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摘要:本文以高校多媒体教学建设为出发点,讨论了传统多媒体教室与智慧教室使用功能上的不足,介绍了智慧教室的概念及发展现状,结合物联网技术,提出智慧教室系统建设的构想,归纳总结了系统功能需求。
关键词:多媒体教室;智慧教室;物联网
1引言
随着高等学校不断扩大的招生规模和新兴专业的设置,高校教室的高效管理、资源的合理配置及其现代化建设成为教育界和社会各界关注的热点。在物联网快速发展的背景下,增强高校教室的管理水平和提高教室资源的利用率,满足高校授课等室内活动的多样性需求,成为教室管理信息化和现代化的关键问题。
实际上,未来的教室发展趋势得到了广泛关注,在外文文献中常用“smart classroom”、“Intelligent Classroom”等,中文文献中常出现“智慧教室”、“智能教室”、“未来教室”等词语。
2多媒体教室的现状:
多媒体教学是教育技术应用于教学的主要形式之一,是教育信息化、现代化的标志。通过对国内多所高校多媒体教室的运行管理状况的调研,并结合我校的实际情况,对现状分析如下:
2.1呈现形式单一
多媒体呈现形式单一,妨碍了学生对内容的及时消化。投影机是教师展示教学内容的主要媒介,替代了过去的黑板。在课堂教学过程中,教师利用投影代替板书,将原本写在黑板上的内容原样复制到投影上,实际上只是起到了代替黑板的作用,对学生的认知活动并没有起到作用。
2.2多媒体控制台及座位位置固定
统一固定的位置布局,不利于多种教学活动的开展。教室大多采用排列式的座位布局,虽然有助于教师课堂讲授,但无形中强化了以教师为中心的学习认同心理。不利于多种学习方式如协作学习、探究学习等方式的开展。
2.3多媒体教室功能单一
多媒体教室配备和控制难以满足学生探究的需要。多媒体教室应当实现多种功能,如广播教学、学生演示、个别辅导、双向对讲等。但在实际应用中很多功能由于种种原因得不到应用,也就不能完全发挥多媒体教室的优势。
综上所述,重构教室环境,创建适合学生学习和教师教学管理的新型教室环境,是一种必然趋势。
3智慧教室的概念及建设目标
3.1智慧教室的概念
作为智慧教育发展的基础,智慧教室以“互联网+”教室的新形式出现在人们眼前。它指的是一种增强型教室,集成高科技软、硬件设备,实现智能化教室管理,从而有利于资源无缝接入,为各种先进的教学设计提供技术支持。
如今,智慧教室主要是从学习环境和技术装备来界定。对于智慧教室的管理和应用方面,有些高校充分利用传感、人工智能和网络等技术来重构教室环境和组建新型教室。国内外研究结果表明,智慧教室的物理环境有助于促进教学体验,技术应用和数据管理等方面,同时需要考虑教室外空间环境和技术环境等因素。
3.2智慧教室建设目标
智慧教室教学有四大功能,分别是教学资源平台、教室后端管理、课堂互动和在线课堂,能充分解决师生以及学生之间不能有效的互动等关键问题,为教师和学生提供一种高效的“教”与“学”的模式。作为发展新课程改革理念的产物,主要完成以下目标:
(1)将传统多媒体教室改造成支持物联网的智慧教室。
(2)建设以“资源”、“授课”、“互动”、“提前预约”四位一w的教学策略,为学生自主学习智慧发展提供良好的环境。
(3)借此提升学校信息化软硬件环境。
(4)为学校的发展积累丰富的教学资源。
4智慧教室建设思路
综合前面提到的智慧教室的概念,可以理解为智慧教室由多个平台和系统组成。有为师生提供教学资源的教学资源平台,有为实现设备集中管理、远程唤醒和监控设备运行情况的设备管理平台,有为师生提供互动教学的教室互动平台,还有在线课堂系统等。
4.1系统功能模型
为了体现智慧教室的智慧性,在研发智慧教室系统时,需要有以下几方面的功能:
(1)室内环境智能感知
(2)室内灯光自动控制
(3)多媒体机柜自动开闭
(4)管理平台实时信息展示
(5)硬件平台和其他管理系统的集成智慧教室的系统模型如下图所示
4.2系统架构设计
如上图所示,该系统分面向服务的终端层和面向应用的应用层。
(1)面向服务的终端层
用户通过移动终端、计算机等设备与下层的室内监控系统连接,还可以通过软件平台,获得数据感知,智能控制等功能。通过对室内多媒体机柜、无线接入点,各传感器设备的连接,来实现对设备的智能控制。
(2)面向应用的应用层
主要是提供室内环境感知、室内灯光、窗帘与教学设备的自动控制。另外,还通过软件平台,提供教学设备实时状态监控等功能。
5结语
教室是学生在校学习的主要场所,对于教学质量的提升,学生学习能力的提高,具有重要的作用。对于智慧教室研究,不仅局限于先进的技术、完善智能的系统,更重要的是如何支持教学活动的开展,进而打造智慧课堂,这也是未来将研究的重点。