王 磊，扎文峰，肖 慧，王 哲，林 晨

（新疆醫(yī)科大學(xué) 教務(wù)處，新疆 烏魯木齊 830017）

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出：“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視?！爆F(xiàn)代信息技術(shù)飛速發(fā)展，人們的生活、工作、學(xué)習(xí)與“互聯(lián)網(wǎng)+”、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等息息相關(guān)。新時(shí)代高等教育要求信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新發(fā)展，智慧校園、智慧教室、智慧教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展勢(shì)在必行。國(guó)內(nèi)各高校都以提高學(xué)生綜合競(jìng)爭(zhēng)力為目標(biāo)，以信息化建設(shè)為抓手，通過科技賦能教育，推動(dòng)人才培養(yǎng)模式變革，提升教育質(zhì)量。“以學(xué)生發(fā)展為中心”，研討式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、線上線下混合式教學(xué)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為各高校課堂教學(xué)革命的新機(jī)遇、新動(dòng)能、新方向。各醫(yī)學(xué)院校也在大力推進(jìn)智慧教室建設(shè)，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與課程的深度融合，借助智慧教室推動(dòng)高校實(shí)施課堂教學(xué)革命。本研究旨在探討基于PST框架的醫(yī)學(xué)院校智慧教室的建設(shè)與應(yīng)用，對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的整合、學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源及交流平臺(tái)的建設(shè)等具有重要意義。

一、智慧教室建設(shè)的必要性

我校作為西北地區(qū)省部共建獨(dú)立建制的醫(yī)學(xué)院校，在為西北邊疆地區(qū)人民健康和醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)方面做出了重要貢獻(xiàn)。近幾年來，在醫(yī)學(xué)教育改革和內(nèi)涵建設(shè)方面緊跟國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，做出了一些頗有成效的嘗試。但因?yàn)榈靥幤h(yuǎn)，我們?cè)诮逃畔⒒难芯?、?guī)劃、建設(shè)及教學(xué)管理、教學(xué)服務(wù)、教學(xué)方式上，還存在理念比較落后、方法不夠先進(jìn)、效果不夠顯著等問題。盡管學(xué)校建有標(biāo)準(zhǔn)化考場(chǎng)、多媒體教室、語音教室等，但這些教學(xué)設(shè)施相對(duì)獨(dú)立，系統(tǒng)不能共享互通，不利于統(tǒng)一管理，使用效果有待提高。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下，為了使學(xué)校的信息化建設(shè)與課堂教學(xué)更加緊密結(jié)合，我校啟動(dòng)了新一輪教學(xué)改革，擬實(shí)施“以學(xué)生為中心、問題為導(dǎo)向、全程管理、智慧教學(xué)”的教學(xué)模式改革，急需建設(shè)智慧型教室教學(xué)環(huán)境，進(jìn)一步帶動(dòng)教育教學(xué)理念、人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法、課程形態(tài)、學(xué)校評(píng)價(jià)、教師發(fā)展、學(xué)生成長(zhǎng)等的變革。

二、PST框架的內(nèi)涵與要素

教學(xué)法—空間—技術(shù)框架（Pedagogy-Space-Technology,PST）是由昆士蘭大學(xué)拉德克利夫教授于2009年基于下一代學(xué)習(xí)空間項(xiàng)目（NGLS）提出的。PST框架包含了相互聯(lián)系和制約的三個(gè)要素，即“教學(xué)法”“空間”和“技術(shù)”。其中，教學(xué)法為空間與技術(shù)相結(jié)合提供行動(dòng)指南，實(shí)現(xiàn)理念和目標(biāo)；學(xué)習(xí)空間促進(jìn)了教學(xué)法，并使信息技術(shù)手段內(nèi)嵌其中；信息技術(shù)反過來增強(qiáng)教學(xué)法的效果，拓展了學(xué)習(xí)空間的范圍。因此，現(xiàn)代智慧教室的設(shè)計(jì)不僅僅是硬件層面的開發(fā)、建設(shè)和實(shí)施，還需以學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)框架為指導(dǎo)，結(jié)合學(xué)生、教師、教學(xué)模式等多層面設(shè)計(jì)和實(shí)施。

三、智慧教室建設(shè)情況

（一）建設(shè)原則

根據(jù)PST框架，我校智慧教室的整體設(shè)計(jì)緊緊圍繞PST框架的三個(gè)核心，從教育教學(xué)改革的目標(biāo)出發(fā)，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)教學(xué)、空間和技術(shù)。一是空間設(shè)計(jì)：根據(jù)教學(xué)模式和分組要求，設(shè)計(jì)教室的容量和數(shù)量，以及教室中桌椅、燈光、講桌、輔助設(shè)備的配置；二是技術(shù)設(shè)計(jì)：包括覆蓋校園的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、教學(xué)管理平臺(tái)、課程平臺(tái)、智慧教學(xué)軟件等；三是教學(xué)培訓(xùn)：在教室及硬件設(shè)施設(shè)計(jì)和建設(shè)的同期，開展智慧教室的培訓(xùn)與指導(dǎo)，重建教學(xué)價(jià)值觀、教學(xué)法和行動(dòng)策略。

（二）建設(shè)目標(biāo)

堅(jiān)持以“學(xué)生發(fā)展為中心”的基本理念，借助多種信息化手段和智能技術(shù)創(chuàng)設(shè)符合我校實(shí)際的數(shù)據(jù)貫通、共享開放、師生互動(dòng)、數(shù)字化、個(gè)性化、智能化的新型教學(xué)空間，全面支持與推動(dòng)協(xié)作式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂、混合式教學(xué)等教學(xué)模式改革，最終達(dá)到優(yōu)化教學(xué)環(huán)境、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。

（三）建設(shè)內(nèi)容

隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大和教育部對(duì)高校辦學(xué)條件的要求，我校于2019年啟動(dòng)了新校區(qū)建設(shè)。我們秉持“高起點(diǎn)、高層次、高規(guī)格”的標(biāo)準(zhǔn)，啟動(dòng)了多種規(guī)格和功能的智慧教室建設(shè)。同步啟動(dòng)了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智慧校園建設(shè)，構(gòu)建以智慧教學(xué)、智慧科研、智慧管理和智慧校園為一體、WiFi網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的新型校園模式。

1.靈活多變研討教室。改變傳統(tǒng)教室的固定桌椅，配備可隨意拼接的靈活多變桌椅，師生可以自由設(shè)計(jì)教室布局，搭建符合教學(xué)要求的個(gè)性化專屬小班研討分組教室，既方便個(gè)性化學(xué)習(xí)，又適合小組討論。靈活的桌椅和變換的色調(diào)，為學(xué)生思維想象力提供了空間支持。目前的靈活多變研討教室可以滿足8人/組×6組或10人/組×5組的班級(jí)分組教學(xué)?；谥悄芎凶?，輔以智慧教學(xué)軟件，營(yíng)造互動(dòng)、協(xié)作、研討的空間氛圍。采用Zigbee、紅外等無線方式實(shí)現(xiàn)對(duì)教室燈光、空調(diào)、窗簾、溫度、濕度等設(shè)備的控制，為師生營(yíng)造綠色、智能、溫馨、高效的教學(xué)環(huán)境。

2.多屏互動(dòng)教室。講桌置于中央，可以面對(duì)任意方向推進(jìn)教學(xué)過程；不同方位配置交互式觸控一體機(jī)，便于不同方位的同學(xué)就近觀看教學(xué)內(nèi)容，使同學(xué)們有沉浸式體驗(yàn)；分組研討時(shí)可獨(dú)立進(jìn)行組內(nèi)研討分享，實(shí)時(shí)將每個(gè)同學(xué)的圖片、文件等資料通過無線方式展示在一體機(jī)上，輔助研討。

3.遠(yuǎn)程可視化手術(shù)室示教系統(tǒng)。采用高清視頻會(huì)議終端，通過直播的方式傳輸視頻及語音數(shù)據(jù)，可同時(shí)傳輸包括手術(shù)室、術(shù)野、腹腔鏡在內(nèi)的各路信號(hào)。通過遠(yuǎn)程可視化教學(xué)，擴(kuò)大了手術(shù)示教的范圍，擺脫了傳統(tǒng)示教模式在時(shí)間、空間和人數(shù)上的限制，并可實(shí)現(xiàn)多個(gè)班級(jí)示教同步進(jìn)行，共享教學(xué)資源。

四、智慧教室使用情況

我校的智慧教室自2020年6月建成使用至今，深受廣大師生的喜愛。為了進(jìn)一步優(yōu)化智慧教室的功能，全方位滿足教師和學(xué)生的需求，我們?cè)诿總€(gè)學(xué)期都會(huì)通過師生座談會(huì)、學(xué)生信息員反饋、問卷調(diào)查表發(fā)放等方式實(shí)時(shí)了解智慧教室的使用情況和存在的問題。通過前一階段的反饋，我們了解到以下內(nèi)容。

教師認(rèn)為，借助智慧教室，授課模式逐步從傳統(tǒng)“填鴨式”“單項(xiàng)傳遞式”向研討式、互動(dòng)式等模式轉(zhuǎn)變；授課內(nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn)更具針對(duì)性，教師可根據(jù)不同小組學(xué)生的學(xué)習(xí)能力實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性更強(qiáng)，思維活躍度更高，組內(nèi)協(xié)作能力和組間競(jìng)爭(zhēng)能力明顯提高；教師專用的麥克風(fēng)、可升降的講桌、支持水性筆書寫的烏金納米黑板讓教師感受到了學(xué)校對(duì)教師身心的關(guān)懷。智慧教學(xué)系統(tǒng)幫助教師及時(shí)掌握學(xué)生課前、課中和課后的學(xué)習(xí)情況；教師一鍵開啟授課，學(xué)生通過掃描課堂二維碼簽到進(jìn)課堂，免除了煩瑣的點(diǎn)名。課中，教師授課課件實(shí)時(shí)同步到學(xué)生手機(jī)端，免去學(xué)生課上忙于抄寫、拍照，課后拷貝教師PPT的情形；教師可隨時(shí)截屏發(fā)送習(xí)題，方便教師了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握情況，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)難點(diǎn)和重點(diǎn)。教師還可以隨時(shí)開啟彈幕，組織學(xué)生討論，活躍課堂氣氛，增加師生互動(dòng)。課后，每位學(xué)生會(huì)定期收到全天全部課程的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)報(bào)告，包括習(xí)題、課件等，并能夠及時(shí)反饋給學(xué)生和老師，促使師生雙方及時(shí)改進(jìn)。

學(xué)生認(rèn)為，現(xiàn)代大學(xué)生都有很高的信息素養(yǎng)，手機(jī)、平板既成為學(xué)習(xí)的利器。在新型的智慧教室中，老師不再收起學(xué)生的手機(jī)，而是要求學(xué)生用手機(jī)實(shí)時(shí)與老師互動(dòng)。溫馨的教學(xué)環(huán)境、集多種功能于一體的觸控屏、智能化的智慧教學(xué)系統(tǒng)等調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。允許學(xué)生即時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行批判性討論及延伸思考，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)視頻資料案例，近距離接觸真實(shí)環(huán)境，切身感受知識(shí)的實(shí)用性。靈活多變的教室桌椅，可根據(jù)授課內(nèi)容和教學(xué)方法需求，自主靈活調(diào)整，教師穿行于不同小組之間與同學(xué)們進(jìn)行更多的互動(dòng)和交流。PBL研討小型教室可以容納20人以內(nèi)的分組研討，配有書寫白板，供學(xué)生推算演繹、交流探討，并隨時(shí)記錄下迸發(fā)的靈感，方便老師與同學(xué)進(jìn)行即時(shí)交流與討論。

五、智慧教室存在的問題及進(jìn)一步思考

智慧教室在前期使用過程中仍然存在不能完全滿足實(shí)際教學(xué)需求、功能匹配度較低、硬件功能尚待開發(fā)、與學(xué)校的教學(xué)缺乏深度融合、教師的信息素養(yǎng)和信息化教學(xué)能力與之不匹配，以及依托智慧教室開展教學(xué)改革覆蓋面不廣、深度不夠等問題。因此，我們還需從以下幾個(gè)方面深入思考和繼續(xù)努力。

（一）有型的物理空間與無形的數(shù)字空間的無縫銜接與配合

根據(jù)PST框架理念，教學(xué)法需通過使用空間與技術(shù)實(shí)現(xiàn)理念和目標(biāo)。在前期使用過程中，在技術(shù)增強(qiáng)教學(xué)的效果、物理空間與數(shù)字空間的深度融合方面還存在短板和不足。因此，我們還需不斷優(yōu)化智慧教室的物理空間即硬件建設(shè)，在集成智慧教學(xué)設(shè)備、互動(dòng)設(shè)備和環(huán)境設(shè)施方面進(jìn)行優(yōu)化與建設(shè)；在技術(shù)方面，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，與智慧教學(xué)軟件公司積極對(duì)接，開發(fā)現(xiàn)有軟件的互聯(lián)互動(dòng)、情境感知、數(shù)據(jù)分析等功能，促進(jìn)師生和生生的協(xié)作、互動(dòng)和分享。

（二）智慧教室管理功能的開發(fā)和利用

一是智慧化管理教室。通過智慧教室管理系統(tǒng)安排學(xué)校課表，提升教學(xué)管理人員和教師的工作效率。管理者借助大數(shù)據(jù)等智能運(yùn)算工具，將課表安排納入系統(tǒng)管理中，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)管理；教師根據(jù)授課要求和系統(tǒng)公開的教室使用信息，向?qū)W校教務(wù)部門提交教室使用申請(qǐng)，得到批準(zhǔn)后，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)更新信息；學(xué)生則能夠?qū)崟r(shí)查詢到教室使用情況，從而合理選擇自習(xí)時(shí)間和自習(xí)地點(diǎn)。二是智慧化編排教室。在排課時(shí)，教務(wù)部門借助大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)生選課、教師開課等數(shù)據(jù)處理，結(jié)合課程類型、教學(xué)方式、教室特點(diǎn)等情況，綜合提供最優(yōu)方案。三是智慧化學(xué)生管理。學(xué)工部門借助數(shù)據(jù)中心和互聯(lián)網(wǎng)云盤，將智慧教室系統(tǒng)與學(xué)生信息系統(tǒng)同步對(duì)接，通過共享的學(xué)生的各類數(shù)據(jù)，如人臉信息、出勤課表等實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的上課情況。例如在智慧教室軟件系統(tǒng)中加入人臉識(shí)別功能，通過電子督學(xué)系統(tǒng)全方位掃描學(xué)生信息，與數(shù)據(jù)庫中的學(xué)生人臉信息對(duì)比，判斷學(xué)生的出勤情況。同時(shí)教師也可以利用智慧化的學(xué)生管理系統(tǒng)，避免學(xué)生人數(shù)較多班級(jí)人工點(diǎn)名耗費(fèi)時(shí)間。學(xué)工部門和教務(wù)部門可以綜合運(yùn)用系統(tǒng)中的學(xué)生數(shù)據(jù)，處理學(xué)生的考勤、出勤、學(xué)習(xí)情況數(shù)據(jù)，并將其用于學(xué)生綜合測(cè)評(píng)和形成性評(píng)價(jià)成績(jī)的計(jì)算。

（三）不斷完善教師教學(xué)改革理念和方法運(yùn)用

依托教師教學(xué)發(fā)展中心，在現(xiàn)有培訓(xùn)模塊的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)智慧教學(xué)內(nèi)容的培訓(xùn)，如現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育理念及職業(yè)精神的建立、如何利用智慧教學(xué)工具進(jìn)行教學(xué)、如何有效地進(jìn)行小組討論、如何進(jìn)行學(xué)生評(píng)價(jià)并基于心理學(xué)給予學(xué)生有效反饋，以及如何組織PBL、CBL教學(xué)等。同時(shí)通過基于學(xué)分的進(jìn)階式管理和微格化培訓(xùn)方式加強(qiáng)培訓(xùn)效果。

我校智慧教室的設(shè)計(jì)與建設(shè)緊緊圍繞PST框架，深入挖掘教學(xué)、空間和技術(shù)的內(nèi)涵，兼顧教與學(xué)、空間和技術(shù)的功能與訴求，使之充分融合集成，目標(biāo)是支持構(gòu)建課堂教學(xué)新范式，形成一個(gè)課前、課中、課后，教室內(nèi)外、線上線下，學(xué)生、教師、管理者、學(xué)校多維度一體推進(jìn)的智能化教育教學(xué)新生態(tài)。