高校智慧教育實訓室使用現狀分析與對策研究
——以廣西科技師范學院為例

李曉川

（廣西科技師范學院，廣西來賓 546199）

為進一步提升師范生教學技能，切實增強師范生實際操作能力，有效促進教師開展教學改革，廣西科技師范學院專門建設了一批智慧教育實訓室。區別于傳統教室，智慧教育實訓室有利于擴展師范生眼界，使其掌握先進教學設備的使用方法和操作流程；有利于教師進行課堂教學改革，進而為地區培養更多高素質的應用型人才和創新型人才。

1 智慧教育實訓室的組成

智慧教育實訓室主要由高清錄播系統、研討互動系統、5G 網絡系統、智慧顯示系統和教師主控系統5 個功能部分組成[1，2]。上述5 個系統互相配合，構成了智慧教育實訓室的整體功能，其功能連接如圖1 所示。

圖1 智慧教育實訓室功能連接圖

1.1 高清錄播系統

高清錄播系統由高清云臺攝像頭、錄播軟件系統、錄播主機3 個部分組成，用于錄課。

（1）高清云臺攝像頭分布在智慧教育實訓室的前面和后面。智慧教育實訓室前面有2 個攝像頭，分布在正中和側方，用于獲取教室前方全景和學生全景；智慧教育實訓室后方有3 個攝像頭，分別用于獲取教室后方全景、教師特性鏡頭和學生特性鏡頭。為了能夠實時跟蹤教師和學生景象并自動切換，在教師講臺上方配有3 個圖像定位分析儀，用來獲取教師當前位置，將定位分析儀輸出的數據傳回錄播系統，用于分析教師當前位置在全景系統中的位置，然后控制攝像頭的焦距和方向；教室上方配有若干個拾音器，可以將教室里的聲音輸出到錄播系統，也可以和攝像頭配合，對當前說話者進行定位。

（2）錄播軟件系統用來對錄播主機進行設置，主要包括錄播和交互兩大功能，同時可進行實時直播。對于錄播功能，可以選擇自動錄播、半自動錄播和手動錄播3 種方式。借助定位分析儀和拾音話筒，自動錄播方式可以實時跟蹤當前說話音量最高的教師或學生，實現對攝像頭的控制。半自動錄播方式需要手動選擇跟蹤攝像頭，并對選中的攝像頭進行控制。手動錄播方式需要手動選擇攝像頭，同時對攝像頭在軟件控制頁面進行焦距和運動方向的控制。對于交互功能，可以在校園網范圍內進行實時互動，可以開展互動教學或者會議互動；對于學校之間的教學互動，互動方需要使用相同類型的錄播主機，并注冊統一的服務期。

（3）錄播主機。錄播主機是高度集成的一體化錄播設備，具有4K 高清采集、4K 高清編碼、視頻直播、實時導播、遠程交互等功能。錄播主機作為智慧教育實訓室錄播設備的核心，既能滿足教師獨自操作“一鍵式”全自動跟蹤拍攝的需求，亦能作為遠程互動教學、教研的利器。錄播主機，出廠時會有IP 地址，是一個嵌入式網絡設備。在智慧教室具體應用時，需要向學校負責管理網絡地址的職能部門申請IP 地址，用于接入學校的校園網系統。采用服務器—客戶端模式，師生可以通過在電腦網頁端輸入IP 地址遠程或本地訪問錄播主機，也可以通過網頁觀看錄播界面。通過客戶端網頁，師生可以操作攝像頭，比如鏡頭的切換、攝像頭的轉動等。錄播主機通過HDMI、SDI、RJ45 等接口與高清攝像頭、拾音器和網絡連接，內部嵌入音視頻編解碼處理算法，可以實現直播、導播和遠程交互等功能。

1.2 研討互動系統

研討互動系統由交互錄播主機、多屏分組研討系統、交互終端、數據中心等組成，依托交互式一體機、平板電腦、手機等智能終端和智慧課堂系統，為小組分組—小組研討交流—小組成果展示等小組活動提供全方位的支持；支持交流研討、多屏互動、成果展示、多元評價等功能，使小組研討活動組織更加便捷，同時使研討過程和研討細節可視化、可回溯化，還可以對小組、學生進行針對性的評價。

（1）交互錄播主機。交互錄播主機通過局域網和交互終端互聯，同時通過HDMI 等技術與多屏分組研討系統互聯，實現數據的雙向通信；此外，交互錄播主機通過互聯網與數據中心交換授課數據，包括學情分析、課件批注、督導教學和實時互動等[3]。

（2）多屏分組研討系統。多屏分組研討系統包括分屏主機、觸摸一體機和研討攝像機等。分屏主機用來接收交互錄播主機發送過來的音視頻、圖像和文本等交互數據信息，一般和觸摸一體機綁定在一起。觸摸一體機類似一個嵌入式智能電腦，可以設置成WIN 模式、Android 模式和HDMI 模式，其中HDMI 模式可以接收來自交互錄播主機發送過來的數據，也可以將觸摸屏上的批注等信息發送至教師端。研討攝像機用于當前小組研討內容的實時直播，并將直播數據通過分屏主機輸送至交互錄播主機后分發給其他觸摸一體機、教師端或交互終端。

（3）交互終端。交互終端一般使用智能平板電腦、智能手機和筆記本電腦等易攜設備。為保證每名學生都能參與教學研討活動，教師端發送的數據可以通過局域網絡發送至學生使用的平板電腦或手機上。學生在平板電腦或手機上安裝交互軟件，通過交互軟件可以與教師端實時互動。

（4）數據中心。數據中心一般是由專業技術公司搭建的數據平臺，用于存儲大量實時數據并提供數據倉庫支持，一般包括督導教學系統、學情分析系統和微課優課建設系統等[3]。

1.3 5G 網絡系統

5G 網絡系統由5G Wifi 系統和路由系統組成，用于連接錄播系統、智慧交互系統、智慧顯示系統和教師主控系統以及外聯設備[4，5]。

1.4 智慧顯示系統

智慧顯示系統由智能交互一體機和大屏顯示系統構成，包括了師范生需要的大部分素材。智能交互一體機通過HDMI 和1394 接口與交互錄播主機、大屏顯示系統進行物理連接，實現主控電腦畫面與智慧一體機、觸摸一體機同步顯示。

1.5 教師主控系統

教師主控系統由智能主機和智慧軟件組成。

（1）智能主機能夠滿足智慧軟件對于各種硬件的需求。

（2）智慧軟件。教師端是配合研討互動系統使用的教師移動教學軟件。通過教師助手，教師可以走下講臺移動教學，與學生進行高效互動，提高課堂教學質量與效率[6]。其特色功能有課件演示、隨堂拍和分組教學等。①課件演示：教師使用App 即可查看并演示課件，通過“畫筆”功能在課件上進行批注，課件和批注內容均同步顯示在教學大屏上。 ②隨堂拍：教師可對教學場景、學生作品進行拍照和錄視頻，并即時同步到教學大屏上，供學生觀摩。③分組教學：對學生進行分組后，教師可以通過App隨時調取各小組的中屏畫面至大屏展示，學生對不同小組的作品一目了然。

2 智慧教育實訓室使用情況分析

2.1 使用時出現的問題

由上文可知，智慧教育實訓室使用了多種先進的科學技術，為大學教師和學生帶來了很多方便。但是在實際使用中，由于多方面的原因，智慧教育實訓室的使用效果并不是很理想。廣西科技師范學院建成智慧教育實訓室后，經過兩年多的運行和使用，筆者在對智慧教育實訓室使用時教師和學生出現的問題進行了總結。常見問題如表1 和表2 所示。

表1 智慧教育實訓室使用出現的問題（教師使用）

表2 智慧教育實訓室使用出現的問題（學生使用）

2.2 分析出現的問題

由表1 和表2 可以得知，教師和學生在使用智慧教育實訓室時有一些共同問題，比如不會操作設備和軟件、不遵守設備操作流程等。經過筆者的觀察以及與教師和學生的溝通，總結出以下出現問題的幾點原因。

（1）在進行智慧教育前期培訓的時候，一些教師沒有參加培訓，認為自己完全有能力使用智慧教育實訓室的設備，沒有必要參加培訓；即使教師參加了培訓，而且在培訓現場也實際操作了設備，針對自己在操作時不懂的地方提出了問題并得到了解決，但由于教師的重點放在了備課和授課上，在培訓后沒有對智慧教育實訓室設備的功能以及使用方法進行深入研究和學習。

（2）教師不僅會在智慧教育實訓室上課，也會在其他教室上課，由于多年在普通教室上課，更加熟悉多媒體教室上課的特點，而不太熟悉智慧教育實訓室的授課方式，因此，沒有強烈的意愿到智慧教育實訓室上課；教師教授同一門課程，會在不同地點上課，其中一周只有一兩次課是在智慧教育實訓室，上完課后便忙于教學科研，沒有足夠的時間專門學習智慧教育實訓室各種設備的使用方法。

（3）智慧教育實訓室所在樓宇在設計建造時沒有充分考慮網絡、用電等因素，可能會出現網絡IP不夠用、線路載流不夠大等情況，因此，造成網絡體驗不夠好、電力跳閘等問題，導致教師和學生不愿意在智慧教育實訓室上課、學習。

（4）學生在使用智慧教育實訓室時，由于沒有接受過專門的培訓，導致不知道智慧教育實訓室位于哪里，設備操作的熟練度不夠。學生對于先進的教育教學設備是充滿了好奇心的，而且有強烈的意愿來使用這些設備，但由于了解不足，影響了學生對智慧教育實訓室設備的使用。

（5）由于智慧教育實訓室是新建設的，而且多數教師習慣了多媒體教室的授課方式，因此，對智慧教育實訓室的使用持觀望態度；教師較少主動研究和學習智慧教育實訓室設備的使用方式，認為智慧教育實訓室設備的使用步驟和操作流程比較復雜，影響了正常授課的開展。

（6）部分教師的授課理念比較落后，仍傾向于普通的授課方式。部分教師的專業不是計算機類，是文科類，難以熟練操作設備和軟件，對于計算機操作和文檔處理軟件不熟悉，遇到問題時難以解決。

（7）對智慧教育實訓室的宣傳不到位。智慧教育實訓室建成以后是以通知方式下達到二級學院，二級學院聯絡員接收到通知后，轉發到學院教工群里。但是由于平常工作事務多，教師未能及時了解通知的具體內容。

3 智慧教育實訓室使用對策

為了更好地發揮智慧教育實訓室的功能和作用，以及更好地解決師生在使用智慧教育實訓室時出現的問題，筆者參考同類學校的做法，根據所在學校實際情況，制定了以下對策。

3.1 采用集中培訓和分散培訓兩種培訓方式

（1）集中培訓方式。智慧教育實訓室建成后，建設方或學校可以就智慧教育實訓室的總體運行和使用情況向教師開展全面的培訓。待教師了解和認識智慧教育實訓室的整體功能后，再讓各個設備的供應商派出專業技術人員對教師進行相關設備或軟件的培訓，這樣教師可以對智慧教育實訓室的各項分功能有所了解，從而進一步認識和掌握智慧教育實訓室的功能。（2）分散培訓方式。平時教師的教學和科研任務較重，難以抽出時間接受集中培訓，也難以抽出時間來到智慧教育實訓室對設備進行研究和學習，故而，學?？蓪處熯M行課前短時培訓，使教師可以在較短時間內掌握智慧教育實訓室的基本操作。

3.2 制定標準操作流程

在智慧教育實訓室里粘貼標準使用流程，教師或學生可以根據標準使用流程操作設備。標準流程給出了教師或學生在使用智慧教育實訓室時最基本和關鍵的操作流程：（1）檢查教室設備是否通電；（2）檢查教室網絡設備是否通電；（3）檢查便攜式話筒是否有電；（4）開啟設備；（5）連接并登錄網絡；（6）開啟授課所需軟件；（7）檢查音箱是否正常工作；（8）關閉軟件、網絡和其他設備。這些步驟雖然不多，但一些教師和學生無法完全記住，因此，學校專門開發了一款微信小程序，此微信小程序的功能是教師或學生可以在使用智慧教育實訓室之前，學習標準使用流程。

3.3 加大智慧教育實訓室宣傳力度，組織新生參觀智慧教育實訓室，并納入新生入學教育體系

在對大多數學生的調查中發現，很多學生不了解學校建設了智慧教育實訓室，對哪里有智慧教育實訓室并不清楚。這種情況不僅僅發生在新生當中，也發生在高年級學生中。因此，很有必要組織學生參觀智慧教育實訓室，或是在班級會議上宣講學校智慧教育實訓室。對于新生，可以組織他們分批次分時段參觀智慧教育實訓室，從而讓學生知道智慧教育實訓室是什么、在哪里、如何使用。

3.4 多體驗、多排課，提高智慧教育實訓室利用率[7-10]

當前在教務系統排課時，部分教師傾向于將課程安排到普通教室或是多媒體教室，因為普通教室和多媒體教室里面的設備操作簡單，容易使用，而學生不清楚智慧教育實訓室的情況導致智慧教育實訓室并未充分發揮作用，利用率也較低。因此，在排課時，應該盡可能將課程安排到智慧教育實訓室，使教師和學生充分體驗智慧教育實訓室，體驗先進的設備和良好的環境，開展更高效的學習。

3.5 加大智慧教育實訓室開放力度[11]

師范類學生應主動了解當前先進的教育教學技術與設備，為未來從事教學工作奠定基礎。智慧教育實訓室包含很多高科技元素，因此，師范生需要主動走進智慧教育實訓室，了解并操作里面的設備。僅僅依靠正常上課時間了解智慧教育實訓室是遠遠不夠的，學校還需要開放智慧教育實訓室，以滿足學生使用智慧教育實訓室的需求。對于師范生而言，智慧教育實訓室可以培養其實踐能力和創新能力。學生在熟悉了設備操作以后，可以使用智慧教育實訓室提升自己的說課、講課等能力，對于提升師范類學生的整體實踐能力有很大的幫助。加大智慧教育實訓室開放力度有以下3 種方法：（1）在智慧教育實訓室中安排開放課程；（2）研發智慧教育實訓室開放系統，學生可以通過系統進行預約；（3）在規定時間內開放智慧教育實訓室。

3.6 建設智慧教育實訓室學生管理隊伍，提高管理和服務水平[12-13]

相對于普通教室和多媒體教室，智慧教育實訓室設備先進，教師或學生需要熟練掌握操作方法，才能實現相應的授課目的。但是部分師生未能熟練掌握，在設備出現問題或故障的時候難以解決。因此，建立智慧教育實訓室學生管理隊伍，在一定程度上可以幫助解決該問題。建設智慧教育實訓室學生管理隊伍，應該優先選擇計算機類專業學生。智慧教育實訓室管理人員應該熟知智慧教育實訓室所有設備的操作細節，從而能夠以更好地服務教師和學生。

3.7 構造協同管理機制

智慧教育實訓室的管理包含網絡、設備、課程等方面，涉及學校后勤、網絡中心、教室所屬部門、教務部等相關部門。在智慧教育實訓室出現問題時，相應部門應積極溝通、合作、協調，使問題在最短時間內得到解決，保證智慧教育實訓室能夠正常使用。

3.8 提高教師使用現代教育技術的能力[14]

對于新入職教師，在入職培訓時加入現代教育技術軟件的使用內容，比如WORD、EXCEL 以及常用教學軟件，并進行考核，考核通過后才可以認定入職培訓資格；對于入職3～4 年的教師，二級學院可以不定期采取線上或線下的方式進行培訓，只有培訓合格方能取得晉升職稱的資格；對于入職5 年以上的教師，可以采取專門培訓的方式，只有培訓合格，方有資格指導青年教師。

3.9 編寫操作方法微信小程序

隨著無線通信技術、智能化設備的發展和普及，絕大多數教師和學生都配備了智能設備。尤其是通信軟件的發展，為教師和學生帶來極大的便利，比如各類微信小程序、apk 程序、iso 程序等。通過編制小程序，教師可以在課前提前學習設備的操作，在課后可以再次對上課教室的設備操作進行復習，特別是對自己不太熟悉的設備進行進一步的學習和研究。學生在預約教室后，可以通過微信小程序等對教室設備或教室環境提前熟悉。

4 結束語

智慧教育實訓室包含先進的教育教學設備與技術，其功能可以滿足當前智慧型授課的需要，引發新的授課方式。教師不能局限于傳統的教學模式，而應該積極探索新時代背景下新型智慧教室的使用，掌握先進的教育教學理念，并將兩者有機融合，培養更多高素質的應用型人才。