以应用为导向的智慧教室建设研究
3.智慧教学系统
智慧教学系统能够便捷地使用各类信息化教学资源开展课堂教学,由备课系统、教学系统和综合评估系统三部分构成。
备课系统主要为课堂教学提供资源支持。系统为每一门课程建设一个门户,并提供基本的课程设计架构。教师只需要按照教学的要求,将相关的学习指导、课前自测、预习、课件、视频、动画、案例、作业、网络资源等上传到智慧教学系统制定的栏目中即可,大多数资源都以文件的形式上传,对于老师来说,可以非常方便地组织课堂教学资源。
教学系统由电脑端和移动端构成。教师既可以在讲台进行讲解,也可以手持手机或平板电脑进行讲解。手机画面可以智能投屏。手机端以PPT为核心,整合了课堂教学常用的资源和互动工具,包括资源调用、教学互动、粉笔、学生管理等部分构成。资源调用包括白版、图片、视频、拍照、实物展台、白板等功能,纸质文档或者学生在作业本上的练习,可以通过拍照的方式进行广播。课堂上学生的发言,或者一些实践性操作, 教室可以通过手机端的“实物展台”进行现场直播,也可以把手机屏幕当成黑板进行使用。教学互动功能包括签到、讨论、头脑风暴、提问、测验、作业等功能。教师在讲解PPT过程中,可以快速组织学生互动,互动结果通过实时的数据统计在大屏上显示。这样,教师在课堂教学过程中就可以根据学生的学习情况,有针对性地开展教学,增强了教学的科学性。粉笔功能可以对PPT、视频、图片进行圈点勾画,有利于学生掌握重点、突破难点。学生管理功能可以适时查看学生课堂学习情况,根据教学系统的建议,自动推送教学资源,开展个性化教学。
综合评估系统包括学习行为统计、学分构成、学习评估等模块,将学生课堂的各类行为记录下来,对学生学习的全过程进行评价。
4.智能管理系统
智能控制系统包括网络系统、中控系统、传感网络系统、考勤系统等。中控系统负责各类设备的启动与关闭,同时根据应用场景对各类设备进行智能化调节。网络系统是智慧教室能够流畅运转的关键,采用双Wifi模式。内置Wifi主要用于教室内部各个终端、显示屏与教师机之间的数据传送。外置Wifi主要用于调用学生的基础数据,存储学生的学习数据,对课堂的生成数据进行及时的备份。中控系统一般采用10寸触摸屏进行信号显示,部署于讲台上方,方便教师操作。中控系统既有各类设备的智能开光,也有根据应用场景如录播、讲解、讨论的开关。所有功能即可以自定义设置,如调节空调的温度,也可以快速使用默认设置。传感网络系统主要用于感知温度、光线、空气质量,根据相关的数据自动进行设备的启动和调节。考勤系统支持指纹考勤、人脸识别等多种模式。
三、智慧教室建设案例分析
智慧教室建设的需求是功能越多越好,但在实际应用中,由于教师的时间和精力很有限,往往只需要应用其中的特定功能。智慧教室如何根据场景进行定制是其中的关键。首先通过调查和实地走访,了解智慧教室的建设及应用现状,然后根据调查结果,重点选择集成商、设备供应商进行交流,再设计建设方案。将建设方案与学校的课程建设和教学改革相结合,确定建设的重点和目标。通过宣传、培训让一线教师了解智慧教室的作用,发现教师对教室的需求,并整合到建设方案中。经过多次交流、设计,最终形成建设方案图、效果图、应用场景图和各种场景的操作流程,经专家进行讨论,确定最终建设方案,然后进行实施。
智慧教室建设主要包括空间设计、内容呈现、互动教学、智能录播、虚拟现实、智能管理等方面的内容[4],根据应用目标的不同,可以分为经济型、标准型、专业型、未来型四种智慧教室。
1.经济型智慧教室
经济型智慧教室包括内容呈现、互动教学两个部分。内容呈现设备包括电脑、超短焦投影仪和交互式电子白板。超短焦投影仪可以清晰呈现教学内容,不影响教师在屏幕前的讲解。交互式电子白板可以方便教师板书,对教学内容进行圈点勾画。即时互动系统主要由在线教学平台和学生的手机构成。市场上有大量免费简单好用的在线教学平台,如蓝墨云班课、职教云课堂等,借助这些平台,教师可以方便地整合教学资源,开展各种教学活动。
2.标准型智慧教室
标准型智慧教室包括空间设计、内容呈现、互动教学、智能录播系统、智能管理等系统构成。空间设计以简洁大方为主,大部分设备、线缆采用隐藏式设计,整个教室可见部分就是讲台、桌椅、大屏。教室的后方角落,建设一间设计感超强的小屋,用于管理视频采编设备、无线网络设备、充电柜等设备。
内容呈现采用双触摸一体机设计,教室配置两个86寸触摸一体机,一个用来显示教师讲解PPT,一个用来开展互动教学。液晶电视显示效果清晰,书写流畅,自带操作系统,直接插入U 盘就可以开展教学。
互动教学系统包括云资源、教师PC端、教师移动端、学生移动端等部分构成。教师可以调用本地资源,也可以调用网络资源,并利用技术手段组织各种教学活动。
智能录播系统采用6路信号进行录制,包括电脑信号、板书信号、教师全景、教师特写,学生全景、学生特写。通过图像自动跟踪系统对信号进行采集和编辑。智能录播系统也可以根据教师指定方式进行录制。如讲演型、跟踪型、抠像型等等,确保录播的视频能够应用到课程教学中。
智能管理系统内置各种内容呈现模式,比如文本模式、PPT演讲模式、图片动画模式、影院模式、运动模式、三维全境模式等,系统根据各种模式自动调节呈现设备的亮度、对比度和色彩,根据学生的位置调整视角和清晰度。
3.VR智慧教室
VR智慧教室整合了标准智慧的各项功能,以VR智慧教学平台为核心,在重点、难点处设置了VR互动教学视频。教师带上VR眼镜,就可以在虚拟空间中演示各类场景和设备。虚拟教学平台可以分为步进式、自主式和综合性三类平台。步进式教学平台:进入场景之后,学习者根据字幕提示完成下一步操作。每一步有相关知识的讲解和操作提示。如果操作错误,有相关的提示。个性化自主学习平台:学习者进入场景之后,根据自己感兴趣的项目,在虚拟场景中通过手势进行选择查看相关的信息、图片或者视频。综合辅助虚拟教学平台整合了虚拟现实场景、三维仿真动画、PPT、视频、图片等资源,教师可以方便地在传统教学和VR教学之间切换,解决了VR教学使用麻烦的问题。
VR智慧教室广泛用于各类专业的课程教学之中。比如,“外语VR智慧教室”提供了各种虚拟情景,如班级演讲、酒店预订、空中服务、商务谈判、动员大会、主旨发言、甚至是联合国演讲等。学生在虚拟环境中进行训练,可以达到与真实场景类似的效果。“历史VR智慧教室”提供了盛大庆典、交流合作、重大项目、友好往来、农业生产、重大战役等各类场景,便于学习者理解历史典型事件以及战争成败的关键要素。“生物VR智慧教室”提供了空中、海洋、草原、高山等各类场景生物的生活场景,学习者可以进距离地了解各类生物的生活习性和生物之间的相互关系现。“安全教育VR智慧教室”通过提供高空坠物、交通事故、山体滑坡等各类惊心动魄的场景,增强学生的安全意识。
四、结束语
智慧教室为教学提供了一个舒适、灵活、开放、互动、高效的环境。智慧教室采用环保装修材料,空间设计充分考虑色彩、线条、纹理、插图、文字等要素,合理部署讲台、显示屏、网络等设备,充分考虑教师的多样性,采用可以折叠、拆分、组合的桌椅,使智慧教室能够根据课程与任务的需要进行改变。移动黑板、移动显示器、移动终端的应用有助于激发学生的灵感,促进学生的合作。智慧课堂教学系统无缝接入云端,使智慧教室相互连通,与学校的其他系统自然融合。智能录播系统自动记录课堂中师生的行为,产生有价值的资源。总之,智慧教室的建设,将先进的设备、平台、软件、工具以一种简单的方式呈现给师生,为教学活动的智慧开展打下坚实的基础。
参考文献:
[1]李葆萍.智慧教室中影响教师创新教学方法选择的因素探究[J].教师教育研究,2015(3):50-55.
[2]李新平.浅论多媒体网络教室在教学应用中存在的问题及对策[J].中国现代教育装备,2006(3):25-27.
[3]陈卫东,叶新东,张际平.智能教室研究现状与未来展望[J].远程教育杂志,2011(4):39-45.
[4]黄荣怀,胡永斌,杨俊锋,肖广德.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究,2012(2):22-27.
特别声明:本站注明稿件来源为其他媒体的文/图等稿件均为转载稿,本站转载出于非商业性质的教育和科研之目的,并不意味着赞同其观点或者证实其内容的真实性。如转载稿涉及版权等问题,请作者在两周内速来电或来函联系。