高校交互式智慧教室的应用与实践

范自强

摘要：智慧教室是一种典型的智慧学习环境，是高校智慧校园建设的内在诉求。本文首先在研究智慧教室的“SMART”概念模型、特征，课堂教学结构变革的具体抓手后，提出了西京学院智慧教室的设计思路，并简要介绍了系统结构。其后从智能实施、智能评价、智能决策三个方面详细介绍了所建成智慧教室实现的特色功能。最后根据近两年的使用情况，总结了存在的主要问题，并提出了改进思路。

关键词：智慧教室;交互式;问题;改进思路

智慧教室是一种典型的智慧学习环境，是高校智慧校园建设的内在诉求。随着智慧校园的深入建设，形式多样、功能各异的智慧教室陆续建成。西京学院于2017年以试点建设项目形式建设了一间交互智慧教室，经过两年的使用，总结了交互智慧教室的特色和使用过程中发现的问题，在分享、探讨的同时也希望这些经验能给其他高校一些借鉴。

一、智慧教室研究

国内较早采用的智慧教室概念是黄荣怀等提出了的“SMART”概念模型，他講述了智慧教室的五个特征即内容呈现（Showing）、环境管理（Manageable）、资源获取（Accessible）、及时互动（Realtime interactive）、情景感知（Testing），简写为“SMART”概念模型。何克抗认为智慧教室因具有教育数据挖掘和学习分析，可以帮助教师有效开展包括智能决策和智能实施的智能化教学，对学生做出客观、全面、真实的评价，这也是智慧教育三个显著标志。课堂教学结构变革是学校教学结构变革的核心内容，是实现教育信息化的关键。

随着小组协作、翻转课堂等多种教学模式的不断提出，原来以知识传授为主的“秧苗式”教学环境无法满足当前课堂教学在功能多样性方面的实际需求。

二、智慧教室设计及构成和功能介绍

（一）系统设计及构成

系统设计主要围绕课堂教学结构变革中教师和学生角色的转变落地，既充分发挥教师主导作用，又突出学生的主体地位;既能辅助教师智能决策、智能实施、智能评价，又能增强学生在学习过程中的主动性、互动以及小组协作性，加强学生对知识点及场景的真实体验感，将以记忆为主的知识掌握逐渐转变为以发现、感知为主的知识建构。

系统构成包括：交互式教学系统、交互显示系统、常态录播系统、智能集中控制系统、智能教评系统。

（二）特色功能介绍

（1）在智能实施方面：教学系统与学校数据中心完成对接，便于课堂考勤;学生可自带平板、笔记本等扫码进入课程系统;教师可采用线上备课、移动教学、互动教学、研讨式教学、小组展示、自由展示等多种授课方式结合，实现线上线下混合式教学;学习中心学生课前可预习，课中可随机分组，互动研讨，随堂测试，课后可回看课程内容。交互显示系统实现了30台学生PAD、4台75寸触控智能辅助教学一体机和135寸英国进口教师主教学触控墙的同屏显示、分组投屏切换等。常态录播系统采用高清录播单元实现四路高清自动和手动录制;生成标准MP4文件，供后期编辑或上传到平台进行点播。智能集中控制系统采用物联网管控单元，设置上课模式、下课模式、参观模式等，不同的模式开启或关闭相应硬件设备、灯光及窗帘，方便了任课教师和管理人员。

（2）在智能评价方面：教评模块可以为学生、教师和教学督导分别提供多维度教学效果评价。对学生可从“学习进度”“问答活跃”“作业完成质量”等6个指标进行学习效果评价;对教师可从“课程资源设计”“课程资料完善度”“课后作业布置及批改”等7个指标进行课堂教学效果评价，各个指标权重可根据课程类型灵活设定;督导可通过远程线上观摩，从“教学内容”“教学方法”“教学效果”4个指标对课程进行总体评价。

（3）在智能决策方面：教师端可查看线上学习平台对学生学习数据的跟踪分析，引导学生进行课程学习并有针对性地进行课程讲解。督导及院系领导可以进行院系、专业横向教学数据对比，直观、即时了解教学运行状态，快速精准定位教学活动中的短板、问题所在。

三、存在的主要问题

智慧教室正式投入使用后，学校安排过教学任务、多次进行校内外培训，在收到使用好评的同时也发现了一些问题，现提出来，供高校参考。

（1）四台触控一体辅助教学一体机因与控制中心距离问题没有实现内容显示直接同屏，采用的是第三方软件方式实现间接同屏，存在同屏不稳定现象。

（2）录播设备较多，系统尚不支持自动剪辑且未突出“板书”内容。

（3）系统提供厂家对于非主打业务，在设备功能性、稳定性选型及高集成度上表现欠佳，增加了不必要的维护量。

四、改进思路

（1）在辅助教学一体机与主教学系统的同屏问题上，找到HDMI线因距离过远而传输受限的有效解决方案，在硬件底层上解决同屏传输问题。

（2）在录播系统中切实做好必要录制内容的筛选，增加场景功能设定，既能常态录制，又能课程录制，后台自动剪辑，视频清晰文件大小适中。

（3）智慧教室作为整体解决方案，厂家应在系统的可用性、稳定性和高集成性上解决难点问题。选择既能满足用户需求，稳定且便于集成的产品合作，从而有效提高产品一体化程度，提升用户使用体验。

（4）西京学院智慧教室因采用了英国进口的交互显示系统拉高了系统整体成本，不利于推广。希望国内实力公司能够提供价廉物美的智慧教室整体解决方案供高校选用。

五、结语

智慧教室是实现课堂教学结构变革的有效途径。智慧教室的落地必须在智能实施上考察系统的稳定性和高集成性;在智能评价、智能决策上考察可用性和易用性，支持与学校数据中心对接;并且总体成本不能过高，以便于推广使用。

参考文献：

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