“互联网+”时代智慧课堂平台设计与应用研究

摘  要：新一代信息技术在教育界引起热潮，智慧课堂是新时代下“互联网+教室”的创新模式，实现了对学生学习数据及教学过程中数据的收集和分析，大大提高教学效率。在研究分析智慧课堂特征的基础上，设计基于互联网信息技术的智慧课堂平台，构建平台的总体架构及功能模块。探讨智慧课堂新模式在“计算机基础”课程中改善传统教学问题、提高教学效果的应用实践。

关键词：互联网+教育;智慧课堂;教学模式

Abstract：A new generation of information technology has caused a craze in the education industry. Smart classroom is an innovative model of “internet plus classroom” in the new era，which realizes the collection and analysis of student learning data and data in the teaching process，greatly improving teaching efficiency. Based on the research and analysis of the characteristics of smart classrooms，an intelligent classroom platform based on internet information technology is designed .The overall architecture and functional modules of the platform are constructed. Discuss the application practice of the new model of smart classroom in the “Computer Basics” course to improve traditional teaching problems and improve teaching effects.

Keywords：internet plus education;smart classroom;teaching model

0  引  言

新时代下，互联网信息技术给各行各业带来巨大的改变，也给学校教育带来了新的教学方式，课堂教学、教学管理和评价上都有了新的发展方向。智能化的教学活动促使我们不断构建新的教学模式：教师借助互联网技术、网络云端、大数据平台可以拥有海量教育资源，实现网络化教学管理、智能化考试方式、全面化教学评价。学生在庞大的教育资源中可以实现信息共享，获得最适合的学习资源，可以随时随地学习，终身学习。新技术创新教学环境实现了教育资源公平共享。

本文围绕智慧课堂平台设计及国家开放大学开放教育本科公共课“计算机基础”的实践活动展开。“计算机基础”是一门实践性很强的课程，笔者作为课程辅助教師，以2018级本科班级为实践对象，应用智慧课堂教学模式实施教学活动。

1  “互联网+教育”时代下智慧课堂概述

“互联网+教育”是利用互联网和新型信息技术融合教育实现教学方式的转变，是对传统教育模式的创新重构，不是简单的相加，本质上是升级教育信息技术，利用海量教育资源，提高教学效率，创新教学模式。教学不受时空限制，不受资源条件限制。有智能、个性的教学方式以及新技术融入教育领域，不仅仅是开发了教育平台，网课、手机教学、云题库、教学分析等新教学手段，还革新了教育形式。

目前教育模式改革新方向最热门的就是智慧课堂，智慧课堂的核心是信息技术，在交互性学习环境下，以云计算、大数据和移动互联网为支撑构建高效的智能课堂[1]，以学生为中心，收集和分析学生的学习数据并及时反馈，实现智慧学习、创新学习。学生在课前先自学并及时反馈信息，教师根据智慧课堂反馈的学生情况制定相应的教学活动，形成智慧学习能力。整个教学过程中及时反馈教学评价，师生间利用新技术多元化沟通互动，根据学生学习行为和习惯的分析智能推送网络教育资源，提高学习效率。

2  “互联网+教育”智慧课堂教学平台的技术支持

2.1  移动互联网技术

当前，互联网技术应用到移动网络就是移动互联网。智慧课堂需要新一代移动网络信息技术如移动通信、云计算、大数据、人工智能、物联网等的支持，教学环境、方法和模式都有所变化。在新技术支持下，实现移动上网全覆盖，智能平台应用转向移动端，课堂教学的载体变成移动终端，教学更加个性化、智能化，课堂变得活跃起来了。学习分析技术结合大数据应用于决策支持服务系统，是教师和学生制定教育计划和学习计划的依据。

2.2  智能移动终端

新时代下的智能移动终端功能非常强大，已经融入到人们各行各业的日常学习生活方面，师生可以借助移动端进行智慧课堂教学。智能移动终端属于微型计算机，包括中央处理器、存储器、输入输出和传感器等，操作系统可以支持iOS、Android和Windows，网络连接标准支持CDMA、GSM、无线局域网、4G、5G等。智慧课堂教学平台拥有移动性、交互性，支持多媒体、网络连接等功能，在教育领域可以增进交流，支持资料查询、教学管理和教学记录。学生还可以进行碎片化学习，提高学习效率。

2.3  智慧学习环境

智慧课堂活动需要智慧学习环境的支持，物联网、大数据、云计算等新一代信息技术融入教学课堂，实现远程互动、直播、录播，大数据支持教学决策，达到“软硬兼施”，打造智能、高效的学习生态环境[2]。

当前很多企业都在构建智慧教室，学校也投入大量资金来建设智慧教学系统，增加智慧教室设备，但是不能全部依赖硬件设备，还需要多开发智慧学习软件和工具来增加智能化、信息化服务[3]。智慧教室以学生为中心，以私有云系统为平台，在云端部署实验资源和实验环境，学生和教师通过Web页面就可以访问系统。教学活动贯穿整个课堂教学过程，培养学生的实际操作能力，增强学生对真实工作环境的体验感和综合能力。对于教师而言，智慧课堂中各科课程的开发接口都是开源的，教师自定义教学课件，共享私有课件。并且可以随时跟进和监督学生的学习进度，通过检查学生的操作步骤记录，随时了解学生对于知识的掌握情况。对于学生，可以根据自身的学习情况灵活利用学习时间，随时都可以中断学习并自动保存学习进度，实现碎片化教学。

2.4  海量学习资源

智慧课堂教学活动中可以利用海量的信息资源，包括教学工具、教学媒体和优质的学习资源。教师结合实际课程内容、学生学习情况开展适合的教学活动，如网课、微课、短视频、数字资料、电子课件、拓展资源等。教师可按平台反馈的信息及时调整教学计划，提供个性化、针对性、有效的学习资源。

3  智慧课堂教学平台的构建

3.1  智慧课堂教学平台的系统设计

基于B/S（服务器/浏览器）架构智慧课堂教学平台，操作系统采用开源操作系统Linux，系统编程语言采用Java，Web前端设计语言采用HTML5，电脑网站和移动终端显示页面一致。利用Web技术，学生通过浏览器登录云平台，网络服务器收发信息存储到云端。学生输入用户名和密码登录智慧课堂，通过数据交互从数据库中获得学习资源。Linux有很好的可扩展性、可移植性、兼容性，学生无论是在电脑上还是手机、iPad等移动端上都可以登录基于Linux开发的智慧课堂。

3.2  智慧课堂教学平台的架构设计

智慧课堂教学平台具有涉及范围广、性能要求高等特点，合理架构设计是平台建设质量的保证。考虑到系统及数据的处理需求，以及基于平台的全面性、扩展性、继承性、实用性、灵活性和安全性等考虑，将系统分为智慧课堂教学平台、业务应用支撑平台、数据中心和基础设施四个层次，如图1所示。

3.3  智慧课堂教学平台的功能设计

利用智慧课堂进行教学，可以按照课前、课上、课后、信息资源以及交流这几个模块设计。

（1）课前模块。教师在上课前通过智慧课堂平台上传预习材料，学生回答预留的问题，系统再反馈信息给教师。教师通过分析学生预习情况有针对性地布置教学活动[4]。

（2）课上模块。教师正式上课时，通过智慧课堂平台进行同步网上教学。利用人工智能技术自动统计课堂出勤、学生上课情况，实时监控并动态显示以实现可视化管理，为教学提供直观分析。以学生为中心，教师根据学生反馈的信息结合实际进行教学调整，可在线与学生进行沟通交流。学生可以在学生端看到全部教学课件，共享网络海量优质资源，自行选择内容复习巩固，实现个性化学习。

（3）课后模块。教师发布课程练习、下一课学习任务等，及时查看学生的学习进度和完成情况。

（4）信息资源模块。充分合理利用庞大的网络资源。教师端资源包括各科、各年级、各个版本的教学资料、课外资源，教师拥有庞大的备课资源，缩短查找资料的时间，减轻教学负担。学生端上有大量的学习资源，包括各个学科相应的学习资料，涵盖面广，拓展学习领域。

（5）交流模块。智慧课堂平台发布的重要信息同时通过手机短信、邮件、微信等方式提醒学生，避免学生遗忘。

4  智慧课堂教学模式的应用研究——以“计算机基础”课程为例

4.1  课程分析

“计算机基础”是实践性很强的基础课，目的在于培养学生的计算思维能力，学会利用计算机处理问题，掌握计算机基础知识，提高个人信息素养。

4.2  传统课堂存在的问题

（1）学校里所有班级都开设计算机课，上课人数多，教师课时较少，任務重。

（2）学生听教师讲，课堂上师生沟通少，甚至零交流，教学效率不高。学生在学习时不能及时解决问题，学习兴趣不高，不重视本课程。

（3）教学模式单一，教师按照教学计划按部就班，所有学生统一学习。课后做不到全面评价，启发指导，不能做到个性化教学。

（4）缺乏优质的教学资源，不能给学生提供广泛的课外拓展知识，不利于学生拓展计算思维、创新计算思维。

本文针对这些问题，为“计算机基础”实验活动构建智慧课堂教学，开展具体的教学实践应用研究，期望改善传统课堂教学问题。为其他公共基础课程提供经验，为教学模式改革提供方向。

4.3  实施过程

为验证智慧课堂是否有可操作性，先做好详细的教学设计，详细分析教学内容。课前回顾旧课，导入新课，借助智慧课堂平台向学生提问，引导学生自学。课上师生加强互动交流，根据及时反馈的信息调整教学计划，创新教学形式。课后给学生提出合适的问题，促进学生拓展思维，自主探索，提高教学效果。

具体实施设计：如“计算机基础的Excel 2016电子表格中公式和函数”这一节，教师通过平台实时发布本章预习课件、预习习题。学生端接收学习资源，学生完成预习和测验，并及时反馈问题，教师端随时查看反馈情况，教师监控整个过程，总结预习结果，设计教学活动。

课堂上以学生实践操作为主，学生完成学习任务：函数的输入，并进行课堂自测，自测问题选择与任务相关的题目，5到10个即可，教师确认问题后进行针对性指导。

课程结束后教师总结本课程学习内容，布置相关操作练习任务。

4.4  教学评价

评价设计：线上课堂学习构成的形成性评价和课后考核构成的总结性评价。教师利用平台中设置的课前、课上和交流模块评价学生的学习过程和学习效果，对学生学习的整个过程持续不断地观察、记录和反思，如预习情况、阶段性学习、课上自测、课堂考勤等，获得形成性评价。教师在平台课后模块上传课后测试，系统自动改卷，可以批改各种类型题目的得分情况，借助大数据分析判断学生的掌握程度，获得总结性评价。另外系统自动统计分数，教师根据反馈结果设置个性化辅导，学生也能根据个性化反馈结果进行反思，达到总体提升的效果。

5  结  论

在新时代“互联网+教育”的背景下，运用智慧课堂的实际效果受到教师的教学方法、教学活动、信息技术以及教师运用产品能力的影响。“教育+技术”不是简单地从线下变为线上，更不是盲目地把传统教学过程数字化、智能化。智慧课堂的发展革新了教学理念，用“智慧”为教育带来新的方向。

参考文献：

[1] 刘邦奇.“互联网+”时代智慧课堂教学设计与实施策略研究 [J].中国电化教育，2016（10）：51-56+73.

[2] 冉新义.农村小规模学校“互联网+同步课堂”教学模式研究 [J].教育探索，2016（11）：35-39.

[3] 党建宁，杨晓宏.互联网思维下的翻转课堂教学模式：价值观瞻与设计创新 [J].电化教育研究，2017，38（11）：108-114.

[4] 夏仕武.“互联网+”背景下大学双课堂教学模式的建构与运行 [J].国家教育行政学院学报，2016（5）：42-47.

作者简介：梁艳（1985.12—），女，汉族，安徽合肥人，讲师，硕士，研究方向：计算机应用技术、计算机教育管理。