智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)與應(yīng)用研究

王玨

摘要：隨著智慧教育理念和新技術(shù)的不斷深入，智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)已不僅僅是簡(jiǎn)單的購(gòu)置一些多媒體設(shè)備，而是充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)打造智慧課堂環(huán)境[1]。作者結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，通過對(duì)智慧教室建設(shè)的實(shí)踐與思考，提出新形勢(shì)下智慧教室建設(shè)的新路徑，以期為同類院校建設(shè)提供參考依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：智慧教學(xué);智慧教室;教學(xué)設(shè)備;智能化

中圖分類號(hào)：TP399? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）01-0185-02

1 背景

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出力爭(zhēng)到2020年，將校園信息化作為教育信息化的重要內(nèi)容，采用先進(jìn)的信息技術(shù)來構(gòu)建現(xiàn)代化的教育教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與校園，人與信息系統(tǒng)，校園實(shí)體與信息系統(tǒng)三個(gè)方面的融合，從而改進(jìn)教學(xué)方式、促進(jìn)科學(xué)研究、提高管理效率、提升服務(wù)水平。課堂教學(xué)是學(xué)校教育最重要的環(huán)節(jié)，是實(shí)施教育任務(wù)的主陣地，也是教育信息化的重點(diǎn)內(nèi)容，課堂教學(xué)也能最能反映出教師教學(xué)能力和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在各院校智慧教室普遍建設(shè)的背景下，建設(shè)一個(gè)什么樣的智慧教室？如何利用智慧教室引領(lǐng)教學(xué)與管理的全面升級(jí)成為當(dāng)前各大院校落地教育信息化應(yīng)用創(chuàng)新任務(wù)的重要難題[2]。

2 學(xué)校多媒體教室現(xiàn)狀分析

我校教室內(nèi)多媒體設(shè)備大都采用投影儀、幕布和內(nèi)置電腦的組成，由于設(shè)備沒有統(tǒng)一的管理平臺(tái)，教師操作比較煩瑣，日常運(yùn)維難度較大，維修保障服務(wù)的及時(shí)性不夠。同時(shí)，學(xué)校對(duì)于課堂的教學(xué)質(zhì)量管理模式比較單一，無法及時(shí)全面的掌握課堂教學(xué)的情況。

3 建設(shè)規(guī)劃

3.1 建設(shè)目標(biāo)

新一代智慧教室將集多媒體教學(xué)、可視化教學(xué)質(zhì)量管理、智慧課堂、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、多媒體設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理于一體[3]。智慧教室以教學(xué)環(huán)境建設(shè)為基礎(chǔ)、以教學(xué)過程性評(píng)價(jià)為手段，全面促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量。創(chuàng)新課堂互動(dòng)模式，豐富網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，不斷提升師生教育教學(xué)體驗(yàn)、創(chuàng)新教學(xué)管理方法，變革課堂教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的信息化課堂教學(xué)模式。

（1）建設(shè)人性化、智能化的教學(xué)環(huán)境

通過教室講臺(tái)內(nèi)多媒體設(shè)備中控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一鍵上下課，讓教師能專注于自己的教學(xué)，而不是將時(shí)間花費(fèi)在操控設(shè)備之間。同時(shí)，學(xué)校運(yùn)維保障部門可實(shí)時(shí)對(duì)教室設(shè)備的使用情況進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)處理發(fā)生的問題，提高運(yùn)維效率。

（2）實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的精細(xì)化管理

利用教室內(nèi)的常態(tài)化錄播設(shè)備實(shí)現(xiàn)各級(jí)部門對(duì)全校教師隨機(jī)進(jìn)行聽課，可在學(xué)校教學(xué)服務(wù)中心或個(gè)人電腦上實(shí)時(shí)聽課或查看教學(xué)錄像并填寫評(píng)價(jià)信息，實(shí)現(xiàn)課堂聽課與網(wǎng)絡(luò)聽課雙軌運(yùn)作，有效提高學(xué)校聽課的數(shù)量，量的倍增將促進(jìn)教學(xué)水平質(zhì)的變化。

（3）以評(píng)價(jià)為業(yè)務(wù)核心，建立教學(xué)質(zhì)量管理閉環(huán)

以常態(tài)化教學(xué)環(huán)境下的網(wǎng)上巡課評(píng)課管理體系為基礎(chǔ)，匯聚形成學(xué)校資源建設(shè)和成長(zhǎng)體系。整合教師課程內(nèi)容，搭建課堂移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境，形成學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課中練習(xí)、課后復(fù)習(xí)的學(xué)習(xí)管理與學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)體系，為教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

（4）建設(shè)創(chuàng)新型智慧教學(xué)空間

智慧教室利用先進(jìn)的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)手段，解決當(dāng)前教學(xué)過程中互動(dòng)問題?？梢酝ㄟ^移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)師生間的交互、分組討論、移動(dòng)考勤、設(shè)備報(bào)修、移動(dòng)學(xué)習(xí)、云評(píng)價(jià)等功能。具備動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集和即時(shí)分析功能，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的立體溝通與交流，使傳統(tǒng)課堂發(fā)生了結(jié)構(gòu)性變革，實(shí)現(xiàn)無邊界課堂[4]。

3.2 建設(shè)任務(wù)

江蘇省無錫交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的智慧教室改造項(xiàng)目主要滿足普通教室小班化教學(xué)的實(shí)際需要，重點(diǎn)解決課堂教學(xué)互動(dòng)、多媒體教學(xué)、教學(xué)全景錄播、可視化教學(xué)質(zhì)量管理與評(píng)價(jià)、教學(xué)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化管理等問題。智慧教室通過對(duì)教室內(nèi)的環(huán)境及環(huán)境處理、多媒體設(shè)備的智能化感知和交互實(shí)現(xiàn)智慧教室的課上、課下的聯(lián)通融合和業(yè)務(wù)的同步。主要包括以下系統(tǒng)：

（1）互動(dòng)課堂系統(tǒng)

課堂互動(dòng)系統(tǒng)是學(xué)校教學(xué)體系中的重要組成部分，具備錄播、無線投屏、考勤、電子綠板、課堂答題、分組討論、雙板教學(xué)、教師評(píng)學(xué)、學(xué)生評(píng)教等基本功能，為師生構(gòu)建暢通的課堂交互渠道。

課堂互動(dòng)系統(tǒng)能夠綜合學(xué)生考勤、分組互動(dòng)、多媒體教學(xué)、課堂答題、彈幕、學(xué)生評(píng)教等大數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析各班級(jí)、學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，分析老師知識(shí)點(diǎn)教學(xué)質(zhì)量，通過大數(shù)據(jù)分析形成有效的質(zhì)量報(bào)表?；谡n堂互動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)老師線上備課，學(xué)生課前進(jìn)行課程電子教材預(yù)習(xí)、課中師生互動(dòng)教學(xué)、課后課程輔導(dǎo)復(fù)習(xí)等功能，為老師和學(xué)生提供了一種高效的“教”與“學(xué)”模式。

（2）智慧教室智能管理系統(tǒng)

智慧教室智能管理系統(tǒng)主要體現(xiàn)人性化、智能化的設(shè)備集中控制，突出教室的用戶體驗(yàn)。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)控制協(xié)議、通用接口，可對(duì)智慧教室各類信息化設(shè)備高度整合，具有高擴(kuò)展性，實(shí)現(xiàn)智能化控制、智能化推送、智能化管理。主要包括以下重要功能：

①智能控制

實(shí)現(xiàn)智慧教室內(nèi)所有設(shè)備的一鍵控制或模式控制，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性;同時(shí)還提供所有設(shè)備的細(xì)節(jié)控制，并且滿足師生使用上的方便，使教師無須培訓(xùn)就可以控制教室內(nèi)的所有設(shè)備。

②IC卡（或人臉識(shí)別）管理

將學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)與校園一卡通（或人臉識(shí)別）系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接，可按照要求通過課表可為任課教師設(shè)置智能鑰匙，上課時(shí)可直接使用教師IC卡（或人臉識(shí)別）打開多媒體教室的設(shè)備?？捎涗浉髦腔劢淌议_啟時(shí)間等信息，以便于對(duì)教室多媒體設(shè)備使用進(jìn)行管理。上課時(shí)，只要將卡放置在讀卡器上驗(yàn)證通過后，系統(tǒng)解鎖，控制面板可操作，自動(dòng)啟動(dòng)多媒體系統(tǒng)，進(jìn)入教學(xué)模式。下課時(shí)，將卡從讀卡器上取出后系統(tǒng)鎖定，面板無法操作，如果超過預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)無合法卡重新放置在讀卡器上，多媒體系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。

③智能顯示

整合電子班牌、信息發(fā)布、物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境采集于一體，采用BS架構(gòu)，WEB方式完成智慧教室智能信息的顯示?？蓪?duì)內(nèi)容設(shè)計(jì)、發(fā)布、管理等功能操作。教室顯示終端根據(jù)教室狀態(tài)自動(dòng)變換顯示內(nèi)容，如上課時(shí)顯示課程名稱，主講人等;考試時(shí)顯示教室號(hào)，考試名稱，考號(hào)范圍等，平時(shí)可以用來顯示宣傳海報(bào)，通知公告、教室環(huán)境溫濕度等。

（3）全景錄播

全景錄播是以高清視頻為數(shù)據(jù)采集和場(chǎng)景分析的基礎(chǔ)，具備多視角巡課、毫秒級(jí)響應(yīng)、自動(dòng)整理課程體系、大規(guī)模視頻并發(fā)、壓縮等特性。結(jié)合我校實(shí)際情況，全景錄播功能應(yīng)具備在線巡課、視頻點(diǎn)播、推薦視頻、隨堂評(píng)價(jià)幾大功能模塊。

①在線巡課

在線巡課可根據(jù)課表、地理位置、課程開展巡課，支持根據(jù)教室、課程、老師等關(guān)鍵字搜索相關(guān)課程進(jìn)行巡課。巡課過程中應(yīng)可對(duì)教室全景攝像機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)拉近拉遠(yuǎn)、聚焦、變倍等操作，支持對(duì)攝像機(jī)推拉搖移的操作，便于更加直觀的巡課。全景錄播系統(tǒng)應(yīng)支持至少三畫面的錄播，包括學(xué)生學(xué)習(xí)畫面、教師教學(xué)畫面、多媒體課件畫面。

②視頻點(diǎn)播

教室課堂錄制的視頻自動(dòng)按照課程體系整理歸類，便于直觀的點(diǎn)播想要觀看的課程，可根據(jù)學(xué)期、月、周或者自定義日期選擇相關(guān)課程點(diǎn)播;支持搜索關(guān)鍵字點(diǎn)播視頻。優(yōu)質(zhì)視頻可推送至推薦視頻，供老師和學(xué)生點(diǎn)播學(xué)習(xí)。

③隨堂評(píng)價(jià)

可對(duì)相關(guān)的課程進(jìn)行在線督導(dǎo)評(píng)課，通過權(quán)限分配，指定督導(dǎo)老師進(jìn)行課程評(píng)價(jià)。督導(dǎo)老師可根據(jù)各種自定義的評(píng)分項(xiàng)，對(duì)老師上課過程進(jìn)行打分評(píng)價(jià)。督導(dǎo)評(píng)課支持配置評(píng)課表，支持實(shí)時(shí)評(píng)課，支持優(yōu)秀課程的推薦等基本功能。

4 結(jié)論（Conclusion）

教學(xué)環(huán)境的建設(shè)，對(duì)于課堂教學(xué)改革起著不可或缺的支撐作用。目前，我校智慧教室改造項(xiàng)目已完成一期建設(shè)，初步構(gòu)建起了支撐日常教學(xué)、課堂視頻資源管理、督導(dǎo)評(píng)價(jià)、設(shè)備運(yùn)維網(wǎng)絡(luò)化管理于一體的智慧教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師能潛心教學(xué)、管理人員精準(zhǔn)服務(wù)[5]。隨著新興技術(shù)的不斷發(fā)展，我們將進(jìn)一步總結(jié)智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)中的經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)校智慧校園建設(shè)提供助力。

參考文獻(xiàn)：

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】