智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)與應(yīng)用研究

王利巧 李姍姍

摘要：隨著智慧教育理念的提出，以智慧教室為代表的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)與應(yīng)用已得到廣泛關(guān)注，重構(gòu)教學(xué)環(huán)境，構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，是高校教育信息化發(fā)展的必然趨勢，是引領(lǐng)高校教育教學(xué)創(chuàng)新的必然選擇。本文首先分析了當(dāng)前高校教學(xué)環(huán)境面臨的困境以及構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的客觀需求，然后闡述了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念，最后以河南科技大學(xué)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境為實(shí)例，詳細(xì)介紹了該校智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)與應(yīng)用情況，以此為各級各類學(xué)校智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)提供理論借鑒。

關(guān)鍵詞：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境；構(gòu)建與應(yīng)用；創(chuàng)新教育教學(xué)

中圖分類號：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2019）07-0109-04

問題的提出

1.普通多媒體教室存在的問題

從20世紀(jì)90年代末期開始，我國就著手進(jìn)行大規(guī)模的教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，傳統(tǒng)教室中逐漸配備了計(jì)算機(jī)、投影儀、交互式電子白板等常用的多媒體教學(xué)設(shè)備。然而，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，教學(xué)環(huán)境雖然發(fā)生了改變，但在應(yīng)用過程中仍存在諸多問題：①多媒體教室“秧苗式”的布局不靈活，課堂教學(xué)方法嚴(yán)重受限。②課堂學(xué)習(xí)資源的獲取渠道單一。③教學(xué)模式依然是以教師的“教”為中心。④多媒體教室管理任務(wù)繁重。[1]以筆者所在學(xué)校為例，學(xué)?，F(xiàn)建有多媒體教室243間，分布在4個校區(qū)12棟教學(xué)樓，但在編多媒體教室管理人員僅僅9人，因此多媒體教室運(yùn)行維護(hù)的壓力非常大，導(dǎo)致管理效率低，重復(fù)工作量大，教師怨言多，課堂教學(xué)沒有真正實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和變革。

2.信息技術(shù)時代的大學(xué)生呼喚學(xué)習(xí)環(huán)境的創(chuàng)新

今天的大學(xué)生是被稱為“數(shù)字土著”的一代，信息技術(shù)對他們的影響是空前的，傳統(tǒng)的多媒體教室已經(jīng)不能滿足互聯(lián)網(wǎng)時代的大學(xué)生對知識獲取的要求，他們對學(xué)習(xí)環(huán)境有了更高的要求。他們喜歡個性化學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)，希望隨時隨地都可以連接網(wǎng)絡(luò)，以便及時獲取豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，希望學(xué)習(xí)環(huán)境優(yōu)美舒適，從而能夠享受學(xué)習(xí)，希望學(xué)習(xí)知識除了能從書本、報(bào)紙等紙質(zhì)材料上獲取，還能利用智能手機(jī)、iPad、筆記本電腦等網(wǎng)絡(luò)移動學(xué)習(xí)工具等獲取，從而達(dá)到高效學(xué)習(xí)。[2]

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概述

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，高校學(xué)習(xí)環(huán)境由數(shù)字化趨向智慧化，逐漸發(fā)展為智慧型學(xué)習(xí)環(huán)境。對于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境概念的理解，不同學(xué)者從各自的理解角度提出了關(guān)于智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念，馬來西亞學(xué)者Chin從學(xué)習(xí)環(huán)境對學(xué)習(xí)者的作用角度提出，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一個以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)者為中心，為學(xué)習(xí)者終身學(xué)習(xí)和全面發(fā)展提供支持的學(xué)習(xí)新環(huán)境[3]；黃榮懷教授從學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)成要素的角度提出，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是可以優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)，便利學(xué)習(xí)資源的獲取，促進(jìn)課堂交互的開展，具有情境感知和環(huán)境管理功能，能夠識別學(xué)習(xí)者特征，能夠自動錄制課堂教學(xué)過程和測評學(xué)習(xí)成果的學(xué)習(xí)場所。

綜合以上對智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的理解，筆者認(rèn)為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境是一種對技術(shù)依賴更高、更能支持學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)與個性化學(xué)習(xí)要求的環(huán)境。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境按照物理空間環(huán)境可以分為智慧教室、智慧圖書館、智慧實(shí)驗(yàn)室、智慧實(shí)訓(xùn)室等。本文所說的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境特指智慧型教學(xué)環(huán)境即智慧教室。智慧型教學(xué)環(huán)境是支持人、技術(shù)、資源、環(huán)境等多維度之間的高度互動的智能化教學(xué)場所。智慧型教學(xué)環(huán)境一般由應(yīng)用模塊、教學(xué)資源（包括網(wǎng)絡(luò)資源、云端資源、校內(nèi)資源）、云業(yè)務(wù)管理、服務(wù)器集群組與交互管理、基礎(chǔ)設(shè)施、學(xué)習(xí)終端（包括PC機(jī)、筆記本、智能手機(jī)、電子書包等）等幾部分組成。在智慧型教學(xué)環(huán)境中，師生之間是一種平等、互動的關(guān)系。[4]

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)與應(yīng)用案例

為了提升教學(xué)水平，筆者所在學(xué)校從2016年開始，圍繞一流課程建設(shè)，構(gòu)建了“資源、平臺、實(shí)踐”三位一體的智慧型教學(xué)支撐環(huán)境。該教學(xué)支撐環(huán)境分為三個層次進(jìn)行構(gòu)建：第一層次是智慧化錄播環(huán)境的建設(shè)，學(xué)校通過建設(shè)全景演播室、廣播級錄播教室、集控觀摩室等為各學(xué)科課程提供專業(yè)的資源錄制環(huán)境；第二層次是智慧化教學(xué)平臺，學(xué)校通過建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺、數(shù)字化教學(xué)資源中心、在線開放課程平臺、學(xué)習(xí)通移動端APP以及“我i科大”智慧校園平臺為各類課程、各類資源以及各類教學(xué)模式改革提供基本的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境；第三層次是智慧型教學(xué)環(huán)境，學(xué)校通過建設(shè)各種形式的智慧教室，以及通過各類教學(xué)理念、教學(xué)模式的培訓(xùn)等為教育教學(xué)改革提供自由開放的實(shí)踐環(huán)境。[5]

1.建設(shè)智慧化錄播環(huán)境

（1）全景演播室

筆者所在學(xué)校的多功能全景演播室由藍(lán)箱區(qū)、實(shí)景區(qū)、訪談區(qū)三個區(qū)域組成，藍(lán)箱區(qū)采用先進(jìn)的虛擬演播室技術(shù)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)3D技術(shù)、視頻合成技術(shù)、摳像技術(shù)等，可以使最終合成的圖像達(dá)到專業(yè)級影像制作效果。實(shí)景區(qū)配備有實(shí)景大屏、播報(bào)臺等，主要用于實(shí)景教學(xué)或新聞播報(bào)類節(jié)目的錄制。訪談區(qū)配備有訪談桌椅及可觸控大屏，主要用于對話式教學(xué)或訪談類節(jié)目的錄制。多功能全景演播室的不同區(qū)域方便于不同教學(xué)形式及節(jié)目的錄制，如MOOC、精品視頻公開課以及講座類、新聞類節(jié)目、微視頻等的制作。全景演播室讓教學(xué)模式由單一講授向多樣化師生互動轉(zhuǎn)變。通過虛擬現(xiàn)實(shí)三維植入的形式，將一些難以理解的枯燥的教學(xué)內(nèi)容三維可視化，為學(xué)生營造出形象逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，為教師提供多元化的教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容的展現(xiàn)方式，讓教學(xué)過程更加生動、形象，為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)習(xí)更加有趣和高效。

（2）廣播級錄播教室

廣播級錄播教室是面向教育系統(tǒng)精品課程與示范課程建設(shè)的重要教學(xué)場所，能夠在滿足教學(xué)常態(tài)化的前提下，自動實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)況錄制，完整地記錄教師在授課中的活動，記錄整個課堂的教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)教師授課、PPT課件、師生互動等多路視音頻信號的自動跟蹤、切換、錄制和直播功能，并最終將這些聲音和畫面形成具有再利用價值的視音頻文件，供廣大師生及教研管理者課后點(diǎn)播觀摩和網(wǎng)上共享。廣播級錄播教室采用流媒體及自動化控制技術(shù)，實(shí)時記錄教師教學(xué)講解視頻、音頻、手寫板書、授課計(jì)算機(jī)的VGA屏幕畫面、多媒體課件、學(xué)生問答視頻等信息，生成標(biāo)準(zhǔn)文件，可實(shí)現(xiàn)在校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上的同步視頻直播，真實(shí)再現(xiàn)課堂教學(xué)的全過程。廣播級錄播教室用于精品資源共享課、雙語教學(xué)示范課、隨堂教學(xué)、名師課堂以及學(xué)術(shù)報(bào)告、重要會議、各類培訓(xùn)等的錄制。

（3）集控觀摩室

集控觀摩室配備錄播集成控制系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、顯示大屏等，能夠?qū)崿F(xiàn)對多間教室定時自動錄制，在系統(tǒng)服務(wù)器端統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)課件的錄制等相關(guān)操作，并實(shí)時生成視頻。它主要用來實(shí)現(xiàn)錄播資源的存儲轉(zhuǎn)發(fā)、課程的遠(yuǎn)程觀摩、視頻的后期制作等。

2.搭建智慧型教學(xué)平臺

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的興起把互聯(lián)網(wǎng)平臺帶進(jìn)了教學(xué)，各類教學(xué)平臺紛紛興起，由最初的輔助課程教學(xué)，到目前的線上線下融合教學(xué)，各類教學(xué)平臺的智慧化程度也越來越高。河南科技大學(xué)搭建了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺、數(shù)字化教學(xué)資源中心、在線開放課程平臺、學(xué)習(xí)通移動端APP以及“我i科大”智慧校園平臺等，完成了智慧型教學(xué)平臺的建設(shè)。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺是傳統(tǒng)面授教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)輔助，它以課程教學(xué)為核心，涵蓋課程基礎(chǔ)信息發(fā)布、教學(xué)內(nèi)容組織與管理、互動答疑、教學(xué)評價與評測、課程管理、在線考試、自我學(xué)習(xí)等功能，并提供輔助教學(xué)工具，支持不同教學(xué)模式以及教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)有序進(jìn)行。

數(shù)字化教學(xué)資源中心以資源共建共享為目的，以創(chuàng)建精品資源和進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為核心，實(shí)現(xiàn)資源的快速上傳、檢索、歸檔并運(yùn)用到教學(xué)中，資源包括專業(yè)級、課程級、素材級等數(shù)字化公共資源、學(xué)科資源、專用資源、教學(xué)資源和學(xué)習(xí)資源等。它主要是將現(xiàn)有的、存在于各個系統(tǒng)中的教學(xué)資源、課程資源等進(jìn)行梳理分類、整合精煉，匯集到新的統(tǒng)一的教學(xué)資源庫中；收集國內(nèi)外優(yōu)秀的教學(xué)資源；建立校內(nèi)教學(xué)資源建設(shè)機(jī)制，創(chuàng)建和積累校內(nèi)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源。

3.構(gòu)建智慧教室

第一類：教學(xué)實(shí)訓(xùn)教室

該類型教室最大的特點(diǎn)就是桌椅為一體，具有靈活性，可容納36人，每把椅子上都帶有書寫板（相當(dāng)于課桌），椅子下邊帶有托盤，可以用來放置學(xué)習(xí)物品等。四張椅子拼接起來就是一個小型的研討桌。前后兩側(cè)配有白板，前方配有觸控一體機(jī)。簡單的配置，讓課堂討論變得更輕松便捷。該類教室以教育類課程、教育方法及技術(shù)的培訓(xùn)等的錄制為主，同時兼顧其他普通課程。

第二類：分組互動教室

區(qū)別于傳統(tǒng)的大班授課模式，分組互動教室專注于小班教學(xué)，可容納36人。該教室最大的特點(diǎn)是具有良好的交互性，適合小組合作式學(xué)習(xí)，易移動、拼接，便于在課堂上開展分組、合作、共享、討論、探究式教學(xué)。前方是觸控一體機(jī)，后方和中間各有可移動白板。該類型的教室支持MOOC、SPOC、翻轉(zhuǎn)課堂、混合教學(xué)等多種教學(xué)形式的錄制，同時滿足普通的教學(xué)活動。

第三類：多功能學(xué)習(xí)教室

該類教室中多樣化的空間設(shè)計(jì)，滿足“教學(xué)、討論、研究”三位一體的多功能教學(xué)要求?？蛇M(jìn)行分區(qū)域教學(xué)，以研討、辯論類課程及學(xué)生數(shù)比較多的課程為主。另外，本類教室配備有投影儀、可移動白板、階梯前方的活動桌椅、階梯及后方的固定桌椅。在該教室可進(jìn)行名師講壇、專家講座、學(xué)術(shù)報(bào)告、會議錄像、教學(xué)觀摩、教學(xué)評比、智能法庭、辯論賽等的錄制。

第四類：研討型教室

研討型教室最大的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)上充分體現(xiàn)了科技化、信息化、人性化的設(shè)計(jì)理念。通過自由變換室內(nèi)桌椅布局，可以進(jìn)行研討式教學(xué)和教學(xué)觀摩，每個小組均配有一臺一體機(jī)、投影機(jī)和可移動電子白板。一體機(jī)供小組查閱資料時使用。投影機(jī)用來展示發(fā)言人所在的小組的一體機(jī)屏幕信息，配合小組進(jìn)行研討結(jié)果展示。另外，該類教室前方配備有觸控一體機(jī)，滿足小組互動與全體互動的綜合，滿足分組、合作、共享、討論式教學(xué)的要求。

智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的應(yīng)用

筆者所在學(xué)校智慧化錄播環(huán)境的建設(shè)為本校制作優(yōu)質(zhì)的校本資源提供了平臺。自2016年應(yīng)用以來，共錄制完成了近800個知識點(diǎn)的在線開放課程，在廣播級全自動錄播教室錄制精品課程資源近2600個學(xué)時，累計(jì)建設(shè)校本資源3.2TB，并完成了教學(xué)比賽、培訓(xùn)、講座等一系列活動的錄制。智慧型教學(xué)環(huán)境的構(gòu)建，為學(xué)校在線開放課程、精品資源共享課、各類視頻公開課等提供了一個專業(yè)的數(shù)字化錄制平臺，學(xué)校的教學(xué)模式改革上了一個新臺階。

學(xué)習(xí)通移動端APP是面向智能手機(jī)、平板電腦等移動終端的移動學(xué)習(xí)專業(yè)平臺，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)通APP上自助完成圖書館藏書借閱查詢、電子資源搜索下載、圖書館資訊瀏覽，學(xué)習(xí)學(xué)校課程，進(jìn)行小組討論，查看本校通訊錄。學(xué)習(xí)通移動端APP同時擁有電子圖書、報(bào)紙文章以及中外文獻(xiàn)元數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供方便快捷的移動學(xué)習(xí)服務(wù)，教師上課時也可利用學(xué)習(xí)通APP進(jìn)行簽到、搶答、選人、討論等，使課堂教學(xué)更方便、高效。

智慧型教學(xué)平臺的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)了對教學(xué)過程（課件的制作與發(fā)布、教學(xué)組織、教學(xué)交互、學(xué)習(xí)支持和教學(xué)評價）的全面支持，對教學(xué)的組織管理（用戶與課程的管理），以及與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源庫及管理系統(tǒng)的整合，具有網(wǎng)上題庫建設(shè)、在線考試和閱卷、個性化學(xué)習(xí)、社區(qū)化討論、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能，為在線教學(xué)、在線答疑、在線作業(yè)、在線考試等提供了一個完整的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)了從PC端到移動端的全面支持。

在智慧教室里，師生未入教室，后臺已經(jīng)根據(jù)課程表提前開啟多媒體設(shè)備，空調(diào)、燈光也根據(jù)溫度和光照調(diào)整到最佳狀態(tài)；教室內(nèi)門口安裝的學(xué)生“刷臉”打卡簽到系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)的教師口頭點(diǎn)名簽到的方法；教室內(nèi)的桌椅也可以根據(jù)教師課堂教學(xué)設(shè)計(jì)的需要隨意移動組合，便于師生互動和生生互動；教師和學(xué)生的計(jì)算機(jī)、移動終端里的學(xué)習(xí)資源可以無線傳輸，實(shí)現(xiàn)共享；交互式電子白板會將教師板書實(shí)時傳送給學(xué)生，學(xué)生不會再因?yàn)槁耦^記筆記而疏于思考；課堂答題器既可以讓每位學(xué)生都能參與課堂提問，又便于教師實(shí)時了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況；進(jìn)入上課時間，錄播自動開始，高清攝像頭可自動跟蹤授課教師，清晰錄制課程，便于學(xué)生回看復(fù)習(xí)等。

結(jié)束語

智慧型教學(xué)環(huán)境與智慧型教學(xué)平臺相輔相成，實(shí)現(xiàn)了線上線下的一體化混合教學(xué)，為互動教學(xué)的實(shí)施提供了一個良好的軟件硬環(huán)境，互動教學(xué)是將教學(xué)過程看作一個教與學(xué)的融合、交互作用與影響的動態(tài)過程，其核心標(biāo)志是具有立體化的互動交流能力，它借助智能化的移動學(xué)習(xí)工具和應(yīng)用支撐平臺，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生立體、高效、持續(xù)的互動交流，在互動過程中實(shí)現(xiàn)協(xié)作、探究和意義建構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生的智慧生成與發(fā)展。因此，筆者認(rèn)為，智慧型教學(xué)支撐環(huán)境在今后的發(fā)展過程中，還要在“用”上下功夫，不斷探索互動教學(xué)的新模式，以便更好地為教與學(xué)服務(wù)。

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作者簡介：王利巧（1977.9—），女，漢族，河南洛陽人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)榻逃畔⒒焕願檴櫍?987.5—），女，漢族，河南洛陽人，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)榻逃畔⒒?/p>