智慧教室評價指標體系設計研究

摘" "要：智慧教室評價指標體系是評估智慧教室建設及應用效果的重要標準和依據，構建科學、合理的評價指標體系，是解決智慧教室建設混亂、應用效果不佳的重要抓手。文章從智慧教室的內涵及要素構成出發，探討智慧教室評價指標體系構建的目的性、整體性、全面性、動態導向、關注師生發展、關注“教與學”方式等原則，并運用文獻法和德爾菲法設計涵蓋3個一級指標、9個二級指標、36個三級指標內容的智慧教室評價指標體系，然后對設計的智慧教室評價指標進行解讀，以期為智慧教室的建設及應用提供指導。

關鍵詞：智慧教室；評價指標體系；指標內容；德爾菲法；構建原則

中圖分類號：G434；G40-058" " 文獻標志碼：A" " "文章編號：1673-8454（2022）12-0106-06

DOI： 10.3969/j.issn.1673-8454.2022.12.015

基金項目：2019年西北農林科技大學校級教改項目“智慧教室應用有效性研究”（編號：JY1903223）；中國教育技術協會高等農業院校分會2021年度智慧校園專項課題“深度融合信息技術的教師教學水平在線評價實踐研究”（編號：C21YB01）。

一、引言

教育部發布的《教育信息化2.0行動計劃》提出“智慧教育創新發展行動”，要求開展以學習者為中心的智能化教學支持環境建設與應用，拉開智慧教室建設的序幕。[1]隨著技術的革新以及傳統教室和教學方式的弊端逐漸暴露，國內學校紛紛開展智慧教室建設，以探索教育信息化2.0背景下的課堂教學改革之路。智慧教室具有內容呈現、環境管理、資源獲取、即時互動、情境感知五大特征，不僅能實現教室管理的智能化，而且能實現教學管理與課堂教學的智慧化，能夠有效推動教育教學多維度發展。智慧教室的大規模建設說明學校對智慧教室的迫切需求，也體現出學校對尋求教與學變革的決心。然而，當前國內智慧教室的建設與實際應用仍存在諸多問題，如智慧教室建設參差不齊、部分建設較粗糙等。究其原因：一方面是缺乏頂層設計和科學規劃，另一方面是缺乏科學有效的評價標準。基于此，本研究認為必須設計一套具備科學性、合理性、實用性的智慧教室評價指標體系，以推動智慧教室的標準化建設，并指導智慧教室的實際應用。

二、智慧教室的內涵及要素構成

目前，學界對智慧教室的內涵和概念尚沒有明確統一的闡述，已有研究大多從技術和功能兩個方面加以定義。[2]從技術方面來說，它是基于物聯網技術、云計算技術、大數據技術、人工智能技術，集智慧互動教學、環境智能感知、多種教學方式支持、設備智能控制、課堂教學云錄播于一體的新型智慧型教室系統。[3]從功能方面來說，它是能優化教學內容呈現、便利學習資源獲取、促進課堂交互開展，以及具有情境感知和環境管理功能的新型教室。[4]綜上，本研究中的智慧教室是信息技術融入多媒體教室的智慧化成果、未來教室的一種形式，是一種提供新型教學模式和現代化教學手段的智慧化環境。智慧教室是為教學活動提供智慧應用服務的教室空間及其軟硬件裝備的總和，[5]主要向師生提供智慧化的應用服務，最終實現優化、提升教與學效果的目標。

從智慧教室內涵可知，智慧教室應具備內容呈現、環境管理、資源獲取、及時互動、情境感知等功能。要實現以上功能，智慧教室應包括內容呈現系統、空間環境、學習資源和教學工具、互動教學系統、基于物聯網的感知系統、智能中控系統、教學數據分析系統、教學評價系統等要素。其中，內容呈現系統由多個電子大屏、互動白板、擴音系統組成，主要實現教學內容的展示及教學資料的實時推送。空間環境指，建設智慧教室的物理場所中所涉及的環境，包括采光、照明、溫度、色彩、布線等。學習資源和教學工具指，智慧教室提供的支撐教師開展多樣化教學的電子資源，以及智能化、信息化的軟件工具。互動教學系統指，通過多種技術手段實現屏幕互投——各種系統、不同終端間的屏幕互投，幫助師生建立多種方式的互動，加強課堂教學環節的互動。基于物聯網的感知系統，采用物聯網技術實現PM2.5、濕度、溫度、照度、紅外動態人體的實時感知。智能中控系統指，通過智能化程序實現智慧教室智能設備的控制和管理的信息系統。教學數據分析系統指，采用人工智能和大數據技術對教學過程產生的數據進行分析，來及時發現教學過程的問題、了解教學效果及學生學習情況的信息系統。教學評價系統指，基于教學數據分析系統中的數據對教師和學生開展評價的信息系統。

三、智慧教室評價指標體系的設計原則

一個指標體系不僅僅是指標統計數據的集合，更是各個指標集成后的整體信息反映。[6]為了保障智慧教室評價指標體系能全面反映智慧教室的整體信息，確保智慧教室評價活動的科學性、公正性、可操作性，在篩選和確定智慧教室評價指標時應遵循以下原則。

（一）目的性原則

智慧教室評價的目的是，通過評價智慧教室的要素構成，評估智慧教室建設成效，從而促進智慧教室的標準化建設并提升智慧教室應用效果。為此，在篩選和確定智慧教室評價指標時需要圍繞上述目的去確定智慧教室要素構成，設計出能夠有效反映智慧教室內容呈現、環境管理、資源獲取、即時互動、情境感知等五大特征的指標。

（二）整體性原則

智慧教室評價指標設計時應考慮智慧教室所有要素構成，不僅要將軟件平臺納入到評價指標體系中，還要考慮配套的硬件，充分考慮智慧教室應有的全部功能及實現這些功能的軟硬件基礎。所選指標之間既相互聯系，又互為補充，力爭從功能上全面反映智慧教室整體建設情況。

（三）全面性原則

智慧教室評價指標體系要真正地應用起來，必須具備可借鑒性、推廣價值、普遍的適用性，而實現上述要求的基礎是全面系統地構建指標體系。指標體系除了從功能方面進行評價外，還應包括使用效果，應將提升使用效果的培訓部分也納入到評價指標體系中。

（四）動態導向原則

隨著信息技術的更新迭代，智慧教室也朝著更加智能化的方向發展，且用戶對智慧教室的需求也會有所變化，所以設計智慧教室評價指標，必須以動態導向為原則，根據后續發展情況，適時適度對智慧教室的相關指標進行動態調整，不斷完善優化智慧教室評價指標體系。

（五）關注師生發展原則

智慧教室建設的根本目的是促進“教與學”，這就決定了智慧教室必須關注師生發展，促進教學效果提升。關注師生發展原則主要通過關注師生對智慧教室的訴求、讓師生參與智慧教室評價指標篩選的方式實現。

（六）關注“教與學”方式原則

智慧教室是開展課堂教學的智慧化環境，評價指標不應只包含教學資源、教學工具等，還應包含教與學方式，智慧教室應支持多種“教與學”方式（討論型學習模式、閱讀型學習模式、實踐型學習模式、探究型學習模式、混合型學習模式、翻轉教學方式、基于智慧教室學習平臺的教學方式、混合式教學方式），在智慧教室評價指標設計時應增加“多種教學方式支持”，將支持多種“教與學”方式納入到評價指標體系。

四、智慧教室評價指標內容構成

基于對智慧教室內涵及要素構成的分析，對政策文件、相關文獻、建設案例的梳理，在全面考慮智慧教室要素構成的基礎上，一方面遵循科學性、公眾性、可操作性的一般原則，另一方面遵循目的性、整體性、全面性、動態導向、關注師生發展、關注“教與學”方式等原則，本研究初步擬定出智慧教室評價指標體系。此體系將“物理設施”“資源服務”“交互應用”作為評價智慧教室的一級指標。一級指標“物理實施”又具體包括“教室物理設施”“多媒體教學設施”“網絡與感應設施”三個二級指標；一級指標“資源服務”包括“課堂教學與資源平臺”“教學數據采集與分析”“服務系統”三個二級指標；一級指標“交互應用”包括“互動教學系統”和“互動交流”兩個二級指標，共計8個二級指標，以及34個三級指標。然后運用德爾菲法（專家意見法）對擬定的智慧教室評價指標進行驗證，根據專家反饋意見，對指標體系進行修正，最終確定涵蓋3個一級指標、9個二級指標、36個三級指標的智慧教室評價指標體系，各項指標具體內容如表1所示。

一級指標具體內容分別是“基礎設施”“資源服務”“交互應用”，二級指標具體內容是“教室基礎設施”“多媒體教學設施”“網絡與終端設施”“課堂教學與資源平臺”“教學數據采集與分析”“服務系統”“培訓服務”“互動教學系統”“互動效果”。

五、智慧教室評價指標解讀

（一）教室基礎設施

教室基礎設施是開展課堂教學活動的基礎，涉及空間布局與裝飾、燈光照明、通風空調、桌椅和講臺、供配電系統。空間布局與裝飾指標用于反映智慧教室布局是否合理，區域劃分是否明確，能不能靈活重組布局，隔音效果、裝飾是否符合教室的整體風格和樣式等。燈光照明指標用于反映光線是否柔和，能不能根據教學活動的實際需要對教室內燈光進行智能調控和調節、防止眩光和強光照射等。通風空調指標用于反映通風、空氣質量、溫濕度情況。桌椅和講臺指標要求桌椅環保，符合人體工學設計，可拼接、可升降、可移動，講臺高度合理。供配電系統指標主要反映供電是否穩定、插座是否能滿足師生需求。

（二）多媒體教學設施

多媒體教學設施指與開展多媒體教學相關的軟硬件設備，包括智能錄播系統、視頻會議系統、電子白板及雙板、教學擴音系統、智慧班牌等。智能錄播系統指標反映課堂教學視頻的錄制情況：是否實現常態化自動錄播；所錄視頻圖像聲音及其質量是否滿足師生需求；是否支持MP4、AVI、FLV多種視頻格式；[7]資源管理與資源分享是否方便。視頻會議系統指標反映視頻會議系統是否具備以下功能：支持多方音視頻交互、多屏輸出畫面顯示、云臺遙控功能；支持動態PPT、文件共享、協同瀏覽、會議錄制、會議控制、桌面共享、文字交流、會議管理；視頻畫質和音質清晰；支持帶寬適應，即使在網絡丟包嚴重的情況下，也能獲得很高的視頻質量。電子白板及雙板指標反映智慧教室電子白板及雙板是否具備以下功能：批注與繪畫；屏幕捕獲、層技術、圖形編輯；手寫識別、無限頁書寫；多種格式的多媒體課件播放；直播教學課堂互動教學；對課堂教學數據進行統計，保存至教師教學空間；教師教學空間課件隨時調用等。教學擴音系統指標：要求智慧教室擴音系統必須配備采音和擴音設備，且這些設備安裝高度合適，不受其他設備干擾等。智慧班牌指標：要求呈現學校、班級文化；支持聯網、數據實時交互、智能終端與后方云平臺連接；支持不同權限的信息獲取和交互，實現采集和互動；支持班級教學內容和數據的承載和查看，滿足對教學業務擴展的更多擴展應用等。

（三）網絡與終端設施

網絡與終端設施是智慧教室智慧性的信息化保障，包括網絡布線系統、服務器與存儲、物聯網設備、顯示設備與平板、中控設備等。網絡布線系統指標：要求無線AP接入寬帶不低于1G；無線AP支持WIFI6協議，IPv4/IPv6雙協議棧，信號穩定，信號強度≥-65dbm；支持不同SSID/VLAN映射不同的QoS策略，無線智能射頻、負載均衡；有線網絡穩定，接入寬帶不低于1G；POE交換機采用雙鏈路聚合雙萬兆上聯至樓宇匯聚設備。服務器與存儲指標：要求服務器運行穩定，支持大容量數據吞吐；采用集中存儲的方式，通過統一平臺實現集中管理，存儲空間能滿足實際需要。物聯網設備指標：要求能通過物聯網協議對智慧教室空調、窗簾、燈光進行管控。顯示設備與平板指標：要求顯示設備滿足師生上課需求，支持常用軟件，顯示效果好；要求平板運行穩定、數量充足且配備充電柜。中控設備指標：要求支持一鍵呼叫和自動錄音功能；對投影機幕布升降管控；對視頻顯示調度進行管控；對空調、燈光、窗簾進行管控；對所有設備使用情況進行監控統計。

（四）課堂教學與資源平臺

課堂教學與資源平臺是智慧教室評價體系的重要指標，該平臺是提升教與學效果的關鍵，包括課程資源、資源管理、資源制作與共享、個性化學習、智能評價等。課程資源指標：要求有豐富的同步課程數字資源和專題資源，且資源質量高、結構合理、針對性強。資源管理指標：要求與現有資源平臺能夠對接；提供資源內容存儲服務、快捷檢索功能與資源統計分析；保障用戶信息和數據的安全；提供資源上傳下載服務；提供資源推送服務。資源制作與共享指標：要求為教師制作教學所需的課件和多媒體資源，提供便捷的開發工具，支持資源的批量導入和導出，如試題、圖片、文本等；支持EPUB 多媒體電子書、動畫、頁面的制作和生產；提供資源格式轉化工具；提供教學云盤。個性化學習指標：要求支持對學生進行個性化學情分析，智能推送個性化資源和方案；支持在線測試、成績分析、試題解析、問題診斷、實時反饋。智能評價指標：要求支持師生成果的全面記錄與綜合評價；[7]支持教師教學質量分析，為教學管理者提供評價依據與決策建議；支持教師教學質量的精準評價及問題診斷；支持教學過程數據的采集，并能進行學習行為分析和教學效果分析；評價結果呈現直觀。

（五）教學數據采集與分析

教學數據采集與分析指，通過平臺精確地采集課堂數據并進行高效的分析，為實現基于數據分析、理性證據的教育評估與決策提供數據基礎，為智慧教室課堂教學模式和方法的改進提供依據。[8]教學數據采集與分析包括數據采集、智能分析、分析結果應用等。數據采集指標：要求支持對學生的課堂行為和表情進行采集；支持對課前、課中、課后學生學習過程數據和評價數據進行采集。智能分析指標：要求能夠運行智能算法對采集的數據進行分析，并能直觀展示分析結果，支持對課堂教學過程的數據分析，實現課堂對學生情緒、人臉識別及抬頭率、學習過程數據、評價數據等課堂參與性指標的分析，輸出有益于改善課堂教學活動的數據分析結果。分析結果應用指標：要求教學數據分析結果應用于實際決策。

（六）服務系統

服務系統是為智慧教室的正常運行、服務的正常開展提供保障的系統，包括運維與管理平臺、環境監測系統、智能控制系統。運維與管理平臺指標：要求支持智能巡檢管控設備；對教室燈光、窗簾、空調、門禁、多媒體、錄播等用電設備的集中電源開關與聯動控制；實現對多媒體設備集群分組、狀態監控、遠程鎖定、定時開關機、音量調節、信息廣播等管理功能；具備教室預約與教室日志管理、電子課表聯動、教學資源的存儲、課程的發布等功能；支持故障報修。環境監測系統指標：要求感知室內的空氣指標和環境指標；環境異常時，可切換空調和新風系統，將室內環境維持在宜人的程度。智能控制系統指標：要求對教室設備進行可視化管控并能與教學課表對接，自動開關教室內各設備。

（七）培訓服務

智慧教室培訓服務是提升智慧教室使用效果的有效手段之一。培訓服務包含培訓目標、培訓內容、培訓方式等。培訓目標指標：要求培訓目標明確、針對性強；設定的目標滿足教師實際需求；設定的目標能較大程度提升教師使用智慧教室的能力和興趣。培訓內容指標：要求內容豐富、內容難度適中；培訓案例典型。培訓方式指標：要求分層培訓、靈活多樣，具有周期性、連續性。[7]

（八）互動教學系統

互動教學系統是體現智慧教室智慧性的核心系統。互動教學系統應具備多元化教學支持、多樣化交流支持、實時應答系統等功能。[9]多元化教學支持指標：要求支持教、學、研等多元化教學模式。多樣化交流支持指標：要求支持師生、生生、人機之間的互動與交流。實時應答系統指標：要求支持教師發起問答后學生通過智慧學習終端即時提交答案；支持隨堂練習與測試及其結果的即時反饋；[10]支持教師在課堂上對學生的學習行為表現進行點評；支持點評結果即時反饋給學生。

（九）互動效果

互動效果是衡量智慧教室互動程度的重要指標，包括人機交流、生生交流、師生交流等效果。人機交流指標：要求操作簡單、便捷，反饋及時。生生交流指標：要求支持多途徑人機交流；能夠記錄交流數據；交流順暢，互動性強。師生交流指標：要求能夠支持師生線上、線下交流；交流順暢，互動性強。

六、結語

文章以智慧教室內涵為抓手，按照嚴格的原則要求，在梳理政策文件、相關文獻、建設案例的基礎上設計了涵蓋3個一級指標、9個二級指標、36個三級指標的智慧教室評價指標體系，并對各項評價指標加以解讀。下一步的研究將運用層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）確定指標體系中各項指標的權重，構建一套完善的智慧教室評價體系，以期為現有的智慧教室評價提供參考，并為未來智慧教室的建設提供指導。

參考文獻：

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[10]教育部關于發布《中小學數字校園建設規范（試行）》的通知[EB/OL]. （2018-04-16）[2021-07-26].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201805/t20180502_334759.html.

作者簡介：

弋順超，講師，碩士，主要研究方向為教育教學管理與評估，郵箱：yishunchao@nwsuaf.edu.cn；

胡國強，高級工程師，碩士，通訊作者，主要研究方向為信息網絡技術應用與教育信息化，郵箱：hgq@nwsuaf.edu.cn；

王敏，工程師，本科，主要研究方向為教育信息化，郵箱：minmin0423@nwafu.edu.cn。

Research on Design of Smart Classroom Evaluation Index System

Shunchao YI1， Guoqiang HU2*， Min WANG2

（1.Center for Teaching and Learning Development， Northwest Aamp;F University， Xianyang Shaanxi 712100;

2.Network amp; Education Technology Center， Northwest Aamp;F University， Xianyang Shaanxi 712100）

Abstract： The smart classroom evaluation index system is an important standard for evaluating the construction and application. Building a scientific and reasonable evaluation index system is vital to solve the disorder construction and poor application. Based on the connotation and element composition of smart classroom， this study discusses the purpose， integrity， comprehensiveness， dynamic orientation of the construction of smart classroom evaluation index system， then focuses on the development of teachers and students with the mode of “teaching and learning”. It uses the literature method and Delphi method to design a smart classroom evaluation index system， covering 3 tier-I indicators， 9 tier-II indicators， and 36 tier-III indicators. Finally， it explains the evaluation index of the designed smart classroom and expects to provide guidance for the construction and application.

Keywords： Smart classroom; Evaluation index system; Index content; Delphi method; Construction principles

編輯：王天鵬" "校對：王曉明