王利巧 楊鵬

摘要：在人工智能、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)的支持下，以智慧教室為代表的智慧教學(xué)環(huán)境成為智慧教育的核心組成部分。本文首先闡述了智慧教學(xué)環(huán)境的內(nèi)涵，該部分從三個(gè)層次對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境內(nèi)涵展開(kāi)闡述，然后以H大學(xué)為例介紹了高校智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)實(shí)踐與應(yīng)用成效，分析了高校在智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)和應(yīng)用過(guò)程中存在的普遍性問(wèn)題，最后基于存在的問(wèn)題提出建設(shè)性的建議，以期為高校后期建設(shè)智慧教室和提升智慧教學(xué)環(huán)境的應(yīng)用效果提供理論參考。

關(guān)鍵詞：高等學(xué)校;智慧教室;建設(shè)應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2022）14-0106-04

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，智慧教育的浪潮正全面展開(kāi)，智慧教育環(huán)境也應(yīng)運(yùn)而生。為了落實(shí)國(guó)家教育戰(zhàn)略，國(guó)內(nèi)各高校紛紛建設(shè)了不同功能、形式多樣的以智慧教室為代表的智慧教學(xué)環(huán)境，在建設(shè)實(shí)踐中也取得了一定的成效，但由于高校教師教育理念的轉(zhuǎn)變、教學(xué)模式的轉(zhuǎn)型較慢，在智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)、應(yīng)用方面還存在模糊認(rèn)識(shí)，在管理運(yùn)維方面還處在探索階段，因此有必要對(duì)高校智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)與應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行研究與梳理，以使高校智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)、應(yīng)用與管理日益規(guī)范化。[1]

● 智慧教學(xué)環(huán)境內(nèi)涵

關(guān)于智慧教學(xué)環(huán)境概念的界定，國(guó)內(nèi)的研究文獻(xiàn)中目前尚沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的論述。在相關(guān)領(lǐng)域文獻(xiàn)研究中，常用智慧教室、未來(lái)教室、智能教室等詞語(yǔ)描述智慧教學(xué)環(huán)境，北京師范大學(xué)的黃榮懷教授等學(xué)者認(rèn)為智慧教室是一種教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)資源的便利獲取、課堂教學(xué)的深度互動(dòng)、智慧的情景感知與檢測(cè)、教室環(huán)境管理的智能化。[2]筆者將智慧教學(xué)環(huán)境定義為是一個(gè)運(yùn)用空間設(shè)計(jì)學(xué)、人體工程學(xué)、教育學(xué)、心理學(xué)等多學(xué)科知識(shí)打造的集開(kāi)放、互動(dòng)、友好、智能于一體的智慧化新型教學(xué)空間。智慧教學(xué)環(huán)境可分為三個(gè)層次來(lái)理解：第一層次是智慧教學(xué)的環(huán)境。智慧教學(xué)的環(huán)境基本特征為開(kāi)放性、互動(dòng)性、合作性、多樣性。智慧教學(xué)的環(huán)境是對(duì)常規(guī)智慧教學(xué)的基本支持，因此也被視為基礎(chǔ)型智慧教學(xué)環(huán)境。第二層次是智能的教學(xué)環(huán)境。[3]智能的教學(xué)環(huán)境基本特征為具備智能的教學(xué)系統(tǒng)、智能的互動(dòng)系統(tǒng)、智能的管控系統(tǒng)、智能的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以及智能的資源推送系統(tǒng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智慧校園總體框架》也給予了智能的教學(xué)環(huán)境定義，該定義表明：智能的教學(xué)環(huán)境是集智能化感知、智能化控制、智能化互動(dòng)、智能化數(shù)據(jù)分析、智能化視窗功能于一體的智能的教學(xué)環(huán)境。該教學(xué)環(huán)境支持教學(xué)、科研活動(dòng)的實(shí)體物理空間環(huán)境和虛擬空間環(huán)境，因此也被視為增強(qiáng)型智慧教學(xué)環(huán)境。第三個(gè)層次是虛實(shí)結(jié)合的智慧教學(xué)環(huán)境。該智慧教學(xué)環(huán)境的特征為基于5G網(wǎng)絡(luò)支持，利用5G通信技術(shù)對(duì)智慧教學(xué)空間進(jìn)行拓展，打破教室教育邊界。

高校智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)與應(yīng)用成效案例

在當(dāng)前高校課堂教育改革的浪潮下，智慧教室的建設(shè)如火如荼，成功建設(shè)案例越來(lái)越多。下面，筆者以H大學(xué)為例詳細(xì)介紹智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)實(shí)踐與應(yīng)用成效。

1.H大學(xué)智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)案例

H大學(xué)于2016年構(gòu)建了智慧化教學(xué)支撐環(huán)境，2017年開(kāi)始投入使用。該教學(xué)支撐環(huán)境分為三個(gè)層次進(jìn)行構(gòu)建：第一層次是智慧化錄播環(huán)境的建設(shè)。智慧化錄播環(huán)境包括多功能全景演播室和廣播級(jí)錄播教室以及集控觀摩室。多功能全景演播室由藍(lán)箱區(qū)、實(shí)景區(qū)、訪(fǎng)談區(qū)三個(gè)區(qū)域組成，藍(lán)箱區(qū)采用虛擬演播室技術(shù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)3D技術(shù)、視頻合成技術(shù)、摳像技術(shù)等，可以使最終合成的圖像達(dá)到專(zhuān)業(yè)級(jí)影像制作效果;實(shí)景區(qū)配備有實(shí)景大屏、播報(bào)臺(tái)等，主要用于實(shí)景教學(xué)或新聞播報(bào)類(lèi)節(jié)目的錄制;訪(fǎng)談區(qū)配備有訪(fǎng)談桌椅及可觸控大屏，主要用于對(duì)話(huà)式教學(xué)或訪(fǎng)談?lì)惞?jié)目的錄制，多功能全景演播室的不同區(qū)域方便于不同教學(xué)形式及節(jié)目的錄制。廣播級(jí)錄播教室通過(guò)采用先進(jìn)的流媒體及自動(dòng)化控制技術(shù)，實(shí)時(shí)記錄教師教學(xué)講解視頻、音頻、手寫(xiě)板書(shū)、授課計(jì)算機(jī)的VGA屏幕畫(huà)面、多媒體課件、學(xué)生問(wèn)答視頻等信息，生成標(biāo)準(zhǔn)文件，同步可實(shí)現(xiàn)在校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上的視頻直播，成為可實(shí)時(shí)直播、點(diǎn)播的學(xué)習(xí)資源，真實(shí)再現(xiàn)課堂教學(xué)的全過(guò)程。集控觀摩室配備錄播集成控制系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、顯示大屏等，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)多間教室進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)錄制，在系統(tǒng)服務(wù)器端統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)課件的錄制等相關(guān)操作，并實(shí)時(shí)生成視頻。主要實(shí)現(xiàn)錄播資源的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、課程的遠(yuǎn)程觀摩、視頻的后期制作等。第二層次是智慧化教學(xué)平臺(tái)，學(xué)校通過(guò)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)、數(shù)字化教學(xué)資源中心、在線(xiàn)開(kāi)放課程平臺(tái)、學(xué)習(xí)通移動(dòng)端APP以及“我i科大”智慧校園平臺(tái)為各類(lèi)課程、各類(lèi)資源以及各類(lèi)教學(xué)模式改革提供基本的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境。第三層次是智慧化教學(xué)環(huán)境，分別為教學(xué)實(shí)訓(xùn)教室、分組互動(dòng)教室、多功能學(xué)習(xí)教室、研究探討教室。這四類(lèi)教室由可自由組合移動(dòng)的活動(dòng)桌椅、觸控一體機(jī)、學(xué)生用一體機(jī)、投影儀、可移動(dòng)白板等組成，通過(guò)變換桌椅的不同組合形式，可以開(kāi)展分組、合作、共享、討論及探究式教學(xué)，支持MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂、混合教學(xué)以及教師實(shí)訓(xùn)等多種教學(xué)形式的實(shí)施及錄制。[4]

2.H大學(xué)智慧教學(xué)環(huán)境應(yīng)用成效

H大學(xué)智慧化錄播環(huán)境的建設(shè)為本校制作優(yōu)質(zhì)的校本資源提供平臺(tái)。自2017年以來(lái)，學(xué)校教師不僅在智慧教學(xué)環(huán)境下開(kāi)展常規(guī)上課的課時(shí)數(shù)已達(dá)8000多個(gè)，同時(shí)，也積極錄制校本課程資源。然而筆者通過(guò)觀摩本校部分教師使用智慧教室上課的錄制視頻，了解到大部分教師使用智慧教室進(jìn)行常規(guī)教學(xué)的課堂效果并不太理想，仍存在諸多問(wèn)題如：課堂教學(xué)模式大多依然是以教師講授為主的課堂;項(xiàng)目式教學(xué)模式的應(yīng)用只關(guān)注課中，而忽略課前學(xué)情分析和課后對(duì)項(xiàng)目實(shí)施的監(jiān)督與評(píng)價(jià);教學(xué)互動(dòng)行為深度不夠，信息技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)的整合應(yīng)用層次較淺;討論課上小組成員分工不明確等。

高校智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)及應(yīng)用存在的問(wèn)題

1.建設(shè)需求不明確

智慧教室的使用對(duì)象是學(xué)校的教師和學(xué)生，但很多高校在建設(shè)智慧教室之前，未對(duì)本校師生進(jìn)行使用需求調(diào)研，出現(xiàn)建設(shè)者和使用者的想法脫節(jié)，對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)只關(guān)注教室怎么“建”，而忽略師生“用”的需求，直接影響師生使用的體驗(yàn)感。

2.智慧化程度不足

當(dāng)前，很多高校的智慧教室建設(shè)都比較重視在物理環(huán)境和智能管控方面智能化建設(shè)，偏向智能家居環(huán)境的概念[5]，而忽略數(shù)據(jù)智能分析平臺(tái)的搭建。數(shù)據(jù)分析平臺(tái)是智慧教室最重要的核心智慧教學(xué)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)記錄、分析不同學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，為后續(xù)的教學(xué)設(shè)計(jì)和個(gè)性化教學(xué)以及資源推送提供參考和依據(jù)。

3.缺乏運(yùn)維管理數(shù)據(jù)分析

高校智慧教室設(shè)備的運(yùn)維管理模式不規(guī)范，設(shè)備更新缺乏前瞻性，對(duì)智慧教室設(shè)備的維護(hù)主要靠人工巡檢，或者教師報(bào)修，運(yùn)維模式被動(dòng)，效率低，影響教師的使用。[6]

4.智慧教學(xué)模式設(shè)計(jì)技能偏弱

高校教師普遍存在重科研輕教研現(xiàn)象，課堂教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單，教學(xué)方法單一，對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用仍然停留在淺層次水平，而且普遍存在對(duì)課堂教學(xué)過(guò)程中產(chǎn)生的教育數(shù)據(jù)缺乏分析應(yīng)用現(xiàn)象。

5.輕視對(duì)教學(xué)數(shù)據(jù)的深層次應(yīng)用

國(guó)內(nèi)高校對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境的建設(shè)過(guò)于關(guān)注新型技術(shù)在物理空間建設(shè)的應(yīng)用，輕視對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過(guò)程的記錄與數(shù)據(jù)分析，智慧教學(xué)環(huán)境下的課堂教學(xué)產(chǎn)生的大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)沒(méi)有被利用[7]，自動(dòng)錄制的教學(xué)視頻大多被閑置，很少用于教學(xué)分析，忽略了將智慧教室環(huán)境下常規(guī)教學(xué)的錄像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹腔劢逃龜?shù)據(jù)。

6.教學(xué)互動(dòng)行為深度不足

智慧教室是可以實(shí)現(xiàn)課堂高效互動(dòng)的智慧教學(xué)環(huán)境，智慧教學(xué)環(huán)境中的課堂互動(dòng)應(yīng)該更加多元化，大部分高校智慧教室課堂互動(dòng)行為主要表現(xiàn)在教師講授、資源呈現(xiàn)、小組討論等方面，教學(xué)互動(dòng)形式較單一，師生互動(dòng)設(shè)計(jì)只體現(xiàn)在課堂環(huán)節(jié)，學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性、互動(dòng)參與度比較低，有效互動(dòng)較少。

高校智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)與應(yīng)用建議

智慧教學(xué)環(huán)境建設(shè)的核心是為了“用”，而且“用好”，“融合”的核心是用技術(shù)去創(chuàng)新教學(xué)，引領(lǐng)課堂教學(xué)革命。[8]如何讓學(xué)校中已建好的智慧教學(xué)環(huán)境在教育實(shí)踐中發(fā)揮出“智慧”的力量，功能不被閑置或誤用，這是智慧教育時(shí)代迫切需要解決的問(wèn)題。

1.搭建數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)

智慧教室與普通多媒體教室的重要區(qū)別在于，教師可以應(yīng)用智慧教室的數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)提供的教學(xué)大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析和學(xué)習(xí)診斷[9]，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一位學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行客觀的精準(zhǔn)分析與判斷，為教師教學(xué)決策提供科學(xué)依據(jù)。因此，高校在建設(shè)智慧教學(xué)環(huán)境時(shí)務(wù)必考慮到智能大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。[10]

2.建設(shè)以師生需求為導(dǎo)向的智慧教學(xué)環(huán)境

高校在建設(shè)智慧教學(xué)環(huán)境時(shí)常出現(xiàn)使用者與建設(shè)者交流斷層現(xiàn)象，智慧教學(xué)建設(shè)者或管理者不了解使用者的真正需求[11]，導(dǎo)致建成的智慧教學(xué)環(huán)境師生體驗(yàn)度低，影響使用積極性。因此，高校在建設(shè)智慧教學(xué)環(huán)境之前，務(wù)必要對(duì)師生進(jìn)行充分調(diào)研，分析師生對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境的真正需求，并以此為導(dǎo)向，結(jié)合本校實(shí)際情況，進(jìn)行多次論證建設(shè)智慧教學(xué)環(huán)境。例如，針對(duì)高校學(xué)科多、專(zhuān)業(yè)多，每個(gè)學(xué)科各有特色，不同學(xué)科的教學(xué)方法也都不一樣等情況，可以建設(shè)學(xué)科型、創(chuàng)客型、虛實(shí)混合型等多種類(lèi)型的智慧教室，以滿(mǎn)足不同學(xué)科、不同專(zhuān)業(yè)、不同課型需求的智慧教室。

3.持續(xù)組織任課教師智慧教室使用方法培訓(xùn)

雖然很多學(xué)校都會(huì)定期或不定期組織智慧教室使用方法培訓(xùn)，但培訓(xùn)形式常是理論培訓(xùn)，效果不佳，導(dǎo)致教師操作時(shí)依然不熟練，同時(shí)，學(xué)校每年都會(huì)有不少新進(jìn)教師，他們對(duì)智慧教學(xué)環(huán)境也許更陌生?；诖?，學(xué)?？蓮膬煞矫婕訌?qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn)：在培訓(xùn)內(nèi)容方面，對(duì)智慧教室的概念、特征、功能、優(yōu)勢(shì)等進(jìn)行全面介紹，從理論上讓教師對(duì)智慧教室有全面的認(rèn)識(shí)。[12]在培訓(xùn)形式方面，不但要有理論講解，還要有實(shí)操，用“做中學(xué)”的形式培訓(xùn)[13]，為教師提供實(shí)際操作的機(jī)會(huì)，讓教師熟練智慧教室各種功能的操作。

4.加強(qiáng)智慧教室環(huán)境下教學(xué)設(shè)計(jì)的研訓(xùn)

針對(duì)加強(qiáng)智慧教室環(huán)境下高校教師教學(xué)方法技能研訓(xùn)，建議從以下三方面考慮：①研訓(xùn)形式。學(xué)校定期組織任課教師參加智慧教育相關(guān)講座，或者邀請(qǐng)校內(nèi)教學(xué)名師定期組織智慧教學(xué)環(huán)境下教學(xué)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)交流，又或者以網(wǎng)課形式開(kāi)展個(gè)性化學(xué)習(xí)。②研訓(xùn)內(nèi)容?？梢允乾F(xiàn)代大學(xué)的教學(xué)理念，也可以是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大學(xué)的教學(xué)方法，還可以是教師在智慧教學(xué)環(huán)境下的教學(xué)地位和作用。③研訓(xùn)方法。學(xué)科專(zhuān)業(yè)不同，教學(xué)方法也不一樣，因此，應(yīng)根據(jù)教師的不同需求進(jìn)行選擇性的培訓(xùn)。

5.深化對(duì)教學(xué)數(shù)據(jù)科學(xué)分析與評(píng)價(jià)的理念

“靠數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)”是智慧教室環(huán)境下課堂教學(xué)的重要指導(dǎo)思想，教學(xué)決策數(shù)據(jù)化是智慧教室環(huán)境下課堂教學(xué)重要的特征之一，教師對(duì)課堂教學(xué)數(shù)據(jù)采集分析應(yīng)貫穿課前、課中、課后全過(guò)程，進(jìn)行及時(shí)學(xué)習(xí)診斷與科學(xué)評(píng)價(jià)，充分利用智慧教室智能錄播的教學(xué)視頻數(shù)據(jù)資源挖掘分析，指導(dǎo)教師后續(xù)的教學(xué)決策，為學(xué)校教學(xué)質(zhì)量評(píng)估提供更準(zhǔn)確的科學(xué)數(shù)據(jù)分析結(jié)果。

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