智慧教室是數(shù)字教室的高端形態(tài),，是未來教室的一種形式。它不僅融合了先進的理念和技術(shù),，具有多屏顯示,、自然交互、智能調(diào)控,、協(xié)作互動的特點,，還能將虛擬教室與現(xiàn)實教室有效融合，實現(xiàn)以學習者為中心、線上線下學習的有效對接,。
智慧物聯(lián),，打造優(yōu)質(zhì)體驗
泛在網(wǎng)絡系統(tǒng)使學校處于無所不在的網(wǎng)絡環(huán)境中，我們可以在任何時間,、地點,，使用網(wǎng)絡與任何人與物進行信息交換。智慧教室的泛在網(wǎng)絡建設(shè)分為有線網(wǎng)絡,、無線網(wǎng)絡及物聯(lián)網(wǎng)建設(shè),。
由于智慧教室中的各類信息化設(shè)備很多，使用有線網(wǎng)絡的設(shè)備,，如智能觸控一體機,、IP廣播、電子班牌,、儲物柜、門禁系統(tǒng),、教師用電腦,、IP擴聲系統(tǒng)、集控錄播系統(tǒng)等都需要有穩(wěn)定的有線網(wǎng)絡環(huán)境,。我們采用了光纖到教室的技術(shù)方案,，每間教室內(nèi)部署一臺24口千兆以太網(wǎng)接入交換機，交換機采用雙鏈路4芯室內(nèi)光纜連接至該樓弱電機房內(nèi)的匯聚交換機之上,，在教室內(nèi)采用6類千兆網(wǎng)線連接各類信息化設(shè)備,。該方案使網(wǎng)絡架構(gòu)更為靈活、擴展性能更強,、網(wǎng)絡帶寬更高,、網(wǎng)絡性能更佳。
隨著網(wǎng)絡原住民的出現(xiàn)和移動設(shè)備的爆發(fā)式增長,，手機,、平板電腦等設(shè)備均需要穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡進行接入，在智慧教室中部署三頻室內(nèi)千兆AP（無線接入點）,，AP帶寬支持2.4GHz,、5GHz設(shè)備同時接入，滿足至少40人同時接入,。教師,、學生可以利用移動設(shè)備接入AP實現(xiàn)移動教學、泛在學習,、交互學習等應用,。
智慧教室內(nèi)部構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)絡使智能管理主機可以連接PM2.5傳感器、溫濕度傳感器,、光照傳感器,、能源傳感器等傳感設(shè)備,，實現(xiàn)環(huán)境、燈光,、溫濕度可以自由變化,，讓教室更為智慧、綠色,、便捷,。
1+1+1智慧教室
為了使教學、學習活動可以更好的開展,，引入1+1+1智慧教室解決方案,，方案由智能觸控一體機、電子班牌,、智能控制系統(tǒng)組成,，實現(xiàn)智慧教室的一體化部署。智能觸控一體機可實現(xiàn)多媒體互動教學,；電子班牌系統(tǒng)可以實時展示班級形象,、事件新聞等，系統(tǒng)支持學生通過刷卡查詢個性化課表及考勤等功能,；基于智能網(wǎng)關(guān)的智能教室控制系統(tǒng)通過場景控制,，使教室用電設(shè)備使用更為合理。1+1+1智慧教室通過建設(shè)三塊顯示屏實現(xiàn)了從課前,、課中,、課后的全場景。
操作簡單,，教,、學無負擔。為及時記錄課堂資源,，幫助學校實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的資源網(wǎng)絡共享,，使教師在教學過程中及時重放，更深一步的研究教學中的內(nèi)容,、及時反思,，方便學生課后自主學習，家長進行家庭輔導,，管理者進行教學過程評價,，在智慧教室中建設(shè)常態(tài)化集控錄播系統(tǒng)。
操作更簡單,、管理更輕松,。智慧教室采用全數(shù)字化、IP網(wǎng)絡化的廣播及擴音系統(tǒng)設(shè)計。IP廣播可實現(xiàn)廣播主機對每一個終端的數(shù)字化廣播,；通過IP廣播系統(tǒng)可以實現(xiàn)學校自動打鈴,、廣播通知、緊急消防廣播,、背景音樂,、英語聽力等需求。此外,，IP廣播終端設(shè)備支持無線擴音功能,，教師可以使用無線領(lǐng)夾話筒進行擴音，達到設(shè)備的多用途,。
AR為教學注入新活力
基于增強現(xiàn)實的AR輔助教學系統(tǒng)以教與學為主線,，通過智能眼鏡和觸控一體機的聯(lián)動，基于大數(shù)據(jù),、人工智能及增強現(xiàn)實技術(shù),，在智能觸控一體機上同步顯示第一視角的教學畫面，同步存儲,，可以很好服務于智慧教室,。
綠色環(huán)保、節(jié)能減耗,。在智慧教室中建設(shè)智能控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對教室中各種設(shè)備的集中管控,。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，對教室中現(xiàn)有的各種耗能設(shè)備，如燈光,、空調(diào),、智能觸控一體機、展臺,、新風機等進行遠程控制和管理,，支持自動升級。滿足學校教室設(shè)備管理的一切管理需求,，實現(xiàn)便捷管控,、節(jié)能減耗的目的。
安全可靠,、高效便捷,。將視頻采集系統(tǒng)、高速網(wǎng)絡系統(tǒng),、智能手環(huán)系統(tǒng),、云監(jiān)控平臺、數(shù)據(jù)存儲平臺進行整合，前端采用智能網(wǎng)絡高清攝像頭,，在智慧教室內(nèi)打造三維立體式監(jiān)控視角,，迅速預警、定位,、追蹤,，為校園安保提供了安全可靠、高效便捷的智能安防體系,，為學生創(chuàng)造一個安全的學習和成長環(huán)境,。
教育層面建設(shè)
通過平板電腦、筆記本電腦,、智能手機等移動設(shè)備及云教學平臺,，教師、學生可以進行基于課前,、課中,、課后的學習方式創(chuàng)新。
- 課 前 -
教師課前通過“教師空間”調(diào)用海量數(shù)字化資源與試題,，挑選課堂上所需內(nèi)容推送到學生的移動終端,，實現(xiàn)高效備課。學生根據(jù)自身學習需求,，進行自主學習與拓展學習,，喚起學生的學習興趣、提高學生的學習積極性,。
- 課 中 -
教師通過移動終端進行移動教學并與學生進行課堂互動,，學生通過平臺可以了解各個學習環(huán)節(jié)并附帶學習報告，全面掌握不會的知識點,。課堂互動的結(jié)果可以及時反饋到教師平臺,，教師可以實時準確掌握學生的知識接受情況。根據(jù)課上學情數(shù)據(jù),，給不同需求的學生推送不同的內(nèi)容,，實現(xiàn)分層教學。
通過先進的選排課系統(tǒng),，實現(xiàn)新課改模式下的選課走班創(chuàng)新模式,，為適應社會對多樣化人才的需求，滿足不同學生的發(fā)展需要,，在保證每個學生達到共同基礎(chǔ)的前提下,，各學科分類別、分層次設(shè)計了多樣的,、可供不同發(fā)展?jié)撃軐W生選擇的課程內(nèi)容,，以滿足學生對課程的不同需求,。
- 課 后 -
通過全維度的評教、評學系統(tǒng),，將質(zhì)性評價,、過程性評價打造成一個集終結(jié)性評價和形成性評價為一體的評價系統(tǒng)，能夠體現(xiàn)未來學校教師,、學生評價的新需求,，實現(xiàn)以評促教、以評促學,、評促相長,。
空間層面建設(shè)
智慧教室的空間設(shè)計對學生的學習方式，學生與同伴,、老師間的互動方式以及學生整體的學習體驗都會有影響,，以下是幾類創(chuàng)新的智慧教室空間設(shè)計形式。
空間可組團,。組團教室兼顧了以授課為主和以小組討論為主的兩種教學法,。小團體教室由五六個學生的固定課桌組成。每桌有三個學生直接面向老師,，另外兩三個可以旋轉(zhuǎn)椅子或者面向老師,、面向小組討論桌。在傳統(tǒng)的課堂中,，教師固定站在教室前方,，但是小團體教室的設(shè)計能讓教師嘗試多種課堂布置和教學策略。在同一個空間里,，小團體教室既可以開展授課式教學,、全班討論，也可以開展小組討論,。
空間可分隔,。“升級”教室要求學生在上課前完成自主預習,，在課堂上討論對課程資料的理解,。而同組團教室一樣，“升級”教室中一部分時間是用來講課的,，大部分的時間是用來做實驗,、小組討論、課堂討論,，這些都基于教學軟件與模擬教學,。伊薩卡學院教授發(fā)表的一篇論文論述其自然科學中心“升級”教室項目的開展與成果，論文表明在調(diào)整課程適應新的教學空間后,，學生的學業(yè)水平持續(xù)遠超全國平均水平,，反映出學業(yè)水平和教室結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián),。
空間可擴展。可擴展小組活動中心的智慧教室是將一間大教室改造成既可以進行大型課程又可以進行小組活動的智慧教室,，以支持翻轉(zhuǎn)課堂教學等應用場景,。大部分學生可以通過遠程視頻會議參與或者通過集控錄播系統(tǒng)回顧課堂內(nèi)容。這種改變所節(jié)省的空間被用來建設(shè)小組討論室,、輔導中心,、學生自習室，以及其他用于個人學習或者小組討論的空間,。
空間可專屬,。學業(yè)成就中心智慧教室空間用來支持學生的個人學習需求。在學業(yè)成就中心,，學生和老師,、學業(yè)顧問、助教坐在一起,。無論學生的專業(yè)水平如何,，學生都會和老師面對面，獲得老師一對一的關(guān)注與指導,。
管理層面建設(shè)
打通壁壘,，實現(xiàn)無縫連接。統(tǒng)一認證管理平臺將大部分應用系統(tǒng)如有線網(wǎng)絡,、無線網(wǎng)絡,、智能卡、集控錄播,、電子班牌等進行了打通,，通過一個平臺完成統(tǒng)一身份認證。此外,，平臺還將學校的辦公系統(tǒng),、教學系統(tǒng)、學習系統(tǒng),、教務系統(tǒng)進行了打通,，使數(shù)據(jù)可以基于統(tǒng)一認證管理平臺進行流轉(zhuǎn)，做到無縫銜接,。
集中管控,，智慧互聯(lián)。在智慧教室中建設(shè)的全校統(tǒng)一的智能控制系統(tǒng),，可以實現(xiàn)對教室中各種設(shè)備的集中管控,。借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對教室中現(xiàn)有的各種耗能設(shè)備,，如燈光,、空調(diào),、智能觸控一體機、展臺,、新風機等進行遠程控制和管理,，支持自動升級。滿足學校教室設(shè)備管理的一切管理需求,，實現(xiàn)便捷管控,、節(jié)能減耗的目的。
360度評教,、評學系統(tǒng),。360度評教、評學系統(tǒng)借鑒了美國的TEAM評價體系,、歐洲教育結(jié)構(gòu)調(diào)整項目的核心思想,，結(jié)合我國新課改的現(xiàn)狀以及未來學校的教學特征，力爭打造一個集終結(jié)性評價和形成性評價為一體的評價系統(tǒng),，能夠體現(xiàn)未來學校教師評價的新需求,，最終目的依然是以評促教、以評促學,、評促相長,。
（本文選自教育部學校規(guī)劃建設(shè)發(fā)展中心未來學校創(chuàng)新發(fā)展課題條目成果，作者為北京果果樂學科技有限公司 皇曉琳,，原文有刪節(jié)）
