張嘉超

智慧教室建設(shè)方案研究

張嘉超

湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070

在當(dāng)前信息化校園建設(shè)的背景下，許多學(xué)校已將傳統(tǒng)的多媒體教室轉(zhuǎn)型為智慧教室?；诖?，從智慧教室的硬件和軟件兩個(gè)方面，研究了智慧教室的建設(shè)方案。

智慧教室；多媒體教室；信息化技術(shù)

引言

近些年，隨著當(dāng)今高校信息化建設(shè)工作的推進(jìn)，很多專(zhuān)業(yè)課程里的重點(diǎn)、難點(diǎn)已離不開(kāi)信息化技術(shù)的使用。采用信息化技術(shù)的授課模式，已有很大成效，這也契合了“十三五”期間教育信息化建設(shè)的工作重點(diǎn)。在“面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來(lái)”方針的指引下，為了改變傳統(tǒng)教學(xué)中的不足，“智慧教室”應(yīng)運(yùn)而生[1]。

教室，是學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)的重要教學(xué)場(chǎng)地。如何最大限度利用45分鐘教學(xué)時(shí)間、如何將知識(shí)讓學(xué)生更容易理解、如何增強(qiáng)師生互動(dòng)，是提高教學(xué)效果的關(guān)鍵。當(dāng)今，很多高校的教學(xué)場(chǎng)地是多媒體教室。多媒體教室的構(gòu)成主要由鋼制講臺(tái)、臺(tái)式電腦、投影、幕布、黑板、固定式桌椅組成。在這種教學(xué)環(huán)境里，主要有三大問(wèn)題無(wú)法解決：

（1）課堂考勤

課堂考勤主要采用教師點(diǎn)名方式。如果教師監(jiān)管不嚴(yán)，就會(huì)出現(xiàn)學(xué)生代簽情況，造成統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤；如果教師監(jiān)管過(guò)嚴(yán)，就容易產(chǎn)生師生之間的矛盾。

（2）課堂教學(xué)

目前對(duì)于重難點(diǎn)問(wèn)題，主要采用視頻、PPT等手段，將知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)在投影幕布上。但由于投影幕布很小，坐在教室后排的學(xué)生往往看不清楚，尤其是在教師展示實(shí)物模型，或者現(xiàn)場(chǎng)操作示范時(shí)，坐在教室后排的學(xué)生根本看不清楚。

（3）師生互動(dòng)

傳統(tǒng)課堂往往是教師提問(wèn)，學(xué)生舉手口頭回答。教師只能根據(jù)極個(gè)別學(xué)生的回答情況，來(lái)預(yù)估整個(gè)班級(jí)的學(xué)習(xí)情況。這種預(yù)估的結(jié)果往往是不準(zhǔn)確的。為了改變這一系列現(xiàn)狀，智慧教室的概念應(yīng)運(yùn)而生。智慧教室作為一種全新的教學(xué)環(huán)境，給未來(lái)教育行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展方向。

1 智慧教室硬件配置方案

智慧教室是一種新型的教育形式和現(xiàn)代化教學(xué)手段。它基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集智慧教學(xué)、人員考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智慧調(diào)節(jié)、視頻監(jiān)控及遠(yuǎn)程控制于一體的新型現(xiàn)代化智慧教學(xué)系統(tǒng)，是推進(jìn)未來(lái)學(xué)校建設(shè)的有效組成部分。

近幾年里，已有部分高等院校建設(shè)了智慧教室，硬件配置主要由以下幾部分組成：

（1）交互式平板電視一體機(jī)

以2～3塊70寸以上的平板電視，取代傳統(tǒng)黑板。該平板電視內(nèi)置Windows操作系統(tǒng)，可觸控，也可切換為電子黑板使用。

（2）云臺(tái)攝像機(jī)及錄播系統(tǒng)

在教室內(nèi)安裝云臺(tái)攝像機(jī)，教師上課時(shí)只需開(kāi)啟該功能，攝像頭自動(dòng)跟蹤錄制，智能錄制課堂內(nèi)整個(gè)教學(xué)過(guò)程。

（3）移動(dòng)端教學(xué)設(shè)備

主要采用平板電腦或手機(jī)作為移動(dòng)端學(xué)習(xí)設(shè)備，可將課堂教學(xué)的內(nèi)容推送至學(xué)生移動(dòng)端內(nèi)，實(shí)時(shí)掌控全班學(xué)習(xí)情況。

（4）投屏設(shè)備

采用支架式攝像頭，將實(shí)物模型或?qū)嵅傺菔就斗胖链笃聊簧稀?/p>

（5）移動(dòng)式桌椅

在桌椅的下方安裝滑輪，根據(jù)不同的教學(xué)情境，學(xué)生可自由拼接桌椅，以2～6人一個(gè)小組開(kāi)展教學(xué)。

（6）環(huán)境及安全控制硬件

可安裝溫控、光控、防盜報(bào)警等設(shè)備，一鍵操作[2]。

2 智慧教室的軟件方案

智慧教室的軟件方案見(jiàn)表1。

對(duì)于傳統(tǒng)多媒體教室而言，智慧教室的新增功能主要有以下五個(gè)方面：

（1）考勤功能

傳統(tǒng)教學(xué)里，教師記錄課堂考勤，主要采取口頭點(diǎn)名的方式。一旦上合班課，班級(jí)人數(shù)超過(guò)50人，甚至一兩百人時(shí)，如果繼續(xù)采取口頭點(diǎn)名的模式，不僅耽誤時(shí)間，而且統(tǒng)計(jì)結(jié)果不準(zhǔn)確。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，智慧教室可采用移動(dòng)端App來(lái)考勤。教師在控制端開(kāi)啟考勤功能后，學(xué)生在自己的手機(jī)或平板端點(diǎn)擊簽到，即可完成簽到任務(wù)。眾所周知，在傳統(tǒng)考勤模式下，容易造成師生沖突。但采用移動(dòng)端App考勤后，則可把原先教師與學(xué)生之間的矛盾，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器與學(xué)生之間的矛盾。為了防止代簽，有三種解決方案：①移動(dòng)端對(duì)簽到功能進(jìn)行MAC地址綁定，即同一個(gè)移動(dòng)端只能簽一次，可防止學(xué)生簽到完成后，登錄第二個(gè)賬號(hào)代簽；②可將簽到時(shí)間限制為1分鐘。這樣不在場(chǎng)的學(xué)生，就很難及時(shí)完成簽到任務(wù)；③教師可采用九宮格圖形碼的形式簽到。教師首先在黑板上畫(huà)出圖形碼，過(guò)了10秒鐘后就立刻擦除。這樣就能防止少數(shù)學(xué)生拍照，通過(guò)QQ微信告知場(chǎng)外學(xué)生。

（2）自動(dòng)錄制

傳統(tǒng)教學(xué)里，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，難免會(huì)出因各種原因，漏聽(tīng)知識(shí)點(diǎn)的情況。針對(duì)該問(wèn)題，使用視頻錄制功能，將整堂課錄制下來(lái)，則可解決該問(wèn)題。可在教室前后安裝云臺(tái)攝像機(jī)，利用導(dǎo)播平臺(tái)的跟蹤錄制功能，將整堂課程錄制成視頻，供學(xué)生課后下載學(xué)習(xí)。

（3）投屏功能

傳統(tǒng)教學(xué)里，教師在講解實(shí)物模型或現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，很容易造成“一人操作，多人圍觀(guān)”的局面。在這種情況下，后排的學(xué)生基本上看不清楚，課堂效率極低。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可在智慧教室內(nèi)集成投屏功能，即在講臺(tái)及學(xué)生桌子旁邊，安裝攝像頭。利用攝像頭，將需要演示的畫(huà)面投影到平板電視以及每位學(xué)生的移動(dòng)端上。還可以啟動(dòng)“屏幕錄制”功能，課后學(xué)生可通過(guò)移動(dòng)端，將課堂錄像下載，繼續(xù)鞏固學(xué)習(xí)。

（4）電子課件

傳統(tǒng)教學(xué)里，教室投放課件借助投影將電子課件投放至幕布上。每當(dāng)教師播放一個(gè)新的教學(xué)媒體時(shí)，學(xué)生就無(wú)法再查看之前的內(nèi)容。智慧教室中，將電子課件傳遞至每一名學(xué)生的移動(dòng)端的做法，即可解決該問(wèn)題。學(xué)生可以隨時(shí)查看所有的教學(xué)媒體，將整堂課的知識(shí)脈絡(luò)清晰地串聯(lián)起來(lái)。

（5）交互功能

傳統(tǒng)教學(xué)里，教師往往通過(guò)點(diǎn)幾名學(xué)生回答問(wèn)題，來(lái)預(yù)估整個(gè)班級(jí)的學(xué)習(xí)情況。顯然這種預(yù)估的結(jié)果是不準(zhǔn)確的，并且僅通過(guò)口頭回答，也很難描述圖形媒體。在智慧教室中，師生均配備一臺(tái)教學(xué)移動(dòng)端，教師可將問(wèn)題推送到每位學(xué)生的移動(dòng)端中，學(xué)生完成答題后，整個(gè)班級(jí)的學(xué)習(xí)情況一目了然，并且還可以通過(guò)拍攝照片或錄制視頻等方式回答比較抽象的問(wèn)題[3]。

智慧教室作為一種新型的課堂教學(xué)和現(xiàn)代化教學(xué)手段，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)生考勤、資產(chǎn)管理、環(huán)境智慧調(diào)節(jié)、視頻監(jiān)控及遠(yuǎn)程控制集成于一體的智慧化智慧教室正在逐步推廣運(yùn)用。面對(duì)即將進(jìn)入大學(xué)的“00后”，他們已經(jīng)習(xí)慣信息技術(shù)給他們帶來(lái)的便利。隨著他們的成長(zhǎng)，對(duì)知識(shí)的渴望以及信息化技術(shù)的要求也會(huì)越來(lái)越高，而智慧教室則可使這兩者相輔相成。

[1]司海峰，梁艷，岳桂貞.智慧教室的設(shè)計(jì)構(gòu)建探究[J] 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2017（14）：241-242.

[2]劉圓月，劉林林.高校多媒體教室向智慧教室轉(zhuǎn)型探究[J].軟件導(dǎo)刊，2017（3）：199-201.

[3]陳林.智慧教室應(yīng)用與建設(shè)研究[J].軟件工程， 2016，19（9）：17-19.

Research on the Construction Scheme of the Intelligent Classroom

Zhang Jiachao

Hubei Water Resources Technical College, Hubei Wuhan 430070

In the background of the construction of present information campus, many schools have transformed the traditional multimedia classrooms into intelligent classrooms. Based on this, the construction scheme of the intelligent classroom is studied from two aspects of the hardware and software of the intelligent classroom.

intelligent classroom; multimedia classroom; information technology

G434

A

1009-6434（2017）11-0077-02

張嘉超，男，湖北武漢人，碩士研究生學(xué)歷，湖北水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)。