高校智慧教室建設與應用研究

摘" 要" 高校智慧教室是高校智慧校園建設的重要組成部分，分析高校智慧教室的分層建設原則和智慧教室的基本功能，提出智慧教室應用過程中要以育人為本、使用多種教學媒體，提供多樣化的教學方式，并提出提高信息化教學設施的向心力的一些建議，以期更好發揮技術的作用，提升智慧環境下的學習效果。

關鍵詞" 智慧教室；高校；智慧學習空間

中圖分類號：G647.6" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）09-00-03

0" 引言

信息技術革命給教育領域帶來了巨大的變化，課堂教學是學校教育中的一個重要環節。借助先進的信息技術，構建利于交流、協作和共享且利于學生主動學習和個性化學習的智慧教室，是高校落實“互聯網+教育”戰略，深化教育教學改革，提升人才培養質量的必然選擇[1]。高校承擔傳承發展知識、研究問題，不斷創新的職責，國家對高校信息化建設不斷投入，智慧校園將為廣大師生提供一個全面的智能感知環境，提供個性化學習定制服務。智慧教室是智慧校園的一部分，是教師和學生進行教學活動的重要場所，那么智慧教室的基本功能有哪些？智慧教室將如何在配備了先進教學設施的智慧環境下提高教育教學效果，從而真正促進學生的學習呢？智慧教室可以是高校公共多媒體教室的進一步升級與發展，也可以是為了特定的教學培養目標，特定的院系專業專門建立的，是高校學生學習的場所。智慧教室為教師的教學、學生的學習提供更多的便利，從提供豐富的教學資源到個性化的教學內容的推送，從數字化的教學過程記錄到便捷的教學評價都是智慧教室的基本功能。智慧教室應該更加注重教學方式的變革，可以提供翻轉課堂、討論式教學、遠程互動教學的開展，使高校學生能更加積極主動地參與到學習中來，增強凝聚力，培養創新性。

1" 智慧教室的建設與功能

高校智慧教室的建設可采用分層建設的原則，根據不同的教學需求，智慧環境的搭建也不同。具有常態化錄播、直播功能的基礎型智慧教室可以將教學過程進行常態化錄制，幫助教師教學成長，教學課程錄像可通過平臺生成微課，供學生課前課后學習；在此基礎上智慧教室增加大數據分析功能，無感知全面采集教學數據，進行教師教學行為的記錄和學生學習行為的分析，通過計算機視覺分析技術，實現對課堂上學生到課率、抬頭率、點頭率的實時感知與反饋，為教學相關方面提供所需數據；更進一步的智慧教室是不斷推動5G、人工智能等前沿技術，支持VR、AR等新技術的應用。

智慧教室的建設要堅持以育人為本，以學生為中心，智能錄播、互動教學、資源管理、教學數據分析等是智慧教室的基本功能。

1.1" 數字化智能錄播功能

智慧教室中的智能錄播系統可以進行全自動錄制、半自動錄制、手動錄制等多種模式的錄播，根據不同的錄制內容及視頻要求使用不同的錄制方式，智能錄播可一鍵啟動錄制，方便教師操作。全自動錄制時啟用自動跟蹤系統能智能識別教師、學生行為，目前的智能跟蹤系統已比較完善，具有合理的畫面跟蹤切換機制，可以智能地根據課堂中的具體情況進行教師特寫、教師全景、學生特寫、學生全景、教師PPT課件畫面的自動切換，畫面切換平滑。智能導播系統可實現遠程導播和攝像頭控制功能，能對常用景別進行記憶，可對不同機位設定常用景別。智能錄播可支持不同格式雙碼流同時錄制、支持多種格式的文件錄制、支持多種分辨率的文件錄制。通過智能錄播系統完成課堂教學的數字化，用于教師的自我學習，可后期編輯制作成微課，供學生在平臺上瀏覽，也可直接發布進行課程直播。

1.2" 互動教學功能

智慧教室之間可以互動連接，將信號源傳輸到遠端互動教室，包括本地教師信號、電腦信號、教室里學生的畫面等，不同信號源的畫面可自由布局，實現單畫面全屏、雙分屏、三分屏、四分屏、畫中畫等。互動教學功能可以讓教師參與遠端的智慧教室，進行問題回答，交流，突破教室空間的約束，也可用于教師課堂教研活動。

1.3" 資源管理功能

智慧教室具有資源管理功能，通過智能錄播功能生成的教學視頻自動上傳至管理平臺，在智慧教室資源管理平臺上對教師自己上傳的資源或者智慧教室中自動上傳的教學視頻進行自動劃分知識點和教學環節，根據學習進度對重點內容任意切換或循環播放，允許教師手動添加知識點和教學環節，對視頻進行編輯修改，學生可點播視頻或者觀看課堂直播。資源管理平臺中的學生個人空間具有個人信息管理、學習記錄，視頻收藏、問題提問等功能；教師個人空間具有個人信息管理、視頻管理、視頻編輯、微課制作、問題回復等功能，平臺支持點播或實時直播。

1.4" 在線預約功能

智慧教室可支持教師遠程在線預約教室，可實現單個或批量預約，也可直接導入課表。學校教室管理部門對預約申請進行審核和管理，方便教師的申請與使用。

1.5" 小組學習、討論功能

智慧教室的桌椅一般都是可以自由組合的，可以選擇隨機分組、自由分組、指定分組等，方便教師組織研討教學。學生組成學習小組，每個小組可配備交互一體機，也可設置學生的討論區。桌椅的自由組合更加方便教師開展討論學習，為研究性學習的開展提供了基礎條件。

1.6" 智慧考勤、學情分析功能

智慧教室的智能考勤管理系統可以方便記錄學生的到課情況，教師不用點名可以自動記錄缺勤、遲到學生名單并上傳至平臺，方便教師管理。無感知全面采集教學數據，通過學生學習行為的記錄進行學情分析，從而為提高教學質量、進行教育教學改革、改進教學模式等提供數據支撐。借助人臉識別、動作捕捉、表情分析、學生姿態分析、物聯網監測等新技術，對教師和學生在課前、課中、課后全階段的教與學行為數據生成智慧教學運行的大數據，通過大數據分析對學生進行畫像，有利于發現學生的學習困難，為教學評價和教學指導提供支持。

2" 智慧教室的應用

智慧教室根據教育教學的需要，不用采用單一的模式，比如錄播功能，如果教室是用來記錄常規教學，僅僅保留數字化視頻資源，可采用常態化錄播功能，如果是為了教師后期編輯制作微課，可采用精品錄播。智慧教室提供了智能化的學習環境，具有現代化的教學設施，但技術的使用不是目的，提高教育教學效果才是真正的目的，教學設施的建設不是唯技術論，什么技術最先進就使用什么技術，人們需要在自然信息、文化信息和技術信息之間平衡，智慧教室要以育人為本，能夠促進學生的學習才是目的。

2.1" 使用多種教學媒體

智慧教室并不是所有的教學內容都要采用網絡信息化的教學媒體來呈現，學習的發生沒有固定的模式，根據具體的學習內容、學習目標、個體差異，可以采用多種多樣的教學媒體，可以采用傳統的教學媒體也可以采用網絡信息化的教學媒體，智慧教室要給教師、學生一些自由選擇的空間，智慧教室并不是在使用現代化的教學設施的同時摒棄傳統的教學設施。講臺、黑板這些傳統的教學設施也是需要的，在黑板上的推理演算有時候是PPT所不能替代的，黑板也可在小組討論時方便學生書寫，而不是所有的內容都需要通過電腦來呈現。

2.2" 教學方式的多樣化

在信息化教學環境中，每個學生很少被感知到存在，比如在智慧教室中學生基于視頻資源進行自主學習，但是如果沒有教師和學生之間進一步的學習溝通，完全通過電腦屏幕進行視頻學習，那么半途而廢的學生也許會比傳統學習方式下更多。教育的核心是自由全面發展以及文化的傳承，教育的精彩來自教師和學生，而不是技術，在教育中要時時牢記以人為本的教育理念。在學習過程中要增加學生的參與性和互動性，如教師和學生面對面的交流、學生和學生面對面的交流。學生也可以組成小組學習，學生的椅子采用移動式的可組合的椅子，色彩可以不同，在分組討論的時候可以根據顏色自由組合成不同的學習小組，智慧教室從桌椅的色彩到自由組合的擺放，應提供自由平等融洽的學習氣氛。智慧教室可以實現教學和管理自動化，替代人力和教師的許多工作，但是教學不能忽略教育的核心內容——人，在教學過程中要注重教學活動的開展，注重互動對話，包括師生、生生交互性。

2.3" 提高教學設施的向心力

智慧教室中有電腦、大屏（交互一體機），講臺上有主大屏、副大屏，每個小組有大屏，學生和教師有平板，那么這些信息化教學設施如何提高學生的積極性，如何提高信息化教學設施的向心力？首先要有好的教學軟件、優質的學習資源，制作精良的微課視頻，教學設施只是硬件，需要有好的軟件資源、視頻學習資源等教學內容才能發揮硬件的作用，目前在線視頻資源越來越多，作為教學使用的視頻資源一定是要經過認真挑選的，如果是校本資源的教學視頻一定要經過精心制作；其次就是教師嚴謹的教學組織，課前、課中、課后一體化的學習組織形式，只有讓學生被感知到存在才能提高學習效率；最后改變傳統的教學模式，新的設施不僅是教學設施的改變更是教學模式的轉變，新的環境下仍然使用傳統的教學模式，就不能發揮好各個教學要素的作用，可以采用基于問題的學習，基于項目的學習等新的教學模式，教師為各項目團隊布置項目作業，階段性檢驗項目實施情況，互相學習提高。要協調好教師、學生、教學內容、教學媒體、教學模式等各個要素，使這些要素相輔相成，才能提高教學設施的向心力。

2.4" 智慧學習空間的擴大

智慧教室作為信息化背景下“施教之室”的新的發展形式，強調的是教與學環境的“智慧”屬性，而智慧學習空間有著更為豐富的內涵——學習空間的概念意味著學習并不局限于教室等傳統的教學空間，而是可以發生在任意物理場所和各種網絡空間。因此，從“智慧教室”到“智慧學習空間”代表著課堂邊界的逐漸模糊、學習資源的有效拓展、物理學習空間和虛擬學習空間的全面銜接[2]。智慧教室結合智慧學習平臺，結合MOOC平臺，多樣化的MOOC課程極大豐富了學生的學習資源，學習的發生不僅僅是在智慧教室里的課堂學習，可以延伸到上課前，上課后的學生的自主學習，智慧學習空間的擴大為學生的學習提供了極大的便利。學生要充分利用智慧學習空間，在教師的指導下作為課堂教學的有力補充，更好地開展個性化的學習。

2.5" 提高教師利用智慧學習環境的積極性

智慧教室對于教師來說十分方便，但也具有一定的挑戰。在智慧教室的應用過程中發現學生比較希望在智慧的學習環境中進行學習，新的學習環境，豐富的學習資源給學生帶來很大的學習動力。但是對于高校教師來說，智慧教室中各種各樣的教學設施，不同品牌，不同型號，給教師教學帶來很大困難。有的教師上課在不同的教室，使用的智慧教學設施也不相同，教師在使用中是有一些難度的。教室中的設備控制面板有時候有多個，各式各樣，不同設備的開關也沒有集中控制，教師面對這些控制面板經常不知道如何操作，往往會產生無法開機這樣的低級問題，不僅難以提高教學效率，而且會造成教學事故。在智慧化學習環境中，學生作業的提交、學習互動有的是在網絡學習空間開展的，教師評估學生的方式也會發生顯著變化。教師應該熟悉并靈活運用智慧學習環境中的教學設施，熟悉新的教學環境，學校要制定一定的措施加強教師的培訓，制定一些激勵的政策，鼓勵教師轉變觀念，提高教師利用智慧學習環境的積極性。

2.6" 關注技術，更需明確教育的目標是育人

技術讓人們充滿期望，但同時也讓人們產生對技術價值的困惑。由于科學技術飛速發展，人們開始對技術進行哲學反思，產生了技術哲學，1877年德國的卡普出版的《技術哲學綱要》一書可以看作是技術哲學誕生的標志。技術在教育領域中的應用也會存在技術異化的問題。在建設智慧教室以及應用的過程中不妨可以用技術哲學來進行指導與反思，關注技術的同時也需要明確教育的終極目標是育人，是以人為本，從而更好地發揮技術的優勢，發揮技術對學習的促進作用。

3" 結束語

學習的過程是學生積極參與的過程，是學生腦力體力活動協調統一的過程，學習即一種交往的過程，是心、身和世界的統一，現代化教學設施給學生的學習提供了很多便利，自動化程度越來越高，對人們的技能、力量或注意力逐漸變得沒有要求或要求很少。在信息化教學環境下，教師是不能完全寄希望于智能化的教學環境，在教學中要讓學生真正參與進來，做好課前、課中、課后一體化的學習組織，重視師生之間的情感交流，提高信息化教學設施的向心力，使智慧的教學環境和教育的目的成為一體，使技術性、人文性、教育性成為一體，真正發揮智慧環境對學生學習的促進作用。

4" 參考文獻

[1]何克抗.智慧教室+課堂教學結構變革：實現教育信息化宏偉目標的根本途徑[J].教育研究，2015（11）：76-81，90.

[2]許亞鋒，尹晗，張際平.學習空間：概念內涵、研究現狀與實踐進展[J].現代遠程教育研究，2015（3）：82-94，112.

作者簡介：張紅艷，副教授。