基于5G背景下智慧教室在教学活动应用中的特点与趋势

康 乐

(杨凌职业技术学院，陕西 杨凌 712100)

1 智慧教室的定义与模式

智慧教室通过重塑传统教学理念与模式，在一定程度上重构了教室环境，搭建出适合教师教学与学生学习的新型教室。这种融入了智能化教学设备的智慧教室，正在全国各大院校中大规模地扩散开来。

目前，智慧教室分为两种形式：一种是通过技术的角度实现教室空间的“智慧性”，着重体现人工智能、物联网、大数据以及交互技术等前沿科技的融入应用，在课堂上对教师和学生的行为数据进行实时采集分析，涵盖了感知学习情境智能化、学习者个性特征动态匹配识别、学习资源个性化推送以及自动评估学习效果等功能。另一种智慧教室则是从教与学的宏观层面建构学习模块，将智慧教室作为整合各种教学资源的大平台，可为教师提供多种实时教学用具。在教与学方式上可提供灵活多变的场景化体验方案，创造互动丰富的学习气氛，在教学中把师生间的交流协作共享融为一体，不单是具备设备技术的专业性，更重要的是展现如何灵活地选择科技手段来提振学习过程，增强学习效果。

2 智慧教室的主要特点与应用优势

2.1 主要特点

低碳环保，无尘化教学：智慧教室大大颠覆了传统教学中的黑板书写习惯，革新了过去几十年来粉笔用作书写工具的历史，将从根本上消除如粉笔灰尘诱发的各种疾病以及教学设备使用年限等问题。现代化智慧教室环境中采用的是微光量子环保型互动黑板，实现“一板三用”——代替黑板、电子白板、幕布的角色，采用环保型水性笔书写，可清水擦拭，做到无毒、无尘、无味。智慧教室更加有利于师生的身心健康并延长教学设备的使用年限，让教室真正变成一个低碳环保、生态节能的教学新环境。

人性化设计：智慧教室的智能讲台内置有可供自由调节的升降支架，可方便地根据教师身高来调整讲台高度。在智慧教室教学终端机内配有专业PPT-Show软件等，可实现与PPT文稿讲解展示的高效链接，它使教师和学生观看不同的显示画面。学生看到的是当前投影画面或预制背景画面，而教师可在智能教学终端机上看到当前页面、相邻页面以及投影画面，还配有当前页面的备注文字等提示。智慧教室智能讲台的人性化设计，为教师提供最直观的教学平台，让教学活动有秩序地开展。

教师助手功能：在智能教室教学终端内还配有专门的教师助手软件，可最大限度把手机、iPad等移动设备接入，变为教学的好助手。这样教师便能走下讲台，方便操控课件时与学生进行交流互动，大大提升了课堂的趣味性，有效将学生带入学习气氛，同时也可实时管理和控制多媒体设备，轻松掌控课堂教学节奏。

便捷性：智慧教室在互动课堂学习桌椅的设计上融入人体工程学理念，可提供教师讲授、小组活动、个人学习三种不同使用模式。在上课时可根据不同教学活动场景的需要，迅速便捷地对教室空间布局进行改变，还能有效提高学生听课的舒适感、加深其相互间联系、提高其课堂参与度。除此之外，智慧教室的桌椅设备可随意组合，按不同颜色划分成不同的功能区域，方便教室的搭建，可以折叠存放，整齐有序，方便易管理。

2.2 应用优势

智慧教室实现了智慧环境、统一管理、互动教学等环节的一体化架构，提供的是一整套教室解决方案。通过整合各种资源而诞生的智慧教室，带来的将是综合教育水准的飞跃式发展，授课模式的全方位转变。智慧教室通过其智能硬件的功能发挥，实现了对教师传统授课形式的更替，“以学生为本”的教学模式应运而生。在智慧教室的构建下，教室内的空间环境实现了质的提升，“学习体验感”在学生学习中的作用更加明显。体验式的学习环境将大大促进学生学习状态和学习习惯的规范。通过智慧教室内的不同空间功能进行差异化的环境设计，教室的整体布局也在发生着深刻的变革，现代化智慧教室布局包括联排座椅型智慧教室、小桌板座椅型智慧教室、U型排列型智慧教室、互动录播型智慧教室以及圆桌讨论型智慧教室五种类型，部分教室配有纳米黑板。如此一来，传统“填鸭式”教育的短板将彻底改变，兴趣度、参与度的提升将大大促进学生的学习效果。

智慧教室将使教育场景应用更多元。智慧教室旨在产生交互式的师生讨论教学模式，探索将教学理念方法以及教学手段与信息技术更紧密融合的新式教学平台。如今以智慧教室的形式搭载先进开放的实操系统功能，每一间智慧教室内均装有录播系统，可根据教师的不同需求对每堂课进行动态化录播，以便实现学生自主化预习复习和教师对教学方案的反思总结等。智慧教室内还设有可进行任意组合摆放的活动桌椅与无线接入的显示屏系统，方便学习小组间进行实时互动交流。部分智慧教室还配置了纳米黑板，以触控实现教学互动、多媒体教学以及粉笔书写等功能的统一，将可感知的互动黑板与传统黑板无缝对接。除此之外，智慧教室中还安装有刷卡上下课智能化系统，以及教室设备集中控制台，并与全校教务系统进行对接，具有自动化识别上课师生权限、教学数据实时记录，全面提升教学质量及管理水平等众多优点。

3 5G背景下智慧教室的发展趋势

3.1 虚拟现实教育

虚拟现实教育是指在教育领域(包括教育教学、教育管理和教育科研)运用虚拟现实技术全面深入地推进教育改革与发展。在5G技术时代下，包括移动宽带的增强、超低时延通信、大规模物联网三大应用场景拓宽等技术优势，未来将在教育领域得到广泛应用：一是可创造出许多此前难以实现的教学场景模拟，比如地震、消防等灾害场景的模拟演习。二是可模拟诸多高成本、高风险的教学项目培训，比如飞机驾驶、工程拆装、医学手术等。三是能够有效还原历史或其他三维场景，如史前时代、太空、深海等科普教学场景等。

在未来的智慧教室设计中，以5G技术大带宽、低时延特点，将使虚拟现实渲染功能在云端及时同步，可以为学生能提供沉浸化虚拟教学内容，能够有效加深学习效果。VR教育技术还可以根据实际情况应用在不同的课堂教学、实验合作以及远程研究等方面。

3.2 远程互动教学

5G技术逐渐走向成熟，势必为远程互动教学提供源源不断的前进动力。在智慧教室的远程互动教学场景下，通过高清视频音频等多媒体对话形式，师生间的交流方便高效，学习者能够获得身临其境的体验并可以随时随地享受到自助式学习内容。远程互动教学还支持多种网络条件下的会议培训、教学研讨、考试等综合业务。新一代的远程互动教学体系涵盖了教室与终端、网络传输接入、媒体资源、远程教育云平台等。

4 结语

在全新的教学空间里，智慧教室应以学生为设计主体，以智慧教室课堂主机为设计核心，其不仅承载着局域网稳定教学与音视频录播等任务，还要支持远程互动直播、实时多屏互动以及物联网设备控制等功能。未来的智慧教室将使教学更简易、教学环境更智能、课堂互动更智慧。