大學(xué)智慧教室功能情況介紹

李 浩

（陸軍軍醫(yī)大學(xué)教育技術(shù)學(xué)教研室 重慶 400038）

我校在國(guó)家《教育信息化“十三五規(guī)劃”》《教育部2018工作要點(diǎn)》《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》政策信息化背景下，在學(xué)校數(shù)字化校園建設(shè)的前提下，致力于教學(xué)改革和翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)現(xiàn)，于2019年8月建成49套智慧教室。

智慧教室實(shí)現(xiàn)了智慧環(huán)境、統(tǒng)一管理、互動(dòng)教學(xué)等環(huán)節(jié)的一體化架構(gòu)，提供的是整套的教室解決方案。通過(guò)整合資源誕生的智慧教室，帶來(lái)的將是綜合教育水準(zhǔn)的飛躍式發(fā)展。一是通過(guò)智慧教室，授課模式變了。智能硬件代替了教師的傳統(tǒng)授課，主導(dǎo)“以生為本”的教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生；二是通過(guò)智慧教室，教室環(huán)境變了。“體驗(yàn)”在學(xué)習(xí)中的地位將更重要。一個(gè)好的學(xué)習(xí)環(huán)境直接影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)；三是通過(guò)智慧教室，教室布局變了。“填鴨式”教育的現(xiàn)狀將被徹底抹殺，參與度與興趣決定了一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。智慧教室的設(shè)計(jì)以小組合作學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的“填鴨式教學(xué)”到現(xiàn)在的信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的“互動(dòng)式教學(xué)”的轉(zhuǎn)變，服務(wù)教學(xué)模式創(chuàng)新，提供支撐探究式教學(xué)、小班化教學(xué)、混合式教學(xué)和翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)模式的整體解決方案。我校將信息技術(shù)與新型教學(xué)法深度融合，全面支撐課堂教學(xué)模式的變革，實(shí)現(xiàn)了小組合作學(xué)習(xí)的常態(tài)化應(yīng)用和學(xué)情數(shù)據(jù)收集，為教師持續(xù)改善教學(xué)提供依據(jù)和支撐。

我校智慧教室包含的功能主要有：

一、教學(xué)系統(tǒng)

教學(xué)系統(tǒng)由86寸智慧一體機(jī)、納米黑板副屏、65寸小組屏、功放、音箱、無(wú)線麥克、IP廣播、學(xué)生平板和“愛(ài)課堂”配套控制軟件構(gòu)成。使用一體機(jī)加納米黑板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手書(shū)黑板教學(xué)，使用無(wú)塵粉筆書(shū)寫(xiě)，內(nèi)置噴水式黑板擦，減少粉塵保障師生的健康。在智慧一體機(jī)上可以操作電腦，教室各平板、手機(jī)、筆記本、小組討論屏，均可通過(guò)軟件和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳到教室的其他屏幕，實(shí)現(xiàn)師生交互式課堂教學(xué)。

我校使用的是“愛(ài)課堂”的專業(yè)軟件，包括課前預(yù)習(xí)、課中隨堂測(cè)驗(yàn)和課后的答疑及作業(yè)的批改、教師及學(xué)生的考勤、請(qǐng)假等。為每個(gè)學(xué)生建立檔案進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的監(jiān)控和評(píng)估，使教師能真正掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并制定教學(xué)方案和輔導(dǎo)策略，實(shí)現(xiàn)“一對(duì)一”的個(gè)性化教學(xué)。

智慧教室中采取各個(gè)小組討論、合作探究的學(xué)習(xí)方式，將一個(gè)班的學(xué)生分為六到八組不等。學(xué)生可由教師分組，也可以自行搭配，形成各個(gè)共同學(xué)習(xí)小組，就某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討和交流。學(xué)生在分析中學(xué)習(xí)，在探討中深入，學(xué)生知識(shí)面的廣度和深度才能增加，才能將課本的知識(shí)轉(zhuǎn)化為自己的能力。

“愛(ài)課堂”提出了“動(dòng)態(tài)生成”這一概念，即在課堂中隨機(jī)生成一些知識(shí)點(diǎn)的考題，讓學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)終端可以實(shí)時(shí)做題。教師根據(jù)提交的情況，通過(guò)“愛(ài)課堂”的數(shù)據(jù)分析，能快速準(zhǔn)確掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。課堂教學(xué)千變?nèi)f化，引入課堂的教學(xué)方法及手段尤其重要。智慧教室要求教師要有隨機(jī)應(yīng)變的能力，根據(jù)教學(xué)進(jìn)程中出現(xiàn)的新情況，基于動(dòng)態(tài)生成中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析和即時(shí)反饋，采取機(jī)智性行動(dòng)，及時(shí)調(diào)整課前的教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化和改進(jìn)課堂教學(xué)中的手段和方法。

二、錄播系統(tǒng)

錄播系統(tǒng)由教師攝像機(jī)、學(xué)生攝像機(jī)、云臺(tái)攝像機(jī)、跟蹤主機(jī)、定位攝像頭、全局?jǐn)z像頭、錄播音頻處理器、嵌入式錄播平臺(tái)和錄播軟件構(gòu)成。實(shí)行手動(dòng)和自動(dòng)錄播兩種方式，把教學(xué)中的經(jīng)典課程進(jìn)行錄制，實(shí)現(xiàn)直播、點(diǎn)播功能。讓學(xué)生隨時(shí)可以觀看復(fù)習(xí)，為媒體資料建設(shè)提供素材來(lái)源。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由VR工作站、VR頭顯和軟件構(gòu)成。我校是一所醫(yī)學(xué)院校，對(duì)各個(gè)教學(xué)模具的仿真度要求高。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)使學(xué)生在課堂上對(duì)人體的各器官、血管的流向、手術(shù)的操作更生動(dòng)，讓學(xué)生感覺(jué)親手在操作，從而更好地掌握知識(shí)。

四、環(huán)境控制系統(tǒng)

燈光控制系統(tǒng)由光照傳感器、人體傳感器、窗簾控制系統(tǒng)、LED燈控制系統(tǒng)和配套控制軟件構(gòu)成。一是通過(guò)人體傳感器判斷教室內(nèi)是否有人；二是通過(guò)光照傳感器感應(yīng)教室內(nèi)的光照度，如果照度與設(shè)定值不符，則通過(guò)窗簾控制系統(tǒng)打開(kāi)或關(guān)閉窗簾。

空調(diào)控制系統(tǒng)由空調(diào)控制器、體感溫度傳感器、溫濕度傳感器和配套控制軟件構(gòu)成。通過(guò)體感溫度傳感器讓教室的溫度控制在人體舒適的溫度狀態(tài)。溫濕度傳感器根據(jù)天氣情況監(jiān)測(cè)室內(nèi)溫度，根據(jù)軟件預(yù)設(shè)值，當(dāng)室內(nèi)溫濕度與預(yù)設(shè)值不相符時(shí)，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制。

門窗監(jiān)視系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)攝像頭、窗戶門磁模塊、密碼鎖、網(wǎng)絡(luò)中控及配套軟件組成。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)攝像頭監(jiān)視各門窗的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中控設(shè)置敏感時(shí)段，實(shí)施對(duì)窗戶的自動(dòng)監(jiān)視和報(bào)警。

通風(fēng)換氣系統(tǒng)由抽風(fēng)機(jī)、傳感器和空氣質(zhì)量檢測(cè)儀成。通過(guò)空氣質(zhì)量檢測(cè)儀監(jiān)測(cè)室內(nèi)的二氧化碳的濃度，當(dāng)指標(biāo)不在正常值就自動(dòng)啟動(dòng)換氣系統(tǒng)。

五、智能化管理系統(tǒng)

智能化管理系統(tǒng)由監(jiān)控系統(tǒng)、中控主機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器、教室班牌和“愛(ài)課堂”軟件等構(gòu)成。一是在教室管理中心通過(guò)8x12路LED顯示屏，對(duì)所有教室的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理；二是在觀摩計(jì)算機(jī)及大屏上，實(shí)時(shí)感知任何需要的信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)維修，教室調(diào)課，教師上課質(zhì)量的考察，學(xué)生聽(tīng)課質(zhì)量的抽查，師生的考勤，上課內(nèi)容的錄制，實(shí)時(shí)直播等。實(shí)現(xiàn)對(duì)各教室的智慧化識(shí)別、跟蹤、監(jiān)控和管理。還可以通過(guò)智慧教室中的人員考勤系統(tǒng)和課程設(shè)置系統(tǒng)來(lái)判斷教室是否在使用。

六、視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)攝像頭、磁盤陣列、音頻拾音器、“宇視監(jiān)控”軟件和IP廣播系統(tǒng)構(gòu)成。通過(guò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可為安防系統(tǒng)、各大型考試提供錄像資料，可為人員出入情況提供查詢依據(jù)。我校在教室內(nèi)安裝前后各兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)攝像頭，監(jiān)控人員出入、資產(chǎn)的出入庫(kù)、教室內(nèi)部實(shí)時(shí)情況。所采集的影像經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送至終端磁盤陣列，提供實(shí)時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和保存一個(gè)月的錄像資料。

總之，教室的發(fā)展經(jīng)歷了“傳統(tǒng)教室—多媒體教室—智慧教室”的過(guò)程。智慧教室包括傳統(tǒng)的物理空間和科技感的數(shù)字空間，通過(guò)各類智能設(shè)備輔助教學(xué)，使教學(xué)內(nèi)容更易呈現(xiàn)，能夠便利學(xué)習(xí)資源獲取，促進(jìn)課堂交互開(kāi)展，實(shí)現(xiàn)了情境感知和環(huán)境管理功能相結(jié)合。智慧教室旨在為教學(xué)活動(dòng)提供人性化、智能化的互動(dòng)空間。通過(guò)傳統(tǒng)的物理空間和科技感的數(shù)字空間相結(jié)合，本地與遠(yuǎn)程的結(jié)合，改善傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生能自主學(xué)習(xí)、開(kāi)放學(xué)習(xí)和舒適學(xué)習(xí)。

我校的智慧教室正處于起步階段，還有很長(zhǎng)的路要走。