高校交互式智慧教室的應用與實踐

范自強

摘要：智慧教室是一種典型的智慧學習環境，是高校智慧校園建設的內在訴求。本文首先在研究智慧教室的“SMART”概念模型、特征，課堂教學結構變革的具體抓手后，提出了西京學院智慧教室的設計思路，并簡要介紹了系統結構。其后從智能實施、智能評價、智能決策三個方面詳細介紹了所建成智慧教室實現的特色功能。最后根據近兩年的使用情況，總結了存在的主要問題，并提出了改進思路。

關鍵詞：智慧教室;交互式;問題;改進思路

智慧教室是一種典型的智慧學習環境，是高校智慧校園建設的內在訴求。隨著智慧校園的深入建設，形式多樣、功能各異的智慧教室陸續建成。西京學院于2017年以試點建設項目形式建設了一間交互智慧教室，經過兩年的使用，總結了交互智慧教室的特色和使用過程中發現的問題，在分享、探討的同時也希望這些經驗能給其他高校一些借鑒。

一、智慧教室研究

國內較早采用的智慧教室概念是黃榮懷等提出了的“SMART”概念模型，他講述了智慧教室的五個特征即內容呈現（Showing）、環境管理（Manageable）、資源獲取（Accessible）、及時互動（Realtime interactive）、情景感知（Testing），簡寫為“SMART”概念模型。何克抗認為智慧教室因具有教育數據挖掘和學習分析，可以幫助教師有效開展包括智能決策和智能實施的智能化教學，對學生做出客觀、全面、真實的評價，這也是智慧教育三個顯著標志。課堂教學結構變革是學校教學結構變革的核心內容，是實現教育信息化的關鍵。

隨著小組協作、翻轉課堂等多種教學模式的不斷提出，原來以知識傳授為主的“秧苗式”教學環境無法滿足當前課堂教學在功能多樣性方面的實際需求。

二、智慧教室設計及構成和功能介紹

（一）系統設計及構成

系統設計主要圍繞課堂教學結構變革中教師和學生角色的轉變落地，既充分發揮教師主導作用，又突出學生的主體地位;既能輔助教師智能決策、智能實施、智能評價，又能增強學生在學習過程中的主動性、互動以及小組協作性，加強學生對知識點及場景的真實體驗感，將以記憶為主的知識掌握逐漸轉變為以發現、感知為主的知識建構。

系統構成包括：交互式教學系統、交互顯示系統、常態錄播系統、智能集中控制系統、智能教評系統。

（二）特色功能介紹

（1）在智能實施方面：教學系統與學校數據中心完成對接，便于課堂考勤;學生可自帶平板、筆記本等掃碼進入課程系統;教師可采用線上備課、移動教學、互動教學、研討式教學、小組展示、自由展示等多種授課方式結合，實現線上線下混合式教學;學習中心學生課前可預習，課中可隨機分組，互動研討，隨堂測試，課后可回看課程內容。交互顯示系統實現了30臺學生PAD、4臺75寸觸控智能輔助教學一體機和135寸英國進口教師主教學觸控墻的同屏顯示、分組投屏切換等。常態錄播系統采用高清錄播單元實現四路高清自動和手動錄制;生成標準MP4文件，供后期編輯或上傳到平臺進行點播。智能集中控制系統采用物聯網管控單元，設置上課模式、下課模式、參觀模式等，不同的模式開啟或關閉相應硬件設備、燈光及窗簾，方便了任課教師和管理人員。

（2）在智能評價方面：教評模塊可以為學生、教師和教學督導分別提供多維度教學效果評價。對學生可從“學習進度”“問答活躍”“作業完成質量”等6個指標進行學習效果評價;對教師可從“課程資源設計”“課程資料完善度”“課后作業布置及批改”等7個指標進行課堂教學效果評價，各個指標權重可根據課程類型靈活設定;督導可通過遠程線上觀摩，從“教學內容”“教學方法”“教學效果”4個指標對課程進行總體評價。

（3）在智能決策方面：教師端可查看線上學習平臺對學生學習數據的跟蹤分析，引導學生進行課程學習并有針對性地進行課程講解。督導及院系領導可以進行院系、專業橫向教學數據對比，直觀、即時了解教學運行狀態，快速精準定位教學活動中的短板、問題所在。

三、存在的主要問題

智慧教室正式投入使用后，學校安排過教學任務、多次進行校內外培訓，在收到使用好評的同時也發現了一些問題，現提出來，供高校參考。

（1）四臺觸控一體輔助教學一體機因與控制中心距離問題沒有實現內容顯示直接同屏，采用的是第三方軟件方式實現間接同屏，存在同屏不穩定現象。

（2）錄播設備較多，系統尚不支持自動剪輯且未突出“板書”內容。

（3）系統提供廠家對于非主打業務，在設備功能性、穩定性選型及高集成度上表現欠佳，增加了不必要的維護量。

四、改進思路

（1）在輔助教學一體機與主教學系統的同屏問題上，找到HDMI線因距離過遠而傳輸受限的有效解決方案，在硬件底層上解決同屏傳輸問題。

（2）在錄播系統中切實做好必要錄制內容的篩選，增加場景功能設定，既能常態錄制，又能課程錄制，后臺自動剪輯，視頻清晰文件大小適中。

（3）智慧教室作為整體解決方案，廠家應在系統的可用性、穩定性和高集成性上解決難點問題。選擇既能滿足用戶需求，穩定且便于集成的產品合作，從而有效提高產品一體化程度，提升用戶使用體驗。

（4）西京學院智慧教室因采用了英國進口的交互顯示系統拉高了系統整體成本，不利于推廣。希望國內實力公司能夠提供價廉物美的智慧教室整體解決方案供高校選用。

五、結語

智慧教室是實現課堂教學結構變革的有效途徑。智慧教室的落地必須在智能實施上考察系統的穩定性和高集成性;在智能評價、智能決策上考察可用性和易用性，支持與學校數據中心對接;并且總體成本不能過高，以便于推廣使用。

參考文獻：

[1]陸根書，楊兆芳.學習環境研究及其發展趨勢述評[J].高等工程教育研究，2008（2）：5561.

[2]黃榮懷，胡永斌，楊俊鋒，肖廣得.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012（2）：2227.

[3]何克抗.智慧教室+課堂教學結構變革——實現教育信息化宏偉目標的根本途徑[J].教育研究，2015（11）：7681.

[4]呂戀生，楊再明，張凱.高校研討型智慧教室的構建與應用[J].中國教育信息化，2019，（21）：6972.