智慧教室的研究现状、热点和趋势分析

王妍莉 毛晓龙 李茂兰

摘 要 智慧教室是应用智能技术优化教学的环境，能够更好地为师生之间的数据共享、信息管理和互动交流提供便利。结合科学知识图谱和系统分析方法，基于CNKI和Web of Science数据库，运用可视化分析软件CiteSpace呈现国内外智慧教室的发展现状。2000年以来，相关研究从无到有，呈迅速上升趋势，说明智慧教室仍是目前的热点问题。国内外关于智慧教育的研究可分为基本理论、教学应用和媒体技术三类。后续应从学习空间的设计、评价体系的完善、个性化的教学研究、从智慧教室到智慧学习环境的转变等四方面逐步深入。

关键词 智慧教室 智慧教育 个性化教学 学习空间

作者简介：王妍莉，教育学博士，西北民族大学教育科学与技术学院教授;毛晓龙，西北民族大学教育科学与技术学院硕士研究生;李茂兰，西北民族大学教育科学与技术学院硕士研究生。

基金项目：2020年甘肃省高等教育教学成果培育项目“基于SPOC的课堂教学改革研究”;2021年度甘肃省青年博士基金项目“‘三区三州学前教育数字化资源公共服务均等化机制研究”（2021QB-068）;2021年度西北民族大学中央高校基本科研项目“多维学习空间下大学生学习投入分析评价与干预策略研究”（31920210093）

①陆根书、杨兆芳：《学习环境研究及其发展趋势述评》，《高等工程教育研究》，2008年第2期，第55-61页。

②黄荣怀：《教育信息化助力当前教育变革：机遇与挑战》，《中国电化教育》，2011年第1期，第36-40页。

教室一直是教书育人的主要场所，也是学校教育的核心阵地。教室环境的建设长期受到研究者的广泛关注。①随着现代信息技术的不断推进与发展，“互联网+”融入现代社会的各行各业，对传统教室的建设和改革产生了巨大的影响。②2018年颁布的《教育部关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》提出，要积极推广混合式教学，大力推进智慧教室建设，构建线上线下相结合的教学模式。可以看出，对教室环境的建设、优化得到了基本认同，學界开始深入探索智能技术强化背景下教与学的行为变化。然而，智慧教室何以被称为智慧教室？具有怎样的特征与优势？对教育教学将产生怎样的影响？基于这些问题，本研究利用CiteSpace软件系统分析国内外与智慧教室相关的学术论文，以期深度理解国内外智慧教室的研究现状、热点话题和发展趋势。

一、研究设计与方法

（一）研究方法与工具

本研究主要采用科学知识图谱和系统分析方法，通过关键词共现网络分析、文献的共被引分析、科学合作网络分析等方法进行知识图谱呈现，使用CiteSpace软件对文本信息进行可视化分析，从而展现国内外智慧教室研究发展的知识脉络、现状与动态。在此基础上，深入分析核心文献，系统梳理国内外智慧教室的研究热点与发展趋势。

（二）样本来源

本研究的样本源于CNKI和Web of Science数据库，以2000年以来（2000年1月—2021年12月）刊发的论文为主要对象。在CNKI中使用高级检索功能，以“智慧教室”“智能课堂”“未来教室”和“未来课堂”进行关键词检索，文献来源选择教育相关的CSSCI来源期刊，精确查找并删除获奖展示、广告、会议通知等无效记录，获得267条样本。在Web of Science数据库核心数据合集中以“smart classroom”“intelligent classroom”“classroom of the future”“classroom of tomorrow”为主题，限定教育学、心理学、计算机科学等相关学科领域进行检索，筛选得到385条样本。

二、数据分析与讨论

（一）智慧教室研究的发展阶段

针对2000年以来刊发的文章进行年度量化统计，结果如图1所示。整体而言，与智慧教室相关的研究从无到有，呈迅速上升趋势，这表明智慧教室仍属于目前关注的热点问题，还需要进一步的深入研究。值得一提的是，2020年国内外相关研究的数量呈断崖式下降，推测可能与全球新冠肺炎疫情防控导致学校停课有关，也可能受数据库同步更新速度的影响。

基于发文数量的统计结果，进行综合分析，可以将智慧教室的研究大致分为三个阶段：萌芽阶段、兴起阶段和发展阶段。

1.萌芽阶段

依据发文数量，可以将2008年以前界定为智慧教室研究的萌芽阶段。这一阶段关于智慧教室的研究整体较少，发文量增长较为平缓，智慧教室相关概念比较模糊。尤其在国内，智慧教室的文章数量趋近于零，相关研究主要是对智慧教室方案的构想和对国外研究成果的介绍，例如赵勇等推介了“苹果未来教室计划”实验，认为教师使用技术有五个发展阶段。赵勇、华伟：《教师应当掌握怎样的技术》，《中国远程教育》，2003年第5期，第33-35页。国外对智慧教室的研究侧重于阐述如何将设备设施、技术手段等融入多媒体教室。如Davar等提出智慧教室的灵感源自对智能空间的研究，智能空间是融合了嵌入式计算机、信息设备和多模态传感器的工作环境。Davar P， Nishantha G G D，“Smart classrooms for distance education and their adoption to multiple classroom architecture”， Journal of Networks， vol.3， no.5（2008），pp.56-64.

2.兴起阶段

2009—2014年是智慧教室研究的兴起阶段。2008年11月，IBM公司提出“智慧地球”（Smarter Planet）的概念，界定了智慧教育的框架。这一典型事件引发了智慧教室的研究热潮。陈琳、孙梦梦、刘雪飞：《智慧教育渊源论》，《电化教育研究》，2017年第2期，第13-18页。2010年，我国颁布《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，纲要明确了信息技术对教育发展具有革命性影响，提出要超前部署教育信息网络，为智慧教室的探索注入了动力。随着技术的日益成熟，技术与教育的结合越来越全面和深入，智慧教室的研究成果急剧增加。国外的研究开始关注智慧教室环境下的课堂教学活动，如教师行为、学生投入度、媒体技术对教育教学的影响等，例如，Jim Slotta 教授介绍了人与高科技互动的“智能课堂”的构想;赵建华、朱广艳：《技术支持的教与学——多伦多大学安大略教育研究所Jim Slotta教授访谈》，《中国电化教育》，2009年第6期，第7-12页。Sevindik认为使用传感等技术对于提高学生的学习动机和学业成绩成效很大。Sevindik T，“Futures learning environments in health education： The effects of smart classrooms on the academic achievements of the students at health college”，Telematics & Informatics，vol.27，no.3（2010），pp.314-322.我国学者也开始探索符合国情的研究，如智慧教室的概念特征、理论与技术支持、环境建设等。祝智庭、贺斌：《智慧教育：教育信息化的新境界》，《电化教育研究》，2012年第12期，第5-13页。F576F4FA-76D1-4E4D-852A-D3F352E2AF84

3.发展阶段

2015年至今，国内与智慧教室有关的文章数量呈指数型增加趋势，可以将这个时期界定为智慧教室研究的全面发展阶段。2015年是一个关键性的时间节点，世界经济论坛创始人兼执行主席克劳斯·施瓦布（Klaus Schwab）提出“第四次工业革命”的概念。物联网、大数据、人工智能、虚拟和增强现实等技术逐步广泛应用于教育领域，智慧教室的推进步伐不断加快。2015年，国务院发布了《“互联网+”行动指导意见》，强调要逐步探索网络化教育新模式。智慧教室在人才的规模化与个性化培养方面拥有巨大优势，各类学术研究全面展开，学者们从学习投入、教学效果、学习空间等各个方面展开深入探索。Mendini M，Peter P C，“Research note： The role of smart versus traditional classrooms on students engagement”， Marketing Education Review， vol.29， no.1（2019），pp.17-23.毛齐明、蒋立兵、侯敬奇：《高校教师应用智慧教室的有效性调查研究——以h大学为例》，《现代教育技术》，2018年第10期，第50-56页。江丰光、孙铭泽：《国内外学习空间的再设计与案例分析》，《中国电化教育》，2016年第2期，第33-40页。

（二）智慧教室研究的关键主体

利用CiteSpace软件，以年为基本单位进行时间切片选择，分析2000—2021年的文献，得出作者与发文机构的共现图谱。

1.主要研究机构

发文量的高低可以體现出研究机构对智慧教室的关注程度和相应的科研实力。2000—2021年，排名榜首的是华东师范大学（文章首次出现年份是2009年），发文34篇。其次是华中师范大学，发文30篇。发文量在10篇以上的学校包括北京师范大学、安第斯大学（Universidad de los Andes）、清华大学等。从发文量还可以看出，国内研究智慧教室的学者主要集中在师范类院校。

2.关键研究作者

普赖斯提出了核心作者的最低发文数量计算公式：m=0.749×nmax，nmax为统计时间范围内作者的发文数。2000—2021年，在智慧教室领域，发表文章最多的作者是张际平教授团队，发表相关文献20篇，通过核心作者的最低发文数量计算公式，计算得到国内m=3.35，国外m=2.73，向上取整数值分别为4和3。根据这样的方法，发现研究智慧教室的核心作者多是教育技术学方面的专家。张际平团队发文20篇，陈卫东、许亚锋、Jose Aguilar、张屹、叶新东等的发文数量均在10篇以上。

（三）智慧教室研究的主题分析

1.关键词共现网络分析

运行CiteSpace软件，选择分析项目，选择方法为“g-index，k=25”，无剪裁。其他设置为默认选项，分别得到CNKI和Web of Science数据库中相关论文的关键词共现网络分析图谱，如图2、3所示。

共现网络分析图谱中，节点代表关键词，连线代表关键词之间的联系，节点的大小表示关键词的出现频次。图2中出现306个节点，548条连线;图3中出现380个节点，729条连线。综上可以看出，关键词之间虽有联系，整体密度却不高（国内文献密度为0.0117，国外文献密度为0.0101）。高频次的关键词常被用来确定一个研究领域的热点问题。栾春娟、赵呈刚：《基于SCI的基因操作技术国际前沿分析》，《技术与创新管理》，2009年第1期，第11-13页。本文基于CiteSpace软件可视化分析结果，统计出国内外智慧教室研究领域前10位的高频关键词，结果如表1所示。频次和中心性较高的关键词包括智慧教室（smart classroom）、未来课堂、智慧教育、学习空间、物联网（internet of thing）、增强现实（augmented reality）、环境智能（ambient intelligence）、人工智能、云计算（cloud computing）、协作学习等，这些关键词代表了智慧教室研究中，学者们聚焦领域和研究热点的变化。

2.关键词聚类分析

通过对数似然率算法（Log-Likelihood Rate）对相关文献的关键词进行聚类分析，以该类中取值最高的关键词作为聚类名称，如图4、5所示。聚类模块值（Modularity）即Q值，国内文献为0.755，国外文献为0.745，一般认为Q>0.3即意味着聚类结构显著。聚类平均轮廓值（Silhouette）即S值，国内文献为0.933，国外文献为0.912，一般认为S>0.7即表示聚类是令人信服的。因此，可以证明聚类图谱分析具有合理性。陈悦、陈超美、刘则渊等：《CiteSpace知识图谱的方法论功能》，《科学学研究》，2015年第2期，第242-253页。

图4显示，国内研究共分为11个聚类，分别为“智慧教室”“教育信息化”“教学变革”“教学设计”“教学结构”“媒体技术”“互动”“教学行为”“PBL教学”“教学模式”和“教学应答系统”。图5显示，国外研究共分为9个聚类，分别为“smart learning environment（智慧学习环境）”“machine learning （机器学习）”“enabling spaces（适应性空间）”“mobile ad hoc networks（移动自组织网络）”“digital competences（数字能力）”“software systems（软件系统）”“learning analytics（学习分析）”“intelligent classroom（智能教室）”和“distance education（远程教育）”。

三、智慧教室研究进展述评F576F4FA-76D1-4E4D-852A-D3F352E2AF84

有学者认为智慧教室的构建需要三个维度的要素：技术、环境和执行过程。Recalde J M，Palau R， Galés N L， Gallon R，“Developments for smart classrooms：School perspectives and needs”， International Journal of Mobile and Blended Learning， vol.12， no.4（2020）， pp.24-50.根据该理论框架，结合上述关键词共现网络分析图谱、聚类图谱，合并类似的主题内容，对智慧教室的研究进展进行系统述评。

（一）智慧教室基本理论研究

1.智慧教室概念

关于智慧教室的概念，研究者从不同角度进行了界定。基于作者合作网络分析图谱获得的核心作者，分析相关文献，总结归纳智慧教室的概念。

有研究者从教与学交互的角度进行界定，认为智慧教室是为整个教学过程（包括教学内容、资源获取、教学交互等）提供便捷、优化、智能管理的新型教室。黄荣怀、胡永斌、杨俊锋等：《智慧教室的概念及特征》，《开放教育研究》，2012年第2期，第22-27页。聂风华、钟晓流、宋述强：《智慧教室：概念特征、系统模型与建设案例》，《现代教育技术》，2013年第7期，第5-8页。有研究者从技术的角度出发进行界定，认为智慧教室是由普适计算技术、物联网技术、云计算技术、实时传感和机器智能等技术构建起来的，它能显著增强学生和教师的学习体验，创造无缝沟通的环境。张亚珍、张宝辉、韩云霞：《国内外智慧教室研究评论及展望》，《开放教育研究》，2014年第1期，第81-91页。Yelin K， Soyata T， Behnagh R F，“Towards emotionally aware AI smart classroom： Current issues and directions for engineering and education”， IEEE Access，vol.6（2018），pp.5308-5331.也有研究者用“未来课堂”指代智慧教室，“未来课堂”是一个新型教学活动场所，坚持人本主义、互动、环境心理学等理论，依靠信息、智能、人机交互等技术，从空间重构与技术促进两个方面充分发挥各种课堂组成要素的作用，旨在构建可以充分发挥课堂主体主动性、能动性的环境，实现和谐、自由发展的教与学。张际平、陈卫东：《教学之主阵地：未来课堂研究》，《现代教育技术》，2010年第10期，第44-50页。许亚锋、叶新东、王麒：《未来课堂的设计框架研究》，《远程教育杂志》，2013年第4期，第83-91页。

2.智慧教室特征

虽然学界对智慧教室没有形成统一的概念，但是现有概念都具备交互性、系统性、智能性等特征。

第一，交互性。智慧教室的交互性不仅强调在教室的物理空间中教学主体的交流互动，同时还注重教育的衍生空间，即学习者与外部环境的交互，教室不再是一个封闭的场所，而是一个有意义的学习环境。在技术的支持下，教学主体可以充分开展协作交流，因此在智慧教室中的学习是一种集体产品，而不是单一方向的思维输出。Liu T C， Wang H Y，Liang J K， Chan T W， “Applying wireless technologies to build a highly interactive learning environment”， Wireless and Mobile Technologies in Education， Doi：10.1109/WMTE.2002.1039222. 教师和学生可以摆脱多媒体教室或者网络教室中手离不开键盘的局限，利用自然化的手段和方法，就知识内容进行实时交互，在同一时间实现多维化的交互。

第二，系统性。智慧教室的建设需要凸显系统性，不是各种硬件技术的叠加，而是系统的设计，甚至包括考虑对学习者的心理影响。崔亚强、甘启宏、王春艳：《高校智慧教学环境的建设和运行机制思考——以四川大学为例》，《现代教育技术》，2020年第3期，第95-100页。贺占魁、黄涛：《高校智慧教室的建设理念、模式与应用展望——以华中师范大学为例》，《现代教育技术》，2018年第11期，第55-61页。有研究表明，物理环境的建设直接影响学生的学习体验与效率，舒适感、安全感和愉悦感能激发学生积极的情感体验，形成一种乐学的心理状态。叶新东、陈卫东、张际平：《未来课堂环境的设计与实现》，《中国电化教育》，2014年第1期，第82-87页。郭成：《试论课堂教学环境及其设计的策略》，《西南师范大学学报（人文社会科学版）》，2001年第2期，第75-80页。智慧教室的学习环境在一定程度上会对学生的学习行为产生积极的影响。Tibúrcio T， Finch E，“The impact of an intelligent classroom on pupils interactive behaviour”， Facilities， vol.23， no.5/6（2005），pp.262-278.因此，在设计智慧教室时要考虑硬件设备之间的系统关系，如自动调节温度、光线、音效、桌椅位置等，提高学习者和教学者的操作便捷性，保证他们的交互处于有效状态。陈卫东、叶新东、秦嘉悦等：《未来课堂——高互动学习空间》，《中国电化教育》，2011年第8期，第6-13页。戴晓娥：《智能反馈系统参与高互动课堂的形式和特点》，《中国电化教育》，2012年第5期，第109-112页。李葆萍等认为，智慧学习环境应专注于学生获得真实的学习体验，以便分析大规模的学习数据。李葆萍、江绍祥、江丰光等：《智慧学习环境的研究現状和趋势——近十年国际期刊论文的内容分析》，《开放教育研究》，2014年第5期，第111-119页。

第三，智能性。智慧教室的建设需要强调设备操作的集成处理和一键式控制，避免繁杂的操作步骤。智慧教室应该帮助学生开展自主、泛在、多样化的学习，帮助教师收集评测、观察过程中的数据。在智慧教室环境下，学习者和教学者可以很容易地获取信息而不受设备的限制，全身心投入学习和教学活动中。F576F4FA-76D1-4E4D-852A-D3F352E2AF84

（二）智慧教室教学应用研究

1.教育学理论基础

作为新型学习空间的一种，智慧教室的目的是支持学习者的学习，提升学习者的绩效。关于智慧教室如何支持学习和提升绩效，目前主要有两种看法：一种观点认为，智慧教室应该尽可能地多样化、灵活化，方便配置，支持不同的学习方式;高丹丹、陈向东、张际平：《未来课堂的设计》，《中国电化教育》，2009年第11期，第11-15页。另一种观点认为，应根据不同的学习方式开发对应的智慧教室。Ramsden B，“Evaluating the impact of learning space”， Reference Services Review， vol.39， no.3（2011），pp. 451-464.兩种观点都强调，不同的学习方式需要的环境是不同的。以往针对传统教室的教育理论、学习理论和评价体系无法完全适配智慧教室。

与传统教室相比，在智慧教室中，学生的角色、教师的角色、学习资源的呈现方式都有所转变。刘海、陈莹莹、张昭理等：《多学科资源工具研制与教学实践创新研究》，《电化教育研究》，2018年第4期，第46-51页。基于这些变化，笔者主要从学习理论和教学理论两个方面对智慧教室的理论基础进行探讨。

第一，学习理论。智慧教室环境下，主流的学习活动包括发现学习、探究性学习、体验学习、基于问题的学习等，均受到建构主义理论的指导。van Joolingen W R， Jong T， Lazonder A W， Savelsbergh E R， Manlove S，“Co-Lab： Research and development of an online learning environment for collaborative scientific discovery learning”， Computers in Human Behavior， vol.21，no.4（2005），pp.671-688.建构主义是一种在20世纪末迅速发展的学习理论，其核心要素——协作与真实的情境被视为促使学习发生的重要因素。何克抗：《建构主义的教学模式、教学方法与教学设计》，《北京师范大学学报（社会科学版）》，1997年第5期，第74-81页。许亚锋、赵博、张际平：《论技术支持的学习空间的领域基础》，《现代教育技术》，2015年第8期，第33-39页。智慧教室不仅帮助学生摆脱了传统教室中桌椅板凳等物质的束缚，开辟了更多的学习资源获取方式，而且还可以为学生建构相应的学习情景与环境。余鹏、李艳、沈振兴等：《高校四元智慧应用模型的设计与有效性验证》，《现代教育技术》，2020年第11期，第84-90页。在智慧教室中，学生的角色从传统教室中的“被动参与者”转变为“学习主导者”。

第二，教学理论。教授主义作为传统教室环境中的支撑理论，一直推崇学校教育的目的是将陈述性知识和程序性知识传授给学生。[美]基思·索耶：《学习科学及其跨学科基础》，《世界教育信息》，2011年第7期，第26-29页。随着研究的深入，新观点不断出现，例如认为知识的理解与运用远比记忆更重要;不仅要注重教的重要性，更要注重学的重要性;教师不能仅仅作为知识的传输者，更要在“传道授业解惑”中“授之以渔”，教会学生学习的方法。学界对这些新观点逐步达成了广泛共识。然而，理论落地需要教学环境的支持，智慧教室在技术的有效支持下，可以创设不同的学习环境，使学生与学生之间、学生和教师之间进行合作、开发存储知识资源并确定学习目标。Brown A L， Campione J C，“Guided discovery in a community of learners”， Classroom Lessons Integrating Cognitive Theory & Classroom Practice，Doi：10.1111/j.1600-0579.2011.00693.x.不同于传统教室中“人灌”的教学方式和多媒体教室中“机灌或人机混合灌”的教学方式，在智慧教室中，教师的角色由“课堂讲授者”向“学习引导者”转变，有效支持了教学理念的改革实践。

2.教学应用模式

关于智慧教室，目前有两种较为广泛的模型，即SMART模型和iSMART模型。

较之传统教室和多媒体教室，智慧教室的区别体现为“智慧性”，由“黑板+粉笔”模式或“计算机+投影”模式转变为“智慧型”教室。黄荣怀等提出了智慧教室的SMART模型，包括内容呈现（Showing），强调教学信息的呈现要清晰、合理、优化;环境管理（Manageable），强调智慧教室要布局多样、管理有效;资源获取（Accessible），强调教学资源丰富，设备接入便捷;及时互动（Real-time Interactive），强调智慧教室应该实现良好的人机互动、深度互动和互动跟踪;情境感知（Testing），强调多元的物理环境和对良好学习行为的感知能力。这五个维度正好体现了智慧教室的特征， 故称为SMART模型。黄荣怀、胡永斌、杨俊锋等：《智慧教室的概念及特征》，《开放教育研究》，2012年第2期，第22-27页。

在SMART模型的基础上，聂风华等进一步从系统组成的角度构建了智慧教室的iSMART模型。在该模型中，智慧教室由基础设施（Infrastructure）、网络感知（Network Sensor）、可视管理（Visual Management）、增强现实（Augmented Reality）、实时记录（Real-time Recording）、泛在技术 （Ubiquitous Technology）等六大系统组成，将六个关键词的首字母提取出来， 可以缩写为“iSMART”，聂风华、钟晓流、宋述强：《智慧教室：概念特征、系统模型与建设案例》，《现代教育技术》，2013年第7期，第5-8页。由此为智慧教室的建设提供了新的参考模型。F576F4FA-76D1-4E4D-852A-D3F352E2AF84

（三）智慧教室媒体技术研究

技术是智慧教室区别于传统教室的重要体现，技术的应用与发展成为影响学习和教学活动有效性的关键。许亚锋、张际平、高丹丹：《技术支持的体验学习研究述评》，《远程教育杂志》，2012年第4期，第20-29页。技术支持不仅实现了教学中心的转变，余鹏、李艳、沈振兴等：《高校四元智慧应用模型的设计与有效性验证》，《现代教育技术》，2020年第11期，第84-90页。还有助于培养学生的学习能力和社交能力。分析有关智慧教室的文章，智慧教室的技术支持可以分为技术支持教育环境、技術支持教育教学、技术支持教育管理等三个方面。

1.技术支持教育环境

技术支持下的智慧教室环境包括真实的物理环境和虚拟的网络环境两种。教室环境会影响学习者的进度、情绪、专注力等。传统教室的物理环境模式单一，例如：固定位置的桌椅、恒定的温度与光亮、单一的视觉和听觉效果等。但是在智慧教室中，利用物联网、大数据等技术可以对物理环境进行实时管理，使得人与环境的关系更加和谐。智慧教室中的网络环境不仅包括更多元的教学资源，也包括技术支持下的体验性学习。例如应用虚拟现实与增强现实技术可以更好地开展教学活动;Dong P J， Ma B， Wang F C，“Development and evaluation of an experiential learning service in 3D virtual world”， 2010 International Conference on Service Sciences， Doi： 10.1109/ICSS.2010.37.虚拟现实技术使学习活动的交互性更为突出，更适合体验学习。Kalyuga S，“Enhancing instructional efficiency of interactive E-learning environments： A cognitive load perspective”， Educational Psychology Review， vol.19， no.3（2007），pp.387-399.

2.技术支持教育教学

智慧教室环境中的教育教学可以为学生和教师提供相应的技术支持。在以往的教学环境中，学习交互多在师生之间或者生生之间开展，因此，教育教学方法多围绕这两方面展开。但在智慧教室环境中，学习交互还包括人机交互和人与环境的交互。随着技术的飞速发展，云计算、虚拟现实、增强现实等设备和技术被引入智慧教室，教师可以使学生获得身临其境的感受，教学过程中可以对知识内容进行实时的共享、访问和交流，学生在学习中的交互变得更加容易。此外，智慧教室的基本功能之一便是根据课程内容，提供合适的策略和支持方案，满足学生的需求。Aguilar J， Sánchez M， Cordero J，“Learning analytics tasks as services in smart classrooms”， Universal Access in the Information Society， vol.17， no.4（2018），p.693.因此，智慧教室应该根据每个人的发展情况提供有针对性的技术支持，或者帮助学生根据自己的学习概况定制自己的道路。Shimaa O， Mahmoud A E， Salama S E， Yehia H，“A proposed paradigm for smart learning environment based on semantic web”，Computers in Human Behavior，vol.72（2017），pp.796-818.

3.技术支持教育管理

在信息数字化时代，移动设备如手机、平板电脑等在日常生活中不可或缺。在教育教学中忽略这些设备，显然是不现实的。因此，必须将移动设备完全集成到智慧教室中，使其成为教育教学的一部分。例如通过手机、智能手表等设备检测学生的出勤情况。此外，智慧教室配备的传感器和识别系统可以帮助教育者监控室内环境，调节空气质量等因素。例如及时通风、保持舒适的温度、保证合适的光线等。传感器还可以用于语音检测和识别、面部识别、运动跟踪等，以判断学生是否掌握了所学知识，检测学生的动作、情感状态和健康状况等。Uskov V L， Bakken J， Pandey A，“The ontology of next generation smart classrooms”， Smart Education and Smart e-Learning，Doi：10.1007/978-3-319-19875-0_1.部分研究者正在尝试将传感器放置在手机、智能相机之类的设备中。

（四）智慧教室研究发展趋势

1.智慧教室学习空间的设计

传统教室往往被认为是开展教学活动的空间，主要强调实体性的物理空间，随着信息技术的发展，尤其是计算机通信技术在教育中被广泛运用之后，更多研究者开始用“学习空间”的概念来界定“包含了物理空间和虚拟网络空间的用于学习的场所”许亚锋、尹晗、张际平：《学习空间：概念内涵、研究现状与实践进展》，《现代远程教育研究》，2015年第3期，第82-94页。。智慧教室被认为是学习空间的典型代表，张际平、陈卫东：《教学之主阵地：未来课堂研究》，《现代教育技术》，2010年第10期，第44-50页。Wilson G， Randall M，“The implementation and evaluation of a new learning space： A pilot study”， Research in Learning Technology， vol.20， no.2（2012），p.17.以人工智能、学习分析、虚拟助理等为代表的信息技术构成了智慧教室的核心技术支持，但研究者们也达成基本共识，即技术本身不会促进学习，只有对技术进行有效的运用才能够促进学习。从2019年的《地平线报告》开始，学界多次提出，重新设计学习空间将是未来发展的趋势，重点是扩展现实学习环境的设计。兰国帅、郭倩、吕彩杰等：《“智能+”时代智能技术构筑智能教育——〈地平线报告（2019高等教育版）〉要点与思考》，《开放教育研究》，2019年第3期，第22-35页。关于智慧教室的建设，需要关注基于学习者体验的空间设计，具体地考虑桌椅位置、温度、光线、操作设备等物理环境，也包括研究开放资源、网络连接、智能体验等虚拟空间。这些实践需求会催生新的跨学科研究，如学习体验设计、学习工程等。将实践与理论结合起来，有助于逐步优化智慧教室学习空间的设计。陈新亚、李艳：《〈2020地平线报告：教与学版〉的解读及思考——疫情之下高等教育面临的挑战与变革》，《远程教育杂志》，2020年第2期，第3-16页。F576F4FA-76D1-4E4D-852A-D3F352E2AF84

2.智慧教室评价体系的研究

2020年颁布的《深化新时代教育评价改革总体方案》对新时代的教育评价改革进行了全面部署。在智慧教室环境中，如何有效评价教学效果？如何对学习进行过程性评价？如何确定技术的有效作用？这些都是需要进一步关注和细化的问题。应当在遵循教学目标的基本原则下，对技术支持的教学开展评价。例如，精准的学习分析技术可以详细记录学习者的学习行为、生理反应等，从而为教师提供即时的反馈，作为评价的参考依据。动态积累的学情信息形成一定规模后，可以开展大数据的科学统计，为一线教师、教育管理部门和教育决策者提供量化的分析结果。然而，分析过程中要特别注重道德伦理，慎重对待数据的透明度、所有权和控制权、可访问性、有效性和可靠性、机构责任、授权许可、学生参与和责任等问题。

3.智慧教室环境下个性化教学研究

教室是学生学习的主要场所之一，教室的建设质量直接影响学生的学习效果、身心健康。王晓晨、江绍祥、黄荣怀：《面向智慧教室的中小学课堂互动观察工具研究》，《电化教育研究》，2015年第9期，第51-55页。智慧教室是信息时代的产物，应当满足目前学生的学习需求，在促进学生的个性化发展方面起到一定的积极作用，为“培养全面发展的人”提供物质基础。未来，智慧教室在人才培养方面将提供强大的助力。随着技术的不断进步与发展，学习资源的获取将会越来越便捷，人们可以随时随地进行学习，智慧教室正是为应对这种新的学习范式而创建的物理空间。因此，在智慧教室的建设与发展过程中，还必须考虑所有流程的个性化设计，以便为小组的学习活动和个人的任务完成提供更有效的方案。Shimaa O， Mahmoud A E， Salama S E， Yehia H，“A proposed paradigm for smart learning environment based on semantic web”，Computers in Human Behavior，vol.72（2017），pp.796-818.此外，构建智慧教室还要考虑包容性，无论学生拥有怎样的基础知识和能力，都有相同的机会参与教学活动。Webster C B，Dunn B C，“Creating a model of sustainability through the design， construction， and operations of a new high school”， Journal of Green Building， vol.6， no.3（2011），pp.1-20. Angelis E D，Ciribini A L C，Tagliabue L C，Paneroni M，“The brescia smart campus demonstrator. Renovation toward a zero energy classroom building”， Procedia Engineering， vol.118（2015），pp.735-743.

4.從智慧教室向智慧学习环境的转变

2018年，教育部印发《教育信息化2.0行动计划》，明确要求构建智慧学习支持环境。在全球新冠肺炎疫情防控的背景下，在线教学和技术应用普遍被人们接受。后疫情时代，高校加快了混合式教学改革的步伐，这意味着高校教育逐步向以学习者为中心转变。高巍、周嘉腾、经湛等：《后疫情时代的高等教育技术转向：实践反思与未来图景——〈2021地平线报告（教与学版）〉要点分析》，《现代远程教育》，2021年第3期，第63-72页。教学模式的转变会产生更加多元化的教学方式，例如正式学习和非正式学习、在线教学和课堂教学、讲授教学和协作教学等。这些教学方式的有效实施将对教学环境不断提出新的需求，例如从智慧教室的优化，到智能化校园的建设与发展等。适合终身学习、泛在学习的智慧学习环境将成为今后发展的主要趋势。

〔责任编辑：沈 丹〕F576F4FA-76D1-4E4D-852A-D3F352E2AF84