面向高校智慧教室的應(yīng)用與教學(xué)環(huán)境管控的研究

王明超，劉 毅，郭力培

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 智慧教室建設(shè)理念

智慧教室分類：

智慧教室建設(shè)完成后，集多種教學(xué)系統(tǒng)于一體，改變教學(xué)方法和教育模式，主要體現(xiàn)在如下四種類型智慧教室，類型分別為：

雙屏互動智慧教室（40人左右）；

多屏研討智慧教室（60人左右）；

遠程互動型智慧教室（100人左右）；

錄播型智慧教室（100人左右）。

2 智慧教室的應(yīng)用

2.1 課前應(yīng)用

2.1.1 教學(xué)資源－課前備課

教學(xué)資源主要針對已有教學(xué)資源的導(dǎo)入，和新增加資源的添加管理，形成校、院系自有教學(xué)資源的集中管理，也可以與現(xiàn)有管理平臺對接，實現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的共享。

2.1.2 個人空間－在線預(yù)習(xí)

為用戶在平臺提供個人空間，在個人空間中可以進行個人信息管理、資源管理、課件上傳，收藏精品課程、觀看直播、參與評選和教研活動等。根據(jù)不同的角色設(shè)置不同的權(quán)限，滿足不同的個人空間。

2.2 課中應(yīng)用

2.2.1 課中互動研討教學(xué)

當(dāng)進行互動研討教學(xué)時只需要按下控制面板上的“互動研討”即可實現(xiàn)互動研討教學(xué)：

設(shè)備啟動：教室內(nèi)系統(tǒng)一鍵啟用本地所有多媒體音設(shè)備終端和互動研討相關(guān)設(shè)備：教室內(nèi)大屏、講桌面電源接口供電給教師自帶筆記本使用、功放音響、攝像機、定位系統(tǒng)、互動主機、語音激勵等。

設(shè)備顯示：教室內(nèi)黑板位置主講大屏顯示教師授課內(nèi)容；其他大屏分別對應(yīng)顯示各自分組內(nèi)展示的互動討論資料。教師可控制分組大屏內(nèi)容顯示到主屏幕上，亦可控制主屏幕內(nèi)容顯示到各個分組大屏上；當(dāng)教室內(nèi)小組與教師互動時，通過語音激勵功能實現(xiàn)小組與教師同屏對話模式顯示課堂場景。與其他教室互動時，教室黑板位置大屏顯示教師授課內(nèi)容，側(cè)墻大屏對應(yīng)顯示參與到互動課堂中的其他教室學(xué)生視頻。當(dāng)教師與參與到教室內(nèi)的其他教室學(xué)生互動時，通過系統(tǒng)自帶的人臉識別功能給予學(xué)生特寫畫面，實現(xiàn)教師與互動教室間的研討場景。

（1）教師與小組互動模式

教師與小組互動：教室內(nèi)的活動桌椅按照分組模式擺放，教室內(nèi)系統(tǒng)一鍵啟用本地分組模式音視頻信號終端，以及教室前端顯示屏、教室四周配置觸控一體機。教室前端顯示屏顯示授課內(nèi)容（PPT、WORD等），也可用來做教學(xué)批注；教室四周的一體機通過手機/pad/筆記本采用無線投屏技術(shù)分別顯示每個小組討論的話題內(nèi)容。

（2）教師與學(xué)生教學(xué)互動

教師與學(xué)生互動：教室內(nèi)的活動桌椅按照學(xué)生圍繞教師模式擺放，形成本地課堂互動氛圍，通過師生互動實現(xiàn)一對一互動、分組教學(xué)、資源收集、分發(fā)教學(xué)資源、提交作業(yè)等功能，以及完成課前知識點回顧和課后知識點測試答題，同步收集答題正確率，即時反饋到教師統(tǒng)計終端上，以便教師時刻掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

教師與學(xué)生互動模式應(yīng)用廣泛，給教學(xué)帶來了全新的變革，它改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使每個學(xué)生都有參與課堂的權(quán)利，能夠讓孩子們解放天性，快樂的融入課堂環(huán)境中，真正公平的享受課堂的教學(xué)氛圍，教學(xué)反饋系統(tǒng)是對教師詳細掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況的必要手段，無論課前、課后都需要了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)到什么程度。

（3）組與組之間多屏互動

組與組之間互動，主要體現(xiàn)在分組之間不同的討論話題，通過設(shè)備控制，使得分組之間的學(xué)習(xí)資料可以互換，靈活應(yīng)用。

研討互動教學(xué)面向未來教育需求、針對學(xué)科特色、以提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量為中心，實現(xiàn)以現(xiàn)代化技術(shù)模式的雙板教學(xué)系統(tǒng)，滿足教學(xué)要求的同時，也實現(xiàn)了互動教學(xué)模式，是研討互教室建設(shè)的必要條件。

（4）汲取傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢

教學(xué)汲取了傳統(tǒng)教學(xué)“粉筆+黑板”的優(yōu)勢，從而實現(xiàn)傳統(tǒng)黑板與電子白板的完美結(jié)合，達到了“隨處可寫，隨時可寫”以及課堂書寫痕跡按需保存的效果。

（5）課中隨機測驗、即時反饋

利用手機APP可實現(xiàn)師生之間的互動，可進行答題測驗，并可實現(xiàn)及時反饋。

具有移動端互動課堂答題功能，需支持單選、多選、簡答題目測試，測試實時生成數(shù)據(jù)，精確到每個學(xué)生答題反饋數(shù)據(jù)統(tǒng)計；

（6）多元化課堂互動

采用網(wǎng)絡(luò)交互方式，為課堂營造生動、活躍的課堂氛圍，實現(xiàn)以“教”為主的教學(xué)模式向以“學(xué)”為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變；平臺進行數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計并根據(jù)模型自動分析，快讀呈現(xiàn)分析結(jié)果，可視化呈現(xiàn)整體教學(xué)內(nèi)容的適用性和學(xué)生的接受程度，便于制定和調(diào)整后續(xù)的教學(xué)進度。

2.3 課后應(yīng)用

課后應(yīng)用-直播錄播、課后視頻點播回放：

（1）直播系統(tǒng)

通過網(wǎng)絡(luò)將教室內(nèi)的錄制資源進行網(wǎng)絡(luò)共享和直播，并上傳至資源平臺，用戶也可登錄平臺進行查找點擊觀看，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)打破空間的限制。

（2）點播應(yīng)用

教室在進行課堂教學(xué)時可以通過IP網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)，將課堂教學(xué)內(nèi)容直播出去，課堂教學(xué)內(nèi)容以多種格式展現(xiàn)：音頻格式、視頻格式以及教學(xué)講義格式等，多種格式具有同步性。教育管理者可通過云平臺進行集中在線巡查，以及對教學(xué)活動進行遠程指揮。用戶可通過掃描二維碼立即觀看的正在直播的視頻資源。

3 智慧教學(xué)環(huán)境管控

系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)平臺為依托，基于學(xué)校需求，全面設(shè)計實現(xiàn)教育教學(xué)相關(guān)的場地、環(huán)境、設(shè)備、物品、人員、教學(xué)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的綜合集成控制與面向教學(xué)及其保障業(yè)務(wù)需求的網(wǎng)絡(luò)化、智能化、協(xié)同化管理。

智慧教學(xué)環(huán)境管控系統(tǒng)全面優(yōu)化了教學(xué)條件，對教學(xué)業(yè)務(wù)管理和教學(xué)資源的充分利用提供有力的網(wǎng)絡(luò)化平臺支撐。同時基于物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)，全面整合了教室的計算機、顯示、音響、燈光、窗簾、空調(diào)等教學(xué)相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動監(jiān)測控制。

3.1 統(tǒng)一規(guī)劃

主控中心內(nèi)可以將所有多媒體教室、全自動錄播教室、全媒體錄播教室、云錄播教室、教學(xué)應(yīng)用考試廣播系統(tǒng)、全媒體課程錄播平臺系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)、可編程考試手機屏蔽系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。

3.2 電教設(shè)備集中管理

主控中心可以對多媒體教室進行集中管理，每間多媒體教室內(nèi)所有的設(shè)備均與主控中心進行聯(lián)網(wǎng)對接，并在主控室可以實現(xiàn)對教室內(nèi)所有電教設(shè)備的統(tǒng)一集中管理。

3.3 與課表聯(lián)動

主控中心管理平臺軟件與校園課表對接，實現(xiàn)教學(xué)設(shè)備自動開啟的功能，利用多媒體管理平臺可進行教室可視化管理，可實時查看教室情況，方便管理。

3.4 教學(xué)觀摩功能

主控中心具有教學(xué)觀摩功能，校領(lǐng)導(dǎo)可或教務(wù)處人員可通過網(wǎng)絡(luò)對任意一間教室進行觀摩或聽課。并且校領(lǐng)導(dǎo)可在辦公室內(nèi)利用計算機查看任意一間教室內(nèi)的教學(xué)情況，實現(xiàn)遠程聽課。在主控中心內(nèi)可以通過大屏顯示系統(tǒng)（拼接屏）顯示任意教室內(nèi)的教學(xué)畫面、教學(xué)電腦畫面（PPT、WORD、視頻、圖片等），可以實時對任意教室內(nèi)的視頻畫面進行轉(zhuǎn)動、變倍等操作。

4 結(jié)束語

智慧教室建設(shè)完成后，將智慧教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)從課前備課，發(fā)布學(xué)生預(yù)習(xí)任務(wù)，課堂直接利用本地資源或云端資源教學(xué)，實時教學(xué)質(zhì)量反饋，課堂答疑，重要知識點分享，微視頻課件錄制，師生互評，學(xué)生考勤自動統(tǒng)計，課堂學(xué)習(xí)筆記信息全程自動收集統(tǒng)一管理，便于學(xué)生課后學(xué)習(xí)，管理人員課后統(tǒng)計分析教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生學(xué)習(xí)情況等功能。