如何建設智慧教室？怎樣設計與規劃？——北大、上理工、上開大這樣做

由于北大的教室資源相對比較緊張，每間教室的課程安排都非常密集，無法進行全面的智慧教室改造。所以，基于現實情況的考慮，北大的智能教室建設以“讓老師的教學更簡單”為出發點，以滿足教學的功能實現為主要目標，從2016年開始依次對各教學樓教室從樓宇裝修、基礎條件配置、桌椅配置、教室功能、教學互動等方面進行智能化改造，添加相應的智能化教學輔助設備以滿足教師的教學需要，摒棄了包括感光控制、空氣質量監測、自動開關等對教學質量提升影響不大的設計。具體為：

一是智慧教室需要具備的一般性功能，包括直錄播功能、教學互動功能、遠程功能、測評功能及輔助教學功能。

二是打通從教室端到網絡學習平臺的資源共享，教室內的教學狀況采集情況可實時發布在與學生學習相關的學習平臺內，實現教學資源共享。

三是建立起連接教務系統的后臺軟件系統，通過后臺系統可以清楚了解各個教室的上課時間、課程資源以及可以將此課程共享的相關師生資源。

四是智慧教室需具備能夠感知教室內正在發生的教學活動和師生狀態的功能。通過分析感知產生的后臺數據，了解教師的授課情況、學生的學習情況以及教室使用情況，促進教學質量的提高及智慧教室的優化。

通過物理教室、線上網絡教學平臺與教學資源的三角互動，全面支撐師生的教與學。在改造大批通用型教室的基礎上，北大也建立了若干間精品教室，配備了專業錄播設備、虛擬演播系統以支持金課、慕課建設。

同時，北大注重服務創新，將50間小型教室開放給學生用于自主學術研討。學生可通過網絡預約系統進行預約，在預約時間教室自動解鎖提供使用，預約條件需滿足三名及三名以上同學且在規定時間內預約人員均需全部完成簽到，以此采取學生自我約束的方式為學生提供學術研討空間。

上海理工大學建設智慧教室的迫切需求是：為全校師生營造一個集教學理念先進化、教學設備智能化、教學環境個性化和教學模式多樣化于一體的智慧學習環境，推進高水平大學一流本科建設，提高人才培養質量。

在規劃設計時，學校秉承模塊化設計理念，仿照網絡的七層架構模型，將智慧教室劃分為涵蓋基礎設施層、教學設備層、網絡層、服務層、應用層五個層次系統模型進行建設：

一是基礎設施層：由教學樓的公共學習空間、教室講桌、活動桌椅、配電、照明、空調、新風、電動窗簾等構成，為教學提供必要的基礎設施。

教室裝修總體效果要美觀、實用；課座椅穩固耐用、方便自由組合；供配電要安全可靠，燈光要考慮適應不同的教學模式；黑板燈實現分開單獨控制。

二是教學設備層：核心業務邏輯，為教學活動的開展提供基礎硬件保障。主要包括顯示、控制、功放擴音、直錄播等終端設備。

三是網絡層：提供多種網絡連接方式，采用光纖到教室，確保上下層之間方便地實現數據安全可靠的高速傳輸，使教學資源的傳輸與獲取、師生的交流互動更為便捷。

四是服務層：運用云計算、大數據、物聯網、數據挖掘等信息技術，為應用層的智慧教學、智慧資源、智慧管理提供信息化、智能化公共支撐環境和綜合服務體系。

五是應用層：基于服務層提供的支持與服務，將智慧教室相關的教學系統整合到信息門戶的教學云平臺，從而實現數據信息的統一管理、資源服務的按需分配。用戶可以方便地訪問教學資源，實現良好的數據交互。

綜合來看，智慧教室在設計規劃時應該考慮以下兩個方面：

一是以滿足教學需求為首要原則。在充分采納相關教學管理部門及師生意見的基礎上，以服務教學為核心，提供教室智能管控、課堂互動教學、教學過程督導評價、數據分析與可視化功能，采用線上+線下學習空間的設計理念，將教學資源、教學服務、教學數據融為一體。

二是考慮適當的校企合作模式。如我們信息化部門在對本校第一教學樓的整體智慧教室建設進行選型時，由于承包商在需求滿足上與學校的需求出現偏離，所以我們舍棄了由一家承包商進行總包落地的方案，采用由信息辦作為項目的總集成與總協調、八家企業共同參與的合作模式，實現需求滿足的最大化及成本控制的最優化。

上海開放大學的智慧教室被命名為“智慧學習中心”，由于學校具有以面向成人開展?？?、專升本科教育的特殊性，采用以現代信息技術為核心支撐，以遠程開放教育為主要形式的授課方式，所以在開展線上線下混合教學時，不僅對線上的教學質量有要求，對線下的智慧學習空間同樣提出要求。

基于此，上海開放大學將智慧教室的整體建設規劃納入學校重大工程進行部署，以促進教學改革為最終目標，打造線上線下教學、評價、數據管理一體化的智慧學習空間。

經過一年時間的反復討論、定位、設計，大至整體架構的不斷打磨，小至具體教室功能的反復推敲，確定以教學為核心目的，打破了傳統教室在設計、結構上的掣肘，將一棟樓恢復成毛坯，建設一座涵蓋物聯管控、服務各類開放學習者（學歷教育、非學歷培訓、終身學習）并集靈活性、智慧化、集約化、功能化為一體的智慧學習中心，實現在技術支撐、空間設計、服務層面的重構和優化。

在智慧教室的設計規劃中，上海開放大學以實現整體性的物聯管控、支持互動教學、提高智慧教學運營管理效率為需求點，依照PST框架打造智慧課堂，將智慧課堂的組成要素分為：

一是為信息技術和學習空間結合提供行動指南的教學法（Pedagogy）。教學法是智慧教室的設計基礎，引領信息技術和學習空間建設。主要包括個人主動學習模式、分組協作模式、群體社交學習模式、體驗式學習模式、反轉課堂學習模式、遠程互動學習模式及混合式學習模式。

二是促進教學法，支持信息技術手段內嵌的學習空間（Space），智慧教室的空間設計以確?？臻g和系統的穩定性為原則，空間復合支持多種學習模式的快速轉換，且易于維護。并綜合考量光環境、音環境、空氣質量及人因工程等因素。

三是增強教學法的效果，克服學習空間條件約束的信息技術（Technology）。智慧教室的技術設計針對主動學習功能、教學輔助功能、管理輔助功能，通過成熟的學習分析和可視化系統，實現現場教室、遠程教室和遠程個人的一體化教學體驗。

智慧課堂針對教學法、學習空間與信息技術的融合需求，形成課堂和網絡學習空間的融合，跨平臺、跨終端的技術融合，多種教學和學習模式的融合，以學習結果為導向，促使師生有效地投入學習，以獲取最佳學習效果。

從建立智慧教室的起步階段開始，有幾個流程需要關注：

一是試點階段。建立1～2間試點教室，發動教師積極試用，收集需求進行方案優化。

二是整體規劃設計階段。針對功能、定位、需求制定校園智慧教室建設的整體規劃設計。

三是校企合作階段。開展項目招投標等方式，與企業合作進行智慧教室建設，并持續不斷優化需求。

四是優化升級階段。在智慧教室建成后，積極開展規?；囉?，針對智慧教室的硬件、軟件和管理服務繼續進行優化升級。

五是提升教師信息化素養階段。針對教師開展大規模培訓及小規模專題培訓。