面向高校智慧教室的应用与教学环境管控的研究

王明超，刘 毅，郭力培

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

1 智慧教室建设理念

智慧教室分类：

智慧教室建设完成后，集多种教学系统于一体，改变教学方法和教育模式，主要体现在如下四种类型智慧教室，类型分别为：

双屏互动智慧教室（40人左右）；

多屏研讨智慧教室（60人左右）；

远程互动型智慧教室（100人左右）；

录播型智慧教室（100人左右）。

2 智慧教室的应用

2.1 课前应用

2.1.1 教学资源－课前备课

教学资源主要针对已有教学资源的导入，和新增加资源的添加管理，形成校、院系自有教学资源的集中管理，也可以与现有管理平台对接，实现学习资源的共享。

2.1.2 个人空间－在线预习

为用户在平台提供个人空间，在个人空间中可以进行个人信息管理、资源管理、课件上传，收藏精品课程、观看直播、参与评选和教研活动等。根据不同的角色设置不同的权限，满足不同的个人空间。

2.2 课中应用

2.2.1 课中互动研讨教学

当进行互动研讨教学时只需要按下控制面板上的“互动研讨”即可实现互动研讨教学：

设备启动：教室内系统一键启用本地所有多媒体音设备终端和互动研讨相关设备：教室内大屏、讲桌面电源接口供电给教师自带笔记本使用、功放音响、摄像机、定位系统、互动主机、语音激励等。

设备显示：教室内黑板位置主讲大屏显示教师授课内容；其他大屏分别对应显示各自分组内展示的互动讨论资料。教师可控制分组大屏内容显示到主屏幕上，亦可控制主屏幕内容显示到各个分组大屏上；当教室内小组与教师互动时，通过语音激励功能实现小组与教师同屏对话模式显示课堂场景。与其他教室互动时，教室黑板位置大屏显示教师授课内容，侧墙大屏对应显示参与到互动课堂中的其他教室学生视频。当教师与参与到教室内的其他教室学生互动时，通过系统自带的人脸识别功能给予学生特写画面，实现教师与互动教室间的研讨场景。

（1）教师与小组互动模式

教师与小组互动：教室内的活动桌椅按照分组模式摆放，教室内系统一键启用本地分组模式音视频信号终端，以及教室前端显示屏、教室四周配置触控一体机。教室前端显示屏显示授课内容（PPT、WORD等），也可用来做教学批注；教室四周的一体机通过手机/pad/笔记本采用无线投屏技术分别显示每个小组讨论的话题内容。

（2）教师与学生教学互动

教师与学生互动：教室内的活动桌椅按照学生围绕教师模式摆放，形成本地课堂互动氛围，通过师生互动实现一对一互动、分组教学、资源收集、分发教学资源、提交作业等功能，以及完成课前知识点回顾和课后知识点测试答题，同步收集答题正确率，即时反馈到教师统计终端上，以便教师时刻掌握学生的学习情况。

教师与学生互动模式应用广泛，给教学带来了全新的变革，它改变了传统的教学模式，使每个学生都有参与课堂的权利，能够让孩子们解放天性，快乐的融入课堂环境中，真正公平的享受课堂的教学氛围，教学反馈系统是对教师详细掌握学生学习情况的必要手段，无论课前、课后都需要了解学生在学习过程中学习到什么程度。

（3）组与组之间多屏互动

组与组之间互动，主要体现在分组之间不同的讨论话题，通过设备控制，使得分组之间的学习资料可以互换，灵活应用。

研讨互动教学面向未来教育需求、针对学科特色、以提升学生学习质量为中心，实现以现代化技术模式的双板教学系统，满足教学要求的同时，也实现了互动教学模式，是研讨互教室建设的必要条件。

（4）汲取传统教学优势

教学汲取了传统教学“粉笔+黑板”的优势，从而实现传统黑板与电子白板的完美结合，达到了“随处可写，随时可写”以及课堂书写痕迹按需保存的效果。

（5）课中随机测验、即时反馈

利用手机APP可实现师生之间的互动，可进行答题测验，并可实现及时反馈。

具有移动端互动课堂答题功能，需支持单选、多选、简答题目测试，测试实时生成数据，精确到每个学生答题反馈数据统计；

（6）多元化课堂互动

采用网络交互方式，为课堂营造生动、活跃的课堂氛围，实现以“教”为主的教学模式向以“学”为主的教学模式转变；平台进行数据采集、统计并根据模型自动分析，快读呈现分析结果，可视化呈现整体教学内容的适用性和学生的接受程度，便于制定和调整后续的教学进度。

2.3 课后应用

课后应用-直播录播、课后视频点播回放：

（1）直播系统

通过网络将教室内的录制资源进行网络共享和直播，并上传至资源平台，用户也可登录平台进行查找点击观看，利用网络技术打破空间的限制。

（2）点播应用

教室在进行课堂教学时可以通过IP网络，例如局域网、互联网、卫星网，将课堂教学内容直播出去，课堂教学内容以多种格式展现：音频格式、视频格式以及教学讲义格式等，多种格式具有同步性。教育管理者可通过云平台进行集中在线巡查，以及对教学活动进行远程指挥。用户可通过扫描二维码立即观看的正在直播的视频资源。

3 智慧教学环境管控

系统以物联网平台为依托，基于学校需求，全面设计实现教育教学相关的场地、环境、设备、物品、人员、教学网络环境的综合集成控制与面向教学及其保障业务需求的网络化、智能化、协同化管理。

智慧教学环境管控系统全面优化了教学条件，对教学业务管理和教学资源的充分利用提供有力的网络化平台支撑。同时基于物联网平台技术，全面整合了教室的计算机、显示、音响、灯光、窗帘、空调等教学相关设备的联动监测控制。

3.1 统一规划

主控中心内可以将所有多媒体教室、全自动录播教室、全媒体录播教室、云录播教室、教学应用考试广播系统、全媒体课程录播平台系统、信息发布系统、可编程考试手机屏蔽系统进行统一管理。

3.2 电教设备集中管理

主控中心可以对多媒体教室进行集中管理，每间多媒体教室内所有的设备均与主控中心进行联网对接，并在主控室可以实现对教室内所有电教设备的统一集中管理。

3.3 与课表联动

主控中心管理平台软件与校园课表对接，实现教学设备自动开启的功能，利用多媒体管理平台可进行教室可视化管理，可实时查看教室情况，方便管理。

3.4 教学观摩功能

主控中心具有教学观摩功能，校领导可或教务处人员可通过网络对任意一间教室进行观摩或听课。并且校领导可在办公室内利用计算机查看任意一间教室内的教学情况，实现远程听课。在主控中心内可以通过大屏显示系统（拼接屏）显示任意教室内的教学画面、教学电脑画面（PPT、WORD、视频、图片等），可以实时对任意教室内的视频画面进行转动、变倍等操作。

4 结束语

智慧教室建设完成后，将智慧教学应用系统从课前备课，发布学生预习任务，课堂直接利用本地资源或云端资源教学，实时教学质量反馈，课堂答疑，重要知识点分享，微视频课件录制，师生互评，学生考勤自动统计，课堂学习笔记信息全程自动收集统一管理，便于学生课后学习，管理人员课后统计分析教学质量、学生学习情况等功能。