我国智慧教室的现状及发展*

李康康 赵鑫硕 陈 琳



我国智慧教室的现状及发展*

李康康 赵鑫硕 陈 琳[通讯作者]

（江苏师范大学江苏省教育信息化工程技术研究中心，江苏徐州 221116）

智慧教室是智慧教育发展的基础，是“互联网+”教室的新形式。为整体把握我国智慧教室的现状，文章从智慧教室的人群定位、应用技术、教室特征、设计理念以及配套的教学模式等方面分析了智慧教室的现状，提出了智慧教室的战略转移、纵深发展等策略，并展望了下一代智慧教室——智慧研创室的发展，以期为我国创新型人才的培养和智慧教育的发展提供借鉴。

智慧教育；智慧教室；互联网+教室；智慧研创室

2015年举办的中国国际智慧教育展览会及全国教育信息化应用展览，展示了高校和公司的一系列教育信息化最新研发成果（包含校园信息化平台和系统、智慧校园解决方案、教学小工具以及智慧教室等），为我国教育信息化的发展提供了展示、交流、合作的平台；而智慧教室的解决方案，更是吸引了大量参会者的驻足与体验。脑科学、人体工程学、学习分析学的不断发展，加上时代对教室重构的诉求，使得智慧教室的研究与应用成为了智慧教育研究的重要方向之一。智慧教室作为一种典型的智慧学习环境，是学校信息化发展到一定阶段的内在诉求，是当今智慧学习时代的必然选择[1]。智慧教室是指为教学活动提供智慧应用服务的教室空间及其软硬件装备的总和，它是在物联网、云计算、大数据等新兴信息技术推动下的教室信息化建设的新形态[2]。目前，我国智慧教室的研究正处于初级阶段。本研究将从智慧教室的人群定位、应用技术、教室特征、设计理念以及配套的教学模式等方面，深入分析我国智慧教室的发展现状，探讨其不足之处，并就智慧教室的优化提出建议。

一 研究设计

本研究以CNKI中“智慧教室”、“智慧课堂”、“未来教室”、“未来课堂”、“智慧学习环境”为关键词，检索时间设为2008年1月1日～2016年4月30日，选取在教育技术业内较有影响力的期刊（如《电化教育研究》、《中国电化教育》、《现代教育技术》、《开放教育研究》、《远程教育杂志》、《中小学信息技术教育》、《中国信息技术教育》等）上发表的论文、在2015年中国国际智慧教育展览会和全国教育信息化应用展览中收集的相关智慧教室资料为研究依据，最终筛选出95篇论文、20本智慧教室宣传册和17份从互联网筛选出的有代表性的智慧教室解决方案作为研究的基本资料。在通读所有资料的基础上，本研究将涉及智慧教室的适用人群、应用技术、教室特征、设计原则以及相应教学模式的关键词进行分类统计，统计工具为Excel 2010，最终以图表的形式展现目前我国智慧教室研究的共性和异性，并分析其不足。

二 统计结果与分析

1 人群定位分析

2015年中国国际智慧教育展览会、全国教育信息化应用展览以及从互联网筛选出的智慧教室解决方案所面向的客户群体主要是中小学。目前参与研究智慧教室的高校较少，但高校智慧教室的人群定位范围较广。而智慧教室解决方案主要面向中小学，原因在于：①目前我国每个班级的中小学生人数相对较多，对于新环境的渴求尤其浓烈；②目前我国中小学还是以成绩为导向，而信息技术能充分利用名校和名师的教学资源提高学生的学习成绩，这也推动了智慧教室在中小学的应用；③中小学知识相对简单，便于软件研发人员进行开发，产品也容易推广和应用。因此，我国智慧教室更多地是针对中小学，而缺乏对本科生、研究生群体的关注。

2 应用技术分析

智慧教室应用技术统计如图1所示，可以看出：在软件技术方面，物联网、云计算、多屏显示技术、学习分析等在智慧教室中应用广泛。当前，我国数字化教育面临信息系统维护、数据与资源共享、科学管理与决策、技术与教学深层次整合等方面的诸多瓶颈，而物联网、大数据、云计算等技术的发展为我国数字化教育的转型升级提供了重要机遇。泛在学习环境的构建，为泛在学习的成功实施提供基础和保障[3]。在智能环境控制技术方面，智慧教室就是更多地基于泛在化环境，从光、温度、色彩和湿度的角度保证环境的舒适。技术的发展为记录和分析学生的行为提供了数据的保证，但同时也需注意不要过多地纠结于技术和设备的提升，而忽略了教师的使用能力和学校的承受能力。为防止滥用智慧教室技术，胡卫星等[4]提出智能教室构建应以实际教学需求的满足为出发点，结合设备资源的性价比、使用难易程度、师生教与学策略、应用范围等多种因素综合考虑。

图1 智慧教室应用技术统计

3 教室特征分析

智慧教室特征统计如图2所示。智慧教室具有互动性、方便性、感知性、安全性、清晰性、开放性、生态性以及先进性等特征：互动性是指人与人、人与技术、人与环境、人与资源、技术与技术等维度的互动[5]；方便性是指技术的使用门槛低，便于教师的使用和管理人员的维护；感知性是从物理环境和虚拟环境两个方面进行感知，如要求硬件设备能感知室内温度、亮度、湿度以及空气质量的变化，甚至能感知学习者的坐姿调整、身体状态以及听课状态，以及时做出智能化的调整，虚拟环境则通过记录学生的网络行为痕迹，来分析学习者的学习状态和情感变化；安全性主要指智慧教室的保护措施和网络环境的安全措施，要求不能对学生的身体健康造成危害，需净化网络环境，保护学生的隐私；清晰性是指在内容呈现方面利于视觉和听力接收，能有效地排除环境干扰，降低认知负荷；开放性是指基础软硬件设备相关接口符合国际标准和工业标准，允许不同系统平台与智慧教室互联互通；生态性是指与学习者息息相关的软件应用随学习需求变化，可进行动态的调整；先进性既指设备的先进，能快速、高效地调整教室的环境，不能带来新的噪音污染和环境污染，也指软件平台和教学理念的先进，能结合脑科学、人体工程学、学习分析学和学习科学对学生的学习偏好进行准确分析。如中庆集团的智慧教室解决方案，围绕“资源云平台、班班通、人人通”打造了一个以“教学服务”和“教研服务”为核心的教学生态环境，并以中庆教育云为核心，连接录播、交互式多媒体触摸一体机、教学终端、数字视频展台等教学系统，实现课中智慧教学和课外交互相关联[6]。

图2 智慧教室特征统计

图3 智慧教室教学模式统计

4 设计理念分析

智慧教室的设计大多遵循“以人为本”、“以学生为中心”的理念。信息时代的学习本质表现出三个方面的转变：一是学习者在学习过程中的地位由被动转变为主动；二是学习过程由以记忆为主的知识掌握转变为以发现为主的知识建构；三是知识的习得由个人的、机械的记忆转变为社会的、互动的、体验的过程[7]。信息时代的学习环境要适应这些转变，使“以人为本”和“以学生为中心”的理念贯彻于智慧教室的设计之中。如未来课堂就从用户体验的角度体现了以学习者为中心的设计理念，其用户体验包括环境体验、活动体验、情感体验、思考体验和关联体验等五个方面[8]。

5 教学模式分析

智慧教室教学模式统计如图3所示。由该图统计数据可知，应用于智慧教室的教学模式大多有翻转课堂模式、小组协作型、自主探究型、讲授型、游戏化教学模式、体验式学习模式、虚实结合—远程协同模式[9]等。虽然教学模式的种类繁多，但每一种教学模式的应用并不持久，难以形成持续有效的实验数据。教学模式的选择不在多与新，而在于是否适合科学地根据人才培养的目标、学科类型、学生接受能力等进行不断的调整。教学模式既是影响教学成功的关键，也是影响智慧教室未来发展的关键，每一种教学模式的选择都将对教学效果产生深刻的影响。

三 基于智慧教室现状的思考

综上所述，智慧教室是以学生为中心，充分利用现代信息技术的优势记录、分析学生学习行为的虚拟空间和现实空间的结合。目前，我国智慧教室的发展呈现出总体欣欣向荣、个别特色发展的局面，但智慧教室的发展仍以教师的教授为主导，没能充分发挥学生的主观能动性，也没能充分地培养学生的创新能力。因此，从我国的具体国情出发，本研究就智慧教室的未来发展提出了以下三个建议：

1 战略转移

智慧教室仍然是教室，也就是说，智慧教室仍是以“教”为中心的学习空间——这显然与高度信息化时代创新人才的培养不符。李克强总理在《2015年中央政府工作报告》中，强调要“推动大众创业、万众创新”，“个人和企业要勇于创业创新，全社会要厚植创业创新文化”。《中共中央国务院关于实施科技规划纲要增强自主创新能力的决定》则指出，到2020年使我国进入创新型国家行列。创新型国家离不开创新型人才，而这种为未来所需的创新型人才应是具有国际竞争力的智慧型人才。基于此，学生需积极改变知识接受者的角色，并紧紧围绕创新创造进一步深化进而内化自己的知识，将其转化为有意义的、高效率的创新创造，真正实现“知、行、创”的统一。同时，智慧学习环境的设计也应紧跟时代发展的步伐，以创新人才的培养为目标和核心，构建创新型智慧学习环境。

目前，智慧教室大多应用于中小学。中小学虽有易于管理、评价和推广的优势，但其存在的不足也很明显：①我国中小学生的考核仍以成绩为主导，这样不利于智慧教室创新能力培养实验的持续进行，而且中小学大多采用演示型教学模式，这不利于多种教学模式的开展；②中小学生的学习主要处于知识积累的阶段，采用自主探究型教学并不适合年龄过小的学生；③最为重要的是，智慧教室作为新型科技的集合体，必然用到平板电脑或电子书包等数码产品，家长会因此而担心学生视力受损或沉迷于电子产品，这将成为智慧教室发展的一大阻力。

基于以上思考，本研究认为应将智慧教室从以“教”为中心转移到以“创新能力培养”为中心、将智慧教室设计和应用的对象从中小学生转移到大学生（含本科生和研究生）。这是因为，大学生具有以下优势：①大学生的身体发育基本定型，视力稳定，并且大部分拥有智能手机和笔记本电脑，这就为智慧教室的发展提供了身体和设备上的保证，并降低了智慧教室的设备购买成本。②大学生正是意气风发之时，他们探索世界、展现自我的激情比较浓烈；相对于中小学生来说，他们的时间更宽裕、考核环境更宽松，这就保障了智慧教室创新能力培养实验的持续性。③大学生已经接受了12年的说教式教育，因此他们更迫切地希望能在教师的帮助下采取自主探索或小组合作的方式学习新知识，这就为智慧教室教学模式的多样化实验提供了保障。

2 纵深发展战略

（1）数据统筹整合

信息技术的发展为智慧学习提供了强有力的支撑，但与学生学习息息相关的应用却相对独立，应用产生的数据也没有共享，因此不能显示学生学习的全貌。智慧教室的云服务应将体现学生不同能力的应用进行统筹整合，建立云服务中心和数据交换平台。如此，学生可通过无线网络使用云服务中心的所有资源，而使用生成的数据可通过数据交换平台，将基础数据和学习数据进行有效的分类和整合，从而全方位地展示学生的学习状况。云服务中心的每一项与学习相关的应用需要不断地进化，紧紧围绕学习习惯、学习风格、学习意志力、创新能力等方面记录、分析数据，最终形成全方位的学习数据统计分析量表。

（2）全面量化自我

目前，智慧教室软件的应用存在丰富但不深入的现象，如2015年中国国际智慧教育展览会及全国教育信息化应用展览展出的大多为中小学知识呈现、作业提交、判断正误、统计分析错题、资源推送等相关的应用，而这些远不能被称为智慧。真正的智慧应是全面量化自我，即能根据用户终端的遗留痕迹收集数据并形成统计分析。而数据的构成不能仅仅停留在学生的基本信息、考试成绩、评优评奖、课程互动等层面，还应借助文本分析、语音分析、学习分析、情感分析等技术，收集学习风格、情绪状态、研究能力、创新能力、活动参与度、团队关系等深层次影响学习者学习和创造的数据。

（3）融入学科发展

智慧教室的研究还需与具体的学科相结合，并依据学科的特点、性质及未来发展方向，以创新人才培养为核心，探讨不同学科背景下创新人才培养的教学模式，从人才培养、评价机制、教学方式上重新建构教学环境，在设计、收集、分析三个过程中紧紧围绕创新能力数据的建设，以推动智慧教室的发展。

3 重构评价机制

科学合理的评价机制是智慧教室建设的重要参考指标，而智慧教室创新人才培养理念的发展使得评价机制的重构变得迫切。智慧教室的评价机制应充分结合数据挖掘、学习分析、内容分析等技术，与发展性评价有机融合；通过数字化学习发展性评价系统采集和存储数据，达到评价多样化和个性化的效果[10]；围绕学生的核心素养制定评价标准，在信息素养、创新创造能力、批判性思维、解决问题的能力、沟通交流合作的能力、团队合作能力等方面重新构建。

四 智慧教室的未来发展

智慧教室的未来发展与创新人才的培养息息相关。那么，应注重培养创新人才的哪些能力呢？为了提升综合国力，一些国家结合本国国情，绘制了世纪公民关键能力框架，要求本国公民具备批判性思考与问题解决能力、有效沟通能力、团队合作能力、创新能力和信息技术运用能力。其中，信息技术运用能力是指能有效地运用信息技术进行学习或解决问题[11]。陈琳[12]认为，在信息技术迅猛发展的未来，教育的人才培养应向第五大支柱发展，即由学会认知（Learning to Know）、学会做事（Learning to Do）、学会合作（Learning to Together）、学会生存（Learning to Be）向学会创造（Learning to Create）转变。可见，未来的智慧教室应重点培养有国际竞争力的创新人才。

从时代发展及未来人才的需求不难看出，下一代智慧教室应是智慧研创室。智慧研创室指基于物联网、云计算、大数据等新型信息技术，构建旨在培养学生创新能力和研究能力的新型学习环境。在智慧研创室中，学习内容智慧化呈现，学习资源泛在化获取，生生和师生的交互立体多样，现实学习空间与网络学习空间相互融通，学生主体作用和教师主导作用能充分发挥，情境自动感知环境可实现智能化管理，学习过程与创新创造活动全程记录并作为教育大数据供学习分析评价时用，最为重要的是创新创造活动的开展[13]。智慧研创室区别于智慧教室的一大核心，是以“教”为中心向“创新培养”的核心理念转变，从教室形态、教学模式、评价机制等多方面对教室进行重构，从而实现科研能力和创新能力的提升。

智慧研创室在网络学习资源建设方面主要以深度学习内容为主，建设系统化的优质资源网络，从而促进学生的深层次阅读[14]。在智慧学习活动中充分激发学生主动创新的精神，不能只停留在教知识的层面，而要围绕任务、项目、竞赛等，采取自主研究型和小组协作型的学习方式，积极尝试研创教育模式[15]，运用智慧型学习评价，逐步使学生达到“知、行、创”的统一。

参考文献：

[1]黄荣怀,胡永斌,杨俊峰,等.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究,2012,(2):22-27.

[2]聂风华,钟晓流,宋述强.智慧教室:概念特征、系统模型与建设案例[J].现代教育技术,2013,(7):5-8.

[3]杨现民,余胜泉.生态学视角下的泛在学习环境设计[J].教育研究,2013,(3):98-105.

[4][9]胡卫星,田建林.智能教室系统的构建与应用模式研究[J].中国电化教育,2011,(9):127-132.

[5]陈卫东,叶新东,秦嘉悦,等.未来课堂——高互动学习空间[J].中国电化教育,2011,(8):6-13.

[6]中庆集团.烟台市芝罘区智慧教室方案普及应用[OL].

[7]黄荣怀,张振虹,陈庚等.网上学习:学习真的发生了吗?——跨文化背景下中英网上学习的比较研究[J].开放教育研究,2007,(6):12-24.

[8]陈卫东.教育技术学视野下的未来课堂研究[D].上海:华东师范大学,2012:77-78.

[10]李振超,陈琳,郑旭东.大数据理念下的发展性学习评价系统设计研究[J].现代教育技术,2015,(6):108-114.

[11]Anderson J. ICT transforming education: A regional guide[M]. Bangkok: Asia and Pacific Regional Bureau for Education, 2010:3-4.

[12]陈琳.智慧教育创新实践的价值研究[J].中国电化教育,2015,(4):15-19.

[13]陈琳,陈耀华,张虹等.教育信息化走向智慧教育论[J].现代教育技术,2015,(12):12-18.

[14]陈琳,李凡,王嘉,等.促进深层学习的网络学习资源建设研究[J].电化教育研究,2011,(12):69-75.

[15]陈琳,陈耀华,郑旭东等.智慧教育中国引领[J].电化教育研究,2015,(4):23-26.

编辑：小米

Status and Development of Smart Classroom in China

LI Kang-kang ZHAO Xin-shuo CHEN Lin[Corresponding Author]

Smart classroom is the basis for the development of wisdom education and the new form of “Internet +” classroom. In order to understand the overall development situation of smart classroom in our country, this paper analysed the current status of wisdom classroom from the aspects of target users, application technology, characteristics of the classroom, design concept, and corresponding teaching pattern. The strategic transfer and depth development strategy in the development of wisdom classroom were also proposed. Finally, the next generation smart classroom——wisdom innovation learning space, provided reference for the cultivation of innovative talents and the development of wisdom education.

wisdom education; smart classroom; Internet + classroom; wisdom innovation learning space

G40-057

A

1009—8097（2016）07—0025—06

10.3969/j.issn.1009-8097.2016.07.004

本文为国家社科基金教育学国家一般课题“促进学习方式转变的信息化学习环境研究”（项目编号：BCA120025）、江苏高校哲学社会科学重点研究基地重大项目“信息时代智慧教育理论体系建构研究”(项目编号：2015JDXM020)的阶段性研究成果。

李康康，在读硕士，研究方向为智慧教育理论、智慧学习环境理论，邮箱为15252081617@163.com。

2016年1月3日