面向智慧教室的智慧课堂APP设计

何杏宇 乔逸沛

摘  要： 面向智慧教室的智慧课堂APP是利用无线网络、云端存储、数据库等技术，将移动端APP与智慧教室相结合，实现新型教育方式，让学习模式更具自主化、现代化，教学方法更加智能化、科技化。本论文设计的APP以“智慧教室”为核心，通过对教室硬件设施的控制，构造舒适便捷的教学环境，可记录智慧教室中课堂教学信息，并实现课程教学资源的共享和检索，使课上与课下紧密相连，以最终提高学生的学习效率与教师的教学效率。

关键词： 智慧教室;智慧课堂;学习模式;教学方法

中图分类号： G434    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.08.061

本文著錄格式：何杏宇，乔逸沛. 面向智慧教室的智慧课堂APP设计[J]. 软件，2020，41（08）：223-225

【Abstract】： To realize student-centered autonomous learning model and support intelligent teaching methods， this paper designs a smart class APP for intelligent classrooms， via combination and utilization of wireless networks， cloud storage， database and other technologies. This APP aims to service for intelligent classrooms， it can control the hardware facilities in the intelligent classrooms to construct a comfortable and convenient teaching environment， and also can record the teaching information in the smart classes to realize the sharing and retrieval of the curriculum teaching resources. This APP can improve both the learning and teaching efficiency， no matter in or out of the intelligent classrooms.

【Key words】： Smart class; Intelligent classrooms; Learning model; Teaching methods

0  引言

智慧教育作为新兴的教育形式，因其具有强大的应用潜能而被各界所关注[1]。其中，智慧课堂是智慧教育领域非常重要且热门的关注点。智慧课堂体现的是在现代信息技术支持下传统课堂教学模式向信息化教学模式的转变，强调教学环境智能创建，是对传统课堂机械式教学模式的变革[2]。为了支撑和实现智慧课堂，智慧教室技术也相应产生[3]。智慧教室是在教室物理环境的基础上融合现代信息技术，通过感知与互动反馈、智能化控制管理、数据分析和可视化展示等手段，实现“学习”无所不在，网络无缝接入和资源共享服务的现代化新型教室[4]。现今各大高校都在对智慧教室进行建设，并进行相应的教学改革。为了实现对智慧教室硬件设施的控制，并对智慧教室中的课堂教学信息进行记录和共享，有待设计出面向智慧教室的新型智慧课堂APP，以促进课上和课下的无缝衔接。智慧课堂APP可以与大数据、云计算和移动互联网技术接轨，方便打造课内课外、随时随地教与学的新型教育教学体系，培养学生学习主动性，提高教师教学工作效，建立更加高效，更加完善的教学方式[5]。

为此，本文提出面向智慧教室的智慧课堂APP，该APP以“智慧教室”为核心，通过对教室硬件设施的控制，构造舒适便捷的教学环境，可记录智慧教室中的课堂教学信息，并实现课程教学资源的共享和检索，使课上与课下紧密相连，以最终提高学生的学习效率与教师的教学效率。

1  面向智慧教室的智慧课堂APP功能设计

智慧教室是借助物联网技术、云计算技术和智能技术等构建起来的新型教室，可通过各类智能装备辅助教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展，实现情境感知和环境管理功能[6]。本文设计的智慧课堂APP对智慧教室提供支持，可对智慧教室中硬件设施进行控制，具有如下几种功能：签到、调节课桌椅、调节灯光、控制投影仪、当作话筒、查找空教室及课表等，可使教学与学习更加便利。本文提出的智慧课堂APP还可以实现课堂信息记录和教学资源的共享。例如教师上课时利用APP当作话筒时记录的音频文件，可用于学生存留进行课堂笔记的整理，课程教学中教师课堂提问和学生课堂互动的录音可发布至论坛用于交流和资源共享。

2  面向智慧教室的智慧课堂APP结构设计

本文设计的智慧课堂APP分为教师和学生两种账户，在登录注册的时候，会进行学校、专业、姓名、学号或工号等的实名认证。其中设置三种模块分别为：课堂教学模块、交流和资源共享模块和智慧教室模块，如图1所示。

智慧教室模块辅助于课堂教学模块和交流和资源共享模块，便于教学信息交互。例如，智慧教室模块的签到功能对课程教学模块中教师的评分有影响，又例如课程教学模块中教师课堂提问和学生课堂互动录音可用于交流和资源共享模块的信息发布。

2.1  智慧教室模块

本文设计的智慧课堂APP具有对智慧教室的硬件控制功能，如图2所示。为了满足每个人身高体型各有不同的需求，本文设计的智慧课堂APP有调节课桌椅的功能，学生可根据自身情况手动调节课桌椅并用APP记录，下次课前扫描二维码，APP会自动调节无需再次手动调节。

智慧课堂APP也可用于调节灯光的强度和颜色，智慧教室一般采用的都是多模式智能灯，学生和教师均可根据室外光照强度、室内昏暗程度，通过APP调节不同模式、不同亮度，营造适合学习的光照环境。

为了改善传统通过控制器控制投影仪的方式投影效果不理想，影响学生上课的兴趣和学习效率等问题。本文设计的智慧课堂APP具有直接调整智慧教室的新型投影仪的清晰度、大小、投影位置的功能，可高效率完成投影仪的调整。此外，教师可通过APP实现文件手机与投影仪同步，可避免出现文件格式不对无法完成投影或投影过程中出现错误的情况。教师还可将视频存储到智慧课堂APP中，通过APP实现手机与投影仪视频同步播放，可通过手机调节音量大小、视频清晰度等。便利课堂教学，提高上课效率。

为了解决传统的话筒会因使用不当产生刺耳的噪音、影响教学的问题。本文设计的智慧课堂APP可当作话筒与扩音器相连，有擴大音量、存留音频文件、将音频文件转换成文本的功能。该功能不仅有效避免噪音问题，而且便利教学与学习。如果学生有需求，教师可将音频文件通过APP发布给学生，学生可根据自身需求通过APP将音频文件转为文本文件。在客观条件允许的情况下，师生也可将该音频文件通过APP上传至交流和资源共享模块里的论坛部分实现资源共享。

针对现今大学上课教室不固定、学生需不定期查看课表、通过截图在手机相册中查找课表不方便、课表更新后学生无法获取最新信息的现状，本文设计的智慧课堂APP的查询课表功能包含上课地址、上课时间、任教教室等信息。学生可使用APP查询实时课表信息，避免出现因此缺席的现象，影响课堂教学。为了满足社团活动、开班会、学生自习等都需要空教室的需求，本文设计的智慧课堂APP具有查询空教室的功能，师生可根据APP查找空教室，但在使用前需对其进行预约登记。

传统签到模式包括上课点名、姓名表签到、软件随机查找签到等。这些方法过程繁琐且占用时间，本文设计的智慧课堂APP在学生到达指定教室且手机与智慧教室的无线网连接后APP自动签到，方便快捷效率高。教师亦可根据签到情况对学生的平时成绩进行评定。

2.2  课程教学模块

课堂教学模块是两种账户有区别的模块，教师账户里有课前、课后、考试和评价四个单元，学生账户里有课前、课后、考试、记录本、错题集、题库六个单元。其中，在两种账户中，课前、课后和考试三个单元根据教师和学生的特性不同，其功能也就不尽相同。

2.2.1  课前单元

在每周上课之前，教师通过所设计的APP发布上课所需品，如是否需要带电脑、上课地点改变指定上课地点等，提醒学生做好准备。教师也可发布重要知识点，让学生有方向有目标的预习，节约时间提高效率。教师亦可发布简要课前预习题，学生完成并通过APP提交，可用来检查预习情况，如图3所示。

2.2.2  课后单元

每节课后，教师可通过本文所设计的APP发布教学PPT、教学视频等教学资源，学生可下载后进行复习、自主学习等，如果允许公开也可上传分享至论坛用于交流和资源共享。为了解决现今用ftp或通过微信、QQ等社交应用软件上交时用网限制、文件格式限制等问题，教师可通过APP发布作业及作业要求，学生可通过APP接收作业，也可直接在APP上交电子版作业。学生也可通过该APP向教师提出问题，教师接收后可通过文本、语音、视频等不同的方式回复，如图4所示。

2.2.3  考试单元

期中期末考试前，教师可通过所设计的APP发布历年考试的题目和复习大纲，学生考试前可通过复习大纲及历年的考试题目进行系统有效率的复习，在复习过程中如若产生疑问可通过该APP向教师提出问题，教师及时做出回答，实现高效率复习。提出问题的时间仅限于每个老师各自的工作时间，教师可设置回答时间并告知学生，学生定点查看避免等待浪费时间，如图5所示。

2.2.4  其他模块

教师账户中的评价模块是需要教师对每个学生的作业及课堂表现有一个评价，教师可根据上课回答问题、签到等各个方面对每堂课每个学生进行评价。APP会对每堂课给每个学生一个默认分数，不用教师逐个评分。如若有特殊情况如某个学生迟到、早退、课堂纪律差或某个学生在上课时表现良好等，教师可对默认分数进行修改，自行评定分数，评定之后点击提交即可保存。如若教师当天并未完成评价，APP会给出提醒，如若教师仍未提交APP会直接存储默认分数。

学生账户中的记录本模块可用来记录一些重难点的知识点，或对一些疑难知识进行总结。错题集模块用来对一些做错的题目或者一些学生认为的难题进行归纳，这两个模块由学生自主定义。题库会根据记录本和错题集里的记录，提取关键字，自动从自身数据库中针对性的生成套题或者小测试，学生可有选择的进行完成，帮助复习巩固知识点。

2.3  交流和资源共享模块

交流和资源共享模块是两种账户所共有的，分为论坛、教程和我的三部分，如图6所示。

在论坛里设置有各种各样的圈子，师生均可根据自己的喜好或需求建立或关注自己感兴趣的圈子。在这些圈子里，师生可发表一些对重难点知识的看法、提出一些疑难问题、对某些问题提出自己的见解等。

在论坛里师生均可共享一些可以分享的教学资源，如教学视频、教学PPT、辅导资料等，更加便利学习。

在教程模块中APP的数据库里会存有针对不同课程的教学视频、文件、素材等教学资源，师生均可通过搜索查找自己所需要的资源。对于师生上传的教学资源，APP也将会根据安全性、可靠性等方面进行筛选，并将通过筛选的信息自动存储在数据库中，完成数据库的扩充。

我的模块中包括账户设置、我的资源和我的收藏三部分。在账户设置中，可以设置自己的喜好、个人信息和头像等。我的收藏中存有关注的圈子、在意的难题和注意的知识点等。我的资源用于存储下载的文件、观看过的视频和上传过的资源等一些教学资源，可更加便捷地找到之前查看过的文件、未看完的视频和上传过的资料等。

3  结束语

随着移动产品的普及，面向智慧教室的智慧课堂APP利用无线网络、云端存储、数据库等技术，将移动端APP与智慧教室相结合，实现新型教育方式，让学习模式更具自主化、现代化，教学方法更加智能化、科技化。本论文设计的智慧课堂APP以“智慧教室”为核心，以“教学”为中心，提高学生的学习效率与教师的教学效率，有效解决传统课堂教学模式单一、出勤率统计方式烦琐、无法有效地利用教室设备、学生上课缺乏兴趣等问题。在相比现今更加舒适的教室环境中，真正实现趣味教学兴趣学习，真正做到现代化教学高效率学习。

参考文献

[1] 恽如伟. 教育信息化语境下的“智慧教育”[N]. 中国教育报， 2017-11-11（003）.

[2] 付慧莲. “互联网+”时代高职院校会计专业智慧课堂教学设计与实施策略研究[J]. 中国管理信息化， 2019， 22（22）： 200-201.

[3] 程瑶. 智慧教室系统对英语教学的促进作用分析[J]. 智库时代， 2019（49）： 103-104.

[4] 何文涛. 智慧教室的媒体产品功能在协作学习中的适用性研究[J]. 中国电化教育， 2018（2）： 73-83.

[5] 张雪东， 李静， 毕好昌. 基于移动平台的智慧课堂App设计[J]. 榆林学院学报， 2019， 29（2）： 105-108.

[6] 杨红云， 雷体南. 智慧教育：物联网之教育应用[M]. 北京：华文出版社， 2016： [08].