吳宇玲

錦州醫(yī)科大學網(wǎng)絡(luò)信息中心，遼寧 錦州 121001

基于智慧教室的大學計算機課程教學設(shè)計與實踐

吳宇玲

錦州醫(yī)科大學網(wǎng)絡(luò)信息中心，遼寧 錦州 121001

智慧教室能夠在教學環(huán)節(jié)中實現(xiàn)更有效的師生互動，對于培養(yǎng)學生的自主學習能力、創(chuàng)新思維能力以及信息素養(yǎng)都有很大的作用。通過對智慧教室及其對教學影響的研究，在實踐教學中探索智慧教室環(huán)境下大學計算機課程的教學設(shè)計，并對實踐結(jié)果進行分析和總結(jié)，為智慧教室環(huán)境下的教學研究提供參考依據(jù)。

智慧教室；計算機；教學；設(shè)計；研究

2012 年我國頒布了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》，明確指出“建設(shè)智能化教學環(huán)境，推進信息技術(shù)與教育融合”，通過數(shù)字教育資源的共建與共享、信息技術(shù)與教育的深度融合［1］，促進教育教學和管理創(chuàng)新，以提高教學質(zhì)量，實現(xiàn)教育信息化的可持續(xù)發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感技術(shù)的發(fā)展，智慧城市、智慧交通、智慧社區(qū)、智慧校園和智慧教室逐漸涌現(xiàn)出來。2014年3月，艾威康推出了基于多媒體教室和錄播教室功能，融合了人機交互、人人交互、內(nèi)外交互的互動式智慧教室的整體設(shè)計方案，實現(xiàn)了教學環(huán)境智能化管控和校本資源的共建共享，等，智慧教室能夠在教學環(huán)節(jié)中實現(xiàn)更有效的師生互動，從而進一步推動教學改革。

1 智慧教室的發(fā)展及應(yīng)用

1.1 智慧教室

智慧教室是指運用傳感技術(shù)、媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)等計算機技術(shù)構(gòu)建的具有情景感知功能，能夠智能地進行環(huán)境管理的新型教室［2］。智慧教室主要由電子白板、電子書包、資源平臺及其他輔助設(shè)備組成，能夠?qū)崿F(xiàn)個性化學習、自主學習、協(xié)作學習，教師和學生之間可以隨時進行交流互動。

1.2 智慧教室的建設(shè)

智慧教室建設(shè)分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和感知層。運用傳感器、射頻識別等技術(shù)按照約定的協(xié)議［3］，通過網(wǎng)絡(luò)進行信息交換和通信，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接，對物品進行智慧化識別、跟蹤、監(jiān)控和管理［4］。智慧教室主要包括九個應(yīng)用系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 智慧教室系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.3 系統(tǒng)主要功能

智慧教學系統(tǒng)由內(nèi)置電子白板功能的觸控投影一體機、無線麥克、問答器和配套的控制軟件等構(gòu)成［5］，教師可以在投影的畫面上操作電腦，學生客戶端配備問答器，實現(xiàn)師生交互式的無塵課堂教學；LED顯示系統(tǒng)由LED面板顯示正在上課的課程、班級、教師、出勤率、室內(nèi)溫濕度等信息［6］；人員考勤系統(tǒng)由考勤機和配套控制軟件等構(gòu)成，對進入教室的人員進行身份識別［7］；資產(chǎn)管理系統(tǒng)由讀卡器、紙質(zhì)標簽和配套控制軟件構(gòu)成，對教室內(nèi)的儀器設(shè)備等資產(chǎn)情況進行監(jiān)控與管理。燈光控制系統(tǒng)由燈光控制器、人體傳感器和配套控制軟件等構(gòu)成，自動控制開關(guān)燈或窗簾；空調(diào)控制系統(tǒng)由中央空調(diào)電源控制器、溫濕度傳感器和配套控制軟件構(gòu)成，監(jiān)測室內(nèi)溫濕度，實現(xiàn)溫濕度的自動調(diào)控［8］；門窗監(jiān)視系統(tǒng)由磁模塊及配套軟件組成，自動監(jiān)視門窗，發(fā)現(xiàn)問題可以報警；通風換氣系統(tǒng)由抽風機、CO2傳感器和配套監(jiān)控軟件構(gòu)成，可以自動換氣［9］；視頻監(jiān)控系統(tǒng)由無線攝像頭和配套監(jiān)控軟件構(gòu)成，進行實時的視頻監(jiān)控。

2 智慧教室對教學的影響

2.1 教學形式多樣化

提高教學水平的關(guān)鍵是做好教學互動環(huán)節(jié)。智慧教室環(huán)境下，教師與學生利用授課電腦和顯示屏進行隨時互動，促進了課堂的交互活動，教師與學生之間的互動既可視化又個性化，設(shè)備的互動還能夠避免教師或者其他建筑物遮擋學生的視線，等。智慧教室基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建成一個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，多種類資源的呈現(xiàn)，使學習資源的獲取更加便利，優(yōu)化了教學內(nèi)容。

2.2 學習方式多樣化

智慧教室可以實現(xiàn)個性化學習、自主學習、協(xié)作學習等多樣化的學習方式，可以用于學生進行創(chuàng)新實驗研究，也可用于教師開展科研項目。

2.3 及時反饋教學效果

傳統(tǒng)的課堂提問、答疑和測驗環(huán)節(jié)中學生口頭回答或者筆試后，教師不能馬上獲得準確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)而無法了解學生對知識的掌握理解程度，智慧教室的教學系統(tǒng)可以即時進行數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計。

2.4 便于教學管理

使用紙張或點名的簽到方式，效率低且存在代簽代答現(xiàn)象，結(jié)果不真實而且占用過多課堂時間。智慧教室可以對學生學習情況和教室環(huán)境進行實時監(jiān)控，更便于教務(wù)管理。

綜上所述：傳統(tǒng)的教學方式已經(jīng)不再適應(yīng)信息化時代教育現(xiàn)代化的需要，智慧教室是集智慧教學、人員考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智慧調(diào)節(jié)等于一體的新型現(xiàn)代化教室［10］，作為一種新型的教育形式和現(xiàn)代化教學手段，給教育行業(yè)帶來了新的機遇。

3 計算機課程教學設(shè)計

3.1 設(shè)計目的

在智慧教室環(huán)境下，結(jié)合智慧教室的功能特點、科學的教學理念、高等學校學生思維發(fā)展的特征和教學目標要求，進行合理的教學設(shè)計，使學生在學習過程中提高學習能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新思維能力，逐步完善教學過程，為智慧教室環(huán)境下的教學提供參考依據(jù)，推進和深化智慧教室環(huán)境下的相關(guān)研究。

3.2 應(yīng)用案例：Word 2010的基本操作

3.2.1 內(nèi)容概述 課程選自普通高校十二五重點規(guī)劃教材，科學出版社出版的《大學計算機基礎(chǔ)實用教程》第三章“3.1Word基本操作，3.2設(shè)置文檔格式”。Word提供了許多方便靈活的工具和手段，可以制作出滿足各種需求的文檔，在辦公時是必不可少的，屬于計算機基礎(chǔ)的重點章節(jié)。該節(jié)課的主要內(nèi)容是Word基本操作（包括Word窗口組成、Word文檔基本操作、文本編輯）和設(shè)置文檔格式（包括設(shè)置文字格式、設(shè)置段落格式、使用樣式）。

3.2.2 教學目標

①知識目標：通過學習使學生熟悉并掌握Word 2010的編輯操作和如何設(shè)置文檔格式。

②能力目標：在教師的引導下，提高學生文檔編輯修飾能力，進行個性化的編輯和制作。

③情感目標：通過教師與學生之間的互動，升華師生關(guān)系，通過學生間的協(xié)作與交流，促進學生之間的感情，培養(yǎng)團隊精神。鼓勵學生在學習中自我展示、體驗成功，激發(fā)學生的求知欲，并在學習中提高學生的審美能力，提高學生利用計算機獲取信息并用Word處理文字的意識和能力［11］。

3.2.3 學習資源與工具設(shè)計 該節(jié)課是在智慧教室環(huán)境下進行教學，需要準備的學習資源及工具主要有教學系統(tǒng)、電子白板、客戶端、電子書包、問答器、教學資料、配套軟件等［12］。

3.2.4 教學策略設(shè)計 主要采用基于交互活動的體驗式教學策略，運用智慧教室交互性強和資源豐富的優(yōu)點［13］，為學生提供大量的生活情境，引起學生學習的興趣，在教學過程中設(shè)計多樣的教學活動，充分調(diào)動學生的積極性，引導學生積極體驗，鼓勵交流合作。

●整體情境感知 新課導入部分，運用電子白板展示一些用Word 2010編輯的帶有文字、圖片、視頻、鏈接等色彩鮮艷、內(nèi)容豐富的文檔材料，超大的電子白板顯示更加清晰生動，抓住學生的注意力，激起學生學習的興趣。講授新課中，運用電子白板向?qū)W生介紹Word窗口組成和使用樣式這兩部分內(nèi)容。由于計算機是一門集知識性和操作性于一體的課程，要培養(yǎng)學生靈活運用所學知識的能力，所以在教學中要運用邊演示、邊教學的教學方法。該節(jié)課Word文檔基本操作、文本編輯、設(shè)置文字格式和設(shè)置段落格式這些內(nèi)容利用電子白板觸控投影一體的功能，在投影畫面上操作電腦，使學生看清每一步操作，整個教學演示過程更加直觀生動，能夠加深學生的印象、更便于理解。該節(jié)教學中要將完成同一功能的不同方法分別介紹給學生，傳統(tǒng)的教學中由于設(shè)備和時間的局限有些設(shè)計無法全部完成，智慧教室環(huán)境下教師有充分的時間使教學內(nèi)容更加細化，從而提高教學效率。

●交互體驗 課堂提問、答疑、測驗等環(huán)節(jié)，師生可以通過無線麥克、問答器和學生客戶端來完成。學生端的無線麥克和問答器可以讓教室內(nèi)每個位置的學生都能清楚地聽到學生的問答，解決了傳統(tǒng)教室大、人數(shù)多、聽不清的弊端。該節(jié)課程中Word的操作、字體和段落的設(shè)置部分，教師將需要進行實驗操作的題目通過局域網(wǎng)傳輸功能傳輸?shù)矫恳粋€學生的客戶端顯示屏，學生進行實時操作來完成，教師端可以看到每個學生端的狀態(tài)。當學生完成后，系統(tǒng)的反饋和統(tǒng)計功能可以立即做出數(shù)據(jù)分析，讓教師及時了解學生的掌握程度。同時，學生可以將自己的成果上傳至電子白板，教師進行展示，學生可以補充講解，在講解的過程中可利用電子白板多點觸控功能，更加形象地說明問題。

●分組協(xié)作 教師通過教學系統(tǒng)的分組功能進行分組練習，運用Word 2010設(shè)計一份海報，小組成員每個人都有分工，結(jié)合集體的智慧共同完成文檔的設(shè)計和制作。系統(tǒng)可以隨機分組，也可以自主分組，每個組可以進行語音交流而與其他小組互不干擾。在協(xié)作交流的過程中學生在自己的客戶端完成所負責的部分，每個組員可以看到其他組員的操作，可以隨時進行交流修改，最終集體完成海報的制作。利用智慧教室的分組練習比傳統(tǒng)的方式更加快捷，而且新穎，既達到了鍛煉學生動手實踐的能力，而且通過協(xié)作交流的方式培養(yǎng)了團隊精神，也達到了該節(jié)課程教學的情感目標。

4 效果分析

4.1 教學效果

該節(jié)課在智慧教室的環(huán)境下進行，教師充分利用教學系統(tǒng)中的電子白板、學習資源等工具組織多樣化的教學活動。生動的文檔展示和實時操作演示法，更直觀、更容易理解和接受，使教學充滿趣味性，學生的學習興趣和積極性很濃，課堂氣氛活躍。學生學習到相關(guān)的理論知識和操作技能，進而培養(yǎng)學生的自學能力與動手實踐能力，提高了綜合運用水平和信息處理能力。

4.1.1 問卷調(diào)查分析 對同一班級分別在智慧教室和普通教室上課的學生進行問卷調(diào)查，從課堂活動、創(chuàng)新思維、自主學習、合作交流等方面進行統(tǒng)計分析（如表1所示）。由表1可知，在自主學習和合作交流方面存在比較顯著的差異，課堂活動相比之前也受到好評，創(chuàng)新思維方面差異不大。

表1 對不同教室上課學生問卷調(diào)查結(jié)果 %

4.1.2 課堂活動情況觀察分析 對在智慧教室環(huán)境下進行教學的班級與在其他普通教室上課的班級進行對比分析，聽課教師從課堂學生的聽課態(tài)度、學習興趣、課堂參與度等方面進行觀察，記錄每一教學環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。在課堂注意力、回答問題方面的差異不是很大，但是在課堂練習、合作與交流、知識和技能的掌握方面還是有很好的教學效果。

表2 不同教室課堂活動情況 %

4.2 存在問題及改進措施

智慧教室是一個新生事物，目前還處在發(fā)展之中，還有不太成熟的地方，硬件之間的兼容及無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境由于一些突發(fā)的或者是不可抗因素產(chǎn)生的問題會影響整個進程。教師和學生對智慧教室產(chǎn)品不太熟悉，在上課的過程中由于教師操作上的問題，也影響教學的效果。由于學生剛剛接觸智慧教室，感覺比較新鮮，上課時不夠?qū)Ｐ?，心思全放在硬件設(shè)備上，對教學效果也有一定的影響。

智慧教室的建設(shè)需要繼續(xù)不斷地努力探索，建設(shè)更加合理的適用于各學科教學應(yīng)用的智慧教室。還需要提高教師和學生的信息素養(yǎng)及信息處理能力，尤其是教師，應(yīng)進行系統(tǒng)的培訓和學習，熟練掌握智慧教室內(nèi)儀器設(shè)備和系統(tǒng)的操作。

智慧教室環(huán)境下的教學通過高端、前沿的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分體現(xiàn)了教室環(huán)境的智慧、教學應(yīng)用的智慧、互動學習的智慧。智慧教室環(huán)境下的教學能夠讓學生進行整體情境感知，提高課堂的參與度和積極性，提升學生的協(xié)作能力，培養(yǎng)團隊精神，提升學生的信息素養(yǎng)。智慧教室不僅僅適用于課堂教學，將來也應(yīng)該應(yīng)用到室外教學和實踐中，未來需要更合理的構(gòu)建智慧教室來為現(xiàn)化化教學服務(wù)。

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Teaching design and practice of university com puter course based on smart classroom

Wu Yuling
Network Information Center，Jinzhou Medical University，Jinzhou 121001，China

Smart classroom can achieve more effective teacher-student interactions in teaching，which helps greatly cultivate students＇autonomous learning ability，innovative ability and information literacy.Based on research on wisdom classroom and its effects on teaching，we have been exploring the tea-ching design of college computer course in the smart classroom environment during our teaching practice.This paper analyzes and summarizes the practice results，which provides reference for the teaching in the wisdom classroom environment.

smart classroom；computer；teaching；design；research

G434

：A

：1004-5287（2017）04-0426-04

：10.13566／j.cnki.cmet.cn61-1317／g4.201704018

2017-02-24

吳宇玲（1978-），女，遼寧錦州人，實驗師，碩士，主要研究方向：計算機科學和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。