随着信息化浪潮在全球的兴起，教育发展已经步入一个全新的高速发展的阶段。智慧教育将对传统的教育思想、教育理念、教学模式、教学内容和方法、学习内容、学习方式等产生巨大的冲击，从而推动教育形式和学习方式的巨大变革。

智慧教育正在引领全球教育信息化的发展方向，成为技术变革教育时代发展的主旋律，在前面几期的专业理论内容中，我们了解了智慧教育的内涵、特征、产生背景、国内外发展现状及其与数字教育的区别与联系、智慧教育中涉及的典型技术、智慧校园等，本期我们将从更加具体的视角介绍智慧教室。

1

智慧教室概述

传统教室是一种配备了黑板、讲台、课桌椅等装备的学习环境,并采用以讲授为主的教学模式。

电子教室主要是指随着电子技术的发展,电子设备及电子音像制品装备应用到传统教室中所产生的教室形态。

多媒体教室主要是指随着多媒体计算机技术的发展,多媒体计算机技术应用到教育领域中所产生的教室形态。

数字教室则是数字革命深人教育领域,多种数字设备和工具应用到教室中所产生的教室形态。当信息的采集、存储和传播由模拟信号转化为数字信号时,应用这些数字设备和工具的教室便成为数字教室。

智慧教室则是数字教室的一种更高级的形式。

总结：教室的发展经历了“传统教室一电子教室一多媒体教室一多媒体网络教室一智慧教室"的过程,而多媒体教室、多媒体网络教室和智慧教室同属于数字教室的不同发展阶段。

2

智慧教室的系统模型与类型

1、“SMART"概念模型

智慧教室的“智慧性”涉及教学内容的优化呈现、学习资源的便利获取、课堂教学的深度互智慧教室的“智慧性”涉及教学内容的优化呈现、学习资源的便利获取、课堂教学的深度互动、情境感知与检测、教室布局与电气管理等多个方面,可概括为内容呈现(showing)/环境管理(manageable)/资源获取(accessible)/及时互动(real-time interactive)/情境感知(testing)，简写为“S.M.A.R.T.”。这五个维度正好体现了智慧教室的特征,可称为“SMART"概念模型。（如下图）

2、“iSMART"概念模型

另外一个视角：智慧教室可以用“iSMART"模型来表示。在该模型中,智慧教室由基础设施(infrastructure)/网络感知(network sensor)/可视管理(visual management)/增强现实(augmented reality)/实时记录(real-time recording)/泛在技术(ubiquitous technology)六大系统组成。（如下图）

基于“SMART”模型，智慧教室有如下分类：

3

智慧教室建设

这里主要介绍智慧教室的结构与主要组成。

智慧教室的平台构架由设备层、门户层、应用层、服务层、数据层.基础层、网络层7个部分。（如下图）

1、设备层

智慧教室支持多种设备接入用于设备连接。设备主要包括电子白板、电子黑板、笔记本电脑、平板电脑、网络摄像头、打印机、手机、监视器等一系列智慧教室的设备。另外,还包含智慧教室的周边辅助设备,如充电柜、网络设备、备用电源等。

2、门户层
教育云服务网站,通过统一的登录服务,可以支持用户在电子书、手机、电脑等终端登录,登录后可享受多种服务,并在门户网站上集合教育资源管理、家校联络管理、学校教学管理、账号服务管理等多种相关功能的人口。

3、应用层
综合智慧教室的主要功能,按照模块化、独立化原则进行设计，主要包括远程教育系统、互动教学系统、教育应用商店、教室智能控制、教学质量评估系统、云书城、教师线上备课系统及智能阅卷系统。

4、服务层
提供支撑应用层操作的相关基础服务,包括数据挖掘服务、身份认证服务、数据库服务、多媒体点播直播服务、全文检索服务及文件服务。

5、数据层
智慧教室平台拥有多数据库的支撑,保证了该平台数据的庞大性、可靠性、稳健性及账号数据的安全性，主要包含用户数据库、教学系统数据库、资源数据库及评价系统数据库。

6、基础层
基础云服务包括存储服务、服务器服务、网络连接服务。支撑智慧教室平台系统的基础设施可以在云环境下稳定工作。

7、网络层

智慧教室平台所依赖的基础网络包含平台所涉及的网络,有4G网络、3G网络、2G网络、无线网络、有线网络等。

4

典型智慧教室建设案例

美国麻省理工学院的MIT TEAL项目是经典的案例，在这里向大家做介绍。

1、背景

为改善传统物理学的教学方式,降低不合格率与增进学生对抽象概念的理解，于2000年提出MIT TEAL项目。该项目的目的是建立一个学生能够高度合作和动手操作的、在计算机支持下的交互式学习环境。这个项目是美国物理教育改革研究项目(PER)之一。PER旨在研究能够促进学生更好地理解物理的教学环境和课程教材。

2、环境布局（如下图）

MIT TEAL项目最大的特色在于教室空间规划,教室内共有13张圆桌,教室的桌椅与实验装置相连接,每桌可坐9位学生,一间教室共可容纳117位学生。

布局以小组为单位,学生每3人一组,每组配备1台计算机,作为小组报告与教师教学之用。教师的讲台位于教室中央,以便让学生可以看清楚老师在课堂上的各种教学示范,TEAL教室配有8部投影机分别安装在4面墙上,将教师的示范实时投射在教室的8个投影幕上,甚至当同学在实验操作过程中遇到问题时，也可利用此设备与大家共同讨论,这8部投影设备保证了坐在任何位置的学生都能够清楚地看到教师的展示。

投影屏幕中间是电子白板。同时,教室中安装有13个摄像头,分别记录每张桌子的活动。

整个设施的主要目的就是建立一个完整的视讯与讨论环境,让沟通、互动没有障碍。

3、学习改善

MIT的TEAL研究组对800名学生进行实验组(TEAL教室教学)和对照组(普通教室教学)的对比研究。发现实验组比对照组对概念的理解把握得更好,大多数学生对这样的课堂所提供的师生交互性、软件可视化和动手实验的教学新法的认可度很高，愿意向别的学生推荐这门课程。可见TEAL教室实施得非常成功,将教室与实验室结合的设计有效促进了学生的学习。小组型的布局促进了学生之间的协作交流,先进的设备和科学的资源设计为学生学习提供了强大的后台支撑。

参考文献：

[1]杨红云, 雷体南. 智慧教育: 物联网之教育应用[M]. 华中科技大学出版社, 2016.