“互联网+”时代智慧教室的设计与应用研究

摘  要：教室作为教学活动的重要场所，成为教学改革的前沿。“互联网+”时代构建符合学校需求的智慧教室成为教育工作者关注的焦点。西安财经大学经过调研，结合自身实际，启动了智慧教室建设。文章阐述了构建智慧教室的目标与功能需求，分析了智慧教室的基础构架及其功能设计，以期能为更好地建设智慧学习环境提供具有实际意义的参考。

关键词：智慧教室;互联网+;设计与应用研究

中图分类号：G434       文献标识碼：A 文章编号：2096-4706（2020）09-0194-03

Design and Application of Intelligent Classroom in the Era of “Internet Plus”

——Take Xian University of Finance and Economics as an Example

BAI Hairong

（Xian University of Finance and Economics，Xian  710100，China）

Abstract：As an important place of teaching activities，classroom has become the forefront of teaching reform. “internet plus” era has become the focus of attention of educators to build a “smart classroom” that meets the needs of schools. Xian University of Finance and Economics launched the construction of “smart classroom” after investigation and combined with its own reality. This paper expounds the objectives and functional requirements of the construction of the smart classroom，analyzes the infrastructure and functional design of the smart classroom，in order to provide practical reference for the better construction of the smart learning environment.

Keywords：smart classroom;internet plus;design and application research

0  引  言

“互联网+”“人工智能+”和大数据等新一代信息技术对社会各领域产生了深刻影响，教育也不例外。在学校信息化教育教学改革中，从早期的辅助教学到现在与学科教学的深度融合，信息技术促使传统知识课堂转为数字化、智能化的智慧课堂，为高校教育教学方式变革带来了新的发展和机遇。深入教学场景，服务“互联网+”高等教育的新形态与新模式，为信息化教学提供更多创新的可能，我校在建设智慧教室时利用了“互联网+”的优势与特色，将信息化技术与教室建设深度融合并加以实践，建成了符合我校需求的智慧教室，同时也对一些深层次问题进行了思索。

1  智慧教室与“互联网+”背景下智慧教室的概念界定

集物联网和智能终端等新技术于一体的智慧教室，其本质是一种由整合了电脑终端、智能黑板、信息讲桌、教学反馈系统、移动终端等配合使用的教学系统。该教学方式具有课前帮助教师备课和学生预习、课中提供互动教学、课后辅导微课程作业的功能。在智慧教室这个环境中移动终端受控、并且与触摸一体机无缝对接，为教师和学生提供了一种高效的“教”与“学”模式。

“互联网+”时代下的智慧教室，本质上是对学生学习数据实施的动态监测及运用“云+端”对新型课堂教学形态的一种分析。该系统由信息化平台工具、师生及其教学活动形态等组成的信息化课堂教学体系。总体上是将资源管理与服务、多元分析评价、师生移动终端和教学展示环节四部分组成的智慧教学服务体系。

2  智慧教室构建的目标及其功能需求

采用先进的信息技术，对接智慧校园，通过对原有的教学环境的改变，实现智慧的教与学，达到教育教学的创新。“互联网+”时代，我校构建的智慧教室目标与功能包括以下4个方面。

2.1  构建凸显活力的动态开放课堂

智慧课堂借助于互联网等信息技术，应用移动端，构建开放的学习环境供学生随时随地学习，实现知识教育向素质教育、漫灌式教育向启发式教育的转变;实现时间、空间和内容上的开放，时间上从课内向课外延伸，空间上从教室向图书馆和实验室拓展，内容上从教材向参考资料扩充，达到培养一流人才的目的。加强对优质在线课程资源的利用，鼓励教师利用在线课程资源开展教学模式改革，鼓励学生在线自主学习，推动形成人人皆学、处处能学、时时可学的新模式。

2.2  促进提高教学效果的高效互动课堂

利用智能化移动学习工具，以智慧教室教学信息化为基础，通过MOOC等平台开展在线教学。教师可以为学生远程直播授课，实现实时课堂互动、答疑、测验等环节，加强课堂互动;创新教学方法与手段，逐步引导课堂教学由“教为中心”向以“学为中心”转变，形成以学生为中心、教师为主导、师生有效互动的良好课堂氛围，打造一流课堂。

2.3  开展推动课堂教学革命的多种教学方式

以智慧教室为基础，以打造线上线下混合式“金课”为突破点，以信息化教学手段为抓手，倡导开展启发式、探究式、参与式、合作式课堂教学。积极发展“互联网+”教育、探索智能教育新形态，强化课程特色，提高教学效果，推动课堂教学革命。推进混合式教学、案例教学、合作教学、现场教学、项目教学等课堂教学模式改革。

2.4  改进提高教育教学质量的评价机制

传统的教学评价受制于人力、距离等因素主要是采用结果评价，一般是在课程的结束阶段评价，缺少定期、有效的过程监督，其结果必然导致评价结果的不可逆性，即评价差的课程无法得到及时有效的纠正。通过智慧教室，学校可以实时通过现场直播进行教学过程的观摩和评估，也可事后观摩和评估，实现了教学过程的实时、高效监督，可以做到及时发现和纠正问题，有助于迅速提高课堂教学质量，实现多元教学评价、全面学习诊断及精准学习服务。

3  智慧教室的设计与实现

我校智慧教室具体由智慧课堂教学系统、全自动互动录播系统、智能黑板、屏幕共享与无线投屏系统、扩声系统、物联网管控系统组成，并设置了可移动组合的桌椅，小教室设置了6组桌椅，配合6个侧屏;大教室设置了10组桌椅，配置了10个侧屏，每组学生一个侧屏。方便教师开展TBL探究式教学和其他混合式教学模式，如图1所示。

3.1  智慧课堂教学系统

智慧课堂教学系统，充分借鉴大脑管理神经行为的机理，打造出承载“教学资源+教学数据+智能分析”的强大“云端大脑”。以“一平三端”在线教学平台为中心、融合教室端、移动端、管理端各类教学应用，涵盖课前、课中、课后的日常教学全过程，建构起完整的课堂智慧教学生态，如图2所示。

我校智慧课堂教学系统，在不增加学校设施投入、不增加教师教学负担的前提下，借助移动互联网、云计算、大数据、人工智能等新兴科技与教育技术的结合，让智慧教学覆盖100%的教学场所和教学全过程，并积累完整的教学大数据，帮助学校实现提高教学质量、提升教学效率、简化教学管理的目标，为教学改革提供强有力的支撑和依据。

3.2  全自动互动录播系统

针对现今高教信息化教学的重点需求，全自动互动录播系统具有视音频采集、远程导播、实时录制、网上直播、在线点播、跟踪切换、设备管理等多种应用功能于一体。能够实现远程巡视课堂、微信互动，根据空间网格技术进行跟踪，不受学生和教师高矮等限制，具有操作简单、录制效果清晰、切换策略符合教学需要等特点，是制作课程的首选，在节省经费的同时，可以自动生成大量的教学资源，配合资源管理平台可以实现校内共享、校外共享、供课外时间进行讨论等优点。

3.3  智能黑板

智慧黑板是集成粉笔板书、大屏高清显示、交互式电子白板、电脑、电视、音箱和网络传输等多项功能于一身的多媒体教学演示与操作平台。结合了传统教学黑板和智能化交互体验，不仅可以实现真实的粉笔、水笔板书，还可以通过搭配交互教学软件与人性化的触控操作，便捷调用多媒体素材资源，打造参与互动式课堂教学。

3.4  屏幕共享与无线投屏系统

屏幕共享与无线投屏系统是指教师借助无线技术，将手机或电脑画面显示在投屏设备上，以实现课件演示、多终端同步，文件传输、实物拍照展示、触摸板控制等操作的过程。我校采用了超星独立开发的新一代投屏技术，只需在投屏码输入框内填入为每堂课生成的专属“投屏码”，即可轻松实现教学内容的无线投屏。通过屏幕共享与无线投屏，可将PPT、文档等教学资料，以及签到、选人、抢答、投票、主题讨论等教学互动过程与结果，实现上墙展示。

3.5  扩声系统

零束缚扩声系统作为本地教学扩声系统，授课教师无需手持或者佩戴任何拾音设备（如无线手持麦克风或2.4 G无线麦克风），只需要在讲台以自然状态进行授课，即可达到扩声效果。系统采用军工波形对比技术，将人声、反射声及环境噪声分离出来，完全自适应消除反馈噪声与自适应抑制环境噪声，能有效地消除系统啸叫及环境噪声。

3.6  物联网管控系统

通过智能平板上的APP轻松控制全部的教学设备，可以控制灯的开关、窗帘、显示大屏以及录播系统等等，课前进入教室后可一键启动所有设备，为上课做好准备，省时省力;下课可一键关闭所有设备，教师无需为操作问题而担心，轻松开启智慧课堂。

4  结  论

西安财经大学智慧教室具有装配丰富、操控简易、交互流畅高效、个性化及协作学习、真实学习情境模拟等优点。基于最新的信息化技術，融合了人机交互、人人交互、内外交互，形成了互动式的智慧教室。实现了教学环境智能化管控、校本资源共建共享，助力在线教学和碎片化教学的推动和实现，还实现了设备互动和校内外互动，轻松实现电脑、手机与显示屏的互动，轻松搭建自主学习环境。

总而言之，高校智慧教室是现代化信息发展、高等教育改革发展亟需深入探索的教学环境。基于”互联网+”时代高校智慧教室的构建在高校教学中有很大的实践价值，值得推广学习。

参考文献：

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作者简介：白海荣（1982.09—），女，汉族，山西太原人，科长，助理研究员，硕士，研究方向：教学管理。