張凱 呂戀生 楊康

收稿日期：2023-08-31

基金項(xiàng)目：2022年度中國(guó)礦業(yè)大學(xué)“教育數(shù)字化”教學(xué)研究課題（2022ZX22）；2019年江蘇省高校教育信息化研究課題（2019JSETKT081）

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.07.021

摘? 要：基于多屏的互動(dòng)與協(xié)助是人機(jī)交互的核心部分，文章在研究多屏技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)智慧教室建設(shè)為例，對(duì)多屏互動(dòng)交互策略進(jìn)行了研究，構(gòu)建了一個(gè)操作簡(jiǎn)單、交互性強(qiáng)、可共享的多屏互動(dòng)的智慧化學(xué)習(xí)環(huán)境。通過(guò)對(duì)師生使用多屏互動(dòng)智慧教室的效能調(diào)查研究，初步表明多屏互動(dòng)智慧教室得到了廣大師生的認(rèn)可，對(duì)于提升教學(xué)、學(xué)習(xí)效果有著積極的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：智慧教室；觸控屏幕；多屏互動(dòng)；交互策略

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.5；TP316.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2024）07-0095-06

Research on Multi-screen Interaction Strategy of Smart Classroom

—Taking China University of Mining and Technology as an Example

ZHANG Kai， LYU Liansheng， YANG Kang

（Public Teaching Service Center， China University of Mining and Technology， Xuzhou? 221116， China）

Abstract： The interaction and assistance based on multi-screen is the core part of human-computer interaction. On the basis of studying the current situation of the development of multi-screen technology， this paper takes the smart classroom construction of China University of Mining and Technology as an example， conducts research on multi-screen interaction strategy， and builds a multi-screen interaction smart learning environment that is simple to operate， highly interactive and shareable. Through the investigation and research on the effectiveness of teachers and students using the multi-screen interaction smart classroom， it initially shows that the multi-screen interaction smart classroom is recognized by the majority of teachers and students， and has a positive role in promoting the teaching and learning effects.

Keywords： smart classroom; touch screen; multi-screen interaction; interaction strategy

0? 引? 言

以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代教育技術(shù)在教學(xué)中扮演越來(lái)越重要的角色，教室作為教與學(xué)的主要場(chǎng)所，將信息技術(shù)（ICT）與教室進(jìn)行深度融合，構(gòu)建全新的教學(xué)環(huán)境應(yīng)用于課堂教學(xué)，成為一個(gè)學(xué)校信息化建設(shè)的核心任務(wù)之一?！靶赂呓?0條”均明確指出“要加快建設(shè)以學(xué)習(xí)者為中心的智慧教室教學(xué)支持環(huán)境建設(shè)”[1]。在高等院校中，智慧教室的建設(shè)情況也成為評(píng)價(jià)高校教育信息化建設(shè)的重要指標(biāo)之一。

在智慧教室建設(shè)過(guò)程中，呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的顯示設(shè)備一直是使用率最高的教學(xué)媒體?；诙嗥恋幕?dòng)與協(xié)助是人機(jī)交互的核心部分，教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)和課堂的深度互動(dòng)成為智慧教室建設(shè)過(guò)程大家關(guān)注的重點(diǎn)之一。在科技研發(fā)企業(yè)的解決方案和各大高校建設(shè)案例之中，我們不難發(fā)現(xiàn)，多屏似乎成為智慧教室建設(shè)必不可少的部分。但在過(guò)去幾年智慧教室實(shí)際建設(shè)和應(yīng)用過(guò)程中，雖然很多智慧教室都采用了多屏互動(dòng)模式，但操作太復(fù)雜，多屏幕很多時(shí)候僅僅成了多視角的顯示設(shè)備，并沒(méi)有真正用起來(lái)做分組互動(dòng)協(xié)作達(dá)到深度互動(dòng)的目的。如何將智慧教室中多塊觸控屏、交互式電子白板、控制顯示屏、計(jì)算機(jī)、移動(dòng)終端等設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，結(jié)合各類(lèi)教學(xué)模式的特點(diǎn)，本文以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為例，為智慧教室提供一個(gè)操作簡(jiǎn)單、交互性強(qiáng)、可共享的多屏互動(dòng)的智慧化學(xué)習(xí)環(huán)境，以期給多屏互動(dòng)智慧教室建設(shè)提供參考。

1? 教室的多屏技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在多媒體教室中，教室前方一般會(huì)配置計(jì)算機(jī)、投影機(jī)及幕布等設(shè)備來(lái)顯示老師的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教室的大小，講臺(tái)區(qū)域會(huì)安裝采2或4推拉黑板，老師交替書(shū)寫(xiě)教學(xué)內(nèi)容，這樣可以給學(xué)生一定思考緩沖區(qū)，類(lèi)似于“多塊黑板+投影顯示”的配置模式仍然是目前多媒體教室建設(shè)的主流，這是傳統(tǒng)多媒體教室多屏顯示的一種體現(xiàn)。在這種配置模式下，教師無(wú)法與投影進(jìn)行直接交互，學(xué)生的自帶設(shè)備也很難與之相連接并且交互，多媒體系統(tǒng)僅僅是教師演示多媒體課件的一種手段，老師需要不斷地往返于計(jì)算機(jī)、黑板、投影幕之間，不斷操作設(shè)備，很難實(shí)現(xiàn)深層次的互動(dòng)與交流的效果，在教學(xué)中應(yīng)用傳統(tǒng)多媒體教室的弊端也日益凸顯，教學(xué)方式由傳統(tǒng)的“人灌”過(guò)度到了“機(jī)灌”階段。

隨著智慧校園建設(shè)的不斷深入，根據(jù)教學(xué)模式變革與創(chuàng)新的需要，大量新興技術(shù)在課堂中被引入和應(yīng)用，用先進(jìn)的信息化教學(xué)裝備取代傳統(tǒng)教學(xué)裝備，高校圍繞智慧教室的建設(shè)與應(yīng)用探索開(kāi)始快速發(fā)展[2，3]。智慧教室的教學(xué)系統(tǒng)建設(shè)不再采用單一的投影機(jī)和黑板進(jìn)行教學(xué)，引入了電子白板、觸控一體機(jī)、平板電腦、智能手機(jī)等多種設(shè)備進(jìn)行教學(xué)。屏幕由具有顯示功能向具有交互功能的屏幕轉(zhuǎn)變，單屏顯示向多屏顯示技術(shù)發(fā)展和單觸屏技術(shù)向多觸屏技術(shù)發(fā)展[4]。如何實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的多屏幕、多平臺(tái)跨界互聯(lián)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)中多屏互動(dòng)、教學(xué)資源共享與同步，支持參與式教學(xué)、探究式教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)、混合式學(xué)習(xí)等多種教學(xué)模式成了智慧教室建設(shè)必須考慮的核心問(wèn)題。

2? 智慧教室多屏互動(dòng)概述

智慧教室的多屏主要是指教室內(nèi)老師用于多媒體教學(xué)展示用的屏幕、學(xué)生分組用來(lái)組內(nèi)討論和匯報(bào)分享的小組屏幕、師生自帶的終端設(shè)備屏幕以及多媒體設(shè)備終端控制屏幕?；?dòng)是指各屏幕之間進(jìn)行的廣播、共享、協(xié)作，利用不同的顯示策略實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)時(shí)各個(gè)屏幕可以輔助進(jìn)行畫(huà)面和數(shù)據(jù)等的傳輸交互，來(lái)支持不同的教學(xué)模式。但由于目前多屏互動(dòng)技術(shù)多種協(xié)議之間互不兼容，各個(gè)屏幕、師生、資源實(shí)現(xiàn)互動(dòng)有一定的技術(shù)壁壘，給多屏互動(dòng)的智慧教室建設(shè)帶來(lái)了諸多的不便。

多屏互動(dòng)智慧教室既要實(shí)現(xiàn)多種不同操作系統(tǒng)和終端設(shè)備互相連接[5]，又要實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)屏幕共享，資源同步、遠(yuǎn)程控制，滿足教師與學(xué)生間交互式教學(xué)，學(xué)生之間合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等多種教學(xué)情境，為智慧教室提供多屏互動(dòng)的智慧化學(xué)習(xí)環(huán)境[2]。但是不能為了多屏幕之間交互而交互，為了互動(dòng)而互動(dòng)，最好的技術(shù)呈現(xiàn)方式是要給老師最適合、最簡(jiǎn)便、最實(shí)用的極簡(jiǎn)教育技術(shù)，不能讓老師忙于多屏互動(dòng)技術(shù)的學(xué)習(xí)和操作，而是將設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行集成，根據(jù)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)換，老師進(jìn)行一鍵切換，將技術(shù)消隱在課堂的背后。

3? 智慧教室多屏交互策略設(shè)計(jì)

多屏互動(dòng)模式也是在滿堂灌教學(xué)模式（以老師為中心）向互動(dòng)式翻轉(zhuǎn)課堂模式（以學(xué)生為中心）轉(zhuǎn)變時(shí)的一種理想模式。根據(jù)智慧教室的屏幕的使用者不同，一般分為老師用屏幕、學(xué)生用屏幕、自帶終端設(shè)備屏幕。

3.1? 主屏交互策略

在智慧教室建設(shè)過(guò)程中，老師用的屏幕主要是智能交互觸控一體機(jī)、交互式電子白板等。以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)為例，老師的主講屏幕是配置兩個(gè)智能交互觸控一體機(jī)，配合雙屏交互教學(xué)軟件，實(shí)現(xiàn)了屏幕的四種顯示模式。雙屏互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)由液晶觸控屏、計(jì)算機(jī)、混合矩陣、雙屏交互教學(xué)軟件等軟硬件構(gòu)成，主要實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容四種模式（鏡像、關(guān)聯(lián)、板書(shū)、自定義）的雙軌展示，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容之間的意義關(guān)聯(lián)與參照[6]。

鏡像顯示模式雙屏呈現(xiàn)相同的內(nèi)容，輔屏顯示內(nèi)容始終與主屏內(nèi)容保持一致，可以有效拓展顯示視野，在教學(xué)中可以解決教室反光帶來(lái)的問(wèn)題，減少因反光等環(huán)境因素導(dǎo)致在教室兩邊的同學(xué)有時(shí)看不清的問(wèn)題，使各個(gè)位置的學(xué)生都能清晰地看到呈現(xiàn)的知識(shí)點(diǎn)，如圖1所示。

關(guān)聯(lián)顯示模式在左右雙屏兩個(gè)窗口按一定的邏輯關(guān)系來(lái)呈現(xiàn)多頁(yè)顯示文檔（如PPT、PDF）內(nèi)容。按上下頁(yè)邏輯關(guān)系顯示文檔內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)前后頁(yè)的聯(lián)動(dòng)顯示，這種處理方式可以使學(xué)習(xí)者擁有足夠的時(shí)間對(duì)比文稿前后頁(yè)的內(nèi)容，進(jìn)行做筆記、思考、推論等學(xué)習(xí)活動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)了教學(xué)中知識(shí)點(diǎn)間的銜接。同時(shí)，也可以將特定頁(yè)鎖定在某個(gè)屏幕上作為主屏展示，另一屏作為副屏來(lái)呈現(xiàn)與此知識(shí)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的知識(shí)，進(jìn)行意義關(guān)聯(lián)教學(xué)或?qū)Ρ群蛥⒄战虒W(xué)，方便老師圖文并茂地講解知識(shí)點(diǎn)，讓教學(xué)更加直觀。

板書(shū)關(guān)聯(lián)模式，一個(gè)屏顯示教學(xué)資源內(nèi)容，面向?qū)W生展示教學(xué)內(nèi)容，另外一個(gè)屏為電子白板功能，相當(dāng)于傳統(tǒng)課堂中的黑板，滿足教師在課堂教學(xué)過(guò)程中板書(shū)的需求，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行針對(duì)性講解。板書(shū)關(guān)聯(lián)模式為老師提供方便的交互式電子白板，系統(tǒng)支持多種形式的書(shū)寫(xiě)模式，如手寫(xiě)輸入、鍵入文字輸入、作圖，等等，可自主調(diào)控筆觸、色彩、大小等，提供的常用圖形有圓形、三角形、矩形、六邊形、星形等，快速調(diào)用可以幫助理科的教師快速、規(guī)范地繪制圖形。利用以上功能老師可以輕松實(shí)現(xiàn)板書(shū)的書(shū)寫(xiě)、標(biāo)注、驗(yàn)算、推理等，同時(shí)，老師在白板上的所有板書(shū)內(nèi)容都可以做數(shù)字化的保存，能作為一種教學(xué)資源保存下來(lái)，也方便老師在課后進(jìn)行教學(xué)反思。

自定義模式是兩個(gè)屏可以自定義教學(xué)資源。教師在授課過(guò)程中，可能用到不止一種教學(xué)資源，這種情況下可以先后打開(kāi)兩個(gè)需要使用的教學(xué)資源，進(jìn)行雙屏展示。例如當(dāng)老師需要進(jìn)行某種教學(xué)軟件演示時(shí)，一個(gè)屏幕可以打開(kāi)教學(xué)軟件進(jìn)行操作演示，另一個(gè)屏幕可以展示與相關(guān)的演示文稿、軟件操作手冊(cè)、軟件操作視頻等。

3.2? 輔屏交互策略

智慧教室配置多塊智能交互一體機(jī)同步顯示老師的教學(xué)內(nèi)容，擴(kuò)大顯示視野，學(xué)生在教室內(nèi)的任何角度都可以看清老師展示的教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)中央控制系統(tǒng)控制視頻矩陣實(shí)現(xiàn)屏幕之間的信號(hào)切換，可以實(shí)現(xiàn)不同屏幕的廣播，交互投送學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師作為課堂教學(xué)模式的重要組織角色，可以對(duì)各分組討論的內(nèi)容進(jìn)行廣播展示，把分小組的學(xué)習(xí)結(jié)果統(tǒng)一展現(xiàn)在教學(xué)觸摸大屏和小組觸摸大屏上，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)結(jié)果的共同探討完成課堂上的師生互動(dòng)。在教學(xué)廣播階段，可使學(xué)生的屏幕變成主屏幕，讓學(xué)生直接進(jìn)行教學(xué)演示、師生角色“一秒”互換，通過(guò)空間上、設(shè)備上的種種變化，模糊了教師和學(xué)生之間“主導(dǎo)-從屬”的關(guān)系界限，使學(xué)生更加積極地參與到課堂中來(lái)[7]。

利用矩陣信號(hào)之間的切換實(shí)現(xiàn)分組教學(xué)，每路信號(hào)都可以作為師生交流互動(dòng)的一體機(jī)或分組討論時(shí)學(xué)生的演示、互動(dòng)屏幕，方便老師和學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和分組研討。各小組之間可以通過(guò)分組觸摸大屏，把其他小組形成的學(xué)習(xí)結(jié)果內(nèi)容呈現(xiàn)在自己的分組觸摸大屏上，進(jìn)行小組間的討論、反思、總結(jié)，以保障在合作學(xué)習(xí)、協(xié)作探究、互動(dòng)教學(xué)的過(guò)程中，師生可高效協(xié)作、隨性表達(dá)思路和靈感，促進(jìn)大家一起共同完成課程進(jìn)度，如圖2所示。

3.3? 主輔屏交互策略

教師可將一體機(jī)顯示屏畫(huà)面共享廣播到多個(gè)分組一體機(jī)顯示屏上，各個(gè)屏幕畫(huà)面同步變化，學(xué)生可通過(guò)分組屏近距離學(xué)習(xí)、批注、研討。教師可將某個(gè)小組屏幕畫(huà)面共享到其他所有顯示屏幕上，使當(dāng)前小組成員向全班學(xué)生講解組內(nèi)研討結(jié)論，教師可將兩個(gè)或多個(gè)小組畫(huà)面同時(shí)抓取展示在教室主屏幕上，完成對(duì)比分析講評(píng)。

3.4? 自帶設(shè)備交互策略

通過(guò)無(wú)線投屏系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)筆記本、手機(jī)、平板、實(shí)物展臺(tái)等教學(xué)終端上的教學(xué)內(nèi)容可以共享到教師觸摸屏或小組觸摸大屏上，在課堂上，教師可選擇小組電腦、實(shí)驗(yàn)裝置操作畫(huà)面、教師手機(jī)資源、教師電腦PPT等不同教學(xué)內(nèi)容，以多視窗的方式同屏展示，多屏同步顯示同樣內(nèi)容，方便匯報(bào)展示，亦可以每個(gè)屏幕都通過(guò)無(wú)線投屏顯示特定的內(nèi)容，對(duì)比展示、通過(guò)觸摸大屏板書(shū)、標(biāo)注形成交流與協(xié)作。系統(tǒng)交互支持單屏幕畫(huà)面顯示、2畫(huà)面、3畫(huà)面、4畫(huà)面、9畫(huà)面等畫(huà)面任意選擇切換，同時(shí)可支持懸浮窗口模式顯示設(shè)備畫(huà)面，多種模式讓教師授課更便捷。

在多屏智慧教室學(xué)習(xí)環(huán)境中，師生可以在教室的任一角落，在移動(dòng)終端屏幕上進(jìn)行觸控、書(shū)寫(xiě)等操作，直接無(wú)線投屏在大屏幕上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制大屏幕，避免了傳統(tǒng)課堂只能在講臺(tái)操控的不便[8]。老師與學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中，教與學(xué)的交互也不只有分組研討一種，學(xué)生可以自帶設(shè)備（BYOD）參與課堂，如：利用手機(jī)和雨課堂智慧教學(xué)工具參與課堂互動(dòng)，通過(guò)實(shí)時(shí)答題、習(xí)題、隨機(jī)點(diǎn)名、搶答、彈幕、紅包等功能實(shí)現(xiàn)全員參與，提高課堂活躍程度。同時(shí)可根據(jù)課堂實(shí)時(shí)生成的報(bào)告，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便開(kāi)展下一輪的教學(xué)活動(dòng)。在分組模式下，分組的學(xué)生各自可以將自己的筆記本、PAD或手機(jī)投屏到所在組的副屏，進(jìn)行組內(nèi)的展示和討論。每個(gè)屏幕可以實(shí)現(xiàn)小組多屏互動(dòng)，支持多人同時(shí)投送到屏幕上比對(duì)討論學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)高難度復(fù)雜問(wèn)題的全方位對(duì)比展示和互動(dòng)協(xié)助，有效豐富了分組教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)的互動(dòng)方式，使教學(xué)手段更加豐富，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和把握[9]。

3.5? 控制觸摸屏交互策略

控制觸摸屏是整個(gè)系統(tǒng)最重要、最方便的控制方式，是指令發(fā)送中心?？刂朴|摸屏和中央控制系統(tǒng)配套使用，為方便個(gè)性化配置和交互策略的實(shí)現(xiàn)，一般采用可編程和自定義的解決方案，集成一鍵上課、下課、自習(xí)聯(lián)動(dòng)場(chǎng)景可編程管理按鍵，支持物聯(lián)網(wǎng)智慧管控，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)設(shè)備的控制、信號(hào)源切換以及對(duì)聲音音量及話筒音量的調(diào)節(jié)，配套物聯(lián)網(wǎng)模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光、電源、溫濕度、空調(diào)等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的管理，實(shí)時(shí)顯示教室溫濕度、PM2.5等數(shù)據(jù)信息。操作面板界面簡(jiǎn)單明了，不需要復(fù)雜的操作，通過(guò)點(diǎn)擊屏幕功能按鈕，即可輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)教室設(shè)備的控制，讓老師更專(zhuān)注于教學(xué)，如圖3所示。

4? 多屏互動(dòng)智慧教室實(shí)施案例

4.1? 多屏互動(dòng)智慧教室構(gòu)成元素

多屏互動(dòng)智慧教室包括9大基礎(chǔ)核心系統(tǒng)：多屏互動(dòng)系統(tǒng)、無(wú)線投屏系統(tǒng)、互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)、高清錄播系統(tǒng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)管控系統(tǒng)、教學(xué)云桌面系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)系統(tǒng)、電子班牌系統(tǒng)。教室以教師端觸控一體機(jī)、學(xué)生分組觸控一體機(jī)為顯示終端，以物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)為核心，搭配高清矩陣、無(wú)線AP、攝像機(jī)、錄播系統(tǒng)和電子班牌等硬件設(shè)備（系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D4所示），配備雙屏互動(dòng)教學(xué)軟件、雨課堂智慧教學(xué)工具、無(wú)線投屏協(xié)助系統(tǒng)等多種互動(dòng)教學(xué)軟件。通過(guò)對(duì)教室空間進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和定義，以新一代信息技術(shù)為支撐，把智能集中控制、無(wú)線顯示、電子雙屏教學(xué)、場(chǎng)景生成系統(tǒng)、互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)、環(huán)境采集等結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)師生、資源、技術(shù)、環(huán)境的最佳耦合，構(gòu)建支持多種教與學(xué)的新型課堂教學(xué)環(huán)境[10]。

4.2? 多屏互動(dòng)智慧教室環(huán)境布局

多屏互動(dòng)智慧教室打破了傳統(tǒng)教室格局，需要對(duì)教室空間進(jìn)行整體設(shè)計(jì)和定義，取消了教室內(nèi)的“講臺(tái)”，老師和學(xué)生之間不再有高低之分，雙方形成平等探討的關(guān)系。改變教室的朝向，講桌位于教室中央拉近師生距離、促進(jìn)交互式交流。為了給教學(xué)互動(dòng)與學(xué)生研討提供自由靈活的個(gè)性化空間，智慧教室采用可拼接移動(dòng)式桌椅，師生根據(jù)教學(xué)組織的形式及小組活動(dòng)的人數(shù)將其組合為不同形狀，將室內(nèi)空間環(huán)境與多屏互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合，學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)分組協(xié)作、線上線下共同研討[11]。頂面采用塊狀結(jié)構(gòu)吊頂，有效降低多人教學(xué)時(shí)產(chǎn)生的噪音，使空間更加安靜。地面采用彩色拼接PVC地膠，使空間氛圍更加活躍。燈光均勻布光，寧亮勿暗，保證室內(nèi)的各個(gè)區(qū)域的光照亮度合理均勻。

4.3? 多屏互動(dòng)智慧教室設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成

物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)通過(guò)程序化控制實(shí)現(xiàn)智慧教室內(nèi)觸摸一體機(jī)、擴(kuò)聲、班牌、錄播主機(jī)、攝像機(jī)、燈光、空調(diào)、窗簾、新風(fēng)系統(tǒng)等教學(xué)設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施智能化、個(gè)性化的控制。教學(xué)擴(kuò)音系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有線和無(wú)線擴(kuò)聲，有線話筒在講臺(tái)范圍內(nèi)移動(dòng)擴(kuò)聲，無(wú)線擴(kuò)聲采用紅外對(duì)碼方式，老師可根據(jù)個(gè)人習(xí)慣手持或掛戴在胸前擴(kuò)音，方便教師的移動(dòng)教學(xué)。錄播系統(tǒng)可以根據(jù)課表實(shí)現(xiàn)教師畫(huà)面、學(xué)生全景畫(huà)面及電腦桌面的錄制和聲音實(shí)時(shí)采集，全方位常態(tài)化記錄教學(xué)的全過(guò)程，滿足教學(xué)管理部門(mén)的教學(xué)督導(dǎo)、評(píng)估，方便學(xué)生課后點(diǎn)播回看復(fù)習(xí)，教師用于教學(xué)反思，相互之間聽(tīng)課、議課、評(píng)課，促進(jìn)教師教學(xué)能力發(fā)展。

智慧教室的不同方位配置多臺(tái)交互式觸摸一體機(jī)，集中授課時(shí)不僅便于不同方位的同學(xué)就近觀看教學(xué)內(nèi)容，而且更容易使同學(xué)們有沉浸式的體驗(yàn)感；分組研討時(shí)各組學(xué)生可獨(dú)立進(jìn)行組內(nèi)研討分享，可實(shí)時(shí)將每位同學(xué)手機(jī)、平板、筆記本電腦上的圖片、文件等資料通過(guò)無(wú)線連接的方式展示在一體機(jī)上，輔助研討[12]。通過(guò)視頻矩陣信號(hào)切換，可以實(shí)現(xiàn)不同信號(hào)源之間視頻信號(hào)的切換，方便老師和學(xué)生進(jìn)行教學(xué)和分組研討。

4.4? 多屏互動(dòng)智慧教室智慧教學(xué)系統(tǒng)

雨課堂智慧教學(xué)工具可以實(shí)現(xiàn)師生之間的實(shí)時(shí)互動(dòng)，教師可以通過(guò)雨課堂隨時(shí)發(fā)布問(wèn)題，學(xué)生可以通過(guò)手機(jī)進(jìn)行即時(shí)回答，這種互動(dòng)方式增加了學(xué)生的參與度，增強(qiáng)了課堂互動(dòng)性[13]。答題的同時(shí)，雨課堂同步就可以統(tǒng)計(jì)出學(xué)生的答題情況，可以幫助教師快速掌握學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)的接受程度。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，老師可以在上課過(guò)程中及時(shí)調(diào)整自己的講授進(jìn)度，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法。在課堂教學(xué)過(guò)程中，老師可以開(kāi)啟彈幕功能，學(xué)生可以隨時(shí)在屏幕上發(fā)送自己的問(wèn)題和看法，通過(guò)將學(xué)生的問(wèn)題和評(píng)論實(shí)時(shí)顯示在屏幕上，有效促進(jìn)學(xué)生和老師之間的互動(dòng)和交流。而對(duì)于老師來(lái)說(shuō)，彈幕教學(xué)可以讓他們更加實(shí)時(shí)地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更準(zhǔn)確地把握教學(xué)進(jìn)度和重點(diǎn)難點(diǎn)，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生，提高教學(xué)效果。

運(yùn)用雨課堂智慧教學(xué)系統(tǒng)，在師生互動(dòng)、翻轉(zhuǎn)教學(xué)、精準(zhǔn)教學(xué)分析等方面為課堂教學(xué)提供有效的支撐，通過(guò)雨課堂智慧教學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)課前（課堂預(yù)習(xí)）、課中（課堂教學(xué)）、課后教學(xué)（課后作業(yè)或考試）環(huán)節(jié)的融通，實(shí)現(xiàn)對(duì)“線上+線下”教學(xué)全過(guò)程的即時(shí)數(shù)據(jù)采集、云端分析處理和即時(shí)結(jié)果反饋，以全周期、全程的量化數(shù)據(jù)輔助教師判斷分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況[14]，幫助教師教學(xué)從經(jīng)驗(yàn)主義向數(shù)據(jù)主義轉(zhuǎn)換，幫助教師進(jìn)行教學(xué)評(píng)估和改進(jìn)，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”下完整的教學(xué)生態(tài)體系，如圖5所示。

5? 結(jié)? 論

智慧教室作為一種創(chuàng)新的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)環(huán)境，通過(guò)對(duì)智慧教室多屏互動(dòng)設(shè)計(jì)、研究和實(shí)施，為師生提供了更加靈活和創(chuàng)新的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式，有效支持學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)、知識(shí)分享和交流討論，促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)和合作，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果和興趣，激發(fā)他們的創(chuàng)造力和解決問(wèn)題的能力，有效培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和創(chuàng)造力。對(duì)使用多屏互動(dòng)智慧教室的師生的調(diào)查顯示，43名老師中，98.28%的教師認(rèn)為現(xiàn)有智慧教室功能能夠滿足教學(xué)需求，104名學(xué)生中，95.97%認(rèn)為現(xiàn)有智慧教室功能可以滿足他們的學(xué)習(xí)需求。對(duì)師生智慧教室的整體滿意度、教室環(huán)境設(shè)計(jì)、操作便捷性、功能完備性、設(shè)備穩(wěn)定性、學(xué)習(xí)支撐性、上課體驗(yàn)性等方面的滿意度均超過(guò)了90%。65.12%的老師認(rèn)為智慧教室在提升教學(xué)效果方面發(fā)揮了比較大或非常大的作用，但仍有30.23%的老師認(rèn)為在提升教學(xué)效果方面發(fā)揮作用不大，甚至極少數(shù)（4.65%）老師認(rèn)為智慧教室沒(méi)有作用或者存在反作用；92.7%的學(xué)生認(rèn)為在智慧教室上課對(duì)提升自己的學(xué)習(xí)效果有作用或很有作用，7.29%的學(xué)生認(rèn)為在智慧教室上課對(duì)提升自己的學(xué)習(xí)效果沒(méi)有作用。以上數(shù)據(jù)可以初步得出結(jié)論，多屏互動(dòng)智慧教室滿意度較高，得到了廣大師生的認(rèn)可，對(duì)提升教學(xué)、學(xué)習(xí)效果有著積極的推動(dòng)作用。在對(duì)智慧教室未來(lái)需要改善的方面，操作便捷性是教師最希望改善的地方，占比達(dá)到31.58%；其次是設(shè)備穩(wěn)定性和增加新功能，分別占比26.32%和21.05%，教室環(huán)境設(shè)計(jì)和教學(xué)支持服務(wù)方面的比例較低。誠(chéng)然，多屏互動(dòng)智慧教室的應(yīng)用仍處于不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中，筆者需要進(jìn)一步探索、研究和改進(jìn)多屏互動(dòng)智慧教室的各項(xiàng)功能和特點(diǎn)，以“操作簡(jiǎn)單，方便使用”為理念，“建用并舉”為原則，更好地服務(wù)教學(xué)，提高教與學(xué)過(guò)程的便捷性和有效性，并進(jìn)一步地提高教師的基于智慧教室的信息技術(shù)與課堂教學(xué)融合能力，推動(dòng)智慧教室的應(yīng)用。

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作者簡(jiǎn)介：張凱（1988—），男，漢族，河南周口人，工程師，碩士，研究方向：智慧教育、智慧教學(xué)環(huán)境、教育裝備。