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智慧教学环境系统结构的设计与搭建

范文

余秋兰

摘要：文章主要研究如何通过教育信息化设备与互动教学系统结合，利用物联网、移动互联、大数据等技术，构建新型智慧教学环境，实现教师课前准备，课中互动、课后追踪反馈，学生在线预习、课中讨论、课后复习的创新型教学模式，丰富教学内容、提高教学成效、激发学生学习兴趣。

关键词：智慧教学;智慧教室;融合;新信息技术;教学模式

中图分类号：TP391? ? ? ? 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）30-0107-02

Abstract：The article mainly research how to build intelligent teaching system which combined educational information equipment with interactive teaching system by loT technology，Mobile Internet technology，big data technology and etc. It can help teachers realize? preparation before class， interaction in class and follow-up feedback after class，it can also help students realize? online? preview，? discussion in class and? review after class.The innovative teaching mode can enrich teaching content， improve teaching effect and stimulate students' learning interest.

Key words：Intelligent teaching; Smart classroom; Fusion; New information technology; Teaching mode

1 引言

從我国古代伟大的思想家、教育家孔子时代到信息化高速发展的今天，教学方式经历了一代又一代的变革，不论从学堂、私塾到教室，从教条、教鞭、讲台、黑板到多媒体设备，这些都是教育中不可抹灭的历史烙印，代表了一代又一代的教学改革。但是千百年来，教育仍旧还是以面授为主，随着信息化技术的发展，原始的“黑板+讲台”模式的教室，逐步过渡到现代化多媒体教学设备。

现在大部分中小学和高校均是以多媒体教学模式为主，此教学方式多局限于照着屏幕念授课内容，或者播放视频。教学过程是以教师为教学主体，教师将“教”置于主要位置，“学”从属于“教”，学生在教学活动中的主体地位受到削弱[1]。教师选择学习内容，学生适应内容，学生还是以客体存在。这样的教学模式未突显个性化的差异，而是以统一标准来塑造学生，忽略了因材施教，扼杀了学生的个性。这种教学模式，教师与学生的互动交流较少，更多地倾向于独角戏模式，学生的听课积极性不高。诚然，在师资、教具有限的情况下，在教学信息化落后的情况下，这不乏为一种较好的教学模式。但是随着教学信息化的高速发展，网络技术、物联网技术、移动互联技术、大数据等多技术的融合，促生了智慧教学的产生。

智慧教学是基于互联网的教学应用，是一种全网物联管控、课堂内的分组教学模式，通过开放的移动端接入方式，实现了线上线下的互动教学，实现了“构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系”。智慧教室是这种“互联网+教育”模式的载体，它通过物联网应用场景搭建了可支持学习者进行自主创新研究、协作学习的移动互联环境。这种人工智能技术与教育的融合，必然推动课堂教学方式的转变。

2 智慧教学环境系统现状

随着教育信息化的发展，目前智慧教学环境主要就是指教室。教室主要以多媒体应用为主，即计算机加投影的模式，这是传统黑板加粉笔的教学模式的一次重大改革。但是这种改革都还只是停留在图像、视频展示的形式上，同时随着多媒体设备数量的成倍增加，系统功能的不断拓展，使用频率的提高，对现有的学校建设管理工作，以及教学方式创新提出了更多新的挑战。现有的多媒体教室是智慧教室发展的一个环节，这类教室在信息化高度发展的今天，可以不断完善，推向智能化、集成化。目前智慧教学环境存在以下不足：

（1）多媒体教室数量多，设备环境复杂。由于每个教室内配有电脑、投影、中控等不同设备，设备冗多，管理起来难度比较大，需要不少管理者。

（2）与智慧校园对接不够，多媒体系统孤立存在，集成度不高。目前各高校都在推广智慧校园建设，但是智慧校园的建设是一个庞大的工程，涉及学校的每一个应用系统，如各类消费、考勤、门禁、停车、设备使用等等，有些高校的多媒体系统还尚未集成到智慧校园一卡通系统中来。

（3）教室整体能耗比较高，不利于环保。多媒体教室的终端较多，设备能耗较多，同时多媒体设备也存在着开启后未及时关闭的情况，造成能耗增加，多媒体使用与课表脱节，未实现真正的实时动态管理。

（4）运维管理体系不完善，运维反馈跟踪不及时。现有教室的设备维修主要是使用者通过小程序、电话等方式进行报修为主，缺乏完善的设备自检、自动预警装置。

（5）教学互动不足。传统教学模式对教学互动促进不够，学生参与互动的成分较少，仍旧是以教师为主体，互动式教学体现不明显。

（6）现有的教学资源不足，难以形成系统的资源管理平台。

（7）基础环境支撑能力不足。现有教室内的各个设备都非常独立，智能化不足，不能形成系统。

智慧教室作为新兴的教育改革的载体，各个高校都在不断摸索，建设新型的智慧教室。新兴的智慧教室立足打破现有教室，将课堂内外贯穿起来，实现终端在哪里，教室就在哪里的教学模式。

3 智慧教学环境系统的结构

智慧教学环境是一个多种技术融合应用的综合场所[2]，可满足多种教学互动场景，是创新型教学理念的研究成果，通过结合在线教学资源的引入，课堂教学互动，多屏协作教学，小组研讨，状态即时反馈，为新形态的课堂教学提供了丰富的教学应用，是课堂教学的新体验。根据这种新型的教学模式，我们设计了以下智慧教室信息系统模型，该系统直观地展示了智慧教室的各个功能模块。同时各学校在建立自己的智慧教室时可根据现有的条件，调整模块构成，建成适合本校的智慧教学环境系统。

4 总结

新信息技术下的创新型智慧教学环境系统，应该具备性能稳定、质量可靠、贴近需求，引领未来、使用方便，安全节能的基本特性，就是需要保证整个系统的易用性、可靠性、先进性、创新性、融合性。

易用性保证了使用者的固有习惯，面向终端客户提供极其简便的人机交互模式，方才是最好用的。

可靠性即需保证了整个系统中产品稳定可靠，实现最优的性价比、无冗余的同时充分预留可扩展空间，从容错性、易恢复性、易扩展性方面确保系统的可靠。

先进性即需先进性的设计理念融入产品定位及系统开发的各个方面，构建的产品系统需吸收当前流行构建模式的精华精髓，最终确保嵌入式、物联网、大数据、互联网、开放接口等在产品终端及系统支撑软件上均有体现并预留接口。

创新性即将用户使用细节、建议，融入产品设计中，确保真正实现产品创新，得到用户使用认同。

融合性也是这个系统中最大的难点，创新应用的实践方式。新技术手段层出不穷，在创新的同时，各应用系统通过融合，即通过一稳定的融合产品来取代以往多设备、多系统、多线路的组成业状态。

智慧教学环境的搭建要始终遵循从用户需求出发，结合自身现状，保证适度超前的原则.智慧教学环境的研究与建设，也是一个动态的、不断优化的过程[3]，合理应用“云、物、大、智”等先进技术手段和理念推进学校智慧化管理新生态的建设，进一步促进新技术与教育教学深度融合[4]，好用又能满足自身需求才是最好的智慧教学环境系统。

参考文献：

[1] 杨陈.慕课背景下基于智慧教學平台的教学模式探讨[J].中国教育技术装备，2020（4）：210-211.

[2] 上官水雨.柳彩志.智慧教室的技术架构设计及面临问题分析[J].中国教育技术装，2018（10）：7-10.

[3] 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[J].现代教育技术，2020（3）：95-100.

[4] 郝云亮.胡骏.职业院校智慧校园应用模式研究-以苏州建设交通高等职业技术学校为例[J].江苏教育，2020（2）：37-40.

【通联编辑：王力】

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