劉琳

浙江舟山群島新區(qū)旅游與健康職業(yè)學(xué)院圖書信息中心 浙江舟山 316111

0 引言

隨著時代的發(fā)展，一大批新型技術(shù)正在改變著教育模式，物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等技術(shù)使教育更加智能化。自教育部印發(fā)《教育信息化2.0 行動計劃》[1]以來，各大高校加快了教育信息化建設(shè)步伐，朝著“三全兩高一大”發(fā)展目標(biāo)大步前進。高職院校如何科學(xué)、合理、規(guī)范地構(gòu)建智慧教室任重道遠。

我國最早建設(shè)“智慧課堂”的是2010年上海市虹口區(qū)推出的“電子書包”項目[2]，這種課堂被稱為“智慧的課堂”。黃榮懷等[3]提出了智慧教室（smart classroom）的SMART 五個維度；劉邦奇[4]提出了智慧課堂1.0——“云—網(wǎng)—端”信息化平臺、智慧課堂2.0——“技術(shù)平臺+教學(xué)體系”以及智慧課堂3.0——“云—臺—端”智能化服務(wù)平臺，并在“云—臺—端”智能化服務(wù)平臺構(gòu)建了智能化的課堂教學(xué)服務(wù)環(huán)境，提供資源服務(wù)、互動服務(wù)和教學(xué)工具模型。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以某高職院校為例探討服務(wù)型專業(yè)高職院校智慧教室建設(shè)的架構(gòu)。

1 本課題研究過程

1.1 調(diào)查目的

本研究通過問卷、面對面訪談及實時課堂觀察進行數(shù)據(jù)收集與分析，了解筆者所在學(xué)校智慧教室建設(shè)和使用的現(xiàn)狀，為構(gòu)建滿足服務(wù)型高職院校需求的智慧教室提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1.2 調(diào)查對象

本研究以學(xué)校商務(wù)學(xué)院、旅游學(xué)院、健康學(xué)院的師生為研究對象，從中選取在校的電商班、酒店管理班、護理班的學(xué)生共計300 名和專業(yè)課教師15 名及信息中心、教務(wù)處負責(zé)智慧教室管理維護工作的教師3 名作為調(diào)查對象。

1.3 調(diào)查工具

對于學(xué)生，本研究主要采用問卷法，問卷名稱是“智慧教室使用情況調(diào)查問卷”，發(fā)放300 份，有效回收298 份；對于15 名專業(yè)課程教師，本研究采用深度訪談法，制作訪談提綱“關(guān)于我校智慧教室使用情況的訪談提綱”；對于3 名智慧教室維護管理者，本研究采用深度訪談法，制作訪談提綱“關(guān)于我校智慧教室維護管理者訪談提綱”；對于課堂觀察制作“課堂觀察量表”，共進行課堂觀察10 次。

2 問卷、訪談提綱及課堂觀察量表編制

2.1 教師訪談維度的操作性定義

筆者通過文獻綜述法、內(nèi)容分析法等對智慧教室在國內(nèi)外應(yīng)用及研究現(xiàn)狀進行分析，總結(jié)出教師訪談的5 個維度：硬件設(shè)施及環(huán)境（第一維度）、課堂管理（第二維度）、數(shù)字資源共享（第三維度）、教學(xué)模式（第四維度）、遠程互動（第五維度）。通過這5 個維度主要了解了教師對于智慧教室教學(xué)應(yīng)用意識和行為、影響智慧教室應(yīng)用的主要因素、滿意度及對智慧教室的期望等方面的內(nèi)容。

2.1.1 硬件設(shè)施及環(huán)境

智能環(huán)境是指智能課堂環(huán)境中構(gòu)建集成環(huán)境，可以控制交互式課堂的智能環(huán)境，并根據(jù)教師的需要自動調(diào)節(jié)課堂內(nèi)的光、電、聲、溫等。具體操作性測量指標(biāo)如下：智慧教室的硬件資源是否齊全（投影、話筒等）；設(shè)備是否一鍵開關(guān)機；智慧教室中是否能夠調(diào)節(jié)光線、溫度等；智慧教室中桌椅、講臺是否可以按照課程需求調(diào)節(jié)位置；多媒體教室開展教學(xué)過程中，是否遇到教學(xué)設(shè)備故障等。

2.1.2 課堂管理

課堂管理是教師上課前中后對整個課堂秩序及課程資源的管理。具體操作性測量指標(biāo)如下。

您是自愿申請使用智慧教室的嗎？出于什么原因選擇智慧教室開展教學(xué)呢？是否有課前簽到管理系統(tǒng)？您是如何使用智慧教室開展教學(xué)（課前、課中、課后）？您在智慧教室中可以實現(xiàn)哪些教學(xué)活動設(shè)計？能否分享一個記憶深刻的例子（困難、便利、效果）？

2.1.3 數(shù)字資源共享

數(shù)字資源共享主要指課前、課中、課后與課程相關(guān)的資料、視頻可以保存并作為數(shù)字資源分享。具體操作性測量指標(biāo)如下。

智慧教室中是否可以分享下載相關(guān)的電子資源？是否有錄播設(shè)備及實時保存板書的設(shè)備進行課程資源的保存分享？您希望數(shù)字資源有哪些？

2.1.4 教學(xué)模式

教學(xué)模式是教學(xué)的組織形式。具體操作性測量指標(biāo)如下。

在智慧教室中教學(xué)模式是什么？在我?，F(xiàn)有的智慧教室中是否能實現(xiàn)您的教學(xué)設(shè)計？您使用智慧教室后的感受如何？達到您使用前的期望效果了嗎？哪些未達到？在使用過程中，作哪些改進讓您更滿意，請您給出一些建議。

2.1.5 遠程教學(xué)互動

遠程教學(xué)互動主要是為異地的師生的理論及實踐課程提供支持。具體操作性測量指標(biāo)如下。

您在教學(xué)中是否會用到遠程互動功能？您希望遠程互動功能除聯(lián)通之外還有什么功能可以實現(xiàn)？

2.2 學(xué)生問卷維度的操作性定義

學(xué)生問卷設(shè)計4 個維度：智能環(huán)境（第一維度）、智能教學(xué)組織形式（第二維度）、互動教學(xué)服務(wù)（第三維度）、數(shù)字資源服務(wù)（第四維度）。

2.2.1 智能環(huán)境維度

此維度與教師訪談中的硬件設(shè)施設(shè)備維度相似，調(diào)查內(nèi)容基本一致，旨在通過學(xué)生的視角了解智能環(huán)境建設(shè)的現(xiàn)狀需求。

2.2.2 智能教學(xué)組織形式

智能教學(xué)組織形式主要是指在智慧教室背景下，教師和學(xué)生要改變課程組織形式，根據(jù)自身理論和實踐課程的需要充分利用智慧教室的功能組織教學(xué)。具體操作性測量指標(biāo)如下。

智慧教室中課程的類型；是否可以增進課堂互動，活躍課堂氣氛；是否能夠提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)投入。

2.2.3 互動教學(xué)服務(wù)

互動教學(xué)服務(wù)主要是指利用智慧教室的功能輔助課程互動，使課程更生動，增強學(xué)生的參與感。具體操作性測量指標(biāo)如下。

智慧教室是否增強了師生之間的互動；智慧教室中使用最多的功能是什么；多屏內(nèi)容呈現(xiàn)方式效果如何；互動教學(xué)功能是否使學(xué)生更主動參與課堂等。

2.2.4 數(shù)字資源服務(wù)

數(shù)字資源服務(wù)主要指課前、課中、課后與課程相關(guān)的資料、視頻可以保存并作為數(shù)字資源分享給學(xué)生使用。具體操作性測量指標(biāo)如下。

智慧教室中是否有可以分享下載相關(guān)的電子資源；是否有錄播設(shè)備及實時保存板書的設(shè)備進行課程資源的保存分享；您希望數(shù)字資源有哪些等。

2.3 管理維護者訪談提綱

在多媒體設(shè)備使用過程中主要有哪些故障；哪些故障出現(xiàn)的次數(shù)最多；維護的難易程度怎么樣；故障是如何發(fā)現(xiàn)的；是否為師生進行過設(shè)備使用方面的培訓(xùn)等。

2.4 課堂觀察量表

課堂觀察是站在第三視野觀察，用不同的觀察點和觀察視角多方位進行評估。課堂觀察記錄旨在調(diào)查學(xué)校智慧教室環(huán)境中日常教學(xué)過程中師生行為特征表現(xiàn)，即教室功能教學(xué)特征和功能應(yīng)用情況，了解學(xué)校智慧教室中的教學(xué)形式，剖析課堂教學(xué)環(huán)境下應(yīng)用智慧教室的主要問題，從教學(xué)的角度出發(fā)，完善智慧教室構(gòu)建模型。

課堂觀察記錄表的觀測指標(biāo)：李葆萍[5]設(shè)計了智慧教室課堂觀察編碼工具，該編碼工具分為學(xué)習(xí)情緒、教師活動、學(xué)生活動和技術(shù)應(yīng)用4 個維度。其中學(xué)習(xí)情緒的考察分為消極情感、中立情感和積極情感3 個維度；教師活動方面和學(xué)生活動方面，依據(jù)教學(xué)活動的進程將教師活動分為講授、組織、輔導(dǎo)、測試、反饋5 個次級維度，將學(xué)生活動分為聽課、合作學(xué)習(xí)、自主探究、提問、應(yīng)答、自測、評價、展示8 個維度，加入軟硬件技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)定多級指標(biāo)。

本課題新增了教師情緒，在智慧教室的使用中教師對于智慧教室的態(tài)度情緒也是智慧教室使用過程中的重要因素，教師情緒分為消極情緒、中立情緒和積極情緒3 個維度。

3 高職院校智慧教室應(yīng)用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)分析

3.1 教師視角

大部分受訪教師對智慧教室給予了積極評價。他們認為智慧教室空間布局靈活能夠支持多種教學(xué)設(shè)計，有助于課堂活動的順利開展。在智慧課堂中，大多數(shù)教師縮短了教學(xué)時間，采用了更多的教學(xué)模式，如任務(wù)型課堂、協(xié)作型課堂、項目型課堂和逆向課堂等。根據(jù)教學(xué)需要，將學(xué)生分成小組進行專題討論、頭腦風(fēng)暴、角色扮演、海報制作、辯論等活動?？梢苿幼酪问菇虒W(xué)組織更加靈活多樣。沒有屏蔽和分區(qū)，學(xué)生更喜歡直接的無障礙的交流。教師可以與學(xué)生保持密切聯(lián)系，以便于監(jiān)督和指導(dǎo)。這與筆者的課堂觀察基本一致。

但也有教師提出建議認為智慧教室使用中故障率高，一旦有問題，設(shè)計的課程無法保質(zhì)保量完成，這與對智慧教室管理維護人員的調(diào)查一致。智慧教室需要完善遠程視頻功能，尤其是近幾年受疫情影響，很多校企合作課程或者外聘的企業(yè)講師無法來現(xiàn)場授課，需要遠程視頻功能的保障。智慧教室系統(tǒng)需要完善數(shù)字資源存取功能，比如課程錄制，實施課程視頻保存下載等功能，以便師生課后查閱，也可以做成視頻素材保存使用。

3.2 學(xué)生視角

許多學(xué)生認為，使用智慧教室可以改善課堂互動，活躍課堂氣氛，增加學(xué)習(xí)興趣和投入。他們認為智慧教室能很好地服務(wù)同學(xué)、服務(wù)課堂；老師設(shè)計的課程更有趣，學(xué)生的參與度更高；此外，空間相對開放，大家討論起來更加自由輕松，氛圍真的比傳統(tǒng)教室好很多。這與筆者的課堂觀察結(jié)果一致。

3.3 管理維護者視角

在對管理維護者進行訪談時，管理維護者認為智慧教室存在一定的管理困難：首先，現(xiàn)在智慧教室品種繁多，管理起來不方便；其次，同一間智慧教室的設(shè)備品牌很多，在兼容性方面會有一定的問題，這也是故障率高的原因；再次，智慧教室還是以教師在使用中故障報修為主，從報修到維修好時間不好掌握，耽誤師生上課；最后，智慧教室需要一個統(tǒng)一的管理平臺集中管理維護，這樣可以在師生上課前完成故障排除工作，保障師生更高效的教學(xué)活動。筆者在課堂觀察時也發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障問題，基本與管理維護者的說法一致。

4 高職院校智慧教室架構(gòu)設(shè)計

智慧教室建設(shè)分為硬件建設(shè)和軟件建設(shè)。將硬件設(shè)備如中控、多屏顯示、無線投影、課堂教學(xué)錄播、高清視頻互動教學(xué)等與軟件相配合才能達到完美的建設(shè)效果。硬件和軟件均由智慧教室管理平臺進行可視化監(jiān)控，滿足維護管理工作人員需求，可在可視化平臺直觀進行設(shè)備故障確定，及時維護，如圖1所示。

圖1 智慧教室架構(gòu)拓撲圖

4.1 硬件部分

多媒體控制中心是智慧教室的核心設(shè)備，對教室建設(shè)過程中多品牌、多系統(tǒng)的設(shè)備進行有效整合，大大降低了設(shè)備故障率。作為智慧研討型教室，學(xué)生進行分組研討，每組分配一臺一體機，可以實現(xiàn)有線和無線投屏功能，教師可以根據(jù)實際授課需要轉(zhuǎn)換授課模式、小組討論模式、小組展示模式；擴音系統(tǒng)正確配置音頻功率放大器的音調(diào)和功率，以確保語音清晰度、音量平衡以及基于教室實際大小和類型的音量適當(dāng)性；高清錄播設(shè)備實現(xiàn)了實時錄制課程的功能，配置兩個高清攝像頭，分為前后兩個，一個實時跟蹤教師位置，一個錄制學(xué)生活動，既可以為師生提供高清課程視頻，又可以為教學(xué)活動提供視頻資料；高清視頻設(shè)備的引進使遠程教學(xué)互動成為現(xiàn)實，高職院校的校企合作很緊密。在特殊情況下，學(xué)生的實習(xí)實踐和企業(yè)教師的專家授課等活動無法在線下完成，視頻會議系統(tǒng)為校企合作及專家授課帶來的新的方式，可以保障學(xué)生的正常實習(xí)和實踐活動的順利進行。

4.2 軟件部分

多媒體中控管理軟件采用模塊化設(shè)計，使中控、教室電腦（一體機）、音視頻矩陣等設(shè)備功能更加集中，更便于師生操作；教學(xué)管理軟件，分為學(xué)習(xí)資源管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其中學(xué)習(xí)資源管理系統(tǒng)主要包括多媒體課件、教學(xué)案例、試題試卷、媒體素材和電子文獻資料等共享資源。數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)主要用于錄播數(shù)據(jù)、軟件服務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)、各類人員上傳的數(shù)據(jù)（如學(xué)習(xí)、討論、交流等）和基礎(chǔ)業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)（如維護管理、監(jiān)控錄像、教務(wù)數(shù)據(jù)等）的存儲和管理；錄播管理系統(tǒng)是與錄播管理硬件設(shè)備相匹配的軟件系統(tǒng)，它不僅支持自動和標(biāo)準(zhǔn)化的高分辨率視頻和音頻采集和錄制，還支持多屏幕錄制，根據(jù)高職教育的特點，實現(xiàn)資源共享和教學(xué)評價，實現(xiàn)資源與教學(xué)的結(jié)合和資源的有效利用；無線投影系統(tǒng)支持教師和學(xué)生在屏幕上無線傳輸筆記本電腦、手機、平板電腦和其他設(shè)備的內(nèi)容，使他們能夠靈活、交互式地進行教學(xué)。教學(xué)管理系統(tǒng)分為教育管理系統(tǒng)和交互式教學(xué)系統(tǒng)。教育管理系統(tǒng)通過云中心平臺與學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、學(xué)校身份認證系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)師生智能考勤、電子日程智能推送等智能化教育管理服務(wù)。交互式教學(xué)系統(tǒng)處理實時課堂互動和教學(xué)過程記錄，如各種形式的實時課堂互動、課堂表現(xiàn)記錄、各種教科書參考表、作業(yè)測試反饋、預(yù)覽反饋、實時課堂反饋、出勤記錄等，解決了作業(yè)布置、收集、查重、批改、分享和講評等管理問題和在線話題討論、師生私信等課堂時空延伸的即時交流問題；高清視頻系統(tǒng)使用信息技術(shù)手段打破了時空限制，充分利用高質(zhì)量的教育資源，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立實時互動視頻教學(xué)模式，為特殊情況下服務(wù)型高職院校教師教研培訓(xùn)及學(xué)生的實習(xí)培訓(xùn)提供技術(shù)支撐。