智慧教学的必要性

在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环。现行的教学过程中，授课方式多为照本宣科、教师教学生被动学，缺乏互动，尤其职业教育，以岗位技能为核心的专业授课，理论知识晦涩难懂，缺乏直观感知等诸多问题。因此传统的教学方式和环境已经不适应现代化教学的需要，基于互联网+和物联网技术的新型现代化智慧教室系统正在逐步的推广运用。智慧教室作为一种新型的教育形式和现代化教学手段,给教育行业带来了新的机遇。

智慧教学的构建要素

智慧教学建构要素，首先是以所授专业岗位技能为核心的针对性的教学设计，而设计需以所授专业的教育专家、教育心理学专家、课程体系专家、岗位技能专家等的参与，在充分考虑学生的理解能力等因素，构建合理的系统性的教学方案。

其次是授课方式的改革，首先是以学生为中心，强调学生对知识的主动探索和发现，以及对所学知识意义的主动建构，教师是学生意义建构的帮助者、促进者，教学过程是构建和理解的过程，教学目的是培养学生的探究和创造性思维能力。

第三智慧教学需要智慧学习环境的支撑。对智慧学习环境的理解，在国内，典型代表有华东师范大学祝智庭教授和北京师范大学黄荣怀教授。祝智庭教授认为智慧学习环境是以先进的“学习、教学、管理和利用”的思想和理论为指导，以现代信息技术、学习工具、学习资源和学习活动为支撑，可以全面感知学习情境信息并获得新的数据，或者对学习者学习过程中形成的历史数据进行科学分析和数据挖掘，能识别学习者特性和学习情境，灵活生成最佳适配的学习任务和活动，引导和帮助学习者进行正确决策，有效地促进智慧能力发展和智慧行动的新型学习环境。黄荣怀教授则将智慧学习环境理解为一种能够感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具，自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。在国外，也有一些学者对智慧学习环境进行了研究，主要认为智慧学习环境是一个以信息通信技术的应用为基础，以学习者为中心的且能适应学习者不同的学习风格和学习能力，为学习者终身学习和发展提供支持的环境 。

根据国内外相关学者对智慧学习环境内涵的认识，可将职业教育智慧学习环境理解为，是以先进的职业教育思想和理念为指导，能够感知学习发生的物理空间、设备类型、带宽，以及网速等客观性物理信息和识别课堂教学、实验教学、实训中心等学习情境信息，并以新的信息技术、学具与教具、学习资源等为支撑，识别职教师生的教与学特征，生成并提供最合适的学习资源与工具，自动记录与分析学生的理论与实践学习过程和评测学习成果，最终促进职教学生知识技能提高的一种新型学习环境。

智慧教学建设目标

智慧教学需实现教学资源在线共享、教室在线备课授课录课、直录播、课堂互动、在线云课堂，智能环境感知等功能，需要完美解决教学资源不够丰富、教师备授课不能常态化、师生以及学生之间不能有效互动等关键问题，为老师和学生提供了一种高效的“教”与“学”模式。系统为实现“学生的智慧发展”、“师生的情智交流”、“转变教师的角色与教学行为”等提供了全面支撑。智慧教室是智慧教学的环境承载，智慧教室的建设，是新课程改革理念以及建构主义理论与现实环境相结合的产物，是项目规划的重点。

智慧教学对教学环境的需求

教室是学生上课的场所，也是教师讲课的主要地点，是教育教学的重要组成部分。智慧教学的智慧型环境，主要体现在智慧教室，因此智慧教室是承载智慧教学的重要的信息化的空间载体。以下将围绕新技术下构建智慧教室。

智慧教室系统构成

智慧教室系统由基于互联网＋教学云平台、智慧教师互动平台、智能直录播平台、虚拟摄影及微课制作、3D打印技术、智能环境控制系统等共同构成, 如图

智慧教室信息化支撑平台及工具

基于互联网＋教学云平台

教学云平台是基于互联网和云计算技术开发设计，并将资源与教学服务集于一体的网络教学综合服务平台，平台不仅实现优秀教学资源的云端共享，并且是教师实施课程教学活动的支撑平台，也是实施课程教学方式、学习方式创新转变的实践平台。

智慧教室多媒体教学互动平台

多媒体教学互动平台集成了电脑、多点触控液晶屏幕、音响等设备为一体的操作平台，通过连接云端教学平台，实现数字化教学资源的播放，以及直接在屏幕上融合课件，实现书写绘画、对象编辑功能，互联网远程教学等强大的互动教学和演示功能；结合移动设备（PAD，手机等终端）完全实现人机互动、师生互动。

智慧教室在线云课堂——智能直录播平台

教室中安装全自动课程录播系统，采用扩展探测或图像识别技术、跟踪、定位、智能策略等模块实现全程自动化录课。教学过程中，采用科学策略进行综合智能分析，灵活准确的调度现场的摄像机、调音台等采集设备，保证拍摄主体，自动调节景别景深，实现课堂无干扰、无意识控制、无人值守的全自动智能录播，并且实现上传云端进行资源的分享和沉淀。

新媒体虚拟摄影及微课制作

数字化技术不断发展的今天，新媒体虚拟摄影技术也由影视制作应用到职业教育中，为某些专业（旅游专业、酒店管理专业等）提供更为逼真的情景教学和课件制作。只需要利用教室的一小部分空间搭配蓝或绿背景，配上几盏演播室灯光，通过一个或多个固定的摄像机进行前景人物的全身或半身景拍下，然后通过合成技术去掉绿色背景，使得教师与视频或图片场景合成，实现逼真的细节教学和场景教学。无需操控摄像机，便可以轻松实现推拉、摇移、摇臂、航拍等运动效果，以及各个机位之间的快速切换。

情景教学辅助技术——3D打印技术

3D打印将颠覆传统教育方式，越来越多的运用于教学中。众所周知，在一些传统教学过程，因为所教课程理论性太强和没有实物展示，使得学生学习起来晦涩难懂，失去了学习兴趣，转而通过死记硬背以应对课程考试。3D打印机技术的出现并运用于教学中，可以让枯燥的课程变得生动起来。

智慧教室之智慧环境感知——物联网技术

智慧教室融合物联网感知技术，将温度控制在25度并自动调节保持，教室采光和电源照明通过射频识别（FRID）进行感知，智能调节光线。通过气体感知传感器实时检测教室的二氧化碳以及颗粒物浓度，实现排风，换风系统自动开启。并且自动感知在教师和学生离开教室后，通过感应器传达指令关闭教学设备，切断电源，实现自动锁门。

本文摘自河南教育刊