教室變遷視角下高校智慧教室建設的思考

朱義強，陳曙光

（阜陽師范大學 物理與電子工程學院，安徽 阜陽 236041）

作為智慧學習環境之一的智慧教室，雖然其功能和形態各種各樣，國內外學者對其認識也存在差異，但作為教育信息化發展的必然趨勢，作為數字化教室發展到一定階段的必然產物，已經成為教育技術領域關注的焦點，以及高校教學環境創新和教學模式改革的重要標志。智慧教室建設熱潮風靡高校。“全球智慧教室市場從2013年到2018年以年復合增長率31.25%的速度成長。”[1]而相關研究表明，高校智慧教室在建設和使用過程中尚存在系列問題，如，在教師關于智慧教室支持教學方式變革的統計中，有43.3%的教師表示自己難以使用智慧教室將教學方式從“以教為主”轉變為“以學為主”。這個問題在學生開放式問卷中也得到了體現，許多學生反映在智慧教室中，變的只是教學設備，有些教師上課的模式還是和傳統教室一樣，無明顯變化[2]；高校智慧教室建設將重點放在設備和功能的多樣性、技術的先進性上，只是將一系列先進的設備安裝在教室里，學生在智慧教室建設中的主體地位沒有得到充分的重視[3]；把智慧教室的管理功能（如人員簽到、物理環境控制等）作為設計的重點，兼顧到課前資源發放、課中智慧學習、課后課程評價等，沒有抓住智慧教室的建設重點，雖然很多學校花費了大量的人力物力進行了智慧教室的建設工作，但是卻很少有學校對智慧教室在使用和管理后產生的一系列數據進行分析，導致對智慧教室的教學效果評價、設備使用情況等數據一無所知[4]；高校在設計建設智慧教室時，缺乏對師生使用需求的調研，在智慧教室建設過程中參與程度不夠高，導致智慧教室在建設過程中只注重硬件的建設，忽略了教學過程的需求等[5]。這些問題的根源在于在智慧教室建設和使用過程中忽略了立足于教學需求提供智慧化應用服務的初心——提高教學效果。

對高校建設和使用智慧教室存在的問題，在教室歷史變遷視角下，根據教室數千年變遷歷史所給予的啟示，從高校智慧教室建設的需求調研、成本節約、類型選擇、使用管理等方面進行探索和思考，以期為高校智慧教室的建設與使用提供參考。

一、教室的歷史變遷

夏商時期，教學內容為“六藝”，注重培養武士習射，教學場所為“序”“射廬”等[6]，其結構和器物按當時的技術條件布局和配置，以便于當時的習射教育。春秋時期，孔子講學的地方為“杏壇”，以便于當時自由講學的模式。漢代時期，主要教學內容為經學，主要教學形式為自由研習和問難，教學場所有官學的講堂和私學的精舍，室內的陳設有講臺席、學生座席和竹簡，適應當時獨尊儒學的教學需要。唐、宋、元、明、清時期，教育場所主要有書院和私塾，室內的陳設以木制家具和紙、墨、筆、硯為主，布局和配置適用于當時講學和自由研習式教學方式的需要。清末書院改為學堂，班級授課逐步成為教學的主要形式，出現了黑板和排排桌，教室的容量大大增加。1912年以后，學校教室形態沒有發生太大變化，黑板、粉筆、講臺、排排桌是教室的最主要配置。近年來，教室內先后配置過幻燈機、錄像機、錄音機、電視機、實物投影儀，投影機、電子白板、交互式觸摸屏等設備，出現了所謂網絡教室、數字教室、微格教室、語音教室、錄播教室及多媒體教室、智慧教室、創客實訓環境等智慧教學環境應用平臺。可見，教室的形態主要經歷了從茅草屋到講堂再到教室的歷史變遷過程，教室內的設置主要經歷了從土堆到草席再到桌椅、從竹簡到筆墨紙硯到黑板粉筆再到手機平板交互屏的歷史變遷過程。

以史為鑒，通過教室幾千年的發展歷史可以看出，教室的每次變遷都受當時政治經濟和文化技術等因素的影響；教室的每次變遷都是為更好地服務于當時的教學內容和教學方式；在教室的每次變遷過程中，技術雖然豐富了教學手段、提高了教學效果和質量，但技術改變不了教學目標和教學內容，任何技術的應用都僅是服務于教學的手段。

開創未來，隨著云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等信息技術日新月異的發展，智慧教室是新時代教室形態的必然趨勢，其具有拓展教學資源、增強師生互動、推動教育變革等功能。而教學是人與人之間鮮活的生命互動，智慧教室歸根結底依然只是教學的場所和輔助工具。高校應根據學校財力、教學內容、教學方式等不同而采用不同的建設策略，應加強智慧教室的使用和管理。教師應以自身教學智慧變革傳統課堂教學結構，化解對技術的過分依賴，從而實現智慧教室服務教與學、顯著提升教學質量與學生綜合素質的根本目的。

二、調研智慧教室建設需求

高校智慧教室通常由教務、電教、信息、實驗實訓等部門建設。智慧教室建設者往往為完成建設任務、追趕建設潮流，僅按企業所提供方案建設，未對教師和學生的真正需求進行充分調查研究，不知道使用者真正的需求。在智慧教室建設過程中，應對教師、學生和管理人員的需求進行深度調研，以他們的教學需求為基礎，運用適當的技術建設具有本校特色的智慧教室。北京聯合大學采用現有多媒體教室現狀分析、問卷和座談方式，收集師生對教室智慧應用的需求，明確教室智慧化改造內容，測試和實現教室智慧化，對其使用效果分析的建設路徑值得借鑒和推廣[1]。

三、節約智慧教室建設成本

合理利舊。目前高校多媒體教學系統、教學監控系統、資源平臺建設均比較完善。為最大限度發揮現有教育資源作用，應盡可能在原多媒體教室的基礎上進行教室智慧化改造，在降低智慧化改造成本的基礎上滿足教學活動參與者、教學管理者的教學智慧化應用訴求。

試點先行。目前，市場上智慧教室產品暫時還沒有統一的行業標準，不同的生產公司對智慧教室產品的功能構成也有不同的理解，各種產品在功能與外觀上差異都較大，也出現部分功能集成模塊化的產品[7]。因此，高校應從師生信息素養現狀和課程建設的實際需要出發，優化選擇功能模塊，先行試點建設，通過試點應用取得經驗后再全面推廣。

注重核心。在我國《智慧校園總體框架》（GB36342-2018）中指出，基礎性智慧教學環境應具有智能感知、智能控制、智能管理功能，可選環境條件檢測與調節功能；拓展型智慧教學環境應具有智能感知、智能控制、智能管理、互動反饋、跨域拓展功能，可選環境條件檢測與調節功能；高級型智慧教學環境應具有智能感知、智能控制、智能管理、互動反饋、跨域拓展功能，可選環境條件檢測與調節、虛擬現實與增強現實和分析決策功能[8]。另外，從師生需求調查看，考勤管理智能化、教學演示手段多樣化、資源使用便捷化和實現交互式教學四方面需求尤為突出，而智慧教室模型中的資產管理系統、環境控制系統鮮有提及[1]。故各高校應注重智能感知、智能控制、智能管理等智慧教室核心功能建設，根據學校情況選擇環境條件檢測與調節功能的建設，以防避重就輕、華而不實。

四、選擇智慧教室建設類型

教學內容決定教學形式和教學方法，教學形式和教學方法決定所采用的教學手段。學校可以根據本校課程、班級規模的不同特點，以易用實用原則按照不同應用場景選擇建設不同類型的智慧教室，提供多場景解決方案以滿足不同教學需求。

對于思想政治教育類課程、公共必修課程、通識課程和講座培訓等大班教學應用場景，可選擇手機互動型智慧教室。手機互動型智慧教室具有微信小程序接入無須安裝App、彈幕與小紙條增加互動維度、教師PPT快速分享、學生主動抓屏等特色功能，師生通過自帶設備輕松參與課堂互動，進行全程參與式、體驗式的課堂活動，可解決高階面授、教學督導和大班教學創新探索等問題。

對于專業課、實驗實訓課、MBA和創新創業類課程的小班教學應用場景，可選擇研討互動型智慧教室。研討互動型智慧教室具有BYOD接入互動、教師大屏小組中屏學生小屏的多模式互動和研討過程無感知記錄等特色功能，以便師生進行分組教學、主題研討、PBL教學、項目制教學等教學活動，可解決PBL教學、小組知識構建、高階思維能力培養、線下一流課程建設等問題。

對于專業課、通識課和公共課的翻轉課堂應用場景，可選擇錄播互動型智慧教室。錄播互動型智慧教室具有與常態錄播有機融合、手機智慧教室互動和可擴展為多點互動的特色功能，能夠解決師生互動、課堂視頻錄制、教學督導和常態積累一流課程素材等問題。

對于思想政治理論課程、大型開放課程、專家講座、校企互動、同一學校多個校區或者同一地區的多個聯盟校聯合開展專家論壇等應用場景，可選擇多點互動型智慧教室。多點互動型智慧教室具有學生通過互聯網實時參與課堂提交想法和結論、教師可以實時了解遠端的學習情況、分享文件和觀點、在音頻互動的基礎上師生可以終端互動、跨越時空限制組織學習資源并提高授課效率等特色功能，可以解決多校區師資不足、名師講座直播互動和跨區域組織教學的困難。

對于課外小范圍交流學習、學生自主學習研討、教師高效教研互動等公共區域的研討應用場景，可選擇“智慧學習島”，如將樓梯間、走廊等空閑區域進行智慧化改造，形成師生課外的自主研討空間的智慧梯廊；基于小型閱讀書屋進行改造或升級，通過智慧產品的引入，滿足師生閱讀書籍之余，隨時對閱讀靈感與觀點進行探討的智慧書屋等。“智慧學習島”具有無線投屏、分工展示、批注白板、討論錄制等特色功能，可以滿足隨時隨地、按需、自適應學習的需要。

五、強化智慧教室使用與管理

調查結果顯示，學生對智慧教室的總體態度積極，但在認知、評價和需求等方面存在一定差異[9]，一些學生對他們在智慧教室內開展學習活動和教學交互表現出一定程度的懷疑[10]。學校可通過座談、走訪、問卷調查等多種方式方法，分析學生對智慧教室的認知程度、評價結果和實際需求，分析學生的自學能力，分析智慧教室影響學生學習的因素，從而有的放矢地激發學生對智慧教室的興趣，增強智慧教室對學生的吸引力，提升智慧教室課堂學習效果。

高校教師利用智慧教室教學轉型處于一般水平，教師自我報告的結果好于教學行為分析的結果，文科課程略優于理科課程，高級職稱教師優于非高級職稱教師[11]。故智慧教室需要教師、學生、管理者的充分使用和客觀評價；需要通過數據采集和分析系統對其使用情況和效果進行科學評價；需要技術保障部門的日常運維和使用培訓，在確保其功能正常穩定易于使用的同時，增強師生熟練應用智慧教室的能力，讓師生專注于教與學而不是智慧教室的功能；需要教學管理部門做好教學方式、教學理念等教學改革的指導培訓，增強教師教學轉型意愿；需要學校建立智慧教學應用與改革的評價機制和獎勵扶植制度，鼓勵教師進行智慧教學研究。

隨著信息技術的發展，教師教授知識的方式和學生獲取知識的方式都發生了根本性變革。從幾千年的教室變遷史不難得出：智慧教室是新時代教室形態發展的必然趨勢；智慧教室不論使用多么先進的技術也僅僅只是服務于教學的手段；智慧教室的終極目的是提高教學效果。為真正達到建設智慧教室實現教學效果提升的目的，避免盲從建設和浪費，教師、學生和管理人員應深度參與智慧教室的建設過程，以他們的需求為導向建設滿足師生需求的智慧教室；采用合理利舊、試點先行、注重核心等措施建設經濟實用易用的智慧教室；根據課程、班級規模等不同應用場景建設不同類型的智慧教室；建立智慧教學改革、培訓、評價、獎勵等保障機制，激勵教師開展智慧教學研究，增強教師教學轉型自覺。當然，如何充分發揮智慧教室作用，促進課堂教學結構變革，達到提升教學效果目的，還有大量的工作需要開展和實踐。