智慧教室建设方案
1. 前言
1.1 背景
教育信息化是衡量一个国家和地区教育发展水平的重要标志， 实现教育现代 化、创新教学模式、提高教育质量，迫切需要大力推进教育信息化。根据《国家 中 长 期 教 育 改 革 发 展 纲 要 ( 2010-2020 )》、《 教 育 信 息 化 十 年 发 展 规 划 ( 2010-2020)》、《数字校园示范校建设指南(试行) 》强调：要大力推进“三通 两平台”建设，即宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通，建 设教育资源公共服务平台、 教育管理公共服务平台。 力争实现四个新突破， 即教 育信息化基础设施建设新突破、 优质数字教育资源共建共享新突破、 信息技术与 教育教学深度融合新突破、教育信息化科学发展机制新突破。
《教育信息化 2.0 行动计划》 明确提出： 构建智慧学习支持环境。 开展以学 习者为中心的智能化教学支持环境建设， 推动人工智能在教学、 管理等方面的全 流程，加强智慧学习的理论研究与顶层设计， 推进技术开发与实践应用， 提高人 才培养质量。 大力推进智能教育， 利
用智能技术加快推动人才培养模式、 教学方 法改革，探索泛在、灵活、智能的教育教学新环境建设与应用模式。
加快面向下一代网络的高校智能学习体系建设。适应 5G网络技术发展，服 务全时域、全空域、全受众的智能学习新要求，以增强知识传授、能力培养和素 质提升的效率和效果为重点， 以国家精品在线开放课程、 示范性虚拟仿真实验教 学项目等建设为载体，加强大容量智能教学资源建设，加快建设在线智能教室、 智能实验室、虚拟工厂(医院)等智能学习空间，积极探索基于区块链、大数据 等新技术的智能学习效果记录、转移、交换、认证等有效方式，形成泛在化、智 能化学习体系， 推进信息技术和智能技术深度融入教育教学全过程， 打造教育发 展国际竞争新增长极。
智慧教室是智慧学习环境的重要组成部分。 智慧教室的建设将为学习者提供 深层次交流的环境， 拓展创新空间， 丰富知识建构的广度和深度， 为其学习提供 丰富的支持环境。
1.2 意义
课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环， 做好教学互动环节， 是掌 握好教学环节
的质量， 提高教学水平的关键。 现行的教学过程中， 传统的讲解环 节、疑问确认环节、提问互动环节、课堂小测试环节存在诸多问题，已经不适应 现代化教学的需要。 随着信息技术的发展， 新的教育技术手段不断涌现， 教学模 式也在不断发生变化， 逐渐从单纯的知识传授向素质培养方面转变， 从教师的宣 讲向教与学的互动方面转变， 从固定模式教学环境到移动可便携模式教学环境方 向转变，从单一学生独立思考与完成模式向单人独立思考和小组合作协同模式方 向转变。因此， 智慧课堂作为一种新型的教育形式和现代化教学手段， 综合解决 教育教学过程当中遇到的问题， 增强师生互动能力， 从而提升综合教学质量。 智 慧课堂正是在这种趋势下逐渐融入到现代化课堂教训环境中并推广应用。
1.3 特点 智慧教室系统整合教学过程的课前、课中、课后、课外各环节，使用多种硬 件平台，通过网络互联，将教师端与学生端、教师资源与学生资源，教育云资源 等多种平台连接起来实现无差别实时全方位的互动教学模式。 与传统教学模式相 比，智慧教室的教学模式改变包括如下内容，如下图。
智慧课堂系统的特点 升级传统教学，促进教师整合资源和教学能力，提高学生知识应用能力、自 主创新思考能力、探究学习合作协同能力。
无线多屏互动技术，学习与分享同步，权限控制、跨平台多点交互。 情景创设与活动工具，助力教师针对性制定更高效的交互课堂。 小组合作协同模式与即时反馈融合，快速呈现结果。
个人学习空间满足进阶式教学。 多种教学互动场景与功能推动探究式教学模 式、启发式教学模式、讨论式教学模式等创新型教学理念的研究与实现，并 同时支持多种教学终端。
课堂反馈更及时。智慧课堂允许学生和教师在开课前掌握预习情况，并在课 堂上导入课前作业进行讲评，老师主持与指导学生进行教学活动，通过课堂 及时反馈系统生成质量报告。
教学环境自动感知。能够自动测评系统环境，与教学互动数据进行融合，生 成课堂数据。
2.系统设计
2.1系统架构
智慧教室是依托硬件系统、应用软件系统和资源平台整合构建的新型课堂
交互教学系统。如下图所示：
2.2设计原则
智慧教室系统设计整体上遵循以下的原则进行规划。
统一性：整个系统采用硬件、软件和资源平台构建，统一的用户界面，
免除用户分散独立使用各功能模块的烦恼。
先进性：以互联网技术为核心，以先进、成熟的技术支持课堂教学数据、 语音、视频等多媒体交互应用。
实用性：系统设计符合国际相关标准和技术规范，设计简洁、操作方便。 充分利用各种资源，使用户实现各种功能。
稳定性：系统产品和技术经过实际应用，充分考虑系统在程序运行时的 应变能力和容错能力，具有极高的稳定性和可靠性。
兼容性：支持Windows Andriod、IOS等各种操作系统终端,教育服务平台包括不同操 作系统的终端混合使用。
扩充性：系统架构设计合理，考虑对于未来的发展，设计充分考虑今后 扩展的要求。包括与其它应用系统之间的互联以及系统的扩容能力等， 在满足现有系统互联的前提下，能够很好的适应未来信息系统增长的需 要。
安全性：在系统软设计与建设中， 充分考虑系统的安全， 包括数据安全、 网络安全，传输安全，管理安全等。
2.3 设计目标 智慧教室实现课前教师备课学生预习、课中互动教学、课后反馈与作业辅导 三大功能， 完美解决了同步交互、 设备无缝对接交互的关键问题， 为老师和学生 提供了一种高效的“教”与“学”模式。系统为实现“移动和全交互的课堂”和 学生随时随地碎片化学习提供了全面支撑。 本系统设计目标是为用户提供一套完 整的交互课堂解决方案。
将传统教室改造成支持师生全交互参与的智慧教室。 建设智慧教学平台，为学生课前预习、课后作业辅导提供支持。实现学 生自主学习、充分享受优质资源最佳的主动学习环境。
全面提升学校的软硬件的信息化环境并构建整合统一的系统。 通过大数据提供决策支持。
开放的优质教育资源为教师提供服务。 为学校发展积累丰富的教育教学资源，形成学校优质
资源和特资源。 促进教学信息化建设的进程，统一优质教学资源的标准，提升教育信息 化水平，从而推进义务教育均衡发展，提高教育质量。
利用各种教学资源，激发学生的学习兴趣，培养学生的自主学习能力和 团结合作能力。
3. 云学习平台
3.1 云学习平台 在线开放课程平台建设主要由在线学习中心平台、 个性化用户平台、 课堂学 习平台和智能化绩效评估管理平台组成
其中，在线学习中心平台遵循国家标准， 建立校内在线开放课程建设与应用 的中心平台， 为学校构造能够满足教学资源建设长期持续发展的应用框架， 实现 支撑平台的集中化。
在线学习中心平台建设总体思路主要包括以下模块：
3.1.1 在线开放课程子系统
(1)设定课程元数据，包含课程名称、所属专业、课程属性、学时等。系 统提供多套课程模板，供教师选课时选择。
(2)课程建设涵盖在线开放课程 M00和SPOC勺建设理念。可以将教学内 容和教学活动有机的组织在一起， 课程负责人可按一定逻辑组织课程结构， 可以 直接调用该专业知识技能树中勺全部或部分结构。
(3)课程结构树通过可扩展目录树管理。 课程内容组织框架具体为： 章(项 目)，节(任务)，知识点。
( 4 )课程内容组建时，支持添加以下内容： 素材或组件：能够调用资源库勺素材，并能正常播放。 富文本：在线文档编辑器 , 主要用于让用户在网站上获得所见即所得编辑效 果.它能够处理有格式勺文本，还可以显示字体、颜、链接、嵌入勺图像 , 视频 等。
测试：教师可以为本知识点添加一组客观测试题， 评测学生针对该知识点勺 掌握程度。
讨论：教师可以为本知识点添加一个讨论话题， 供学生针对该知识点进行在 线文字、语音、视频讨论，或发布文件。
作业：布置主观试题勺作业，可上传视频附件并直接播放。 学习评价：支持进行小组自评、互评、教师评价、外部评价勺打分及统计汇 总，形成本知识点勺综合测评成绩。