陳潔 林沛

【摘 要】構(gòu)建信息化教學(xué)環(huán)境是實(shí)施教育信息化的重要舉措。智能教室是新型的信息化教學(xué)環(huán)境，它具有設(shè)備先進(jìn)、操控方便、資源豐富、交互流暢、教學(xué)方式靈活等特征。它的構(gòu)建與使用，將有利于改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量，提升教研水平，促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】智能教室 ? ?信息化教學(xué)環(huán)境 ? ?現(xiàn)代教育教學(xué) ? ? 應(yīng)用

黨的十八屆三中全會在深化教育領(lǐng)域綜合改革中提出“構(gòu)建利用信息化手段擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面的有效機(jī)制，逐步縮小區(qū)域、城鄉(xiāng)、校際差距”的具體要求，對進(jìn)一步做好教育信息化工作具有極為重要的指導(dǎo)意義。教育的改革和發(fā)展離不開教育信息化，教育信息化的實(shí)施離不開信息化教學(xué)環(huán)境的建設(shè)。因此，探索將信息化教學(xué)環(huán)境智引入到現(xiàn)代的教育教學(xué)中，對于改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式，提高教學(xué)質(zhì)量，提升教研水平，促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、基于智能教室的信息化教學(xué)環(huán)境研究

信息化教學(xué)環(huán)境是指運(yùn)用現(xiàn)代教育理論和現(xiàn)代信息技術(shù)所構(gòu)建的教學(xué)環(huán)境，是信息化教學(xué)活動展開的過程中賴以持續(xù)的情況與條件。這種教學(xué)環(huán)境包含在信息技術(shù)條件下直接或間接影響教師“教”和學(xué)生“學(xué)”的所有條件和因素，是硬件環(huán)境、軟件環(huán)境、時空環(huán)境、文化環(huán)境等條件和因素的集合。

在傳統(tǒng)的教學(xué)環(huán)境中，教室是最基本的教學(xué)場所，它的發(fā)展可分為三個階段：第一階段是傳統(tǒng)教室，主要教學(xué)設(shè)備是“黑板+粉筆”;第二階段是多媒體教室，主要設(shè)備是“多媒體計算機(jī)+投影”;第三階段是新型教室，即智能教室，主要設(shè)備是“智能裝置+交互裝置”。智能教室是一種先進(jìn)的教學(xué)場所，它與傳統(tǒng)教室、多媒體教室的不同之處在于它能夠?qū)φ麄€教學(xué)環(huán)境進(jìn)行智能控制，并支持多元化的學(xué)習(xí)方式，如動態(tài)的學(xué)習(xí)，互動的學(xué)習(xí)，探究式、啟發(fā)式的學(xué)習(xí)等。

二、智能教室的設(shè)計與構(gòu)建

智能教室，又稱“智慧教室”或“未來教室”。它的基本概念是：一個能夠方便對教室所有設(shè)備（計算機(jī)、投影，音箱、交互白板等）及環(huán)境（溫度、光線、空氣質(zhì)量等）進(jìn)行智能控制和操作，有利于師生無縫地接入資源及從事教與學(xué)活動，并能適應(yīng)包括遠(yuǎn)程教學(xué)在內(nèi)的多種學(xué)習(xí)方式，以自然的人機(jī)交互為特征的，依靠移動通信、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)型教室。智能教室的構(gòu)成體現(xiàn)出設(shè)備先進(jìn)、操控方便、資源豐富、交互流暢、教學(xué)方式靈活等特征。

本課題組通過研究與實(shí)驗(yàn)，設(shè)計出最基本的智能教室模型，如圖1所示。模型中各個模塊主要實(shí)現(xiàn)的功能如表1所示。

圖1 智能教室的基本模型

表1 智能教室各模塊的主要功能

功能模塊 功能作用

教師綜合講臺 是智能教室的核心模塊，主要實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)所有設(shè)備的智能操作和控制，并且與學(xué)生進(jìn)行互動交流，也能夠通過網(wǎng)絡(luò)與外部環(huán)境進(jìn)行互動交流。

交互式電子白板 完成教學(xué)信息的呈現(xiàn)演示和師生間的互動交流。

多屏幕顯示設(shè)備 既可以作為普通電視使用，又可作為師生互動交流屏幕;多屏幕顯示同時能用單屏來呈現(xiàn)教學(xué)信息，也能用單屏來呈現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)信息。

無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 在教室范圍內(nèi)構(gòu)建一個能夠互動共享的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，WiFi與3G（4G）網(wǎng)絡(luò)共存。

多功能投影設(shè)備 既可以作為普通的投影設(shè)置，又可作為三維投影設(shè)備，并能夠360度投影，智能營造出各種不同的環(huán)境。

多功能音響設(shè)備 作為聲音輸出系統(tǒng)，能夠播放各種聲音，有立體環(huán)繞并實(shí)現(xiàn)智能控制等功能。

智能視訊設(shè)備 可以多角度對教室現(xiàn)場師生的教學(xué)活動進(jìn)行錄制，并實(shí)現(xiàn)保存、傳輸、通訊等功能。

公共打印輸出設(shè)備 打印設(shè)備具有掃描打印一體化特征，能夠?qū)崿F(xiàn)3D的掃描和打印。主要作用在于能夠?qū)⒄n堂教學(xué)的內(nèi)容以文本、圖片的形式即時打印出來。

公共媒體編輯設(shè)備 實(shí)現(xiàn)媒體編輯功能，能夠?qū)⒅悄芤曈嵲O(shè)備所錄制后的教學(xué)活動內(nèi)容以多媒體的形式進(jìn)行輸出。

學(xué)生終端 學(xué)生終端為每人一臺電腦（PC、筆記本、平板電腦、智能手機(jī)均可），學(xué)生終端通過無線網(wǎng)絡(luò)與教師綜合講臺進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)師生互動交流。學(xué)生終端可以共享教師教學(xué)資源，并且能夠通過互聯(lián)網(wǎng)共享到教育云平臺資源。

除了以上十個最重要的基本模塊以外，智能教室還必須以“教育云平臺”為支撐?！敖逃破脚_”是基于云計算的信息化教育平臺，它能夠靈活地統(tǒng)一管理和調(diào)度教育信息資源，為教師和學(xué)生提供各種教育信息服務(wù)，也能夠發(fā)揮強(qiáng)大的信息處理能力，提供在線的遠(yuǎn)程教學(xué)資源，并為學(xué)習(xí)者提供安全、可靠、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲和管理系統(tǒng)。“教育云平臺”實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)資源的共建與共享，能夠?yàn)槊總€學(xué)習(xí)者提供個性化的學(xué)習(xí)支持。

三、智能教室在現(xiàn)代教育教學(xué)中的主要應(yīng)用

智能教室的智能性主要體現(xiàn)在它的功能方面，主要包括課堂筆記的自動化、課堂實(shí)錄、設(shè)備控制自動化、智能遠(yuǎn)程教學(xué)等幾個方面。

（一）課堂筆記的自動化

傳統(tǒng)的課堂模式經(jīng)常是教師忙于講課及板書，學(xué)生忙于聽課與做筆記，而學(xué)生聽課與做筆記往往跟不上教師的進(jìn)度，這種模式顯然對提高課堂學(xué)習(xí)的效率是不利的。在智能教室中，學(xué)生再也不用做筆記，只需認(rèn)真聽講就行，教師的所有板書都可以自動保存起來，并以電子文檔的方式傳輸?shù)綄W(xué)生終端中，或者通過打印設(shè)備打印出來，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）課堂教學(xué)實(shí)錄

課堂教學(xué)實(shí)錄比筆記記錄具有更重要的意義。教師的板書、演示講義、現(xiàn)場視音頻和其他與教學(xué)相關(guān)的所有活動都可以通過“智能視訊設(shè)備”進(jìn)行記錄并保存下來，并自動上傳到“教育云平臺”中，成為平臺中的教學(xué)資源。當(dāng)學(xué)生有需要時，可以隨時隨地播放課堂教學(xué)內(nèi)容，這樣不僅方便復(fù)習(xí)，而且可以讓學(xué)生補(bǔ)學(xué)錯過的課程。

（三）所有電氣設(shè)備控制的集成化和自動化

智能教室的智能化還體現(xiàn)在對電氣設(shè)備控制的集成化和自動化上。比如：當(dāng)教師需要演示一個講義時，智能系統(tǒng)能夠自動放下電動屏幕和窗簾，調(diào)節(jié)燈光，打開投影機(jī)并切換到合適的視頻源等等。如果考慮在教室中錄制課堂錄像時，自動化選取攝像機(jī)角度。“智能視訊設(shè)備”跟蹤教師的位置變化，或者教師也可以用手勢指引“智能視訊設(shè)備”聚焦于某個區(qū)域等等，所有設(shè)備的控制都實(shí)現(xiàn)智能化。

（四）課堂互動與協(xié)作學(xué)習(xí)

智能教室的核心是互動，其中交互式電子白板就是課堂互動的重要設(shè)備，它集硬件與軟件為一體，并連接到“教育云平臺”上。教師可以在白板上隨意調(diào)用各種素材或應(yīng)用軟件教學(xué)，并且可以通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)師生之間、學(xué)生之間的互動。在智能教室中，學(xué)生能夠利用無線終端進(jìn)行互聯(lián)，既可以實(shí)現(xiàn)教室內(nèi)的小組互動，也可以與遠(yuǎn)程的學(xué)習(xí)者或?qū)＜疫M(jìn)行互動，完全突破空間的限制，實(shí)現(xiàn)多方面的互動與協(xié)作學(xué)習(xí)。

（五）遠(yuǎn)程教學(xué)的智能化

遠(yuǎn)程教學(xué)是智慧課堂的一個方向，智能教室引入交互空間的概念，把一個普通的教室空間升級為一個教師和遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的交互界面。在這個空間中，教師可以擺脫鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器的束縛，而用語音、手勢甚至身體語言等傳統(tǒng)的授課經(jīng)驗(yàn)來與遠(yuǎn)程學(xué)生進(jìn)行交互?，F(xiàn)場的課堂教育和遠(yuǎn)程教育的界限被打破了，教師可以同時對現(xiàn)場和遠(yuǎn)程的學(xué)生進(jìn)行授課。

四、結(jié)語

智能教室在現(xiàn)代教育教學(xué)中的應(yīng)用，改變了既有的教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式，使教育從以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，從知識傳授為主向能力、素質(zhì)培養(yǎng)為主轉(zhuǎn)變，從課堂學(xué)習(xí)為主向多種學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。信息化教學(xué)環(huán)境下的教育教學(xué)將更加充分滿足教師的教與學(xué)生的學(xué)多樣化與個性化需求，更加體現(xiàn)立德樹人的本質(zhì)要求，從而縮小地區(qū)、城鄉(xiāng)、校際之間的教育差距，促進(jìn)教育公平、提高教育質(zhì)量，促進(jìn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

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