浅谈智能教室在现代教育教学中的应用

陈洁 林沛

【摘 要】构建信息化教学环境是实施教育信息化的重要举措。智能教室是新型的信息化教学环境，它具有设备先进、操控方便、资源丰富、交互流畅、教学方式灵活等特征。它的构建与使用，将有利于改变传统的教学方式，提高教学质量，提升教研水平，促进创新型人才的培养。

【关键词】智能教室    信息化教学环境    现代教育教学     应用

党的十八届三中全会在深化教育领域综合改革中提出“构建利用信息化手段扩大优质教育资源覆盖面的有效机制，逐步缩小区域、城乡、校际差距”的具体要求，对进一步做好教育信息化工作具有极为重要的指导意义。教育的改革和发展离不开教育信息化，教育信息化的实施离不开信息化教学环境的建设。因此，探索将信息化教学环境智引入到現代的教育教学中，对于改变传统的教学方式，提高教学质量，提升教研水平，促进创新型人才的培养具有重要的现实意义。

一、基于智能教室的信息化教学环境研究

信息化教学环境是指运用现代教育理论和现代信息技术所构建的教学环境，是信息化教学活动展开的过程中赖以持续的情况与条件。这种教学环境包含在信息技术条件下直接或间接影响教师“教”和学生“学”的所有条件和因素，是硬件环境、软件环境、时空环境、文化环境等条件和因素的集合。

在传统的教学环境中，教室是最基本的教学场所，它的发展可分为三个阶段：第一阶段是传统教室，主要教学设备是“黑板+粉笔”;第二阶段是多媒体教室，主要设备是“多媒体计算机+投影”;第三阶段是新型教室，即智能教室，主要设备是“智能装置+交互装置”。智能教室是一种先进的教学场所，它与传统教室、多媒体教室的不同之处在于它能够对整个教学环境进行智能控制，并支持多元化的学习方式，如动态的学习，互动的学习，探究式、启发式的学习等。

二、智能教室的设计与构建

智能教室，又称“智慧教室”或“未来教室”。它的基本概念是：一个能够方便对教室所有设备（计算机、投影，音箱、交互白板等）及环境（温度、光线、空气质量等）进行智能控制和操作，有利于师生无缝地接入资源及从事教与学活动，并能适应包括远程教学在内的多种学习方式，以自然的人机交互为特征的，依靠移动通信、云计算、物联网、大数据等技术实现的增强型教室。智能教室的构成体现出设备先进、操控方便、资源丰富、交互流畅、教学方式灵活等特征。

本课题组通过研究与实验，设计出最基本的智能教室模型，如图1所示。模型中各个模块主要实现的功能如表1所示。

图1 智能教室的基本模型

表1 智能教室各模块的主要功能

功能模块 功能作用

教师综合讲台 是智能教室的核心模块，主要实现教室内所有设备的智能操作和控制，并且与学生进行互动交流，也能够通过网络与外部环境进行互动交流。

交互式电子白板 完成教学信息的呈现演示和师生间的互动交流。

多屏幕显示设备 既可以作为普通电视使用，又可作为师生互动交流屏幕;多屏幕显示同时能用单屏来呈现教学信息，也能用单屏来呈现学生的学习信息。

无线网络设备 在教室范围内构建一个能够互动共享的网络环境，WiFi与3G（4G）网络共存。

多功能投影设备 既可以作为普通的投影设置，又可作为三维投影设备，并能够360度投影，智能营造出各种不同的环境。

多功能音响设备 作为声音输出系统，能够播放各种声音，有立体环绕并实现智能控制等功能。

智能视讯设备 可以多角度对教室现场师生的教学活动进行录制，并实现保存、传输、通讯等功能。

公共打印输出设备 打印设备具有扫描打印一体化特征，能够实现3D的扫描和打印。主要作用在于能够将课堂教学的内容以文本、图片的形式即时打印出来。

公共媒体编辑设备 实现媒体编辑功能，能够将智能视讯设备所录制后的教学活动内容以多媒体的形式进行输出。

学生终端 学生终端为每人一台电脑（PC、笔记本、平板电脑、智能手机均可），学生终端通过无线网络与教师综合讲台进行连接，实现师生互动交流。学生终端可以共享教师教学资源，并且能够通过互联网共享到教育云平台资源。

除了以上十个最重要的基本模块以外，智能教室还必须以“教育云平台”为支撑。“教育云平台”是基于云计算的信息化教育平台，它能够灵活地统一管理和调度教育信息资源，为教师和学生提供各种教育信息服务，也能够发挥强大的信息处理能力，提供在线的远程教学资源，并为学习者提供安全、可靠、稳定的数据存储和管理系统。“教育云平台”实现了学习资源的共建与共享，能够为每个学习者提供个性化的学习支持。

三、智能教室在现代教育教学中的主要应用

智能教室的智能性主要体现在它的功能方面，主要包括课堂笔记的自动化、课堂实录、设备控制自动化、智能远程教学等几个方面。

（一）课堂笔记的自动化

传统的课堂模式经常是教师忙于讲课及板书，学生忙于听课与做笔记，而学生听课与做笔记往往跟不上教师的进度，这种模式显然对提高课堂学习的效率是不利的。在智能教室中，学生再也不用做笔记，只需认真听讲就行，教师的所有板书都可以自动保存起来，并以电子文档的方式传输到学生终端中，或者通过打印设备打印出来，大大提高了学生的学习效率。

（二）课堂教学实录

课堂教学实录比笔记记录具有更重要的意义。教师的板书、演示讲义、现场视音频和其他与教学相关的所有活动都可以通过“智能视讯设备”进行记录并保存下来，并自动上传到“教育云平台”中，成为平台中的教学资源。当学生有需要时，可以随时随地播放课堂教学内容，这样不仅方便复习，而且可以让学生补学错过的课程。

（三）所有电气设备控制的集成化和自动化

智能教室的智能化还体现在对电气设备控制的集成化和自动化上。比如：当教师需要演示一个讲义时，智能系统能够自动放下电动屏幕和窗帘，调节灯光，打开投影机并切换到合适的视频源等等。如果考虑在教室中录制课堂录像时，自动化选取摄像机角度。“智能视讯设备”跟踪教师的位置变化，或者教师也可以用手势指引“智能視讯设备”聚焦于某个区域等等，所有设备的控制都实现智能化。

（四）课堂互动与协作学习

智能教室的核心是互动，其中交互式电子白板就是课堂互动的重要设备，它集硬件与软件为一体，并连接到“教育云平台”上。教师可以在白板上随意调用各种素材或应用软件教学，并且可以通过无线网络实现师生之间、学生之间的互动。在智能教室中，学生能够利用无线终端进行互联，既可以实现教室内的小组互动，也可以与远程的学习者或专家进行互动，完全突破空间的限制，实现多方面的互动与协作学习。

（五）远程教学的智能化

远程教学是智慧课堂的一个方向，智能教室引入交互空间的概念，把一个普通的教室空间升级为一个教师和远程教育系统的交互界面。在这个空间中，教师可以摆脱键盘、鼠标、显示器的束缚，而用语音、手势甚至身体语言等传统的授课经验来与远程学生进行交互。现场的课堂教育和远程教育的界限被打破了，教师可以同时对现场和远程的学生进行授课。

四、结语

智能教室在现代教育教学中的应用，改变了既有的教学模式、学习方式，使教育从以教师为中心向以学生为中心转变，从知识传授为主向能力、素质培养为主转变，从课堂学习为主向多种学习方式转变。信息化教学环境下的教育教学将更加充分满足教师的教与学生的学多样化与个性化需求，更加体现立德树人的本质要求，从而缩小地区、城乡、校际之间的教育差距，促进教育公平、提高教育质量，促进创新型人才的培养。

【参考文献】

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