高校智慧教室的特征及发展趋势

秦永亭

（江苏护理职业学院，江苏 淮安 223300）

一、智慧教室的概念和特征

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。在英文文献中智慧教室一般被称为Smart Classroom、Intelligent Classroom 和Classroom of Future，其中Smart Classroom使用最为广泛。在国外，关于智慧教室的研究最早可以追溯到1988年，Rescigno提出了“Smart-Classroom”[1]。早期研究较多关注智慧教室的技术、装备效能，如Skipton[2]认为“智慧教室就是基于电子或技术增强的教室”。近期研究较为关注智慧教室的功能需求，如Akshey Jawa[3]认为智慧教室应具备生成性信息的便捷存储，及时的教学反馈，自动化的设备控制和功能识别，快速、个性化的信息检索等功能。也有观点认为智能教室是一个“自服务的、用户友好的有利于教与学的环境，教学资源配置简单，易用，易于构建协作学习环境能有效利用技术激发学生主动性与参与性。”

在国内，黄荣怀等[4]认为智慧教室应包括内容呈现（Showing）、环境管理（Manageable）、资源获取（Accessible）、及时互动（Real-time Interactive）、情境感知（Testing）五大特征，并构建了智慧教室的SMART模型。也有学者从英语构词的角度，认为SMART 是由自主式（Self-directed）、兴趣（Motivated）、能力与水平（Adaptive）、丰富的资料（Resource enriched）、信息技术（Technology embedded）等词汇构成的合成词，将智慧的环境解读为“支持学习者基于自身的能力与水平，兼顾兴趣，通过娴熟的运用信息技术，获取丰富的学习资料，开展自助式学习”。黄荣怀教授的观点主要从环境构建的角度出发，提出了智慧教室较为清晰的系统架构，具有很强的可操作性，姑且称之为“系统观”。而由英语构词角度出发的观点，更为关注智慧教室的本质，强调其本质是提供自适应的环境。智慧教室应该是一种自适应的学习环境，其核心是以新一代信息技术为手段，捕获、记录、分析学习者的风格，并以此为依据，定制个性化的学习方案，推送差异化的学习内容，使每位学习者均能在各自的起点水平上获得知识、能力、情感的完善与发展，并最终获得智慧。在学习方式上是以人（教师、学生）为主体，通过人与环境（设备环境、技术环境、资源环境）的高效互动，促进知识建构，获得能力发展。

作为智慧的学习环境，智慧教室至少应具备以下特征：通过新一代信息技术的整合应用，有效降低师生认知负荷，显著提高教与学的效率；采用先进的学习分析技术，实现智能化的学习跟踪与诊断，支持自适应、个性化学习；为开展以学生为主体的多种学习方式提供全方位支持；对设备状态信息、环境物理信息进行实时感知、捕获、分析，实现教室环境的智能化管理；实现了人与技术、设备、资源、环境的优化组合和高效、自然互动；与校内外其他教育信息化系统无缝整合，实现数据互通，资源共享，形成开放式、一体化的学习生态；支持无处不在的泛在学习，有效拓展学习时空。

二、智慧教室特征分析

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。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。

三、智慧教室的设计理念

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[5]。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[6]。

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。陈琳[7]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、学会做事、学会合作、学会生存向学会创造转变。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。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。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，运用智慧型学习评价，逐步使学生达到“知、行、创”的统一。