，采取自主研究型和小組協(xié)作型的學(xué)習(xí)方式，積極嘗試研創(chuàng)教育模式，運(yùn)用智慧型學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，逐步使學(xué)生達(dá)到“知、行、創(chuàng)”的統(tǒng)一。