隨著信息時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)、移動(dòng)終端、交互式白板、投影儀、攝像機(jī)等信息化設(shè)備開(kāi)始大量進(jìn)入教室。眾多的設(shè)備和技術(shù)，復(fù)雜的線路連接，使教室成了各類先進(jìn)設(shè)備、軟件的堆砌。研究表明，智慧教室的家具配備、技術(shù)裝備、空間布局顯著影響技術(shù)在教學(xué)中的作用。而如何合理有效地使用各種信息化軟件和設(shè)備，讓學(xué)生在優(yōu)美舒適的教室中，輕松愉快地學(xué)習(xí)精彩呈現(xiàn)的各種教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)得到需要的學(xué)習(xí)資源，有針對(duì)性地開(kāi)展教學(xué)，是智慧教室建設(shè)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

　　一、智慧教室的特征

　　1．簡(jiǎn)單易用，功能強(qiáng)大

　　隨著越來(lái)越多的設(shè)備進(jìn)入教室，各類設(shè)備的相互獨(dú)立性增加了操作的難度，影響了這些設(shè)備在教室的應(yīng)用。智慧教室的建設(shè)，需要考慮設(shè)備的可靠連接、故障的快速解決，讓系統(tǒng)能迅速回復(fù)到正常初始狀態(tài)。為此，智慧教室通過(guò)面板將所有設(shè)備、系統(tǒng)集中在一起，提供一站式服務(wù)。通過(guò)一鍵操作、場(chǎng)景定制、默認(rèn)參數(shù)等快速操作，讓智慧教室能夠迅速處于最佳狀態(tài)。

　　2．靈活布局，環(huán)境優(yōu)雅

　　傳統(tǒng)教室由黑板、講臺(tái)、課桌椅等構(gòu)成，色彩單調(diào)，布局單一，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性的發(fā)揮。智慧教室空間設(shè)計(jì)是指依據(jù)教育學(xué)和心理學(xué)原理，營(yíng)造出最有利于學(xué)生心理和行為的氛圍，從而不斷激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

　　3．精彩呈現(xiàn)，共享課堂

　　在智慧教室里，教師和學(xué)生的電腦、移動(dòng)終端里的學(xué)習(xí)資源，可通過(guò)Miracast和airplay等無(wú)線投屏神器實(shí)現(xiàn)共享；多部4K高清攝像頭，可自動(dòng)跟蹤老師上課情況，對(duì)老師講授的內(nèi)容實(shí)行云錄播，學(xué)生可隨手“點(diǎn)播”錄播視頻，查看“回放”。借助智慧教室里的遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)，還可輕松實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)交互，實(shí)施遠(yuǎn)程教學(xué)。

　　4．高效互動(dòng)，深度體驗(yàn)

　　良好的人機(jī)互動(dòng)，可以促使師生更好地利用智慧教室的各種設(shè)備，而不用擔(dān)心損壞設(shè)備。教學(xué)互動(dòng)指教學(xué)平臺(tái)上師生之間的互動(dòng)。教室發(fā)布指令，學(xué)生通過(guò)各種設(shè)備進(jìn)行反饋。隨著教學(xué)平臺(tái)功能的增強(qiáng)，教學(xué)互動(dòng)變得更加簡(jiǎn)單和具有趣味性。常見(jiàn)的教學(xué)互動(dòng)有課堂舉手、搶答、搖一搖選人、隨機(jī)小組劃分、點(diǎn)贊、互評(píng)、頭腦風(fēng)暴、作業(yè)等等。

　　5．?dāng)?shù)據(jù)分析，個(gè)性教學(xué)

　　智慧教室里，老師利用電子白板演示課件，學(xué)生用答題設(shè)備對(duì)問(wèn)題做出自己的選擇。整節(jié)課上，每個(gè)學(xué)生操作的每個(gè)步驟都會(huì)被系統(tǒng)記錄下來(lái)，后臺(tái)可以進(jìn)行精確分析，為每個(gè)學(xué)生生成一份教學(xué)效果診斷書(shū)。

　　二、智慧教室的構(gòu)造及功能模塊

　　1．內(nèi)容呈現(xiàn)系統(tǒng)

　　內(nèi)容呈現(xiàn)是智慧教室最基本的功能，主要設(shè)計(jì)要求是清晰、舒適、符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。內(nèi)容呈現(xiàn)的設(shè)備可以劃分為面向個(gè)人的呈現(xiàn)設(shè)備和面向集體的呈現(xiàn)設(shè)備，面向集體的內(nèi)容呈現(xiàn)設(shè)備由投影儀、觸摸一體機(jī)、白板、液晶電視、3D顯示、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)等構(gòu)成，教師上課可以方便地利用遙控終端、手機(jī)、平板電腦操作，或者直接在觸摸一體機(jī)前進(jìn)行各種操作，與傳統(tǒng)教學(xué)一樣方便。3D顯示可以更加逼真地演示各類模型的3D效果，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)讓學(xué)習(xí)者在更廣的視角中去學(xué)習(xí)知識(shí)，培養(yǎng)技能。

　　2．智能錄播系統(tǒng)

　　智能錄播系統(tǒng)不僅是課程資源建設(shè)的重要途徑，也是教學(xué)行為分析的重要依據(jù)。智能錄播系統(tǒng)通過(guò)圖像識(shí)別，能夠精確發(fā)現(xiàn)課堂中活動(dòng)的老師和學(xué)生，并自動(dòng)進(jìn)行鏡頭切換。

　　課堂中的錄像，根據(jù)不同的用途，可以分為課堂實(shí)錄型、講解型和虛擬演播型。課堂實(shí)錄是智能跟蹤教師的講解和學(xué)生的發(fā)言、討論，既有全景式的課堂教學(xué)場(chǎng)景，更有教師、學(xué)生的特寫(xiě)，還有電腦、板書(shū)的信號(hào)。

　　3．智慧教學(xué)系統(tǒng)

　　備課系統(tǒng)主要為課堂教學(xué)提供資源支持。系統(tǒng)為每一門(mén)課程建設(shè)一個(gè)門(mén)戶，并提供基本的課程設(shè)計(jì)架構(gòu)。教師只需要按照教學(xué)的要求，將相關(guān)的學(xué)習(xí)指導(dǎo)、課前自測(cè)、預(yù)習(xí)、課件、視頻、動(dòng)畫(huà)、案例、作業(yè)、網(wǎng)絡(luò)資源等上傳到智慧教學(xué)系統(tǒng)制定的欄目中即可，大多數(shù)資源都以文件的形式上傳，對(duì)于老師來(lái)說(shuō)，可以非常方便地組織課堂教學(xué)資源。

　　教學(xué)系統(tǒng)由電腦端和移動(dòng)端構(gòu)成。教師既可以在講臺(tái)進(jìn)行講解，也可以手持手機(jī)或平板電腦進(jìn)行講解。手機(jī)畫(huà)面可以智能投屏。手機(jī)端以PPT為核心，整合了課堂教學(xué)常用的資源和互動(dòng)工具，包括資源調(diào)用、教學(xué)互動(dòng)、粉筆、學(xué)生管理等部分構(gòu)成。課堂上學(xué)生的發(fā)言，或者一些實(shí)踐性操作，教室可以通過(guò)手機(jī)端的“實(shí)物展臺(tái)”進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)直播，也可以把手機(jī)屏幕當(dāng)成黑板進(jìn)行使用。

　　4．智能管理系統(tǒng)

　　智能控制系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、中控系統(tǒng)、傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)等。中控系統(tǒng)負(fù)責(zé)各類設(shè)備的啟動(dòng)與關(guān)閉，同時(shí)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)各類設(shè)備進(jìn)行智能化調(diào)節(jié)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是智慧教室能夠流暢運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，采用雙Wifi模式。內(nèi)置Wifi主要用于教室內(nèi)部各個(gè)終端、顯示屏與教師機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。外置Wifi主要用于調(diào)用學(xué)生的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)課堂的生成數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)的備份?？记谙到y(tǒng)支持指紋考勤、人臉識(shí)別等多種模式。

　　三、智慧教室建設(shè)案例分析

　　智慧教室建設(shè)的需求是功能越多越好，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于教師的時(shí)間和精力很有限，往往只需要應(yīng)用其中的特定功能。智慧教室如何根據(jù)場(chǎng)景進(jìn)行定制是其中的關(guān)鍵。

　　智慧教室建設(shè)主要包括空間設(shè)計(jì)、內(nèi)容呈現(xiàn)、互動(dòng)教學(xué)、智能錄播、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能管理等方面的內(nèi)容，根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)的不同，可以分為經(jīng)濟(jì)型、標(biāo)準(zhǔn)型、專業(yè)型、未來(lái)型四種智慧教室。

　　1．經(jīng)濟(jì)型智慧教室

　　經(jīng)濟(jì)型智慧教室包括內(nèi)容呈現(xiàn)、互動(dòng)教學(xué)兩個(gè)部分。內(nèi)容呈現(xiàn)設(shè)備包括電腦、超短焦投影儀和交互式電子白板。超短焦投影儀可以清晰呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，不影響教師在屏幕前的講解。交互式電子白板可以方便教師板書(shū)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行圈點(diǎn)勾畫(huà)。即時(shí)互動(dòng)系統(tǒng)主要由在線教學(xué)平臺(tái)和學(xué)生的手機(jī)構(gòu)成，而且教師可以方便地整合教學(xué)資源，開(kāi)展各種教學(xué)活動(dòng)。

　　2．標(biāo)準(zhǔn)型智慧教室

　　標(biāo)準(zhǔn)型智慧教室包括空間設(shè)計(jì)、內(nèi)容呈現(xiàn)、互動(dòng)教學(xué)、智能錄播系統(tǒng)、智能管理等系統(tǒng)構(gòu)成?？臻g設(shè)計(jì)以簡(jiǎn)潔大方為主，大部分設(shè)備、線纜采用隱藏式設(shè)計(jì)，整個(gè)教室可見(jiàn)部分就是講臺(tái)、桌椅、大屏。教室的后方角落，建設(shè)一間設(shè)計(jì)感超強(qiáng)的小屋，用于管理視頻采編設(shè)備、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、充電柜等設(shè)備。

　　3．VR智慧教室

　　VR智慧教室整合了標(biāo)準(zhǔn)智慧的各項(xiàng)功能，以VR智慧教學(xué)平臺(tái)為核心，在重點(diǎn)、難點(diǎn)處設(shè)置了VR互動(dòng)教學(xué)視頻。教師帶上VR眼鏡，就可以在虛擬空間中演示各類場(chǎng)景和設(shè)備。

　　智慧教室為教學(xué)提供了一個(gè)舒適、靈活、開(kāi)放、互動(dòng)、高效的環(huán)境。智慧教室采用環(huán)保裝修材料，空間設(shè)計(jì)充分考慮色彩、插圖、顯示屏、網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備，充分考慮教師的多樣性，采用可以折疊、拆分、組合的桌椅，使智慧教室能夠根據(jù)課程與任務(wù)的需要進(jìn)行改變。智能錄播系統(tǒng)自動(dòng)記錄課堂中師生的行為，產(chǎn)生有價(jià)值的資源?？傊腔劢淌业慕ㄔO(shè)，將先進(jìn)的設(shè)備、平臺(tái)、軟件、工具以一種簡(jiǎn)單的方式呈現(xiàn)給師生，為教學(xué)活動(dòng)的智慧開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。