基于SMART模型的可拆卸式中職智慧教室構建

王成梁 戴堅 李穎欣 金洲

摘要：隨著信息技術和多媒體手段飛速發展，傳統教室已經無法滿足實際教學的需求。因此，基于前人對智慧教室組成架構的理論研究和實踐，結合職業教育適應性和實用性的教學特點，提出了由基本模塊和拓展模塊組成的，具備高性價比、高靈活性和高適應性的可拆卸式智慧教室模型。此模型既能有效契合當下職業學校對智慧教室的推廣需求，更能推動職業教育信息化發展。

關鍵詞：智慧教室;可拆卸式;SMART概念模型;職業教育;建構主義

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）06-0159-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 背景

近年來，在國家頒發的《教育信息化“十三五規劃”》《教育信息化2.0行動計劃》等文件中，對傳統多媒體教室的智慧化構建均有所重視。其中職業教育因其教育教學具有多實操、多情境等特點而對智慧教室提出了更急切的訴求。

國內外學者對中職智慧教室的功能及特征進行了有益的探索。Michelle Lui等通過兩次實驗證明了沉浸式模擬對理解較難概念的促進作用[1]。王雪花認為中職智慧教室的空間應靈活多變，需要具備較高的技術性和相對的隨意性，將封閉式空間變為交互式空間[2]。賈亭渝等認為通過教學活動中主體、環境、技術、資源等元素的互動來推進中職教學培養目標的實現是中職智慧教室應具備的功能[3]。

可見，中職智慧教室應具備較強的靈活性和交互性，能夠實現改變空間布局、方便師生互動、幫助學生學習等功能。但是，當前學者們構建的中職智慧教室不具有針對性，可能無法滿足一些專業的教學需求和老師的個性化需求，如何使中職智慧教室兼具普適性和針對性是目前亟需解決的問題。

2 設計思路和理論基礎

2.1 SMART模型

黃榮懷等提出的智慧教室SMART模型[4]維度全面，在智慧教室構建過程中，起到了方向性指導和理論支撐的作用。

在SMART模型中，環境管理主要體現在智慧教室的硬件要求上，與情境感知收集到的智慧教室內部信息相互支撐;在情境感知的輔助下，環境管理可以實現將教室軟硬件設備、教學相關資源的監控和管理。情境感知維度包括對教室環境的感知和對學習者學習狀況的感知。

剩余維度中，內容呈現表征的是智慧教室呈現課程所需教學信息的能力，具體內容包括所展示的教學內容及其呈現方式;資源獲取則關注能否高效地從大量資源中定位課程所需的資源;及時交互體現的是智慧教室與參與課堂活動者交互的能力。

2.2 建構主義教學觀

智慧教室具備高度情境化教學，因此其構建基于建構主義教學觀。建構主義興起于上世紀后半葉，比較關注學習的主動構建性，即教學僅僅只起到構建學習環境的作用，學生才是學習的主體，應該努力去培養自己組織構建知識的能力[5]。基于SMART模型的可拆卸式中職智慧教室以建構主義理論為基礎展開，從為學生自主構建知識提供便利的角度出發，進行智慧教室的構設，著重考慮建構主義教學觀對智慧教室構建的指導。

建構主義教學觀指出，教學不再是將現有的、精確的知識傳達給學生，而是幫助學生回憶起已掌握的知識與經驗，促進其成長，并在此基礎上加以重新組織。這就要求我們在進行智慧教室的構建時，要考慮如何才能促進學生對原有的知識經驗進行回憶，來幫助當下的學習。

情境性是建構主義學習觀的重要特征之一，該特征指出能讓知識生存的活動，具備可感知、高度具體化和情境化的特點，不可能獨立于情境而抽象存在，因此在構設智慧教室時我們應該把教室的功能設計與情境設計聯系起來，使得智慧教室具備建設多樣化情境的能力。

3 智慧教室具體方案設計

基于SMART模型的可拆卸式中職智慧教室（如圖1）依照SMART模型，篩選并搭建出智慧教室的基本模塊，并結合中職教育中以實踐任務為導向的教學方式，基于建構主義理論，根據不同課程的特點來設計符合課程需要的拓展模塊，使得智慧教室在盡可能小的改動下滿足盡可能多的課程需求。

智慧教室的構建過程中，面對不同的課程，對智慧教室有不同的訴求，因此我們面對不同課程時需要對智慧教室進行一定的修改和拓展。同時，由于不同專業不同課程的智慧教室存在著一些共有的要求，即幾乎所有智慧教室在某些方面是具有共性的，基于此，我們把智慧教室的整體組成拆分成兩個模塊：基本模塊和拓展模塊。

基本模塊是智慧教室基本的組成部分，這個部分能夠滿足大部分課程教育教學活動的一些基本功能，開展基本的教學活動。

拓展模塊是針對某類專業或某類課程，在基本模塊之上，根據該專業或課程的特點和需要，拓展智慧教室的功能和組成。

3.1 依據SMART模型設計基本模塊

基本模塊主要是實現教室基本功能的模塊，涉及維度較多，因此可以根據黃榮懷等人提出的SMART模型[6]來設計，從五個維度依次展開。

內容呈現維度主要考慮視覺和聽覺。視覺設計可以在教室前方和兩側均配備電子屏或智能仿真黑板，電子屏的亮度可根據環境智能調整。聽覺設計通過調整教室內音響設備的布局和依據環境智能化調整實現，目的是讓教室內各處的收音均衡。

環境管理維度涉及內容較多。教室布局管理主要涉及課桌椅的布局;設備管理則依靠嵌入的芯片將設備信息統籌到教師電腦上，進行實時監控，并對電氣設備信息進行安全監控;物理環境管理可以通過調整燈光、窗戶、空調等來實現。

資源獲取維度的設計從資源的廣度和資源獲取的便捷度出發。將資源按層次展開，依次為課堂資源（如課件、課堂錄像）、教材同步資源、相關圖書資源、大型資源庫（如知網），類目清晰，與課程關系度由十分緊密慢慢遠離。

及時互動維度包括了師生互動和人機交互。師生互動要求學生端和教師端的平臺設計應該具備高度互動性和時效性，能實現包括舉手、文件資源傳輸等一系列功能;人機交互要求學生端能夠根據采集到的信息（如學生的輸入信息），對教學進行互動反饋。

情境感知維度包括對物理環境的感知和對學習行為的感知。對物理環境的感知通過教室內傳感器實現，對教室內重要的參數（包括但不限于空氣、溫度、光線、聲音等）進行實時監控，確保各參數保持在合適范圍內;對學習行為的感知主要依靠相應系統記錄下教與學的過程，利用相關設備記錄下學習過程中各類交互，以達到監測學習效果的目的。

3.2 根據課程特點設計拓展模塊

智慧教室拓展模塊設計主要根據專業課程的特點，相對于基本模塊，智慧教室的拓展模塊在對技術裝備和系統平臺提出個性化要求的同時，也要求能夠支持情境化、智能化的中職教學。基于中職教育的適應性、中介性、實用性以及建構主義的學生中心觀，拓展模塊主要考慮設備改進、平臺優化、教室情境設計三個方面。

設備改進：根據課程不同的性質和特點，設備改進往往在電腦配置、座椅本身結構和布局形式這幾個方面;如數媒專業AE等軟件對電腦配置要求相對較高;再如涉及團隊項目開發，需要構設以小組為單位的座椅布局。設備改進主要基于SMART模型中環境管理維度。

平臺優化：平臺優化的方向主要集中在平臺的針對化構設，如計算機專業課程涉及較多的開發環境、代碼從教室電腦拷貝到個人PC時會出現不兼容等問題，同時也有離開教室無法便捷訪問、團隊內部互訪困難等不便，因此在教學時，可以將開發環境布局在平臺上，減少代碼轉移的次數。同時當課程中很多內容都需要在平臺上完成，或需要依靠平臺提交時，平臺的優化還可以考慮設置檔案袋評價機制，記錄學習流程，生成不同學生學習過程的形成性評價。平臺優化主要基于SMART模型中情境感知維度。

教室情境設計：建構主義的教學觀提出“學生是自己知識的構建者”，因此智慧教室應該給學生一個構建知識的機會，根據教學內容設計的情境，創造所需的環境，讓血色原有的知識經驗得到激發。教室中的顯示系統、聲音系統、光線和溫度，都可以輔助教學情境設計，如教室四周的墻壁可根據授課需要改變顏色或呈現實景圖片。尤其是面對需要講解一些比較抽象概念（如什么是面向對象）時，情境式教學更加生動。此外，與教學內容契合的情境設計具有活躍課堂氣氛、提高學生課堂參與度等實際效應。

3.3 可拆卸智慧教室的優勢

可拆卸的智慧教室模型相較而言具備以下的優勢：

適應性：對拓展模塊可拆卸的設計，可以在對智慧教室做少量調整的情況下，滿足盡可能多的課程需要。

經濟性：可以根據課程特點省去一些用不到的設備，節省智慧教室的建設成本。

靈活性：將智慧教室的組成模塊化，能夠在設備更新、整體改裝時更加靈活;如果智慧教室面向的課程種類差別較大，也可以通過靈活改變拓展模塊滿足實際的教學需要。

由于基本模塊和擴展模塊針對方向不同，因此我們需要從不同角度入手來設計中職智慧教室模型。

4 結論和展望

基于SMART模型的可拆卸式智慧教室以可拆卸為主要特征，既滿足了專業的個性化需求，契合了專業的需要，同時也降低了建設成本，提高了智慧教室運用的深度和廣度。

但就智慧教室而言，沒有真正完美的形態，如目前的智慧教室在傳遞專業相關情感態度和價值觀方面仍存在缺陷。隨著教學技術和設備革新也越來越快，也許在未來，智慧教室將會有一套更加完整更加具有實時性的新興技術運用機制。

參考文獻：

[1] Lui M，Slotta J D.Immersive simulations for smart classrooms：exploring evolutionary concepts in secondary science[J].Technology，Pedagogy and Education，2014，23（1）：57-80.

[2] 王雪花.面向智慧教室的中職課堂教學活動設計與應用研究[D].上海：華東師范大學，2017.

[3] 賈亭渝，陸宇正，張蓓嘉.面向智慧教室的中職互動教學模式：構建與實踐[J].職業教育（下旬刊），2020，19（11）：40-48.

[4] 黃榮懷，胡永斌，楊俊鋒，等.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012，18（2）：22-27.

[5] 陳琦，劉儒德.當代教育心理學[M].3版.北京：北京師范大學出版社，2019.

【通聯編輯：王力】