“智慧教室是运用人工智能、人机交互等技术增强教学内容呈现和对整个教学环境的感知,利用物联网、互联网等通信技术优化教师和学生的沟通交流,促进个性化教学活动开展的教学环境。智慧教室区别于传统教室、多媒体教室,能优化教学内容呈现、便于学习资源获取、促进课堂交互开展、具有情境感知和环境管理能力的新型课堂。”
智慧教室作为新兴的教室类型,既是物联网、云计算等新一代信息技术与现代教室相结合的代名词,也是现代教室发展模式转型升级的结果。通过智慧教室的建设来助推教学改革,顺应教学改革发展的趋势。智慧教室通过技术革新推动教学形式变化,许多新功能融合进智慧教室,充分掌握和运用这些功能后,相信教学方法和效果会有非常大的改观。智慧教室一定将成为学校课堂教学的主阵地。
我校智慧教室建设自2018年启动,由教务处牵头规划建设,同济大学建筑设计研究院对修远楼整体进行设计,按照“整体规划、分期实施、按需建设、突出特色、典型示范、由点及面”的建设原则,目前已完成修远三区32间智慧教室的改造建设。我校智慧教室的建设力求最大限度满足学生和教师对研讨性教学、互动式教学、混合式教学的要求,树立“以学生为中心”的教育理念,逐步改变教学方式方法,提高课堂教学质量,助推我校“双一流”建设。
我校智慧教室的背景与设计理念为适应新型教学模式:即双向高效互动式教学模式,深入落实“以学生为中心”的教育理念,为信息技术与教学教学深度融合提供平台,为智慧校园建设提供信息化教学环境,打破传统单向教学模式,实现双向高效互动式教学,进而推动教学方式、方法的变革,提高教学效率。
一、建设原则
总体建设:智慧教室建设与修远楼整体环境改造、校园文化建设相结合。
按需建设:智慧教室建设需贯彻按需建设的原则,找准定位和需求。
分期实施:根据项目总体预算及年度预算,在保证质量的前提下,分阶段、有重点地实施。
突出特色:教学楼整体环境要体现我校学科特色和校园文化亮点。
二、七大创新
环境创新:实现智慧教室设备与教室空间的深度融合
模式创新:向个性化在线学习模式转变
方法创新:通过信息技术实现教学方法的改革
评价创新:开展基于数据的综合评价
教师发展创新:提升教师信息化教学能力
管理和服务创新:实现管理服务扁平化
文化创新:重规教学、崇尚创新的教学文化
三、建设过程
2019年1月启动设计招标,2019-2020秋季学期开始修远三区建设,2020年2月一期建设教室32间已投入使用。
(一)调研阶段
为了深入了解国内高水平大学智慧教室建设情况与规划,为我校教育教学工作提供更好的信息化技术支持和良好的智慧教学环境,2018年10—11月,由教务处牵头,协同信息与网络管理处、后勤处等部门,先后调研了省内及南京、上海共计11所高校的教学信息化和“智慧教室”建设方面的情况。省内5所重点高校: 西安交通大学,陕西师范大学,西安电子科技大学,西北工业大学,西北农林科技大学;省外7所重点高校:复旦大学,同济大学,四川大学,上海交通大学,中国药科大学,南京航空航天大学,南京农业大学。
智慧教室建设较充分地反映了“以学生为中心”的教学理念,从环境和硬件设施上打破了传统灌输型教学方式,进而为启发式、探究式、讨论式、参与式教学提供了平台。通过智慧教室的改造,实行小班教学,积极促进了教学互动,对于提升教学质量、增强学生学习兴趣、提高教师授课水平具有很强的促进作用。调研结果表明,以智慧教室为基础的教学模式能有效增加学生的学习体验,促进学生主动学习欲望,达到创新教学模式,提升教育的效果、效率和效益的目的。从老师和学生反映来看,大多教师和学生对智慧教室持欢迎态度,特别是灵活组合的桌椅给课堂教学带来更好的互动体验,能够激励教师探索新的教学方法的热情。
学校高度重视智慧教室建设工作,成立“长安大学智慧教室建设专项工作小组”由教务处牵头进行智慧教室建设工作。
(二)落地阶段
智慧教室建设整体工作平稳推进,进行顶层设计,发布需求分析。设计、平台、设备、施工、家具等招标工作如期进行,开启施工阶段。
学校在渭水校区和校本部分别召开了长安大学智慧教室建设方案意见征求\座谈会,邀请各学院学生代表、教学名师、已开展MOOC建设、线上线下混合式教学的部分教师代表参加会议。长安大学智慧教室建设项目的设计单位同济大学建筑设计研究院分别向教师和学生代表汇报了修远教学楼智慧教室建设(一期)设计方案,对智慧教室的建设理念、设计原则、功能与校园文化的融合设计、智慧教室功能及应用、典型教室设计示范等内容作了介绍和演示,并就教学楼、教室改造的必要性、教学楼公共区域无线网络建设、学术与人文氛围的营造、教学资源平台的统筹规划与部署、教师信息技术培训等内容进行了热议和交流。通过座谈会,教师和学生代表高度认可智慧教室建设的必要性,也期望我校智慧教室能够尽快建设并投入使用。
随后,教务处发布了长安大学智慧教室调查问卷,有效问卷2037份,学生较为关注,参与度占主体83.31%,授课教师比例占13.16%,期待使用智慧教室的频率为56%。全校师生对智慧教室的功能期待较高。
(三)智慧教室应用阶段
智慧教室建设初期,为了更好的衔接、服务于教学,教务处组织了五场智慧教室应用培训:《在线开放课程的建设与应用》、国家级教学名师、西安交通大学教师教学发展中心主任——马知恩教授、《智慧教学平台的类型、功能和使用培训会》、《全生态信息化体系下的教学应用和课程生成》、《混合式教学-从慕课到金课的智慧》。
修远三区智慧教室建设完毕后,4月份教务处组织了一批教学专家进行了现场教学演示。张宏兵、王继龙、石震、卢江、罗晓瑜、李卿慧、陈彧等任课教师在网络互动教室、智慧型研讨教室、研讨型精品自动录播教室、微课录制室等不同类型的智慧教室中进行了教学展示,展示了如何应用智慧教室,进行研讨性教学、互动式教学、混合式教学。
代表教师智慧教学示范案例
机械学院张宏兵老师在网络互动教室WX3102(117座阶梯教室)展示了《工程机械电液控制技术》课程目前所采用的在线教学方式,和学生返校后的线上线下混合教学设计。课程采用翻转课堂教学法,课前完成校内在线学习平台教学资源的建设方便学生进行课前预习,课中对重点疑点难点问题进行直播课堂讨论,课后发布在线作业。展示中使用了智慧教室的投屏、直播等功能,老师手持PAD或手机可在教室内移动授课,贴近学生研讨。
机械学院张宏兵
理学院王继龙老师在网络互动教室WX3201(36座活动桌椅教室)为学生直播讲授《画法几何与工程制图二》课程。利用双智慧黑板屏,王老师构建立体模型,直观的展示了结构复杂的工程形体,以电子立体图与手写黑板相结合的方式,完整清晰地表达不同形体的剖视图。智慧教室的触屏模拟黑板,为课程板书讲解绘图过程提供了极大的便利。
理学院王继龙
信息学院卢江老师在网络互动教室WX3202(36座活动桌椅教室)为学生直播讲授《C语言》课程。课堂教学采用“中国大学MOOC/SPOC+翻转课堂”混合教学模式,在线翻转、在线互动、在线测验、在线评价。利用智慧教室短焦投影触摸屏,在PPT演示的同时,使用画笔同时板书讲解。
信息学院卢江
地测学院石震老师在网络互动教室WX3205(36座活动桌椅教室)为学生直播讲授《工程测量学》课程。课程采用“智慧教室雨课堂嵌入式双平台互动直播授课模式”。授课中使用智慧教室两块电子投影屏幕主、副动态随机切换,默认左侧屏幕为主屏幕(学生端可通过学校畅课平台终端观看主屏幕的板书动画);笔记本“雨课堂”嵌入式互动投屏;“n-n”双屏联动同步讲解,“n-1”双屏联动交叉讲解;“下拉黑板”习题推导讲解,“屏幕画笔”板书讲解等功能。
地测学院石震
公路学院罗晓瑜老师在网络互动教室WX3207(46座活动条桌教室)讲授示范课程《桥梁美学与桥梁造型设计》。利用智慧黑板同时进行ppt演示与板书讲解,使用教室内嵌互动软件嘉课堂,与学生进行课堂点名、抢答、习题测试等课堂互动,多种方式精彩纷呈,课堂效果显著。
公路学院罗晓瑜
外语学院李卿惠老师在多屏研讨互动教室WX3503(36座活动桌椅教室)讲授示范课程《大学英语》,展示了小组协作型、研讨型教学模式。利用智慧黑板主屏、4个小组屏,开展了多屏教学,学生可进行小组讨论,讨论结果分屏展示,课堂互动性很强。随后李卿慧老师在微课录制室展示了教师自主录制微课的过程。微课室内安装了虚拟慕课制作系统、微课制作系统,教师可自助进行微课录制、慕课制作。
外语学院李卿惠
人文学院陈彧老师在精品录播教室WX3501(36座活动桌椅教室)讲授示范课程《当代国际政治与经济》。陈老师利用双触摸一体机主屏和4个小组屏,展示了如何利用智慧教室内硬件设施和校内在线学习平台开展分组研讨型教学、线上线下混合教学、签到测试等课堂互动,进行了翻转课堂教学。信网处技术人员利用精品录播系统对课堂教学过程进行了实时录制,该教室可用于我校各类精品课程教学视频的录制。
人文学院陈彧
四、智慧教室类型
目前,修远楼三区改造教室(包括主控室)共计32间。包括主控室、网络互动型教室、智慧型研讨教室、研讨型精品自动录播教室、微课录制教室等类型(如下表)。
修远三区教室类型表
数量 | 教室类型 | 教室号(WX) |
2间 | 微课录制教室 | 微课室 |
1间 | 研讨型精品自动录播教室 | 3501 |
3间 | 智慧型研讨教室 | 3502/3503/3504 |
2间 | 网络互动教室1 | 3102/3103 |
5间 | 网络互动教室2 | 3107/3207/3307/3407/3504 |
18间 | 网络互动教室3 | 2层—4层 |
1间 | 主控室 | 3101 |
类型1 研讨型精品自动录播教室(WX3501)
液晶触摸一体机、分组显示液晶显示器、搪瓷书写板、录播系统,广播级高清摄像机(含专业云台)、可移动桌椅、可拼接课桌。
可进行随堂录播,师生分组研讨型教学、线上线下混合教学、多屏教学、互动教学。
类型2 智慧型研讨教室(WX3502/WX3503/WX3504)
智慧黑板、小组屏幕,教师跟踪摄像机/学生全景摄像机、可移动桌椅、可拼接课桌。
可进行研讨型教学,多屏教学、学生进行小组讨论,分屏展示。
类型3 微课教室
虚拟慕课制作系统/虚拟演播室系统,微课制作系统,微课录制/PPT播放电脑/非编工作站,跟踪云台套装、提词器、场景制作技术服务、高清监视器、高清摄像机。
教师可进行微课录制、慕课制作。
类型4 网络互动教室Ⅰ类型(WX3102/WX3103)
激光投影机、玻纤拉绳幕布、搪瓷书写板、计算机主机、教师跟踪摄像机、学生全景摄像机,阶梯教室固定桌椅。
类型5 网络互动教室Ⅱ类型(WX3107/WX3207/WX3307/WX3407/WX3504)
智慧黑板、显示屏、触摸显示器、教师跟踪摄像机\学生全景摄像机、计算机主机,可移动桌椅。
类型6 网络互动教室Ⅲ类型17间
超短焦激光投影机、液晶触摸一体机、搪瓷书写板、教师跟踪摄像机、学生全景摄像机、计算机主机,可移动桌椅、可拼接课桌、桌椅一体化。可进行远程网络互动式教学、研讨式教学。
类型7 主控室(WX3101)
可视化大屏、无线会议设备、摄像机、管理控制主机,集综合值班、督导评课、应急指挥、考试巡查、教学观摩和远程交互功能为一体的智慧教学环境主控中心。
教师休息室
公共区域
修远楼主体
修远楼三区一楼廊厅
设计细节