面向智慧教室的智慧課堂APP設計

何杏宇 喬逸沛

摘 ?要： 面向智慧教室的智慧課堂APP是利用無線網絡、云端存儲、數據庫等技術，將移動端APP與智慧教室相結合，實現新型教育方式，讓學習模式更具自主化、現代化，教學方法更加智能化、科技化。本論文設計的APP以“智慧教室”為核心，通過對教室硬件設施的控制，構造舒適便捷的教學環境，可記錄智慧教室中課堂教學信息，并實現課程教學資源的共享和檢索，使課上與課下緊密相連，以最終提高學生的學習效率與教師的教學效率。

關鍵詞： 智慧教室;智慧課堂;學習模式;教學方法

中圖分類號： G434 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.08.061

本文著錄格式：何杏宇，喬逸沛. 面向智慧教室的智慧課堂APP設計[J]. 軟件，2020，41（08）：223-225

【Abstract】： To realize student-centered autonomous learning model and support intelligent teaching methods， this paper designs a smart class APP for intelligent classrooms， via combination and utilization of wireless networks， cloud storage， database and other technologies. This APP aims to service for intelligent classrooms， it can control the hardware facilities in the intelligent classrooms to construct a comfortable and convenient teaching environment， and also can record the teaching information in the smart classes to realize the sharing and retrieval of the curriculum teaching resources. This APP can improve both the learning and teaching efficiency， no matter in or out of the intelligent classrooms.

【Key words】： Smart class; Intelligent classrooms; Learning model; Teaching methods

0 ?引言

智慧教育作為新興的教育形式，因其具有強大的應用潛能而被各界所關注[1]。其中，智慧課堂是智慧教育領域非常重要且熱門的關注點。智慧課堂體現的是在現代信息技術支持下傳統課堂教學模式向信息化教學模式的轉變，強調教學環境智能創建，是對傳統課堂機械式教學模式的變革[2]。為了支撐和實現智慧課堂，智慧教室技術也相應產生[3]。智慧教室是在教室物理環境的基礎上融合現代信息技術，通過感知與互動反饋、智能化控制管理、數據分析和可視化展示等手段，實現“學習”無所不在，網絡無縫接入和資源共享服務的現代化新型教室[4]?，F今各大高校都在對智慧教室進行建設，并進行相應的教學改革。為了實現對智慧教室硬件設施的控制，并對智慧教室中的課堂教學信息進行記錄和共享，有待設計出面向智慧教室的新型智慧課堂APP，以促進課上和課下的無縫銜接。智慧課堂APP可以與大數據、云計算和移動互聯網技術接軌，方便打造課內課外、隨時隨地教與學的新型教育教學體系，培養學生學習主動性，提高教師教學工作效，建立更加高效，更加完善的教學方式[5]。

為此，本文提出面向智慧教室的智慧課堂APP，該APP以“智慧教室”為核心，通過對教室硬件設施的控制，構造舒適便捷的教學環境，可記錄智慧教室中的課堂教學信息，并實現課程教學資源的共享和檢索，使課上與課下緊密相連，以最終提高學生的學習效率與教師的教學效率。

1 ?面向智慧教室的智慧課堂APP功能設計

智慧教室是借助物聯網技術、云計算技術和智能技術等構建起來的新型教室，可通過各類智能裝備輔助教學內容呈現、便利學習資源獲取、促進課堂交互開展，實現情境感知和環境管理功能[6]。本文設計的智慧課堂APP對智慧教室提供支持，可對智慧教室中硬件設施進行控制，具有如下幾種功能：簽到、調節課桌椅、調節燈光、控制投影儀、當作話筒、查找空教室及課表等，可使教學與學習更加便利。本文提出的智慧課堂APP還可以實現課堂信息記錄和教學資源的共享。例如教師上課時利用APP當作話筒時記錄的音頻文件，可用于學生存留進行課堂筆記的整理，課程教學中教師課堂提問和學生課堂互動的錄音可發布至論壇用于交流和資源共享。

2 ?面向智慧教室的智慧課堂APP結構設計

本文設計的智慧課堂APP分為教師和學生兩種賬戶，在登錄注冊的時候，會進行學校、專業、姓名、學號或工號等的實名認證。其中設置三種模塊分別為：課堂教學模塊、交流和資源共享模塊和智慧教室模塊，如圖1所示。

智慧教室模塊輔助于課堂教學模塊和交流和資源共享模塊，便于教學信息交互。例如，智慧教室模塊的簽到功能對課程教學模塊中教師的評分有影響，又例如課程教學模塊中教師課堂提問和學生課堂互動錄音可用于交流和資源共享模塊的信息發布。

2.1 ?智慧教室模塊

本文設計的智慧課堂APP具有對智慧教室的硬件控制功能，如圖2所示。為了滿足每個人身高體型各有不同的需求，本文設計的智慧課堂APP有調節課桌椅的功能，學生可根據自身情況手動調節課桌椅并用APP記錄，下次課前掃描二維碼，APP會自動調節無需再次手動調節。

智慧課堂APP也可用于調節燈光的強度和顏色，智慧教室一般采用的都是多模式智能燈，學生和教師均可根據室外光照強度、室內昏暗程度，通過APP調節不同模式、不同亮度，營造適合學習的光照環境。

為了改善傳統通過控制器控制投影儀的方式投影效果不理想，影響學生上課的興趣和學習效率等問題。本文設計的智慧課堂APP具有直接調整智慧教室的新型投影儀的清晰度、大小、投影位置的功能，可高效率完成投影儀的調整。此外，教師可通過APP實現文件手機與投影儀同步，可避免出現文件格式不對無法完成投影或投影過程中出現錯誤的情況。教師還可將視頻存儲到智慧課堂APP中，通過APP實現手機與投影儀視頻同步播放，可通過手機調節音量大小、視頻清晰度等。便利課堂教學，提高上課效率。

為了解決傳統的話筒會因使用不當產生刺耳的噪音、影響教學的問題。本文設計的智慧課堂APP可當作話筒與擴音器相連，有擴大音量、存留音頻文件、將音頻文件轉換成文本的功能。該功能不僅有效避免噪音問題，而且便利教學與學習。如果學生有需求，教師可將音頻文件通過APP發布給學生，學生可根據自身需求通過APP將音頻文件轉為文本文件。在客觀條件允許的情況下，師生也可將該音頻文件通過APP上傳至交流和資源共享模塊里的論壇部分實現資源共享。

針對現今大學上課教室不固定、學生需不定期查看課表、通過截圖在手機相冊中查找課表不方便、課表更新后學生無法獲取最新信息的現狀，本文設計的智慧課堂APP的查詢課表功能包含上課地址、上課時間、任教教室等信息。學生可使用APP查詢實時課表信息，避免出現因此缺席的現象，影響課堂教學。為了滿足社團活動、開班會、學生自習等都需要空教室的需求，本文設計的智慧課堂APP具有查詢空教室的功能，師生可根據APP查找空教室，但在使用前需對其進行預約登記。

傳統簽到模式包括上課點名、姓名表簽到、軟件隨機查找簽到等。這些方法過程繁瑣且占用時間，本文設計的智慧課堂APP在學生到達指定教室且手機與智慧教室的無線網連接后APP自動簽到，方便快捷效率高。教師亦可根據簽到情況對學生的平時成績進行評定。

2.2 ?課程教學模塊

課堂教學模塊是兩種賬戶有區別的模塊，教師賬戶里有課前、課后、考試和評價四個單元，學生賬戶里有課前、課后、考試、記錄本、錯題集、題庫六個單元。其中，在兩種賬戶中，課前、課后和考試三個單元根據教師和學生的特性不同，其功能也就不盡相同。

2.2.1 ?課前單元

在每周上課之前，教師通過所設計的APP發布上課所需品，如是否需要帶電腦、上課地點改變指定上課地點等，提醒學生做好準備。教師也可發布重要知識點，讓學生有方向有目標的預習，節約時間提高效率。教師亦可發布簡要課前預習題，學生完成并通過APP提交，可用來檢查預習情況，如圖3所示。

2.2.2 ?課后單元

每節課后，教師可通過本文所設計的APP發布教學PPT、教學視頻等教學資源，學生可下載后進行復習、自主學習等，如果允許公開也可上傳分享至論壇用于交流和資源共享。為了解決現今用ftp或通過微信、QQ等社交應用軟件上交時用網限制、文件格式限制等問題，教師可通過APP發布作業及作業要求，學生可通過APP接收作業，也可直接在APP上交電子版作業。學生也可通過該APP向教師提出問題，教師接收后可通過文本、語音、視頻等不同的方式回復，如圖4所示。

2.2.3 ?考試單元

期中期末考試前，教師可通過所設計的APP發布歷年考試的題目和復習大綱，學生考試前可通過復習大綱及歷年的考試題目進行系統有效率的復習，在復習過程中如若產生疑問可通過該APP向教師提出問題，教師及時做出回答，實現高效率復習。提出問題的時間僅限于每個老師各自的工作時間，教師可設置回答時間并告知學生，學生定點查看避免等待浪費時間，如圖5所示。

2.2.4 ?其他模塊

教師賬戶中的評價模塊是需要教師對每個學生的作業及課堂表現有一個評價，教師可根據上課回答問題、簽到等各個方面對每堂課每個學生進行評價。APP會對每堂課給每個學生一個默認分數，不用教師逐個評分。如若有特殊情況如某個學生遲到、早退、課堂紀律差或某個學生在上課時表現良好等，教師可對默認分數進行修改，自行評定分數，評定之后點擊提交即可保存。如若教師當天并未完成評價，APP會給出提醒，如若教師仍未提交APP會直接存儲默認分數。

學生賬戶中的記錄本模塊可用來記錄一些重難點的知識點，或對一些疑難知識進行總結。錯題集模塊用來對一些做錯的題目或者一些學生認為的難題進行歸納，這兩個模塊由學生自主定義。題庫會根據記錄本和錯題集里的記錄，提取關鍵字，自動從自身數據庫中針對性的生成套題或者小測試，學生可有選擇的進行完成，幫助復習鞏固知識點。

2.3 ?交流和資源共享模塊

交流和資源共享模塊是兩種賬戶所共有的，分為論壇、教程和我的三部分，如圖6所示。

在論壇里設置有各種各樣的圈子，師生均可根據自己的喜好或需求建立或關注自己感興趣的圈子。在這些圈子里，師生可發表一些對重難點知識的看法、提出一些疑難問題、對某些問題提出自己的見解等。

在論壇里師生均可共享一些可以分享的教學資源，如教學視頻、教學PPT、輔導資料等，更加便利學習。

在教程模塊中APP的數據庫里會存有針對不同課程的教學視頻、文件、素材等教學資源，師生均可通過搜索查找自己所需要的資源。對于師生上傳的教學資源，APP也將會根據安全性、可靠性等方面進行篩選，并將通過篩選的信息自動存儲在數據庫中，完成數據庫的擴充。

我的模塊中包括賬戶設置、我的資源和我的收藏三部分。在賬戶設置中，可以設置自己的喜好、個人信息和頭像等。我的收藏中存有關注的圈子、在意的難題和注意的知識點等。我的資源用于存儲下載的文件、觀看過的視頻和上傳過的資源等一些教學資源，可更加便捷地找到之前查看過的文件、未看完的視頻和上傳過的資料等。

3 ?結束語

隨著移動產品的普及，面向智慧教室的智慧課堂APP利用無線網絡、云端存儲、數據庫等技術，將移動端APP與智慧教室相結合，實現新型教育方式，讓學習模式更具自主化、現代化，教學方法更加智能化、科技化。本論文設計的智慧課堂APP以“智慧教室”為核心，以“教學”為中心，提高學生的學習效率與教師的教學效率，有效解決傳統課堂教學模式單一、出勤率統計方式煩瑣、無法有效地利用教室設備、學生上課缺乏興趣等問題。在相比現今更加舒適的教室環境中，真正實現趣味教學興趣學習，真正做到現代化教學高效率學習。

參考文獻

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