东北农业大学智慧教室的建设与评价

李健 徐荻秋 李志

摘    要：智慧教室是高校进行教育教学信息化改革的重要组成部分，智慧教室建设是传统型高校转变成数字化高校的重要条件之一。文章探讨了近些年国内高校智慧教室发展的现状及特点，为加快建设数字化校园，实现高等教育快速发展，东北农业大学建设智慧教室，服务于高校教育教学，实现教育教学模式改变，创新实践教育教学，提升专业能力，为高校智慧教室、智慧校园建设提供参考。

关键词：智慧教室；信息化改革；建设；教育教学；评价

中图分类号：G647          文献标识码：A          文章编号：1002-4107（2024）07-0046-03

为深入贯彻落实党和国家对教育的长期规划和发展理念，加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展，在高校信息化教学日渐普及，师生教育的信息化意识不断增强的背景下，东北农业大学传统教室已经满足不了教育的监管监控、评估评价和教育管理的需要。利用信息技术转变教学模式、改进教学管理的智慧教室成为信息化发展阶段的重要一环。智慧教室通过信息技术对教育教学改革，全面提升教与学信息化、教与研信息化、教与管信息化、促进信息技术与教学应用管理深度融合，全面提升教育水平，实现教、学、管三维一体跨越式发展，实现智慧课堂、智慧教室、智慧校园、智慧教育的信息化[1]。

一、国内高校智慧教室建设现状

随着教育信息化的进一步推进，满足双一流大学的需求，改变传统教学环境、教学方式、教学应用、教学管理，实现智慧课堂显得尤为重要。近年来，越来越多的高校启动智慧教室建设，根据不同的教学需求，形成不同教学体系的智慧教室[2]。

北京大学以25间云智慧教室、2间互动课堂记录教室、5间常态化课堂记录教室和1套智慧教学可视化运行平台为整体，依托平台实现统一化管理。多种课堂记录教室建设模式，主讲智慧课堂教室、常规远程互动教室配合使用，实现各个教学点互联互通，实现资源共享，同上一堂课，共享一名师。北京理工大学两校区建设了30间“智慧教室”，其中中关村校区23间，良乡校区7间。建成后的“智慧教室”均无缝接入学校现有云课堂记录系统，可实现集中智能录制、课堂直播、课后点播、在线观摩、教学评估、寻查督导、在线编辑、资源管理等功能。北京化工大学122 间云课堂记录多媒体教室可进行单独管理，进行24小时教学监控、考试监管、优质教学资源录制。将多媒体教学系统、智慧教学可视化运行平台、全高清精品课自动课堂记录系统、教学课件常态化云课堂记录等系统统一管理。各个系统之间互联互通，实现教学资源共享，实现统一化管理。北京科技大学智慧教室根据不同的教学内容整合不同的教学环境。远程互动教学、课堂内的师生资源互动，双板教学、电子书包、无线投屏以及教师、学生、板书的高清视频自动跟踪采集，课堂外通过资源集中管理平台，在局域网、互联网上将教室内的所有教学场景直播，为远端用户提供在线实时学习的平台，后期把课件上传至编辑系统实现对精品课程的编辑[3]。高校智慧教室的建设，成功实现了教学模式转变，打造以课程为中心，通过互动教学软件、研讨协作和无线同屏等系统，采集教学数据、提升教学效率、实现教学与信息技术相融合，打造新型教学空间。

二、东北农业大学智慧教室建设

（一）建设整体方案

随着互联网技术的不断升级，传统教室授课的弊端也越发凸显。传统课堂结构单一，信息传导单向，教学流程固定，无法进行异地教学，课堂教学行为无法做到实时分析，出勤率统计只能靠点名或手动签到完成等。为了满足现代化教学需求，改进传统教学模式，智慧教室的产生是时代的必然。智慧教室通过物联网技术实现各个教室之间智能监控、智能控制、智能分析，利用人工智能技术，实时统计学生上课的学情分析，跨地区远程互动教学，构建多元性学习集合体，满足师生在何地都可进行互动式直播讲课和听课的需求。通过智慧课堂云平台对教室进行集中管理，将课堂监督、课堂巡课、评估教学等集成于一体，实现新的教室布局、教学模式、教学管理、教学应用相结合的智慧化教室管理模式，形成师生上课有问有答、情节丰富、内容充实的教育教学新形态。东北农业大学以“智慧教学，智慧管理”为建设理念，建设智慧教室。智慧教室整体规划如图1所示。

教学管理全程化：通过对前端教室智慧教学应用系统进行在线巡课、听课、督导、课堂记录、课堂直播、课中互动教学、课后点播、远程监管；通过信息中心智慧综合管理平台进行全程教学应用管理，实现与教室实时视频语音互动。教室运行维护管理系统，远程监控教室设备状态，远程排除故障，提高教室设备使用保障的效率[4-5]。

教室类型多样化：根据不同院系学科的师生、不同课程的教学，建设与实际需求相适应的教学环境，形成模式教学环境“探究型智慧教室、智慧云教室、智慧授导教室”，按照不同的教学对象和教学内容配置不同的先进媒体设备，实现不同的功能。

教学模式个性化：构建以智慧教室为中心的智慧课堂，突破场所的限制，用统一的教学平台贯穿课前、课中、课后和线上、线下学习，使学生的学习不受时间和地点限制，利用翻转课堂、混合式教学等多种教学模式，融合优质教学资源，实现学生自主学习和个性化教学。

学情分析可视化：通过人工智能、物联网、大数据等技术分析系统采集数据，对师生在课堂上的行为进行智能分析，课堂互动教学数据生成课堂教学效果分析报告，以客观、科学的数据，为教学质量的分析提供数据支撑，为教学管理、评估提供依据。

课堂平台一体化：通过互联网混合架构模式，将独立、分散课堂教学数据和平台网络数据统一在一起，实现数据自动采集、资源有效利用的一体化教学管理模式，构建开放共享、资源互补的个性化教育教学生态体系。

（二）建设情况

结合大小班研讨式教学运行管理模式和东北农业大学实际教学情况，依据智慧管理、智慧应用、智慧课堂、学情分析等特点，注重内涵式发展，以学定教和重塑评价标准为建设思路，共建设探究性智慧教室1间，智慧云教室9间，智慧授导教室50间。不同种类的智慧教室针对不同类型的授课情况进行分类教学、特色授课，激发学生学习兴趣。自助探究，提升教学质量，培养学生上课积极性和创新意识。

1.探究型智慧教室。探究型智慧教室能够记录研讨过程，实现分组教学、讨论、翻转课堂等新模式教学。从教学系统、硬件设备、桌椅布局等方面综合考虑对学习小组互动的支持，利用智慧黑板及多个显示屏组成的视觉展示系统，为教室内各个学习小组提供教师授课内容同步显示、组内无线投屏分享、优秀作品展示等显示模式。传统的跟踪策略无法甄别谁在发言、何时记录、个体识别、师生互动、群生互辨等问题，很难适应在智慧型教室内的跟踪拍摄问题。探究型智慧型教室专有的记录方式“寻声辨境”跟踪技术依据探究型教室的授课特点，依靠智能化的感知设备，自主洞察课堂环境及课堂氛围的变化，针对组内研讨、组外互动、师生互动作出针对性的跟拍策略，最终形成结果和过程相结合的课堂视频记录机制。通过课堂互动教学软件，实现多种混合式探究型教学、个性化教学、小组讨论教学等。

2.智慧云教室。智慧云教室实现分组研讨教学、翻转课堂、远程互动等新模式教学，不仅有利于提高教师教学专业水平，调动学生积极性，激发学习兴趣，更有利于实现资源共享。常态化应用机制，部署简单、功能全面、实现智慧教室走进每一个班级，保证常态化课程资源的录制，同时实现小班智慧云教室高端统一管理，实现教室资源录制、直播、互动、在线观摩、资源存留等应用功能。教室内装修精美、结合物联网、控制设备打造全新教学环境：教学辅助设备由传统板书式教学转变为无线投屏、远程互动教学、精品课程全自动录制，课堂内外可视化教学；以教为主转变为以学为主，以课堂为主转变为以课堂内外结合，传统授导型转变为课堂内外互动教学，实现课堂内外教学督导评估评价；通过学情分析系统、电子班牌考勤系统、多媒体集中控制等系统将学生课堂学习效果、教师教学内容数据推送给网络平台实现大数据采集分析，实现网络平台统一管理。

3.智慧授导教室。智慧授导教室在教学系统硬件设备上以利旧为原则，在原有的多媒体教室设备的基础上增加先进的学情分析系统及泛在式课堂参与统计系统，为教学管理者及教师提供更加便利的教育教学诊断工具。（1）借助多媒体教室原有的多媒体显示教学设备。（2）升级原有的多功能讲台，使其功能更完善。（3）增加教室音频扩音系统，实现教师无需手持设备即可进行扩音上课。（4）教室前后端安装高清摄像机，实现教室安防监控、教学观摩、教学督导、学生行为分析等功能，通过智慧管理平台随时查看教室内的教学情况。（5）添加电子班牌，通过人脸检测、身高自适应图像跟踪系统，对教室内师生及课堂内容进行拍摄。（6）通过多功能教学系统，与教室内设备进行统一连接，实现教师课程内容的资源录制、全场景视频采集、实现课堂内外互动教学，教学全过程信息化。

三、东北农业大学智慧教室建设评价

（一）转变教学模式

第一，将课程体系模块调整为思想政治理论课程、通识课程、专业基础课程、专业教育课程、实践体验教学课程、保障课程，保证安排的完整性和合理衔接。第二，学校优质课程得到充分利用，通过平台在线课程直播、点播方式为广大师生提供学习助力，支持教师利用信息化等现代教学方法，提高课程教学质量，改革课堂教学形式，鼓励学生利用在线课堂教学资源，认可学生在网络课程中学到的课程成绩，作为学生的素质学分。第三，提升教师课程教学组织管理能力和授课能力，增强学生自主学习意识和能力，学校从课程体系设计、课程教学手段与方法、课程数量与规模、课程教学内容应用、课程师资结构、课程考核方式等方面，大力推进课程建设[6]。

（二）完善实践教学

智慧教室辅助实践教学信息化管理，实践教学是以“实践教学体系优化、实践教学资源多元化、实践教学内涵深化、实践教学管理信息化”等方面为重点的学校综合改革，不断推进实践教学跃上新台阶。通过智慧教学督导平台，辅助学校在创新教育课程体系、创新创业教育实践、创新创业激励机制、创新创业教育管理等方面不断完善。加强平台建设，通过开设单项和综合性的训练，以教学手段激发学生的自主学习探究热情，增强市场竞争意识，提升创业基础能力。

（三）提升专业能力

通过对标本科国家质量标准，优化专业课课程体系，强化核心教学应用与管理在人才培养过程中的支撑作用，全面推行“能力本位”为核心的本科教学综合改革，实现课堂教学重心由教师转向学生，课堂教学重点由知识传授转向能力提升，学生学习重心由听受转向自主，课程考核方式由结果转向过程，实现以教为准转变为以学为主。引导学生自我学习、主动学习，激发求知欲望，提高学习效率，提升自主学习能力和实践应用能力；积极加强学习过程管理，不断深化考核方式、本科生导师、家长服务系统及教学奖励制度等功能，强化教学质量评价保障机制建设，提高人才培养质量。

（四）创新教学质量保障体系

稳固教学的核心地位。强化日常教学工作，改进教学质量监控和评价体系，健全日常教学运行机制，形成教学日常检查、信息日常收集整理、信息实时反馈的信息化系统，做到监督和监控影响覆盖日常教学的每一个点。

建立完备的教学质量保障体系。转变过程管理和目标管理的主次，目标管理由辅转变为主，过程管理由主转变为辅，逐步扩大教学运行中的自主权。

教学质量监控及运行。构建校、院、系、班四级教学督导体系：利用校、院、系、班四级教学督导对学校的整体教学状况进行检查、评价、调研、监督，指导全校教学工作的各个环节，提出改进建议。通过督导日常听课方式，监督和评价教学情况；构建多样化评价体系对教学各环节质量信息进行收集、分析与反馈；通过本科教学基本状态数据库平台，建立常态评估机制，满足学校各类评估需要；完善学生全方位评教制度，有效改进教师教学，提高教师教学水平，丰富评价指标内容，分类评估；建立监控内容全面、监控方式有效的质量机制，实现教学质量的闭环管理。

（五）丰富校园文化

校园文化实现实时共享。借助当前先进的教育信息技术，以基础设施建设为重点，兼顾当前国内外最新的教育理念，构建一流的基础教育信息化校园，通过与数据中心信息平台对接，为全校师生建立媒体资源库，通过校园网络自媒体中心服务于全校。教育资源共享最大化，鼓励将优质资源分发共享，改善学校资源教育环境，促使学生对课后的学习产生兴趣，最大限度地调动学生的主动性和创造性，激发其参与校园活动的积极性和热情，完善校园教学访谈节目、文化宣传节目、校园新闻等栏目，从内到外提升校园形象，实现直播与资源同步录制、后期点播、资源发布等，推动校园文化的建设[7-8]。

四、结论

东北农业大学智慧教室建设以信息技术与教育教学的融合为核心基础，以建设、应用与共享数字资源为目标，通过优化理念设计、集中建设基础设施、提升运行管理能力等方法，从创新实践角度出发，突破原有固定授课思维，重塑教学流程，改变课堂结构，广泛开展线上教学、互动教学、自助研究教学等新教学模式，实现启发式讲课、互动式交流、探讨式研究、可视化学情分析，平台一体化的数据交流，将创新实践和内涵式发展相结合，学校信息化水平得到整体提升，为学校日常的教学质量综合评价提供了重要的数据基础，为教学改革和发展提供了前进方向。智慧教室的建设是建设高校智慧校园的重要组成部分和进一步延伸，是高校教育教学发展走向新阶段的重要标识，具有积极的意义。智慧教室会是未来教育的常态化课堂。

参考文献：

[1]  王东奇.民航院校“数字化校园”建设思考[J].空运商务，

2022（4）.

[2]  聂风华，钟晓流，宋述强.智慧教室：概念特征、系统模型

与建设案例[J].现代教育技术，2013（7）.

[3]  杨龙.高等教育中智慧教室建设[J].科技视界，2021（13）.

[4]  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）.

[5]  刘宸，李国栋，张哲，等.高校智慧教室的构建与研究——

以西安交通大学为例[J].现代教育技术，2018（10）.

[6]  王玉龙，蒋家傅.以需求为导向的智慧教室系统构建[J].

现代教育技术，2014（6）.

[7]  蒋立兵，毛齐明，卢子洲，等.高校教师应用智慧教室实现

教学转型的现状及建议[J].中国远程教育，2019（3）.

[8]  徐晔，黄尧.智慧教育：人工智能教育的新生态[J].宁夏社

会科学，2019（3）.

收稿日期：2024-01-11

作者简介：李健，东北农业大学实验室管理处实验师

基金项目：黑龙江省高等教育教学改革研究项目“智慧教室建设、运行与评价——以东北农业大学为例”（SJGY20220183）