构建智慧型的未来教室

关键词： 关键词 教室 构建 应用

构建智慧型的未来教室（精选三篇）

构建智慧型的未来教室 篇1

现代中庆 围绕“三 通两平台”, 进行了构建智慧型未来教室的有益尝试, 推出了“智慧教室”整体解决方案。“智慧教室”集成了触控大屏、分布式录播、功放、电子书包、网络控制等硬件设备, 以及基于物联网和大数据理念的云平台软件, 以四种“新面孔”实现对传统教学模式的根本性变革。

新教学模式:以学生为中心

信息技术扩展了教与学的手段与范围, 也改变了传统的教学模式和学习方法。现代中庆认为, 未来教室是利用移动互联网 (平板/手机 +WiFi/3G/4G) , 基于丰富的数字教学资源和云平台, 实现以学习者为中心的个性化学习、自主学习、探究性学习、协作性学习等新型教学模式, 高效提高学生的知识水平和素质。“智慧教室”强调以学生为设计主体, 增强学生在教学过程中的参与度, 学生在学习方式、学习进度、时间和地点等方面获得一定的自主权。

新学习形式:开放式+泛在式

国家教育发展的目标是构建全民学习、终身教育、随时随地可学习的学习型社会, “智慧教室”为教育形式的多元化提供了契机。与以课本和课堂为主要学习平台的封闭式学习相比, 以任务为指向, 通过师生互动、生生互动、课堂与社会互动等形式获取知识、解决问题的开放学习将在未来教室中得到普 及。而智慧教室中无处不在的网络和不断普及的移动终端, 则为学生提供了无时无刻、无处不在、或零或整的泛在学习环境。

新学习空间:广泛的互动

智慧教室不再是一间封闭的教室, 而是开放的学习空间。它打破了学校围墙的壁垒, 调动了班级之间、师生之间、生生之间的互动积极性, 学习也由个人的、机械的记忆转变为社会的、互动的过程。同时, 基于网络的互动教学, 智慧教室也突破空间局限, 让区域间的班级互动成为可能。

新技术应用:基于物联网和大数据理念的云平台

智慧教室的核心理念是按照学生的学习进度推进教学, 引入物联网和大数据的云平台为这一理念提供了切实的保障。智慧教室对教室中的人与设备均引入了“身份”的概念, 通过物联网, 可以即时地捕捉、分析师生的教与学需求信息。同时, 现代中庆与首都师范大学教育技术系研发团队达成战略合作, 共同启动了促进教师专业发展的COP项目, 开启了基于教学一线数据提升教师实践性知识与能力的深度合作。

构建智慧型的未来教室 篇2

以“未来教室”建设为核心，可以将教育信息化建设延伸至课堂教学，实现师生真正意义上的互动的信息化教与学，构建新一代“班班通、堂堂用”。“未来教室”建设项目通过校园网络直接与教育城域网相连，从而使师生在班级内就可以应用到班级、校园及教育城域网资源，通过未来教室先进的电子触摸课桌，可以实现师生之间的真正互动教学，学生可以在课堂实现电子化学习，如记录课堂电子笔记，完成电子作业等一系列学习活动，从而形成以“未来教室”为最终单元的‘班班通、堂堂用”的应用环境。

“未来教室”分为硬件系统及软件系统两个部分：

一、“未来教室”硬件系统

如图1所示，硬件系统主要有触摸黑板及触摸课桌、班级资源中心、录播系统、监控系统等四个主要模块。

“未来教室”利用触摸技术实现了师生之间互动的信息化教学，通过“未来教室”硬件建设，构建起教育城域网、学校、课堂、教师、学生为一体的互动的教育信息化的网络基础应用平台。

1.电子触摸黑板及课桌

黑板采用目前先进的液晶电视加触摸屏技术，取代了传统的电视、电子白板加投影仪的多媒体解决方案，力求布局简洁、美观、功能实用、够用。电子触摸课桌整合了最新的触摸屏、中控技术、人体工学、多媒体和网络技术。

在多媒体教学中，学生是教育资源的使用主体，但现实中资源都是为教师教学所使用，产生这种现象是因为没有一种平台能把资源直接投射到学生课桌上，但“未来教室”的电子触摸课桌可以做到，真正让学生成为课件的使用者。同时学生可通过电子触摸课桌记录电子课堂笔记，完成电子作业和测试等一系列信息化学习过程。

2.班级资源中心(班级NAs)

“未来教室”通过班级资源平台访问到校园资源中心、教育城域网资源中心及互联网资源，并利用各种多媒体及网络设备，如电子触摸课桌、班级NAS、交互式电子白板、实物展台等，为师生提供方便快捷的多媒体教学与学习环境。教育资源平台里有海量的视音频、文本等教育教学资源提供给师生学习参考。

3.网络录播系统模块

网络录播系统是通过“未来教室”建立多媒体录播室，把优秀教师的课堂教学以视频形式录制下来，放在网络上供教师或学生在线观看学习。教师可以通过远程评课系统对录制的优秀课堂进行在线交流、评价，提高教师的教学水平。通过录播系统将名师课程录制下来，放到教育网上，建设适应本地需求的网络教育资源，让广大师生共享名师优质教育资源，增强校际之间的教学经验交流，从而带动教育整体质量的提高。系统功能如下：

录：全自动采集、录制并生成多种格式的多媒体课件。

播：学生可以在网上听直播课或点播录制下来的课件。

传：课程可同步上传到指定服务器，分类生成网络教学课件。

管：可对课件资源、用户权限、师资简介及课程分类等进行综合性管理。

互：学生在教室不仅可以听课，还可以在远程与教师实时互动音视频。

4.监控系统

监控系统模块是一套融合普通校园监控与现代教学管理的新系统。系统采用先进的信号传输方式、高质量的图像处理技术和完善的安全保障措施，可以对教师授课情况以及校园每个角落进行实时监控，并将监控视频存储到校园资源中心，同时上传至教育城域网资源中心。可实现教学现场实时观摩、考场实时监控、教学评估等功能，进一步增强学校的现代化教学和管理质量。

二、“未来教室”软件系统

以“未来教室”为基本教育资源单元，开发出构架在教育城域网的校本研修平台上，基于NAS网络存储的分布式资源平台，实现师生的资源共享与互动。

“未来教室”软件系统分为校本研修平台和“未来教室”资源平台两部分。

1.校本研修平台

(1)校本研修平台的构成

校本研修平台是“未来教室”的基础平台(见图2)，包括教师学习平台、教育资源平台、互动交流平台、信息服务平台四个平台：①教师学习平台为教师提供了继续教育、远程教育、骨干教师培训、校长培训等多种形式的校本研修方式，为教师的素质提升准备了视频、音频、文本资源。②教育资源平台里有丰富的教育教学资源提供给师生学习参考。③互动交流平台设置了专门的专家答疑、教师论坛、教师博客、反馈意见，实现了教师和专家的零距离交流。④信息服务平台重点放在学校和教师同家长的沟通上，同时解决了对教师资料的管理与查询。

(2)校本研修平台实现的功能

①实现资源管理

通过NAS实现教育资源平台里的教师及学生的个人资源、校园资源、教育城域网资源等多种教育资源的存储与管理。

资源按来源分为四类：教师及学生的个人资源、校园共享资源、教育城域网资源、社会性资源(来自于互联网)。

教师及学生的个人资源。教师通过登录班级NAS上传属于个人的保密资源。也可上传到校本研修平台的教师博客，成为校本研修的公共资源。学生通过未来教室的资源平台将课堂笔记、学习心得、作业、测试题等保存到班级的资源中心，成为个人的个性化学习资源。

校园共享资源。校内师生均可查阅存储在学校NAS上的校内共享资源，如电子档案、音乐视频、图片照片、本校监控视频、本校录播视频、本校视频会议记录等资源，师生的个人资源与校园共享资源形成了校园资源中心。

教育城域网资源。存储在教育城域网中心NAS上的城域网内共享资源，包括教育资源库、题库，各学校上传的优质课件，电子图书，视频点播，农村和城镇的联合备课。优秀教师主讲的名师讲堂，各中小学的录播课程整合，教育系统各视频会议记录等资源，形成了教育城域网资源中心。

社会性资源。来源于Internet的各类教育资源。

教育城域网中资源的流向如图3所示。在资源应用的最终单元——“未来教室”可以调用班级资源中心的资源、本校资源中心的资源，也可访问教育城域网的资源中心和互联网的教育资源。同时各校通过教育城域网的资源中心实现各校之间的资源共享与互换，最终实现整个教育城域网内的资源共享。

②通过校本研修平台实现各种教育资源调用

每位教师和学生可登录到校本研修平台，以博客研修讨论区为主要教育资源交流平台，按权限调用个人、学校、教育城域网、互联网的各项教育资源，并可上传个人资源。

2.“未来教室”资源平台

“未来教室”资源平台是最基本的个性化教育资源平台，它与多点触控技术相融合，使学生从传统的“被动式听课”转到“主动式上课”，达到师生互动。

(1)“未来教室”资源平台构成

“未来教室”资源平台软件系统主要由学生端和教师端两部分组成。“未来教室”资源平台软件系统构成如图4所示。

(2)主要功能

“未来教室”资源平台分为学生端和教师端。在学生端学生可以完成记录电子笔记、电子作业、电子考试等信息化学习过程。在教师端教师实现电子备课、整理电子讲义和对学生学习状况进行电子评测。教师和学生都可以通过班级资源中心调用或存储优质、个性化的教育教学资源，教师可通过班级资源中心梳理个人的课件与讲义，将优质的教学资源存储下来，作为今后教学的参考和用于交流研讨：学生通过班级资源中心存储个人学习笔记、作业、心得，记录下完整的学习历程，更好地复习和总结所学的知识点、难点，了解自己的薄弱环节，有针对性地提高学习质量和学习效率。

基于多媒体技术的“未来教室”为新课改提供了强有力的技术保障，提高了学生的学习效率，使教师和学生原有的传统教学模式和学习模式都发生了重大变革，是真正实现教育信息化的整体解决方案。

未来教室的构建及应用探讨 篇3

关键词：未来教室,构建,应用

21世纪是一个以信息、知识为标志的数字化时代, 快速增长的海量信息及新技术的广泛使用, 使得社会对人才的培养提出了越来越多的要求。当前的课堂虽然已经由教师“以教为主”的单向传输式教学转向了“学生主体, 教师主导”的双主模式, 但是由于传统教室的束缚, 仍然很难充分发挥学生的主体地位, 很难满足创新人才培养的需求。这就需要我们研究和建构适合于未来社会人才培养的教学环境。教室作为教学的主阵地, 是最为重要的学习环境之一。因此, 对未来教室进行理论与实践方面的研究, 对未来教育的发展有着十分重要的意义。

●国内外研究现状

1. 国外研究现状

发达国家对未来教室的研究较为成熟, 他们将先进的科学技术融入到教室的设计与建设中。据统计, 英国教育部2009年拨款750万英镑在金斯代尔中学重点实施“未来教室”, 并耗费巨资支持中小学采购交互式电子白板 (以下简称“电子白板”) , 到2007年已有98%的中学及100%的小学拥有电子白板。新加坡国立教育学院设立Back Pack.Net中心, 积极打造“未来教室”, 该未来教室主要传递一种“处处是学习场所, 不受时间、空间限制”的理念, 学生人手一个电子书包, 将学习与生活融合在一起。未来教室里设置了五个情境, 无论是教室或社交场合, 桌面都设置有触控式的大屏幕, 学生只要将电子书包放置于桌子附近, 电子书包就会自动连结到大屏幕上, 方便与其他学生交流、互动、组成小组;在学习过程中学生还会收到教师传递的任务。美国麻省理工学院为改善传统物理学的教学方式, 促进学生对抽象概念的理解, 于2000年提出MIT TEAL (Technology–Enabled Active Learning, 简称TEAL) 计划, 目标是打造一个新颖、互动的TEAL教室, 并以现代科技激发主动学习, 营造一个彼此合作、高度互动、强调动手实践的环境, 教室就是实验室。日本东京大学的“未来教室”基于一种理想的自由式教育理念, 该教室配备有豆型课桌 (使用这种课桌可以进行2至6人的不同自由组合) 、手写式的智能电脑、电子白板、应答器、四台无线投影仪等, 这些先进配置能有效支持多种有意义的主动学习, 如讨论、小组工作及展示汇报等。另外, 值得一提的是亮相于2010年上海世博会的澳洲“智能互联教室”, 该智能互联教室的核心是拥有种类丰富的多媒体设备, 包括电子白板、装有学习资源和软件的微型电脑、视频会议系统、摄像头、投影系统以及桌上触摸屏等先进设备。智能互联教室的设计重点在于为教师、学生创建灵活且多用途的场所。

2.国内研究现状

随着对未来教育思考的逐步深入, 未来教室也引起了我国教育界的关注并取得了一定的进展。其中, 华东师范大学软件学院院长何积丰院士领衔的研究团队研发的“数字互动教室”也在上海世博亮相, 该“数字互动教室”主要由电子讲台、手写液晶屏、电子白板和电子书包四大核心设备构成。上海卓越电子也推出了以全自动监控与实时录播为目标的智能教室, 清华大学也提出了建设增强真实感的远程教学环境的智能教室。台湾经济主管部门技术处为推动“创新教育科技研发计划”也开始发展“未来教室”, 负责规划与研究未来教室的“资策会”表示, 未来教室的硬件包含教师端的电子白板、实物投影机、触控笔记型计算机和学生端的电子书、小笔电、数字笔等;软件则由博客, 实时追踪、补救教学等系统与硬件进行无缝整合;各科目的多媒体互动数字教材更是未来教室的灵魂角色, 而无线的宽带网络环境则是未来教室的基础建设。

对国内外研究现状的分析可见, 国内外对未来教室的研究多侧重于利用先进媒体技术、网络技术等创设人性化、开放性、智能性、真实的学习情境, 以支持学生为主体、互动交流为核心的教与学。在现代教育教学理念的指导下, 随着现代媒体、物联网等技术的发展, 未来教室的建设将越来越多地体现出漂亮、激发灵感、可适应、可持续、安全、灵活、多用户、有趣、令人愉快、不断成长、自然的特征。

●未来教室的构建

1. 未来教室的界定

未来教室并不是一种具体的物理形态, 它是相对于传统和现代教室而言的, 是随着教育理念和技术进步而不断发展的。目前关于未来教室的定义, 国内外文献中并不多见, 主要有以下几种。

Clayton M.Christensen, Michael B.Horn and Curtis Johnson在Disrupting Class一书中提出, 未来教室是一个集成了技术与软件, 给学生提供一些替代方法和选择, 以达到预定目标的课堂。它鼓励形成一个让学生一起工作、分享经验和教训并进行概念化的学习, 而不是单纯记忆一些信息的环境。

台湾《启动学习革命》一书中认为, “未来教室=无所不在的学习环境+电子书包+随意教室+远距实验室+高互动教室+相连教室”。在未来教室里, 学习无处不在, 还可以进行班际、校际甚至国际交流。

台湾的陈昱萃认为, 所谓未来教室, 是指这样一种教室环境, 教学上, 希望由过去单向的讲述教学, 转变成为师生有趣与互动的学习模式, 引发及提高学生的学习兴趣, 并进而启发学生的创意与思考;同时让学生有更大的自由可以依自己的喜好选择学习及探索的方式, 以多元的管道汲取知识, 包括使用各类硬件载具, 如计算机、学习机、电视、手机、电子书等。

华东师范大学张际平、陈卫东等认为, 未来课堂将以人本主义、互动、环境心理学等相关的理论和信息、智能、人机交互等技术为支持, 充分发挥课堂组成各要素 (人、技术、资源和环境等) 的作用, 以互动为核心, 构建能充分发挥课堂主体的主动性、能动性, 和谐、自由发展的教与学的环境与活动。

笔者通过对国内外未来教室项目以及文献的研究, 结合现代教学媒体, 认为未来教室是一种利用电子白板技术、投影技术、智能空间技术、无线射频技术、物联网技术等手段, 在现代创新教育理念的指导下, 构建出的以培养学生21世纪创新技能为目的, 以互动为核心, 能够激发学生学习兴趣, 促进学生协作、探究学习的一种教室环境。

2. 未来教室的构成要素分析

(1) 硬件

硬件设备是教室物理环境的重要组成部分, 也是未来教室中创设学习情境、开展教与学活动、进行互动交流的重要工具。未来教室中的硬件设备除了普通教室具有的基础设备之外, 主要包含对教室全自动监控与录播的智能录播系统:录播服务器、视音频信号采集系统 (含教师摄像机、学生摄像机、板书摄像机、教师与学生声音采集麦克风) 、摄像跟踪定位系统;教师端设备:电子白板、实物投影机、触控笔记本电脑等;学生端设备:内置有各种学习资源和学习软件的电子书包/平板电脑、应答反馈系统等。

智能录播系统是一套功能强大的录制和直播设备, 能够将现场摄录的视频、音频、电子设备的图像信号 (包括电脑、视频展台等) 进行整合同步录制, 生成标准化的流媒体文件, 用来对外直播、存储、后期编辑、点播。录播系统主要用来实现对教室中学习者的学习过程, 包括自我学习、小组协作学习和探究学习等过程的记录, 通过智能自动编辑系统生产流媒体文件, 存储在教学资源平台中, 可供学习者及教师课后复习、反思;亦可以供家长或社会人员通过课堂实录对教师教学过程进行观摩、评价。

电子白板是未来教室中的主要设备之一, 它是一种以计算机技术为核心, 并和信息通讯技术、电子技术、感应技术等深度整合的媒体技术, 是集软件系统、硬件系统、资源系统为一体的集成化平台。电子白板为教学提供了一个便于整合各种信息技术及媒体资源的环境, 支持课堂教学使用不同方式的调用, 无缝支持各种教学行为。电子白板的突出特性是对交互的支持, 包括人-机交互、人-人交互, 以教学应用为主的资源-资源交互等多种形式。在未来教室的教学中, 教师利用电子白板调用资源创设情境, 学生自主或合作探究、讨论, 观察、发现问题, 教师协助并围绕学生提出的疑问参与讨论, 学生利用电子书包/平板电脑等学习终端将自己的发现或观点通过无线网络呈现在白板上。

电子书包/平板电脑是未来教室的重要组成部分。电子书包内置有丰富的数字化教学资源和学习软件, 是致力于提高教育信息化, 提高家庭、学校和社会之间协同教学的新型移动学习终端。电子书包引入未来教室为学生开展自主学习、小组协作学习及探究学习提供了资源、工具等支撑, 为最大发挥学生自主性、能动性提供了可能。

(2) 软件

软件部分则包含无线广播系统、教学资源库平台、实时追踪系统、补救教学系统等, 实现教与学的过程中, 软件与硬件设备的无缝整合。

教学资源平台是未来教室中实现软件和硬件的无缝连接, 为教师和学生的教与学提供丰富资源与交流的平台。同时, 通过教学资源平台, 学生可以利用学习终端设备 (电子书包) 随时随地点播、浏览由智能录播系统上传的课堂实录, 进行复习、反思;教师通过平台可以发布学习资源, 上传学生优秀作品, 布置作业, 提供在线辅导等;家长亦可以通过资源平台了解学生在校学习情况, 教学安排, 甚至参与学习活动等。教学资源平台的应用不仅为教师的教、学生的学提供了丰富的资源, 也成为家庭、学校的协同教育教学的重要通道。

(3) 资源

除了基本的软硬件配置, 资源更是未来教室不可缺少的重要部分。包括电子教材 (互动教材) 、题库、教学资源库、课堂生成性资源, 动漫教学资源、维基百科等网络资源以及各种学习工具等。

(4) 环境

未来教室应具备无线宽带网络服务, 为师生、生生互动交流、信息传递提供稳定优质的信息流通渠道。

3. 未来教室的构建方案

根据对上述未来教室四大组成要素的分析, 参照台湾未来教室范畴与定义图式, 本文初步提出未来教室的一种构建方案 (如下页图1) 。

●未来教室的应用探讨

1.简述

与现代课堂教学相比, 未来教室环境中的教学更重视学生探索知识的过程;关注学生自主探索和协作学习;关注学生的学习情感和情绪体验, 使学习与现实生活紧密结合, 培养学生的创新精神与实践能力。未来教室中的教学应可以适应于不同学科课程, 根据学科特征、学习者能力培养需求的不同选择相应的教学模式, 但是无论何种具体的模式, 都应该体现以人为本、学生主导、自主、探究、互动等特点。现代课堂中所用的讲授型、合作式、探究式、基于问题解决等信息化教学模式在未来教室这一新型交互教学环境下将被赋予新的意义, 而且在未来教室中的教学实践中, 也将衍生出更多的应用模式。

2.基于主题的探究式课堂互动教学应用模式

本文根据未来教室的设计理念与特点, 初步构建了一种基于主题的探究式课堂互动教学应用模式。该模式是指在未来教室环境下, 学习者围绕一个主题, 通过充分发掘和利用各种信息技术手段以及教学资源, 并遵循科学研究的一般规范和步骤而进行的一系列探究活动的教学模式, 其目的是为了激发学生的学习动机, 提高学习者问题解决、探究、创新等能力。

基于主题的探究式课堂互动教学应用模式一般包括如下程序:明确主题任务、确定探究方向、组织探究活动、收集资料、形成问题解决方案、交流展示 (如图2) 。

基于主题的探究式课堂互动教学应用模式充分利用了未来教室的媒体技术创设情境, 并提供充足的资源方便学习者进行自我探究和协作探究, 探究的过程将由智能录播系统记录, 探究过程和成果也将保存在学习者的电子学档中, 作为评价学习者学习的依据。

●结束语