王家胜 张慧翼 朱利

[摘 要] 该文认为，伴随着大数据时代与信息化社会的高速发展，不断构建与完善智慧教学环境建设已成为学校发展战略的重要内容。目前教学环境建设中主要表现为多媒体设备智能化集成度不高。交互教学手段不足、教与学资源体系分散、教室及设备设施维护管理困难等问题依然存在，特别是中医药院校教学特点没有充分体现。在研究学校信息化发展的背景下，分析智慧教学环境所具特征，阐述当今信息化技术与教学环境构建相融合后的体系构架设计，最后提出智慧教学建设的研究与发展策略。

[关键词] 智慧教学环境;中医药教学环境;教学环境体系设计;教学资源;教育信息化

[中图分类号] G642   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）01-0050-04    [收稿日期] 2020-10-27

一、智慧教学环境建设的背景

随着教育信息化、智慧教学的推进，我们也发现了其推进过程中存在的诸多问题与不足。首先是缺少系统的规划设计，传统教室在没有信息系统的参与下都是相对独立的，而目前数字化教室和多媒体教室都是在针对传统教室中的教学设备进行更新的。这些更新虽然已经对现代化教学方法和手段进行了迅速的变革，但是目前改建部门几乎很难统一协调，导致多个教学设备系统相互交织，造成相关教育数据留存率保护率不高，教學信息化整体水平确切评估较难，进而无法全面衡量学校整体信息化教学质量和水平;除此之外，课堂上的教学情况要依据教学过程来进行掌握，所以教学痕迹化留存变得格外重要，而教学资源的散落化现象是由于教学资源的积累与共享需要有集中的平台进行管理。纵观近几年的信息化教育，我们还能发现信息化教学设备集中程度不高，信息化教学手段交互不充分，教学资源体系并没有统一整合，对于教学设备、教室基础化建设的维护和管理也存在一定的不足等问题;另外，传统教学中灌输式教育形式的弊端还不能因为智慧教学而产生极大程度上的改善，原期待的国民教学质量大幅度提高存在困难，与学校的教务、后勤、财务管理等方面的业务衔接还存在一定不足，由此产生的费用较大，势必增加资金投入，造成相关业务交叉统筹率较低，并且新增了日常规范化管理和服务的难度等若干问题。特别是中医药教学的特点如何通过智慧教学充分体现出来也是个难题。由此可见，教育信息技术的现代化在信息化技术不断迭代更新的基础上，依据不同的教学原理而不断促进现有的教育改革发展[1]。全国各大高校包括“985”“211”“双一流”大学，无不广泛应用各种各样先进的多媒体智能化教育技术，包括多媒体技术、语音影像技术、互联网+技术、远程线上视频授课等，但这样的智慧化程度是远远不够的。

我们可以从全球科学发展的整体态势来看，我国的教育信息化也必将经历技术化、智能化、智慧化这三个阶段[2]。如何将教学智能化、教育信息化完美地与我国教育国情相结合是我们要积极思考的问题。我国高校要充分了解国家教育现状、存在问题，积极把握智能技术变革趋势，聚焦智慧校园建设，推动教育智慧化顺利转型。

二、浅析智慧教学环境的组成特征与设计

（一）智慧教学环境建设的特征

一是智慧教学环境的虚实结合特征。智慧教学环境空间上建设是物质环境与虚拟环境的有机结合，是在具体的学习空间中构建起支持多种教学模式，并跨越空间共享学习资源的环境。智慧教学环境的学习空间特征重要组成部分是智能学习工具硬件的搭建。智能工具的搭建与应用是智慧教学中的重要组成部分和支撑，利用智能工具可以使师生之间建立更畅通、更牢固、更互动的教学通道，在教学过程中更加明确学习的主旨和意义。而且智能化教学工具的应用，使教学成果数据化，在教学数据中心的支撑下，记录的学生状态、成果测评、课堂行为等数据可形成智能化报告，全面呈现智能教学场景，对智能教学具有重要意义。

二是智慧教学环境的教学实况特征。在智能教学工具运用之外，专业化软件和数据沟通互联平台也是组成智慧教学环境的重要部分，集计算机、电子信息、仿真技术于一体，模拟虚拟环境，从而给学生课堂环境沉浸感，并且具备数据的沟通与互联，增加学生的课堂互动体验。教学数据平台可存储多种课程，课程的设立与组织可满足不同学生的不同学习需求，实现课程选取的自主化、自由化和可扩展化。智能应用软件及教学数据平台也可对教学资源进行数据化管理，对图书、教材、多媒体设备及网络资源进行汇聚、整合和共享，实现学生对教学资源的共享化体验，实现教学资源的规范化管理，实现教学手段的灵活应用。

三是智慧教学环境的教学管理特征。智慧教学环境的搭建也要为教师实现个性化教学提供资源汇聚化、共享化的平台，使教师可以对教学内容、教学方式、教育成果分析等进行数据化把控，为教学提供辅助决策。在大数据时代的背景下，通过智慧化评价体系的建设可对采集的数据进行分析，从而进行规划和评价来体现智慧化教学特点。

四是智慧教学环境的设备管理特征。智慧教学环境的设备管理主要是集中教学资源体系，提高多媒体设备集成度，增加交互教学手段，简化教室设备维护管理。利用智慧设备管理平台将所需要的数据直观地显示出来，包括学生上课率、老师出勤、设备资产管理、设备使用情况与警告、教室管理等，教学管理人员可以快速地判断当前教学运行的各项系统情况。并且智慧教学环境的设备要具备用户个性化设置，通过关注的不同数据，来调整定制各模块数据的先后顺序，便于更加便捷与直观地管理。

（二）智慧教学环境建设架构设计

一是智慧教学环境建设的构成内容。主要包括：其一，基础的智慧交互终端设备，例如计算机、智能手机、平板电脑、交互显示大屏等。交互设备的选择，要以智慧教学环境建设中以用户体验感为初衷，以用户为（教师、学生、管理者）为核心，然后借助互联网终端技术进行交互协作。其二，基础设备性能要满足业务化的资源需求，例如存储容量、计算能力等。并且要考虑到未来的扩充与扩容的弹性扩展，从而提高设备资源利用率。其三，在分析与整理信息方面，智慧教学环境中所发生的教学活动与教学动作都可以进行记录，并将采集的数据整理后再借助于智能分析技术对其进行处理，通过智能分析为教学管理者提供教学信息服务与教学活动分析判断，从而提前预测和规划教学任务与安排。

二是智慧教学环境建设的遵循原则。主要包括：其一，考虑各应用系统间的兼容性原则。教学环境建设在不断发展革新，在原有的建设环境中一定积累所使用的数据与设备，要充分考虑用户使用原有应用与设备的体验感，保持操作一致性与数据的兼容性，不断升级优化，应用于设备。其二，先进技术原则。在采用先进技术手段时要考虑实效性原则，就是要采用最先进的技术内容，要求有先进的理念与系统程序，并且要融合前期搭建内容，达到共存、开放和互通的环境架构。其三，系统稳定性原则。智慧教学环境建设要做到前期初步规划，优化调整好未来建设的方案，保证信息传输安全、网络安全，保证系统运行稳定性等，最好在确定有可支持实例或者案例的条件下建设共存的运行。

三是智慧教学环境建设的结构设计。智慧化教学环境建设的目的是将现代信息技术手段运用在教学过程与方法中，同时融合教学管理内容形成总体架构模型。其一，教学设备环境的互联。要考虑到设备、资源的有效互联，提高使用者操作过程的体验感，并可以在个人使用特点上进行操作上的创新。其二，基础设施建设。教学网络搭建设计是对教学设备正常运行的基础保障，可通过建设教学设备专线、教学视频专线，来满足用户信息交互的使用需求，并考虑校园网、无线网络、物联网来满足适合的使用场景，实现使用者与教学设备间的友好对接。其三，基础数据结构分析。优化基础数据的构成，有利于数据应用与数据分析，具体包括教学过程数据、教学管理数据和教学设备数据等构成的数据库。其四，信息的集成与分析处理。这里主要是使用者对基础数据进行分析并提供智能决策，通过提供个性化服务提高使用者进行研判的效率。其五，系统应用环境。在数据基础上，通过数据分析与智能决策形成对数据的管理，将其高度融合，建设MOOC、社交平台等开放式的学习环境。

三、中医药院校智慧教学环境建设研究

智慧教学环境建设将积极推进学校现代教育技术与信息化的建设，把握教学环境空间建设、教学设备管理、教学模式智能化等关键要素，着力提高教学环境与教学信息化建设。

（一）教学空间人性化

一是设计教学空间特色化;二是整合教学空间功能化;三是运用教学空间多样化。在教学过程中，培养学生主动学习的兴趣和自我学习的能力，并在讨论分享过程中培养学生批判性、逻辑性思维，团队协作精神和创新型能力。

（二）教学模式智慧化

一是搭建互动教学平台。教师教学管理平台主要集合了各种教学软件、工具及学习资源。教师可以通过使用该平台来实现教学及管理学生的功能。教师可通过教学管理平台发布学生所需学习内容，及时跟进学习情况，收集学习过程中相关数据，并与学生在平台中互动交流，记录学生学习情况。这样便于针对性地对学习难点进行讲解，对学生作业以及试卷等设置自动批改和数据分析。教学管理平台中，教师个人可以设置专门的学习资源，设计各种活动供学生学习，及时发布相关学习资料，还可以根据学生学习各相关信息、数据等，科学地组织课堂分组协作学习等;学生可以利用智能学习平台自行实现课业预习，完成作业及相关试卷等。二是管理教学过程痕迹化。教学过程课题组将利用互动教学平台、无线投屏设备、无线话筒、交互屏、电子白板、投影仪、视频记录与播放设备、视频互动设备等，实现交互式教学、教学资源积累、点播，实现对教学过程的管理，并且可以系统完整地记录学生学习相关过程的相关数据，使教师可以更好地指导和帮助学生学习和成长。三是支持设备移动化。学生、教师、管理员可以在任何地方，包括办公室、宿舍、图书馆、教室、家里等，通过自身电脑、手机、PAD等电子设备进入教学资源平台，真正实现学习、教学、管理一体化。

（三）教学资源整合化

通过资源和云平台间的相互融合达到资源间共享、升级以及推送等，不仅资源的更新速度加快，并且利用效率也相应提升。现代个性化学习已经不能完全靠传统的学习资源来满足，需要靠现代新型技术研究成果来实现，新型技术研究成果可以为智能平台提供更多元、人性化的元数据。一是现代高新技术可以整合学习资源，各种资源属性能更加准确、迅速地被呈现，便于学生进行总结、检索，在扩大了搜索资源的广度的同时，也提高了精准率。这样便可以通过自动化挖掘工具来进行相关数据的探索和集成，很大程度上提高了智能学习平台的灵活性、适应性，可以为用户提供有针对性的个性化资源。二是有效设计各种微型主题课程资源建设。目前正处于资源微型化发展时期，在进行微型化课程设计和主题资源系统化建设时，需要重点关注资源的全面性及多种资源运用时格式是否兼容的问题。在进行资源汇总和整理时，一定要保证原创完整及标准建设，充分保障资源能够被准确、质量优质地进行开发。三是个人智能工作管理平台研究。要注重对个人知识的管理，科学整合个人相关的各种信息资源，有利于提高个人的学习效率。个人智能工作管理平台可以将教学、學生管理以及资源检索发布集成在一个智能平台系统中，智能平台系统功能更加齐全，便于读取和发布信息且适合个人使用。

（四）教学环境特色化

为适应特色化教学需求，营造更为真实的学习空间，激发学生学习兴趣，通过VR和AR等技术将沉浸式教育引入中医药教学课堂中，通过实时渲染逼真展现虚拟模型，直观展示结构及工作原理。在搭建出科技感较强的学习环境中，实现理论相结合的教学方式，学生通过语音引导、手势交互、位置识别等功能大大提高了教学效率，激发了学生的学习兴趣。利用虚拟现实系统开展教学互动，建立虚拟实验室，可以给学生的学习提供更便捷、更丰富的体验。

（五）教学设备易维护性

智慧校园学习环境的建设离不开现代的科学技术，现代科技的发展和进步是教育智能化发展的有力保障，现今多种智能化技术呈飞速发展趋势，科学运用各种高新信息技术并加以研究、推广，都为智慧教学环境的建设提供了有效支撑，为其可持续发展奠定了坚固的基石。一是提高教学设备易维护性。建设教学设备环境监控平台，将教学设备的状态信息集中展示，实时反映其运行状态与使用状态，从而提高管理者对教学设备的监管模式。二是提升操作系统安全性。在教学过程中，PC使用率是非常高的，对于PC的操作系统维护可以减少病毒的入侵与攻击，降低设备引发的教学事故。相对于独立的操作系统，通过桌面云的部署可以更高效地更新软件和进行系统维护，从而降低系统风险。

（六）设备数据化管理

整合教学设备的状态信息和教务系统信息，将人员、课程和教学设备信息进行统一管理，根据信息定制个人化管理方案，实现设备的管理控制，并可进行远程控制，集中管理本地设备与远程设备，实现教室设备的智慧化管理。

四、智慧中医药教学环境建设中应注意的问题

中医药院校要根据教学特色规划教学环境的建设，要将中医药元素在教学环境中进行体现。在统筹整体规划的建设中，首先就要建设系统的先进性和高效性，其次要考虑未来功能的扩展性，并根据扩展性功能做好迭代更新升级。最后要考虑新系统要与现有系统资源数据信息互通、共享，并且要有相应的接口与现有的硬件设备兼容。只有按照高效率、标准统一化、资源整合等原则，才会达到低成本、信息共享、互通互联的效果。

信息技术的迭代更新不断改变着现代教育技术方法，同时也在一定程度上推动了教育制度、教学方法、教学环境和管理模式的不断变化，教育模式的改变也推动了中医药教育事业的发展。关于教学环境智慧化建设要根据现实需求开展，并且不是一蹴而就的，应根据建设、实践、总结和再提升四个步骤的迭代提升，有计划、有组织地推进学校教学智慧化建设。教育技术的发展核心问题还是要提高教师关于教学信息化的素质，只有具备驾驭新的教学环境设备的能力，才会在教学过程中引入通过智慧化设备能实现的教学方式，这便对教师的信息化素质提出了要求。对于智慧化教学环境建设者也要考虑到建设后期要有相应的培训和技术指导，目的不是提高使用设备的能力，而是提高教师自身的信息化素质。

参考文献

[1]张华.教育信息化背景下智慧校园的建设[J].教育与管理，2019（36）：33-35.

[2]甘容辉，袁智秦，何高大.国外智慧校园建设的最新发展及启示[J].现代教育技术，2019（2）：19-25.