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摘 要:近年来,随着信息技术的快速发展和教育理论的进步,世界各国越来越多地倡导ICT(即信息、通信、技术)与教室的深度融合,以構建全新的教室学习环境来提高学习质量和效率。多媒体教室及其装备将向全数字化、互联网化的智慧教室方向发展。
关键词:智慧教室;构建;应用
0、引言
在国家的《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》中明确提到,国家大力提倡建设智能化教学环境,提供优质数字教育资源和软件工具,探索现代信息技术与教育的全面深度融合,充分发挥教育信息化在教育改革和发展中的支撑与引领作用,引领教育理念和教育模式的创新。虽然,目前国内大多数学校也都启动了智慧教室的建设,但大部分都停留在理论阶段或正处于建设初级阶段,缺乏全面实践。并且大多数的智慧教室都存在交互性不足,教学效果欠佳等问题。所以,对智慧教室的构建与应用进行探讨十分必要。
1、智慧教室构建
目前,智慧教室在建设中尚无国家和行业规范,厂家各行其是。2018 年7 月出台的国家标准《智慧校园建设框架》中对智慧教学环境建设进行了勾勒,但对智慧教室体系架构、要素内容和判断标准并没有明确界定。部分产业内知名公司争相发布智慧教室解决方案和建设标准,也都是从商业利益出发,其设计标准的科学性和规范性还有待商讨。另外,不少学校在构建智慧教室时,也是为彰显办学特色、突出政绩工程,只愿意在看得见的“显绩”上下功夫,不愿意对耗时耗力的数据工程进行投入,是重实体轻数据。本文认为数据工程应是智慧教室的核心,在硬件基本满足的条件下,应加大对数据工程的建设,数据工程是重点,也是难点。为此,本文提出几点建议,具体如下。
(一)在硬件建设上,针对不同学科特点及实际教学需求,可以建设不同功能和类型的智慧教室;例如,本校某录播教室如图1所示。对于需要开展讨论的课堂,可通过环境的改造建设小组互动研讨教室; 对于需要在课堂中开展交流的学科,可建设能异地交流、实时互动的远程互动教室; 对于有微课、MOOC 建设任务的教师,建设高清录播教室; 对于开展混合式教学模式的教室,可建设能课堂翻转、角色互换的网络互动教室等等。
(二)在数据建设上,数据建设包括收集积累和筛选甄别等,学校应当根据自身的需求制定特色建设内容。在服务平台层建设中,特色功能选择上要贴近本校教学和管理现实需求,按照系统化思路,区分教学和管理两大功能,合理设置建设项目,按照模块化的思维,统一数据接口,同步实施,确保所有数据库最终成为相互联通、互相耦合的紧密整体;要牢牢把握住数据库建设的核心地位,大量引进精品公共平台数据库,全力培育自建学科专业数据库,以学科专业数据库建设为重点,按照自下而上的步骤,根据课程内容、学科方向等,逐步完成内容体系构建。为师生提供信息帮助和支持,完成教学和管理的各项任务。
2、智慧教室应用
当前,智慧教室建设与应用正处于认识碰撞期,从信息技术角度理解,“智慧”指技术上的智能化,智慧课堂则是利用先进的信息技术手段实现课堂教学信息化、智能化、构建富有智慧的课堂教学环境,最终实现学生的智慧生成。所以,对智慧教室的应用,本文认为重点应在智慧的“智”字上下功夫,即加大以下应用。
(一)“智”在数据处理上
智慧教学资源不同于简单的大数据,是通过算法和整合对教学内容筛选后的一种支持性信息,是智慧教室的衡量标准,数据运用得越充分,智慧等级越高;在教学资源调用、选择、提供、展示、处理等方面对教学给予更高的支持。
(二)“智”在环境调控上
智慧的环境调控是智慧教室最直接的展现形态和最基本的功能要求,对教室的自然环境信息进行精准采集,对投影机亮度、教室的温度、湿度、照度、氧含量等环境要素,按照有利于教学的原则,根据教学需要和人体生理需要实现自动调试,用最快速、稳定的手段带来无感化调控,打造沉浸式高效率的教学环境,让教与学始终处于一种稳定而又舒适的环境中。
(三)“智”在分析决策上
通过对教学和管理活动中的数据进行采集、归纳和分析,实现对教学效果、设备使用情况、教室使用频率等情况的评估,按照类比、对照等关系,根据教学和管理的需要,为决策者提供以大数据为背景的决策参考,是智慧教室最重要的表现形式。
(四)“智”在教学支持上
对教师,为备课提供数据、案例和专业资料支持,为授课提供随机信息帮助,促进其教案水平、授课技巧和教学效果提高;对学生,为自主学习提供信息库、试题库、结果评判等,实现学习效果及时验证、实验结果及时显现等。具体表现为:
(1)教学资源智慧匹配
根据课程内容和课堂教学进度实时匹配案例、数据,通过便捷交互手段迅速完成特定内容选取,通过友好直观的方式迅速呈现,为课堂教学、实验教学和自主学习提供高效精准的信息服务。
(2)教学情境智慧感知
在物联网和传感技术的帮助下,对教师和学生教学过程中行为、语言和座位布局等进行分析,自动判断组训方式,提供适应特定场景下的环境适配和信息保障。
(3)教学数据智慧分析
对海量数据资源的整合分析,根据信息调用的频度、教学的偏好和设备调用的次数等各类因素,为管理者、教师和学生提供特定的数据分析,优化教学和管理。
(4)教学设备智慧管理
按教学计划启停设备、按使用时间设置保养任务、根据使用环境判断应用状态、智能分析使用偏好,大幅降低管理的人工成本,大幅提高保障效益,提供更加人性化的应用服务。
(5)教学效果智慧评估
具备主动评价、综合比对、智能分析等功能,将教师和学生的行为数据进行比对,对教学模式和教学效果进行分析,帮助教师和学生找到不同课程内容最优教学方式。
3、结束语
智慧教室建设是教育信息化建设发展的产物,是一种全新的教学模式,本文通过对目前智慧教室建设与应用的分析,给出了几点未来智慧教室建设的建议,希望能够对相关领域的研究者和师生提供一定的帮助,促进智慧教室建设的完善,智慧教室的建设依赖于高度发达的信息技术,也将随着信息技术手段的迭代更新不断进步,具备丰富知识容量和聪明决策机制的教室,将带来教学领域新的变革。
参考文献:
[1]黄荣怀,胡永斌,杨俊锋,等. 智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究.2012(2):22-27.
[2] 殷斌.智慧教室建设现状及发展方向,现代信息科技,2018 ,2(12):135-137.
作者简介:
田胜军(1966-), 男,土家族, 湖南张家界人, 吉首大学副教授 ,硕士,现主要从事大学计算机教学及校园网网络管理研究等.
关键词:智慧教室;构建;应用
0、引言
在国家的《教育信息化十年发展规划(2011-2020)》中明确提到,国家大力提倡建设智能化教学环境,提供优质数字教育资源和软件工具,探索现代信息技术与教育的全面深度融合,充分发挥教育信息化在教育改革和发展中的支撑与引领作用,引领教育理念和教育模式的创新。虽然,目前国内大多数学校也都启动了智慧教室的建设,但大部分都停留在理论阶段或正处于建设初级阶段,缺乏全面实践。并且大多数的智慧教室都存在交互性不足,教学效果欠佳等问题。所以,对智慧教室的构建与应用进行探讨十分必要。
1、智慧教室构建
目前,智慧教室在建设中尚无国家和行业规范,厂家各行其是。2018 年7 月出台的国家标准《智慧校园建设框架》中对智慧教学环境建设进行了勾勒,但对智慧教室体系架构、要素内容和判断标准并没有明确界定。部分产业内知名公司争相发布智慧教室解决方案和建设标准,也都是从商业利益出发,其设计标准的科学性和规范性还有待商讨。另外,不少学校在构建智慧教室时,也是为彰显办学特色、突出政绩工程,只愿意在看得见的“显绩”上下功夫,不愿意对耗时耗力的数据工程进行投入,是重实体轻数据。本文认为数据工程应是智慧教室的核心,在硬件基本满足的条件下,应加大对数据工程的建设,数据工程是重点,也是难点。为此,本文提出几点建议,具体如下。
(一)在硬件建设上,针对不同学科特点及实际教学需求,可以建设不同功能和类型的智慧教室;例如,本校某录播教室如图1所示。对于需要开展讨论的课堂,可通过环境的改造建设小组互动研讨教室; 对于需要在课堂中开展交流的学科,可建设能异地交流、实时互动的远程互动教室; 对于有微课、MOOC 建设任务的教师,建设高清录播教室; 对于开展混合式教学模式的教室,可建设能课堂翻转、角色互换的网络互动教室等等。
(二)在数据建设上,数据建设包括收集积累和筛选甄别等,学校应当根据自身的需求制定特色建设内容。在服务平台层建设中,特色功能选择上要贴近本校教学和管理现实需求,按照系统化思路,区分教学和管理两大功能,合理设置建设项目,按照模块化的思维,统一数据接口,同步实施,确保所有数据库最终成为相互联通、互相耦合的紧密整体;要牢牢把握住数据库建设的核心地位,大量引进精品公共平台数据库,全力培育自建学科专业数据库,以学科专业数据库建设为重点,按照自下而上的步骤,根据课程内容、学科方向等,逐步完成内容体系构建。为师生提供信息帮助和支持,完成教学和管理的各项任务。
2、智慧教室应用
当前,智慧教室建设与应用正处于认识碰撞期,从信息技术角度理解,“智慧”指技术上的智能化,智慧课堂则是利用先进的信息技术手段实现课堂教学信息化、智能化、构建富有智慧的课堂教学环境,最终实现学生的智慧生成。所以,对智慧教室的应用,本文认为重点应在智慧的“智”字上下功夫,即加大以下应用。
(一)“智”在数据处理上
智慧教学资源不同于简单的大数据,是通过算法和整合对教学内容筛选后的一种支持性信息,是智慧教室的衡量标准,数据运用得越充分,智慧等级越高;在教学资源调用、选择、提供、展示、处理等方面对教学给予更高的支持。
(二)“智”在环境调控上
智慧的环境调控是智慧教室最直接的展现形态和最基本的功能要求,对教室的自然环境信息进行精准采集,对投影机亮度、教室的温度、湿度、照度、氧含量等环境要素,按照有利于教学的原则,根据教学需要和人体生理需要实现自动调试,用最快速、稳定的手段带来无感化调控,打造沉浸式高效率的教学环境,让教与学始终处于一种稳定而又舒适的环境中。
(三)“智”在分析决策上
通过对教学和管理活动中的数据进行采集、归纳和分析,实现对教学效果、设备使用情况、教室使用频率等情况的评估,按照类比、对照等关系,根据教学和管理的需要,为决策者提供以大数据为背景的决策参考,是智慧教室最重要的表现形式。
(四)“智”在教学支持上
对教师,为备课提供数据、案例和专业资料支持,为授课提供随机信息帮助,促进其教案水平、授课技巧和教学效果提高;对学生,为自主学习提供信息库、试题库、结果评判等,实现学习效果及时验证、实验结果及时显现等。具体表现为:
(1)教学资源智慧匹配
根据课程内容和课堂教学进度实时匹配案例、数据,通过便捷交互手段迅速完成特定内容选取,通过友好直观的方式迅速呈现,为课堂教学、实验教学和自主学习提供高效精准的信息服务。
(2)教学情境智慧感知
在物联网和传感技术的帮助下,对教师和学生教学过程中行为、语言和座位布局等进行分析,自动判断组训方式,提供适应特定场景下的环境适配和信息保障。
(3)教学数据智慧分析
对海量数据资源的整合分析,根据信息调用的频度、教学的偏好和设备调用的次数等各类因素,为管理者、教师和学生提供特定的数据分析,优化教学和管理。
(4)教学设备智慧管理
按教学计划启停设备、按使用时间设置保养任务、根据使用环境判断应用状态、智能分析使用偏好,大幅降低管理的人工成本,大幅提高保障效益,提供更加人性化的应用服务。
(5)教学效果智慧评估
具备主动评价、综合比对、智能分析等功能,将教师和学生的行为数据进行比对,对教学模式和教学效果进行分析,帮助教师和学生找到不同课程内容最优教学方式。
3、结束语
智慧教室建设是教育信息化建设发展的产物,是一种全新的教学模式,本文通过对目前智慧教室建设与应用的分析,给出了几点未来智慧教室建设的建议,希望能够对相关领域的研究者和师生提供一定的帮助,促进智慧教室建设的完善,智慧教室的建设依赖于高度发达的信息技术,也将随着信息技术手段的迭代更新不断进步,具备丰富知识容量和聪明决策机制的教室,将带来教学领域新的变革。
参考文献:
[1]黄荣怀,胡永斌,杨俊锋,等. 智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究.2012(2):22-27.
[2] 殷斌.智慧教室建设现状及发展方向,现代信息科技,2018 ,2(12):135-137.
作者简介:
田胜军(1966-), 男,土家族, 湖南张家界人, 吉首大学副教授 ,硕士,现主要从事大学计算机教学及校园网网络管理研究等.