干货 | 以应用为导向?智慧教室建设里你所不知道的研究

随着信息时代的到来,计算机、移动终端、交互式白板、液晶电视、投影仪、摄像机等信息化设备开始大量进入教室,物联网、云计算、大数据、在线教学平台、信息化教学APP、工具软件在课堂教学中也得到了广泛的应用。有学者提出,智慧教室的建设应以应用为导向,那如何才能落到实处呢?

一、用“系统”来教学

1.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。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。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。

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。

2.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。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。

二、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,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,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。

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。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。

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。

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