劉強(qiáng)強(qiáng) 劉恒霞 嚴(yán)家興

摘? 要 隨著新技術(shù)、新媒體的引入，以智慧教室為載體、以學(xué)生為主體的智慧課堂已經(jīng)得到高等學(xué)校的廣泛關(guān)注。針對(duì)高校智慧教室發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合多年對(duì)智慧教室的建設(shè)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高等學(xué)校智慧教室的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn)，以期為高校智慧教室建設(shè)提供有效參考。

關(guān)鍵詞 高校;智慧教室;外語(yǔ)教學(xué)軟件;學(xué)習(xí)空間;智慧教學(xué);教學(xué)資源;微課;深度學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G434? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）02-0001-03

1 智慧教室的概念

羅納德·雷西尼奧在1988年提出的Smart-Classroom，

是較早涉及智慧教室的概念表述。2008年，隨著新一代信息技術(shù)的高度發(fā)展，IBM提出智慧地球概念后，智慧教室的定義有了根本性的變化，物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)與教育的協(xié)同發(fā)展成為研究焦點(diǎn)[1]。2012年，黃榮懷等提出智慧教室應(yīng)是一種能優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、便利學(xué)習(xí)資源獲取、促進(jìn)課堂交互開展、具有情境感知和環(huán)境管理功能的新型教室，并給出內(nèi)容呈現(xiàn)（Showing）、教學(xué)管理（Manageable）、資源獲取（Accessible）、實(shí)時(shí)互動(dòng)（Real-time Interaction）、

情境感知（Testing）五個(gè)維度的S.M.A.R.T概念模型[2]。

筆者認(rèn)為，智慧教室應(yīng)運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維方式，借助人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能語(yǔ)音、云計(jì)算等新興技術(shù)，高度集成信息化教學(xué)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的智能管控;構(gòu)建多形態(tài)的智慧學(xué)習(xí)場(chǎng)景，重塑課堂教學(xué)模式與方法，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的個(gè)性化教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)和智慧發(fā)展;匯聚教學(xué)全過(guò)程數(shù)據(jù)反饋，構(gòu)建動(dòng)態(tài)形成性評(píng)價(jià)體系，對(duì)教與學(xué)進(jìn)行全方位精確評(píng)估，幫助師生提高教、學(xué)水平。

2 高校智慧教室發(fā)展現(xiàn)狀

教育部2018年4月發(fā)布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中明確提出，要“持續(xù)推動(dòng)信息技術(shù)與教育深度融合，促進(jìn)教育信息化從融合應(yīng)用向創(chuàng)新發(fā)展的高階演進(jìn)，信息技術(shù)和智能技術(shù)深度融入教育全過(guò)程，推動(dòng)改進(jìn)教學(xué)、優(yōu)化管理、提升績(jī)效”[3]。

我國(guó)中小學(xué)生人數(shù)相對(duì)較多，學(xué)科相對(duì)集中，知識(shí)面較窄，統(tǒng)一性強(qiáng)，便于軟件研發(fā)人員進(jìn)行開發(fā)，產(chǎn)品也容易推廣和應(yīng)用。近年來(lái)，智慧教室在義務(wù)教育階段的實(shí)施已較為深入，各大教育設(shè)備供應(yīng)商（包括科大訊飛、凌極、東信同邦等）都在積極探索和發(fā)售智慧教室的相關(guān)產(chǎn)品。隨著智慧地球、智慧城市的深入發(fā)展，作為信息技術(shù)和智能技術(shù)緊密結(jié)合的智慧教學(xué)目前已成為高等教育教學(xué)改革的風(fēng)向標(biāo)。隨著各類互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的跨越式發(fā)展，智慧教室的卓越功能也被越來(lái)越多地應(yīng)用到高校課堂中。2012年起，國(guó)內(nèi)高校開始加大對(duì)智慧課堂、智慧教室建設(shè)的探索，例

如：華東師范大學(xué)在閔行校區(qū)批量建成20間未來(lái)課堂教室，上海交通大學(xué)建設(shè)了各類不同空間規(guī)劃的智慧教室，四川大學(xué)建成多維度互動(dòng)討論的智慧教室，海軍工程大學(xué)建立了“雙屏+多板+電子摩爾吧”的智慧教室。

現(xiàn)有的高校智慧教室基本能通過(guò)核心控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類型教學(xué)空間內(nèi)教學(xué)設(shè)備的全面管控，將講臺(tái)、智慧黑板、投影儀、幕布、功放音箱、燈光、窗簾、空調(diào)等設(shè)備通過(guò)云端進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，達(dá)到場(chǎng)景式控制和可視化管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備設(shè)施智能化運(yùn)維，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行預(yù)警、診斷，對(duì)設(shè)備資產(chǎn)使用等進(jìn)行智能分析。智慧教室利用設(shè)備固化，節(jié)約了教師課前的準(zhǔn)備時(shí)間，豐富了課堂教學(xué)形式和媒介，減少了環(huán)境因素對(duì)課堂效果的影響，增強(qiáng)了學(xué)生參與的體驗(yàn)和效果，拓展了教學(xué)空間，提升了教學(xué)效率。但人機(jī)（或人人）交互、遠(yuǎn)程教學(xué)、課堂資源再現(xiàn)、學(xué)情分析、科學(xué)化評(píng)估等高級(jí)別技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，還只是在慢慢地形成和完善中 [4]。

3 高校智慧教室的功能改進(jìn)

智慧教室通過(guò)構(gòu)建貫穿課前、課中、課后的高易用性、針對(duì)性強(qiáng)的輔助工具，幫助教師高效完成課堂教學(xué)、自由組合小組討論、互動(dòng)交流等一系列教學(xué)實(shí)踐行為;同時(shí)搭建數(shù)據(jù)分析管理平臺(tái)，收集教師、學(xué)生在課前、課中、課后產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息，利用智能大數(shù)據(jù)分析反饋來(lái)加強(qiáng)教學(xué)秩序與教學(xué)效果監(jiān)督，為教學(xué)改進(jìn)、管理決策提供科學(xué)依據(jù);借助課件下載、視頻點(diǎn)播、微課錄制等功能模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)資源的高效整合，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源共享[5]。

目前，市場(chǎng)上的智慧教室品類繁多，但并沒(méi)有完全契合高等教育教學(xué)實(shí)踐的產(chǎn)品。在高校實(shí)際使用過(guò)程中，大部分的智慧教室缺乏針對(duì)性的課程，種類繁多的設(shè)備堆積使操作流程更加煩瑣，加大了操作難度，消退了部分教師開展信息化教學(xué)的積極性。

作為外語(yǔ)教育技術(shù)專業(yè)人員，筆者參與了南京農(nóng)業(yè)大學(xué)多個(gè)智慧教室的設(shè)計(jì)和建設(shè)，針對(duì)高校智慧教室的現(xiàn)存缺陷，結(jié)合多年來(lái)對(duì)智慧教室的建設(shè)、使用以及管理經(jīng)驗(yàn)，提出如下智慧教室的功能改進(jìn)措施。

技術(shù)需要與專業(yè)特色相互交融? 高等學(xué)校的智慧教室應(yīng)立足于專業(yè)發(fā)展，專業(yè)設(shè)置不同，對(duì)于教育教學(xué)的實(shí)際需求也各不相同。以筆者所在的南京農(nóng)業(yè)大學(xué)外國(guó)語(yǔ)學(xué)院為例，建設(shè)的智慧教室需構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，能夠基本滿足大學(xué)外語(yǔ)教學(xué)中的交互需求，從而提高教學(xué)質(zhì)量。外語(yǔ)教學(xué)包括聽、說(shuō)、讀、寫、譯等多個(gè)部分，在傳統(tǒng)的語(yǔ)音實(shí)驗(yàn)室中有專業(yè)的外語(yǔ)教學(xué)軟件（如課堂教學(xué)軟件、輔助翻譯軟件、口譯平臺(tái)等）來(lái)實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的教學(xué)與實(shí)踐任務(wù)，而目前的智慧教室還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)能較好地集成外語(yǔ)教學(xué)軟件的產(chǎn)品和系統(tǒng)。如常用的外語(yǔ)課堂教學(xué)軟件有屏幕廣播的功能，利用有線網(wǎng)絡(luò)控制學(xué)生終端，傳輸大流量的音、視頻流，展示教學(xué)內(nèi)容，完成教學(xué)任務(wù)，但智慧教室為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，目前還無(wú)法持續(xù)穩(wěn)定流暢地傳輸大流量?jī)?nèi)容。

智慧教室建設(shè)需要與高校不同專業(yè)的特色需求相結(jié)合，依據(jù)學(xué)科的培養(yǎng)特色、未來(lái)發(fā)展方向，設(shè)計(jì)不同的建設(shè)方案，個(gè)性化地定制相關(guān)系統(tǒng)軟件，以創(chuàng)新人才培養(yǎng)為核心，貫通教學(xué)全過(guò)程，構(gòu)建新型教學(xué)模式，形成信息技術(shù)與專業(yè)課程的深度融合。

針對(duì)性的學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)? 學(xué)習(xí)空間作為智慧教室中教、學(xué)活動(dòng)的重要載體，起著無(wú)比重要的作用。隨著課堂教學(xué)越來(lái)越注重交互性，多種教學(xué)設(shè)備交叉使用，傳統(tǒng)的前面講臺(tái)、下面座位的學(xué)習(xí)空間已經(jīng)不能滿足新時(shí)期學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的需求，有針對(duì)性地進(jìn)行學(xué)習(xí)環(huán)境重構(gòu)，形成以學(xué)生為主體的教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變成為一種必然需求。在新媒體聯(lián)盟地平線報(bào)告中，重新設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)空間從2016年首次被作為中期趨勢(shì)提出，到2018年第三次提及，已經(jīng)由“中期內(nèi)趨勢(shì)”變?yōu)椤岸唐趦?nèi)趨勢(shì)”。在國(guó)內(nèi)，越來(lái)越多的大學(xué)開始在建設(shè)智慧教室時(shí)設(shè)計(jì)契合自身專業(yè)教學(xué)的學(xué)習(xí)空間，如上海交通大學(xué)就建成了具有不同空間規(guī)劃的智慧教室，包括U型空間、會(huì)議討論空間、分組討論空間等。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期調(diào)研，筆者發(fā)現(xiàn)，目前大部分的高校智慧教室學(xué)習(xí)空間還僅僅局限在桌椅擺放、拼合、調(diào)整，以及簡(jiǎn)單的物聯(lián)控制上面，缺乏針對(duì)具體教學(xué)活動(dòng)的空間設(shè)計(jì)。要?jiǎng)?chuàng)建合理、優(yōu)越的學(xué)習(xí)空間，智慧教室在建設(shè)過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，借鑒相關(guān)模型和指標(biāo)參考，如EDUCAUSE

官方發(fā)布的學(xué)習(xí)空間評(píng)定系統(tǒng)（Learning Space Rating Sys-

tem）、高校信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)（Universities and Colleges Information Systems Association）創(chuàng)建的學(xué)習(xí)空間工具包等，建設(shè)適合自身專業(yè)發(fā)展的學(xué)習(xí)空間[6]。

強(qiáng)大的語(yǔ)音識(shí)別控制模塊? 智慧教室集成了大量的軟硬件設(shè)備，操作紛繁復(fù)雜，教師在使用過(guò)程中需要具有強(qiáng)大的信息技術(shù)應(yīng)用能力。要把教師從復(fù)雜煩瑣的操作中解放出來(lái)，專注于以學(xué)生為主的課堂教學(xué)活動(dòng)中，友好的語(yǔ)音識(shí)別、交互系統(tǒng)是必需的。隨著人機(jī)交互技術(shù)的不斷發(fā)展，語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)日漸成熟，智能語(yǔ)音控制系統(tǒng)可以讓所有的操作變得簡(jiǎn)單易行。借助智慧教室人機(jī)交互的語(yǔ)音轉(zhuǎn)換控制面板，教師通過(guò)語(yǔ)音發(fā)布操作指令，控制系統(tǒng)借助語(yǔ)音識(shí)別功能轉(zhuǎn)化成實(shí)際操作指令，打開各類設(shè)備，進(jìn)行各種教學(xué)操作，將教師從各種設(shè)備中解放出來(lái)，直面學(xué)生，提高課堂教學(xué)效率。

從目前的發(fā)展來(lái)看，在安靜環(huán)境下基于深度學(xué)習(xí)的語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化水平，但在一些特殊環(huán)境下，比如噪聲干擾較強(qiáng)的情況下，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的性能依然沒(méi)有達(dá)到實(shí)用化的要求[7]。隨著人工智能的整體發(fā)展，未來(lái)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)將日益成熟，能夠?qū)崿F(xiàn)在智慧教室控制系統(tǒng)中的深度應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合?？梢詴诚耄诓痪玫膶?lái)的智慧教室內(nèi)，教師無(wú)須利用鼠標(biāo)等外設(shè)設(shè)備，直接通過(guò)語(yǔ)音發(fā)號(hào)施令，打開環(huán)境控制系統(tǒng)、打開PPT、組織小組討論等，徹底簡(jiǎn)化操作流程，解放自己的雙手，最終實(shí)現(xiàn)真正意義上的智慧教學(xué)。

簡(jiǎn)易、方便的無(wú)線投屏功能? 傳統(tǒng)的多媒體教室把教師束縛在講臺(tái)上，通過(guò)操作電腦、實(shí)物展臺(tái)等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)。而智慧教室中的無(wú)線交互則給教師帶來(lái)革命性的變化，徹底拓展了教師的課堂教學(xué)活動(dòng)空間。但是目前大部分智慧教室所使用的無(wú)線投屏技術(shù)除了要借助Wi-Fi連接，還需要用到各類投屏軟件，以實(shí)現(xiàn)各類設(shè)備與觸摸一體機(jī)的無(wú)線連接。對(duì)于大部分教師來(lái)講，連接Wi-Fi

是基本操作，沒(méi)有什么難度，但是要求他們?nèi)グ惭b相關(guān)的投屏軟件，再進(jìn)行內(nèi)容投屏，則操作煩瑣、難度增大，難免降低他們的使用興趣。因此，智慧教室需要兼容支持Mira-

cast、AirPlay等各類傳輸協(xié)議，無(wú)須在客戶端安裝任何投屏軟件，就能實(shí)現(xiàn)各類移動(dòng)終端流暢投屏顯示，簡(jiǎn)化操作。

資源云共享? 現(xiàn)有的智慧教室基本都能實(shí)現(xiàn)音視頻采集，教師微課錄制，課程資源、素材的存儲(chǔ)功能，但是海量的教學(xué)資源如何能對(duì)師生進(jìn)行全方位、跨越時(shí)空限制的展示，還需要系統(tǒng)平臺(tái)的優(yōu)化處理。要保證資源的云端共享，需要開發(fā)有效的智慧教室云端管理系統(tǒng)，利用系統(tǒng)的制作、轉(zhuǎn)換和管理功能，形成優(yōu)質(zhì)的顆粒化教學(xué)資源。平臺(tái)可以為學(xué)生提供文獻(xiàn)資源、課件、素材在線瀏覽或下載服務(wù)，為教師提供在線制作、編輯、發(fā)布課件和錄制微課視頻等服務(wù)。同時(shí)提供視頻資源點(diǎn)播服務(wù)，幫助學(xué)生進(jìn)行課外深度學(xué)習(xí)，提升專項(xiàng)技能、查漏補(bǔ)缺。數(shù)字化學(xué)習(xí)資源最大的特點(diǎn)就是共享性，平臺(tái)應(yīng)結(jié)合智慧教室的大數(shù)據(jù)分析功能，根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、作業(yè)反饋、過(guò)程評(píng)價(jià)，向?qū)W生推送相關(guān)的適配資源，讓學(xué)生在海量的資源中方便地獲取所需要的教學(xué)資源。

4 結(jié)語(yǔ)

智慧教學(xué)的落腳點(diǎn)在課堂，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、智能化、泛在化的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，精準(zhǔn)掌握學(xué)情及個(gè)體差異，進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)，重構(gòu)課堂內(nèi)外交流互動(dòng)模式，打破傳統(tǒng)教育填鴨式的單一教學(xué)模式，能很大程度上提高課堂教學(xué)效率以及整體教學(xué)質(zhì)量。高等學(xué)校智慧教室的構(gòu)建應(yīng)以學(xué)校自身的軟硬件條件為基礎(chǔ)，結(jié)合教育教學(xué)的課堂改革實(shí)際目標(biāo)、投入產(chǎn)出的性價(jià)比、智能設(shè)備使用難易程度、智慧教學(xué)環(huán)境的適用范疇等多種因素進(jìn)行綜合考慮，選擇與新興技術(shù)發(fā)展潮流相吻合的、成熟的產(chǎn)品，避免各類硬件、技術(shù)的簡(jiǎn)單堆砌[8]。打造易用、適教的智慧教室，是高等學(xué)校在智慧教學(xué)發(fā)展中需要關(guān)注的新課題。

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