高校智慧教育实训室使用现状分析与对策研究——以广西科技师范学院为例

李晓川

（广西科技师范学院，广西来宾 546199）

为进一步提升师范生教学技能，切实增强师范生实际操作能力，有效促进教师开展教学改革，广西科技师范学院专门建设了一批智慧教育实训室。区别于传统教室，智慧教育实训室有利于扩展师范生眼界，使其掌握先进教学设备的使用方法和操作流程；有利于教师进行课堂教学改革，进而为地区培养更多高素质的应用型人才和创新型人才。

1 智慧教育实训室的组成

智慧教育实训室主要由高清录播系统、研讨互动系统、5G 网络系统、智慧显示系统和教师主控系统5 个功能部分组成[1，2]。上述5 个系统互相配合，构成了智慧教育实训室的整体功能，其功能连接如图1 所示。

图1 智慧教育实训室功能连接图

1.1 高清录播系统

高清录播系统由高清云台摄像头、录播软件系统、录播主机3 个部分组成，用于录课。

（1）高清云台摄像头分布在智慧教育实训室的前面和后面。智慧教育实训室前面有2 个摄像头，分布在正中和侧方，用于获取教室前方全景和学生全景；智慧教育实训室后方有3 个摄像头，分别用于获取教室后方全景、教师特性镜头和学生特性镜头。为了能够实时跟踪教师和学生景象并自动切换，在教师讲台上方配有3 个图像定位分析仪，用来获取教师当前位置，将定位分析仪输出的数据传回录播系统，用于分析教师当前位置在全景系统中的位置，然后控制摄像头的焦距和方向；教室上方配有若干个拾音器，可以将教室里的声音输出到录播系统，也可以和摄像头配合，对当前说话者进行定位。

（2）录播软件系统用来对录播主机进行设置，主要包括录播和交互两大功能，同时可进行实时直播。对于录播功能，可以选择自动录播、半自动录播和手动录播3 种方式。借助定位分析仪和拾音话筒，自动录播方式可以实时跟踪当前说话音量最高的教师或学生，实现对摄像头的控制。半自动录播方式需要手动选择跟踪摄像头，并对选中的摄像头进行控制。手动录播方式需要手动选择摄像头，同时对摄像头在软件控制页面进行焦距和运动方向的控制。对于交互功能，可以在校园网范围内进行实时互动，可以开展互动教学或者会议互动；对于学校之间的教学互动，互动方需要使用相同类型的录播主机，并注册统一的服务期。

（3）录播主机。录播主机是高度集成的一体化录播设备，具有4K 高清采集、4K 高清编码、视频直播、实时导播、远程交互等功能。录播主机作为智慧教育实训室录播设备的核心，既能满足教师独自操作“一键式”全自动跟踪拍摄的需求，亦能作为远程互动教学、教研的利器。录播主机，出厂时会有IP 地址，是一个嵌入式网络设备。在智慧教室具体应用时，需要向学校负责管理网络地址的职能部门申请IP 地址，用于接入学校的校园网系统。采用服务器—客户端模式，师生可以通过在电脑网页端输入IP 地址远程或本地访问录播主机，也可以通过网页观看录播界面。通过客户端网页，师生可以操作摄像头，比如镜头的切换、摄像头的转动等。录播主机通过HDMI、SDI、RJ45 等接口与高清摄像头、拾音器和网络连接，内部嵌入音视频编解码处理算法，可以实现直播、导播和远程交互等功能。

1.2 研讨互动系统

研讨互动系统由交互录播主机、多屏分组研讨系统、交互终端、数据中心等组成，依托交互式一体机、平板电脑、手机等智能终端和智慧课堂系统，为小组分组—小组研讨交流—小组成果展示等小组活动提供全方位的支持；支持交流研讨、多屏互动、成果展示、多元评价等功能，使小组研讨活动组织更加便捷，同时使研讨过程和研讨细节可视化、可回溯化，还可以对小组、学生进行针对性的评价。

（1）交互录播主机。交互录播主机通过局域网和交互终端互联，同时通过HDMI 等技术与多屏分组研讨系统互联，实现数据的双向通信；此外，交互录播主机通过互联网与数据中心交换授课数据，包括学情分析、课件批注、督导教学和实时互动等[3]。

（2）多屏分组研讨系统。多屏分组研讨系统包括分屏主机、触摸一体机和研讨摄像机等。分屏主机用来接收交互录播主机发送过来的音视频、图像和文本等交互数据信息，一般和触摸一体机绑定在一起。触摸一体机类似一个嵌入式智能电脑，可以设置成WIN 模式、Android 模式和HDMI 模式，其中HDMI 模式可以接收来自交互录播主机发送过来的数据，也可以将触摸屏上的批注等信息发送至教师端。研讨摄像机用于当前小组研讨内容的实时直播，并将直播数据通过分屏主机输送至交互录播主机后分发给其他触摸一体机、教师端或交互终端。

（3）交互终端。交互终端一般使用智能平板电脑、智能手机和笔记本电脑等易携设备。为保证每名学生都能参与教学研讨活动，教师端发送的数据可以通过局域网络发送至学生使用的平板电脑或手机上。学生在平板电脑或手机上安装交互软件，通过交互软件可以与教师端实时互动。

（4）数据中心。数据中心一般是由专业技术公司搭建的数据平台，用于存储大量实时数据并提供数据仓库支持，一般包括督导教学系统、学情分析系统和微课优课建设系统等[3]。

1.3 5G 网络系统

5G 网络系统由5G Wifi 系统和路由系统组成，用于连接录播系统、智慧交互系统、智慧显示系统和教师主控系统以及外联设备[4，5]。

1.4 智慧显示系统

智慧显示系统由智能交互一体机和大屏显示系统构成，包括了师范生需要的大部分素材。智能交互一体机通过HDMI 和1394 接口与交互录播主机、大屏显示系统进行物理连接，实现主控电脑画面与智慧一体机、触摸一体机同步显示。

1.5 教师主控系统

教师主控系统由智能主机和智慧软件组成。

（1）智能主机能够满足智慧软件对于各种硬件的需求。

（2）智慧软件。教师端是配合研讨互动系统使用的教师移动教学软件。通过教师助手，教师可以走下讲台移动教学，与学生进行高效互动，提高课堂教学质量与效率[6]。其特色功能有课件演示、随堂拍和分组教学等。①课件演示：教师使用App 即可查看并演示课件，通过“画笔”功能在课件上进行批注，课件和批注内容均同步显示在教学大屏上。 ②随堂拍：教师可对教学场景、学生作品进行拍照和录视频，并即时同步到教学大屏上，供学生观摩。③分组教学：对学生进行分组后，教师可以通过App随时调取各小组的中屏画面至大屏展示，学生对不同小组的作品一目了然。

2 智慧教育实训室使用情况分析

2.1 使用时出现的问题

由上文可知，智慧教育实训室使用了多种先进的科学技术，为大学教师和学生带来了很多方便。但是在实际使用中，由于多方面的原因，智慧教育实训室的使用效果并不是很理想。广西科技师范学院建成智慧教育实训室后，经过两年多的运行和使用，笔者在对智慧教育实训室使用时教师和学生出现的问题进行了总结。常见问题如表1 和表2 所示。

表1 智慧教育实训室使用出现的问题（教师使用）

表2 智慧教育实训室使用出现的问题（学生使用）

2.2 分析出现的问题

由表1 和表2 可以得知，教师和学生在使用智慧教育实训室时有一些共同问题，比如不会操作设备和软件、不遵守设备操作流程等。经过笔者的观察以及与教师和学生的沟通，总结出以下出现问题的几点原因。

（1）在进行智慧教育前期培训的时候，一些教师没有参加培训，认为自己完全有能力使用智慧教育实训室的设备，没有必要参加培训；即使教师参加了培训，而且在培训现场也实际操作了设备，针对自己在操作时不懂的地方提出了问题并得到了解决，但由于教师的重点放在了备课和授课上，在培训后没有对智慧教育实训室设备的功能以及使用方法进行深入研究和学习。

（2）教师不仅会在智慧教育实训室上课，也会在其他教室上课，由于多年在普通教室上课，更加熟悉多媒体教室上课的特点，而不太熟悉智慧教育实训室的授课方式，因此，没有强烈的意愿到智慧教育实训室上课；教师教授同一门课程，会在不同地点上课，其中一周只有一两次课是在智慧教育实训室，上完课后便忙于教学科研，没有足够的时间专门学习智慧教育实训室各种设备的使用方法。

（3）智慧教育实训室所在楼宇在设计建造时没有充分考虑网络、用电等因素，可能会出现网络IP不够用、线路载流不够大等情况，因此，造成网络体验不够好、电力跳闸等问题，导致教师和学生不愿意在智慧教育实训室上课、学习。

（4）学生在使用智慧教育实训室时，由于没有接受过专门的培训，导致不知道智慧教育实训室位于哪里，设备操作的熟练度不够。学生对于先进的教育教学设备是充满了好奇心的，而且有强烈的意愿来使用这些设备，但由于了解不足，影响了学生对智慧教育实训室设备的使用。

（5）由于智慧教育实训室是新建设的，而且多数教师习惯了多媒体教室的授课方式，因此，对智慧教育实训室的使用持观望态度；教师较少主动研究和学习智慧教育实训室设备的使用方式，认为智慧教育实训室设备的使用步骤和操作流程比较复杂，影响了正常授课的开展。

（6）部分教师的授课理念比较落后，仍倾向于普通的授课方式。部分教师的专业不是计算机类，是文科类，难以熟练操作设备和软件，对于计算机操作和文档处理软件不熟悉，遇到问题时难以解决。

（7）对智慧教育实训室的宣传不到位。智慧教育实训室建成以后是以通知方式下达到二级学院，二级学院联络员接收到通知后，转发到学院教工群里。但是由于平常工作事务多，教师未能及时了解通知的具体内容。

3 智慧教育实训室使用对策

为了更好地发挥智慧教育实训室的功能和作用，以及更好地解决师生在使用智慧教育实训室时出现的问题，笔者参考同类学校的做法，根据所在学校实际情况，制定了以下对策。

3.1 采用集中培训和分散培训两种培训方式

（1）集中培训方式。智慧教育实训室建成后，建设方或学校可以就智慧教育实训室的总体运行和使用情况向教师开展全面的培训。待教师了解和认识智慧教育实训室的整体功能后，再让各个设备的供应商派出专业技术人员对教师进行相关设备或软件的培训，这样教师可以对智慧教育实训室的各项分功能有所了解，从而进一步认识和掌握智慧教育实训室的功能。（2）分散培训方式。平时教师的教学和科研任务较重，难以抽出时间接受集中培训，也难以抽出时间来到智慧教育实训室对设备进行研究和学习，故而，学校可对教师进行课前短时培训，使教师可以在较短时间内掌握智慧教育实训室的基本操作。

3.2 制定标准操作流程

在智慧教育实训室里粘贴标准使用流程，教师或学生可以根据标准使用流程操作设备。标准流程给出了教师或学生在使用智慧教育实训室时最基本和关键的操作流程：（1）检查教室设备是否通电；（2）检查教室网络设备是否通电；（3）检查便携式话筒是否有电；（4）开启设备；（5）连接并登录网络；（6）开启授课所需软件；（7）检查音箱是否正常工作；（8）关闭软件、网络和其他设备。这些步骤虽然不多，但一些教师和学生无法完全记住，因此，学校专门开发了一款微信小程序，此微信小程序的功能是教师或学生可以在使用智慧教育实训室之前，学习标准使用流程。

3.3 加大智慧教育实训室宣传力度，组织新生参观智慧教育实训室，并纳入新生入学教育体系

在对大多数学生的调查中发现，很多学生不了解学校建设了智慧教育实训室，对哪里有智慧教育实训室并不清楚。这种情况不仅仅发生在新生当中，也发生在高年级学生中。因此，很有必要组织学生参观智慧教育实训室，或是在班级会议上宣讲学校智慧教育实训室。对于新生，可以组织他们分批次分时段参观智慧教育实训室，从而让学生知道智慧教育实训室是什么、在哪里、如何使用。

3.4 多体验、多排课，提高智慧教育实训室利用率[7-10]

当前在教务系统排课时，部分教师倾向于将课程安排到普通教室或是多媒体教室，因为普通教室和多媒体教室里面的设备操作简单，容易使用，而学生不清楚智慧教育实训室的情况导致智慧教育实训室并未充分发挥作用，利用率也较低。因此，在排课时，应该尽可能将课程安排到智慧教育实训室，使教师和学生充分体验智慧教育实训室，体验先进的设备和良好的环境，开展更高效的学习。

3.5 加大智慧教育实训室开放力度[11]

师范类学生应主动了解当前先进的教育教学技术与设备，为未来从事教学工作奠定基础。智慧教育实训室包含很多高科技元素，因此，师范生需要主动走进智慧教育实训室，了解并操作里面的设备。仅仅依靠正常上课时间了解智慧教育实训室是远远不够的，学校还需要开放智慧教育实训室，以满足学生使用智慧教育实训室的需求。对于师范生而言，智慧教育实训室可以培养其实践能力和创新能力。学生在熟悉了设备操作以后，可以使用智慧教育实训室提升自己的说课、讲课等能力，对于提升师范类学生的整体实践能力有很大的帮助。加大智慧教育实训室开放力度有以下3 种方法：（1）在智慧教育实训室中安排开放课程；（2）研发智慧教育实训室开放系统，学生可以通过系统进行预约；（3）在规定时间内开放智慧教育实训室。

3.6 建设智慧教育实训室学生管理队伍，提高管理和服务水平[12-13]

相对于普通教室和多媒体教室，智慧教育实训室设备先进，教师或学生需要熟练掌握操作方法，才能实现相应的授课目的。但是部分师生未能熟练掌握，在设备出现问题或故障的时候难以解决。因此，建立智慧教育实训室学生管理队伍，在一定程度上可以帮助解决该问题。建设智慧教育实训室学生管理队伍，应该优先选择计算机类专业学生。智慧教育实训室管理人员应该熟知智慧教育实训室所有设备的操作细节，从而能够以更好地服务教师和学生。

3.7 构造协同管理机制

智慧教育实训室的管理包含网络、设备、课程等方面，涉及学校后勤、网络中心、教室所属部门、教务部等相关部门。在智慧教育实训室出现问题时，相应部门应积极沟通、合作、协调，使问题在最短时间内得到解决，保证智慧教育实训室能够正常使用。

3.8 提高教师使用现代教育技术的能力[14]

对于新入职教师，在入职培训时加入现代教育技术软件的使用内容，比如WORD、EXCEL 以及常用教学软件，并进行考核，考核通过后才可以认定入职培训资格；对于入职3～4 年的教师，二级学院可以不定期采取线上或线下的方式进行培训，只有培训合格方能取得晋升职称的资格；对于入职5 年以上的教师，可以采取专门培训的方式，只有培训合格，方有资格指导青年教师。

3.9 编写操作方法微信小程序

随着无线通信技术、智能化设备的发展和普及，绝大多数教师和学生都配备了智能设备。尤其是通信软件的发展，为教师和学生带来极大的便利，比如各类微信小程序、apk 程序、iso 程序等。通过编制小程序，教师可以在课前提前学习设备的操作，在课后可以再次对上课教室的设备操作进行复习，特别是对自己不太熟悉的设备进行进一步的学习和研究。学生在预约教室后，可以通过微信小程序等对教室设备或教室环境提前熟悉。

4 结束语

智慧教育实训室包含先进的教育教学设备与技术，其功能可以满足当前智慧型授课的需要，引发新的授课方式。教师不能局限于传统的教学模式，而应该积极探索新时代背景下新型智慧教室的使用，掌握先进的教育教学理念，并将两者有机融合，培养更多高素质的应用型人才。