智能教室 --- 未来课堂之探究

智能教室---未来课堂之探究 华东师范大学张际平jpz@ecnu.edu.cn 2009,12, 云南师范大学

一、教室的演变 • 与学校的产生同步，从我国奴隶社会的夏朝起，就有了课堂的萌芽形态 --- “庠”。“庠”，“从广羊声”，“广”是房舍的意思，也就是进行教育的场所. • 而现代意义上的教室是在16世纪末班级授课制出现以后产生的。

传统教室 • 电子教室 • 多媒体教室 • 智能教室（智能教室的发展轨迹基本为：单一设备智能 --- 设备控制智能化（中控）--- 教学系统环境的智能这三个阶段。

二、智能教室的概念 • 有Intelligent Classroom, i-Classroom, Smart Classroom等称法。 • 是一个完全自动服务、用户友好、便利教和学活动、资源丰富、装备操作简单、易用的环境。 • 是一个配有智能控制单元、计算机和视音频设备、允许教学者使用大量不同类型的媒体。

是一个交互式学习环境，计算机和其它的电子设备是主要的信息传输系统，是学生个性化和个别化学习的环境。是一个交互式学习环境，计算机和其它的电子设备是主要的信息传输系统，是学生个性化和个别化学习的环境。 • 是一个多媒体教室，能够为教学者提供视频投影，互联网接入，DVD与录像回放等功能，便于教学者快速获取高质量多媒体教学材料，并提供了在线课程展示所需的媒体。

是一个完全整合的交互系统，允许用户从一个中控点无缝接入媒体。允许用户以一种尽可能自然的方式与其交互。是一个完全整合的交互系统，允许用户从一个中控点无缝接入媒体。允许用户以一种尽可能自然的方式与其交互。 • 是一个依靠智能交互空间技术增强真实感的教学环境

我们的界定 • 是一个能够方便对教室所装备的视听、计算机、投影、交互白板等声、光、电设备进行控制和操作，利于师生无缝地接入资源及从事教与学活动，并能适应包括远程教学在内的多种学习方式，以自然的人机交互为特征的，依靠智能空间技术实现的增强型教室。 • 装备先进（齐全）、操控便利（自如）、资源丰富（充分）、交互实时（流畅）、教学方式灵活（多样）……

智能教室的主要类型 按实现功能类型划分，可分为： • 基本智能教室（Essential Smart Classrooms） • 交互智能教室（Interactive Smart Classrooms） • 双向视频智能教室（Two-Way Video Smart Classrooms）。

智能教室构建的技术基础 • 普适计算技术 • 人工智能技术 • 电子交互白板技术 • 分布式伺候计算技术 • 智能空间技术

目前研究的关注点 从研究角度讲，目前国内外的研究主要集中于： • 课堂笔记的自动化（DePauw大学的DEBBIE项目） • 课堂实录（Cornell大学的 Lecture Browser ） • 电气设备控制的集成化、自动化（McGill大学的Intelligent Classroom ） • 智能远程教学（清华大学 Smart classroom）

智能教室的典型案例分析 • DELL的智能教室 • 卓越的智能教室 • MCGILL大学的智能教室 • 清华大学的智能教室

DELL Intelligent classroom目标:以笔记本电脑,多种设备集成,无线环境

卓越的智能教室 (上海卓越电子)目标: 全自动监控与实时录播 • 推出了多媒体教室教学和全自动录播系统的整体建设方案，包括迅捷I型、迅捷II型、酷睿型三大类智能教室，其中酷睿型智能教室又分为网控型，监控型和全自动录播系统。

卓越智能教室系统连接示意图

McGill Intelligent Classroom (加拿大)目标:先进技术与设备的有效集成与控制 • 由麦基尔工程学院，皇家银行改善教与学基金，加拿大石油公司青年发明家奖，自然科学和工程研究理事会资助。

清华大学 Smart classroom目标: 增强真实感的远程教学环境

三、智能教室软硬件的设计 硬件： • 呈现（Rendering）设备 • 传感（Sensor）设备 • 感知(Perception )设备 • 计算与控制设备

软件： • 通过Smart Platform平台的支持互相协调、合作而完成整个系统的功能。 • 平台里每个应用模块都被抽象为一个Agent，一个Agent实现某项特定功能，确定Agent之间需要如何协作，并相应制定出详细的Agent间消息和交互规程，设计好各Agent之间的联调。

理想智能教室模型 • 身份识别功能（教师、本地学生、远程学生） • 设备集成智能控制（中控加摄像智能感知） • 环境智能调节（照明、室温） • 教学情景创设（声光电） • 课堂教学实录 • 泛在无线接入环境

四、未来课堂国外的一些研究： • The COFT project sponsored by NASA（美宇航局） at Columbia College ; • The classroom of the future project at the University of Szeged （赛格莱大学，匈牙利）is supported by Microsoft Corporation • Toward a future wireless classroom paradigm， James Madison University（詹姆士麦迪逊大学 , Harrisonburg 哈里森，弗吉尼亚州）

英国教育部今年拨款７５０万英镑在金斯代尔中学重点实施“未来教室”。许多地方教育机构从财政大臣布朗那里得到的拨款改造教室，政府希望这些教室将“引导未来的教室设计”英国教育部今年拨款７５０万英镑在金斯代尔中学重点实施“未来教室”。许多地方教育机构从财政大臣布朗那里得到的拨款改造教室，政府希望这些教室将“引导未来的教室设计” • 新加坡国立教育学院设立BackPack.Net中心，打造“未来教室”，由新加坡信息通信发展管理局和微软公司资助。也是建设“未来的新加坡”的组成部分，（包括新加坡英华私立学校以平板电脑应用为主的“未来教室”）

台湾教育主管部门投入新台币71亿元经费，在经济部、工业局、中华电信和电子白板业者的共同支持下，打造「未来教室」。大鵬國小，杨梅杨明国小等“未來教室”台湾教育主管部门投入新台币71亿元经费，在经济部、工业局、中华电信和电子白板业者的共同支持下，打造「未来教室」。大鵬國小，杨梅杨明国小等“未來教室”

香港圣保禄学校

大陆 • 未来课堂教学的主流技术 ——— 电子交互白板（范爱华海南师范大学） • 交互式白板 —— 跨越传统课堂和未来教室的桥梁（http://blog.donews.com/zhyujiang/archive/2008/10/06/1356816.aspx） • 关于未来课堂的思考（吴国丽上海教育科研） • 青岛海尔科技馆未来教室（http://www.51766.com/jingdian/11000/1100052304.html） • 未来课堂辅助教学之工具 --- 交互式电子白板（张际平教育技术国际论坛2009徐州）

未来课堂的定位和特征 • 未来课堂的定位 • 未来课堂的特性分析 Beautiful，inspirational（灵感），adaptable，sustainable（可持续），inclusive（兼容），fresh，safe，flexible，ICT enabled，multi-user，fun，delightful（令人愉快），curved，growing，natural http://www.teachernet.gov.uk/ -innovative designs for schools

未来课堂的定位 • 基于一定的技术和理论，以互动为核心，建构一个服务和支持课堂教学主体的发展和自由的，各构成要素和谐共存的教与学的活动及环境。 • 定位于：服务与支持教学主体的自由与发展 • 定位于：建构课堂各要素之间和谐的关系

未来课堂的特性 • 混合性 • 开放性 • 交互性 • 灵活性 • 智能性 • 人性化 • 生态化

几种未来课堂的物理架构* 一种集成多种媒体的课堂：多屏、各种媒体、无线、分区、协作、互动等。

* 后现代特征的概念课堂：也称简洁的课堂，人性化设计、舒适、灵活等。

* 相对传统、灵活排列的课堂：排列基本传统，普通课堂与机房兼容、宽畅、舒适、简洁等特点。课桌可拼装组合（多种拼装组合），可适合不同的教学、学习或交流方式的需要。

* 虚拟+现实课堂：每个化身对应一个实际的学习者，可以在网络空间中参与在线课程、交流、行为等。

谢谢各位，请多指教！祝论坛顺利圆满！华东师范大学 张际平E-mail: jpz@ecnu.edu.cn

智 能 教 室 --- 未来课堂之探究