基于5G背景下智慧教室在教學(xué)活動(dòng)應(yīng)用中的特點(diǎn)與趨勢(shì)

康 樂

(楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

1 智慧教室的定義與模式

智慧教室通過重塑傳統(tǒng)教學(xué)理念與模式，在一定程度上重構(gòu)了教室環(huán)境，搭建出適合教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的新型教室。這種融入了智能化教學(xué)設(shè)備的智慧教室，正在全國各大院校中大規(guī)模地?cái)U(kuò)散開來。

目前，智慧教室分為兩種形式：一種是通過技術(shù)的角度實(shí)現(xiàn)教室空間的“智慧性”，著重體現(xiàn)人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)以及交互技術(shù)等前沿科技的融入應(yīng)用，在課堂上對(duì)教師和學(xué)生的行為數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集分析，涵蓋了感知學(xué)習(xí)情境智能化、學(xué)習(xí)者個(gè)性特征動(dòng)態(tài)匹配識(shí)別、學(xué)習(xí)資源個(gè)性化推送以及自動(dòng)評(píng)估學(xué)習(xí)效果等功能。另一種智慧教室則是從教與學(xué)的宏觀層面建構(gòu)學(xué)習(xí)模塊，將智慧教室作為整合各種教學(xué)資源的大平臺(tái)，可為教師提供多種實(shí)時(shí)教學(xué)用具。在教與學(xué)方式上可提供靈活多變的場景化體驗(yàn)方案，創(chuàng)造互動(dòng)豐富的學(xué)習(xí)氣氛，在教學(xué)中把師生間的交流協(xié)作共享融為一體，不單是具備設(shè)備技術(shù)的專業(yè)性，更重要的是展現(xiàn)如何靈活地選擇科技手段來提振學(xué)習(xí)過程，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。

2 智慧教室的主要特點(diǎn)與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 主要特點(diǎn)

低碳環(huán)保，無塵化教學(xué)：智慧教室大大顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)中的黑板書寫習(xí)慣，革新了過去幾十年來粉筆用作書寫工具的歷史，將從根本上消除如粉筆灰塵誘發(fā)的各種疾病以及教學(xué)設(shè)備使用年限等問題。現(xiàn)代化智慧教室環(huán)境中采用的是微光量子環(huán)保型互動(dòng)黑板，實(shí)現(xiàn)“一板三用”——代替黑板、電子白板、幕布的角色，采用環(huán)保型水性筆書寫，可清水擦拭，做到無毒、無塵、無味。智慧教室更加有利于師生的身心健康并延長教學(xué)設(shè)備的使用年限，讓教室真正變成一個(gè)低碳環(huán)保、生態(tài)節(jié)能的教學(xué)新環(huán)境。

人性化設(shè)計(jì)：智慧教室的智能講臺(tái)內(nèi)置有可供自由調(diào)節(jié)的升降支架，可方便地根據(jù)教師身高來調(diào)整講臺(tái)高度。在智慧教室教學(xué)終端機(jī)內(nèi)配有專業(yè)PPT-Show軟件等，可實(shí)現(xiàn)與PPT文稿講解展示的高效鏈接，它使教師和學(xué)生觀看不同的顯示畫面。學(xué)生看到的是當(dāng)前投影畫面或預(yù)制背景畫面，而教師可在智能教學(xué)終端機(jī)上看到當(dāng)前頁面、相鄰頁面以及投影畫面，還配有當(dāng)前頁面的備注文字等提示。智慧教室智能講臺(tái)的人性化設(shè)計(jì)，為教師提供最直觀的教學(xué)平臺(tái)，讓教學(xué)活動(dòng)有秩序地開展。

教師助手功能：在智能教室教學(xué)終端內(nèi)還配有專門的教師助手軟件，可最大限度把手機(jī)、iPad等移動(dòng)設(shè)備接入，變?yōu)榻虒W(xué)的好助手。這樣教師便能走下講臺(tái)，方便操控課件時(shí)與學(xué)生進(jìn)行交流互動(dòng)，大大提升了課堂的趣味性，有效將學(xué)生帶入學(xué)習(xí)氣氛，同時(shí)也可實(shí)時(shí)管理和控制多媒體設(shè)備，輕松掌控課堂教學(xué)節(jié)奏。

便捷性：智慧教室在互動(dòng)課堂學(xué)習(xí)桌椅的設(shè)計(jì)上融入人體工程學(xué)理念，可提供教師講授、小組活動(dòng)、個(gè)人學(xué)習(xí)三種不同使用模式。在上課時(shí)可根據(jù)不同教學(xué)活動(dòng)場景的需要，迅速便捷地對(duì)教室空間布局進(jìn)行改變，還能有效提高學(xué)生聽課的舒適感、加深其相互間聯(lián)系、提高其課堂參與度。除此之外，智慧教室的桌椅設(shè)備可隨意組合，按不同顏色劃分成不同的功能區(qū)域，方便教室的搭建，可以折疊存放，整齊有序，方便易管理。

2.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

智慧教室實(shí)現(xiàn)了智慧環(huán)境、統(tǒng)一管理、互動(dòng)教學(xué)等環(huán)節(jié)的一體化架構(gòu)，提供的是一整套教室解決方案。通過整合各種資源而誕生的智慧教室，帶來的將是綜合教育水準(zhǔn)的飛躍式發(fā)展，授課模式的全方位轉(zhuǎn)變。智慧教室通過其智能硬件的功能發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了對(duì)教師傳統(tǒng)授課形式的更替，“以學(xué)生為本”的教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。在智慧教室的構(gòu)建下，教室內(nèi)的空間環(huán)境實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升，“學(xué)習(xí)體驗(yàn)感”在學(xué)生學(xué)習(xí)中的作用更加明顯。體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)環(huán)境將大大促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)和學(xué)習(xí)習(xí)慣的規(guī)范。通過智慧教室內(nèi)的不同空間功能進(jìn)行差異化的環(huán)境設(shè)計(jì)，教室的整體布局也在發(fā)生著深刻的變革，現(xiàn)代化智慧教室布局包括聯(lián)排座椅型智慧教室、小桌板座椅型智慧教室、U型排列型智慧教室、互動(dòng)錄播型智慧教室以及圓桌討論型智慧教室五種類型，部分教室配有納米黑板。如此一來，傳統(tǒng)“填鴨式”教育的短板將徹底改變，興趣度、參與度的提升將大大促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

智慧教室將使教育場景應(yīng)用更多元。智慧教室旨在產(chǎn)生交互式的師生討論教學(xué)模式，探索將教學(xué)理念方法以及教學(xué)手段與信息技術(shù)更緊密融合的新式教學(xué)平臺(tái)。如今以智慧教室的形式搭載先進(jìn)開放的實(shí)操系統(tǒng)功能，每一間智慧教室內(nèi)均裝有錄播系統(tǒng)，可根據(jù)教師的不同需求對(duì)每堂課進(jìn)行動(dòng)態(tài)化錄播，以便實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主化預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)和教師對(duì)教學(xué)方案的反思總結(jié)等。智慧教室內(nèi)還設(shè)有可進(jìn)行任意組合擺放的活動(dòng)桌椅與無線接入的顯示屏系統(tǒng)，方便學(xué)習(xí)小組間進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)交流。部分智慧教室還配置了納米黑板，以觸控實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)、多媒體教學(xué)以及粉筆書寫等功能的統(tǒng)一，將可感知的互動(dòng)黑板與傳統(tǒng)黑板無縫對(duì)接。除此之外，智慧教室中還安裝有刷卡上下課智能化系統(tǒng)，以及教室設(shè)備集中控制臺(tái)，并與全校教務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，具有自動(dòng)化識(shí)別上課師生權(quán)限、教學(xué)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄，全面提升教學(xué)質(zhì)量及管理水平等眾多優(yōu)點(diǎn)。

3 5G背景下智慧教室的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)教育

虛擬現(xiàn)實(shí)教育是指在教育領(lǐng)域(包括教育教學(xué)、教育管理和教育科研)運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全面深入地推進(jìn)教育改革與發(fā)展。在5G技術(shù)時(shí)代下，包括移動(dòng)寬帶的增強(qiáng)、超低時(shí)延通信、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)三大應(yīng)用場景拓寬等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，未來將在教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用：一是可創(chuàng)造出許多此前難以實(shí)現(xiàn)的教學(xué)場景模擬，比如地震、消防等災(zāi)害場景的模擬演習(xí)。二是可模擬諸多高成本、高風(fēng)險(xiǎn)的教學(xué)項(xiàng)目培訓(xùn)，比如飛機(jī)駕駛、工程拆裝、醫(yī)學(xué)手術(shù)等。三是能夠有效還原歷史或其他三維場景，如史前時(shí)代、太空、深海等科普教學(xué)場景等。

在未來的智慧教室設(shè)計(jì)中，以5G技術(shù)大帶寬、低時(shí)延特點(diǎn)，將使虛擬現(xiàn)實(shí)渲染功能在云端及時(shí)同步，可以為學(xué)生能提供沉浸化虛擬教學(xué)內(nèi)容，能夠有效加深學(xué)習(xí)效果。VR教育技術(shù)還可以根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用在不同的課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)合作以及遠(yuǎn)程研究等方面。

3.2 遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)

5G技術(shù)逐漸走向成熟，勢(shì)必為遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)提供源源不斷的前進(jìn)動(dòng)力。在智慧教室的遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)場景下，通過高清視頻音頻等多媒體對(duì)話形式，師生間的交流方便高效，學(xué)習(xí)者能夠獲得身臨其境的體驗(yàn)并可以隨時(shí)隨地享受到自助式學(xué)習(xí)內(nèi)容。遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)還支持多種網(wǎng)絡(luò)條件下的會(huì)議培訓(xùn)、教學(xué)研討、考試等綜合業(yè)務(wù)。新一代的遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)體系涵蓋了教室與終端、網(wǎng)絡(luò)傳輸接入、媒體資源、遠(yuǎn)程教育云平臺(tái)等。

4 結(jié)語

在全新的教學(xué)空間里，智慧教室應(yīng)以學(xué)生為設(shè)計(jì)主體，以智慧教室課堂主機(jī)為設(shè)計(jì)核心，其不僅承載著局域網(wǎng)穩(wěn)定教學(xué)與音視頻錄播等任務(wù)，還要支持遠(yuǎn)程互動(dòng)直播、實(shí)時(shí)多屏互動(dòng)以及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備控制等功能。未來的智慧教室將使教學(xué)更簡易、教學(xué)環(huán)境更智能、課堂互動(dòng)更智慧。