當前位置:編程學習大全網 - 編程語言 - 智慧教室與智慧教學的原理與應用

智慧教室與智慧教學的原理與應用

隨著多媒體教學手段和設備的不斷演進,以及智慧教學支撐工具的逐步完善,教學方式和實施途徑發生著巨大變化。課程教學由傳統的單向知識傳授變為雙向、多向能力培養,教師由知識的灌輸者變為學習的引導者。本文對多媒體教室各要素進行了研究分析,通過合理規劃,構建適合學校應用需求的多媒體教室,在軟件平臺支撐下,以混合式教學模式實施智慧教學,提升教學效率和質量。

 隨著科學技術的進步,現代教育技術手段也不斷提高,多媒體技術被引入教育教學過程,將原來抽象、枯燥的學習內容通過圖形、動畫等形式直觀表現,增強了學生的學習興趣。豐富的教學資源和生動形象的授課情景,改變了課堂教學,多媒體在教學中得以快速普及。媒體信息手段將如何發展,如何支撐教學,課堂教學與課外學習將是何種模式,如何建設智慧教室並實施智慧教學,這些已成為當前職業教育信息化的研究和應用熱點。

 近百年來,隨著信息技術發發展,多媒體信息展示手段與設備發生了較大的變化。隨著計算機的普及,計算機輔助教學時代到來,課堂教學多媒體信息手段也不斷演進。上世紀初到90年代,教學素材主要以錄像播放方式展示,經歷了幻燈片投影、透明膜投影、磁帶錄音機、光盤影碟機等。90年代到現在,教學素材展示載體轉變為網絡教室屏幕廣播、液晶投影機、光電感應電子白板、觸摸壹體大屏幕電視等等,並逐漸在學校教室普及,教學設備設施更加人性化、智能化。

 教學方式和教學手段的改進,讓教師逐漸由知識的灌輸者轉變為學習的引導者,對其要求也越來越高,教師的職能更趨向多元化,同時也促使各類學校不斷的升級教學環境,多媒體教室將變得更加開放化、智能化、互動化、移動化。

 智慧教學的多媒體教室組成通常包含六個要素,如圖1。電腦主要負責多媒體教學資源的信息加工處理,然後通過顯示設備展示教學資源和互動結果;教學過程中,利用書寫及擴音系統進行內容表達和圈註,甚至教學內容及師生語言采集和播放;通過攝像設備和錄課系統把課堂實景教學同步的記錄制作成視頻課件。

 目前,很多學校正在將普通教室改造為多媒體教室,有的學校希望對現有多媒體教室進行升級。學校在建設、升級多媒體教室的過程中,應當合理規劃,在滿足教學需要的前提下,兼顧建設成本及後續維護。

電腦

 電腦是最基礎的多媒體教室設備之壹,主要類型如表1。

 電腦操作系統主要有三種:Android、Mac OS、Windows。早期的多媒體教學設備多采用安卓系統,目前基本被淘汰。蘋果電腦存在各種外圍硬件和應用軟件的兼容性問題,導致許多優秀教學資源都使用,也不利於多媒體教室升級維護。支持Windows操作系統的軟件十分豐富,能夠滿足各種教學應用。但微軟已停止XP系統升級支持,學校應盡快升級到WIN10,以兼容和支持各類應用軟件。

 如果僅僅是滿足簡單播放電子教案、音視頻媒體播放,以及電子板書軟件等功能,電腦的配置要求不高。若要運行各種教學軟件,則應采用Windows操作系統,推薦配置:英特爾(Intel) 酷睿7代/8代I5 CPU,集成顯卡,8G DDR4內存,256GB NVMe固態硬盤。

顯示設備

 常見的多媒體顯示設備有投影機、液晶屏、LED拼接屏等類。

 投影機分普通投影機和激光投影機。普通投影壽命短、亮度低、顯示效果差,已逐漸被淘汰。激光投影機亮度高、壽命長、故障率低,但成本較高。

 多媒體教室常見的液晶顯示屏主要有普通液晶電視、教學專用壹體機和液晶拼接屏。普通液晶屏電視由於產銷量大,物美價廉,售後維護極其方便,是多媒體教室建設的壹個趨勢。教學專用壹體機產銷量相對較小、價格高、維護成本較高。液晶拼接屏價格昂貴,大型教室可以考慮使用。LED拼接屏價格貴、能耗高、故障率高,通常用於大型階梯教室、學會報告廳、會議廳等。

 顯示設備的亮度和清晰度對教學效果至關重要,所以設備顯示面積和亮度應當與教室面積相匹配,參數推薦配置如表2。

書寫設備

 通過書寫設備,在教學過程中師生可對教學內容進行意義建構,重點標註、板書等,加強師生交流互動,提升教學效果。

 目前多媒體教室書寫設備主要包括大屏顯示器書寫、講臺同屏書寫和手寫板書寫三大類。

 大屏顯示器書寫主要是在紅外電子白板、液晶觸屏顯示器上書寫,前者延時大、書寫體驗差,將逐漸被淘汰,後者價格昂貴。大屏顯示器書寫需要教師站在屏幕前,限制了活動範圍,也容易引起視覺疲勞。

 講臺同屏書寫是教師在講臺的小屏幕上書寫、操作電腦,在大屏幕上同步顯示,書寫體驗和板書效果非常好,尤其滿足理工科類的大篇幅板書,是未來的應用趨勢。

 無線手寫板書寫,教師能夠脫離講臺的束縛,走到學生中充分互動,掌握教學節奏,激發學生的學習興趣,同時借助指示教鞭,能夠幫助學生加深對知識的學習和記憶,將得到廣泛應用。

擴音系統

 多媒體教室的擴音系統主要由輸入——麥克風,輸出設備——功放和喇叭組成。

 為利於教師走動授課,課堂教學通常采用無線麥克。常見的無線麥克有座式、手持式、胸掛式、領夾式、和耳掛式等。耳掛式無線麥克具有小巧輕便、無需手持且音質穩定的特點,推薦使用。此外,在選擇麥克的時候還需考慮麥克風效果、拾音器類型、指向性及品質。教學環境噪音較為復雜,推薦選擇單指向麥克風。

 麥克的聲音經電腦采集後通過喇叭播放,普通教室壹般采用集成功放的有源音響。功率過大容易引起噪音和嘯叫,影響相鄰教室教學,50人左右標準教室選擇6-10W喇叭功率足以。

攝像設備

 根據不同應用情景,多媒體教室通常采用四類設備進行課堂影像采集:實物展臺、攝像機、監控攝像頭、USB攝像頭。

 大多數教室配備有實物展示臺/高拍儀,可以將教材、文件資料、實物及教師書寫的文字推送到投影機或顯示屏,多用於作業講解、試卷點評等情景。對於要求較高的實訓課、公開課、精品課程,學校經常會采用專業攝影團隊拍攝制作高品質的視頻課程,多機位采集授課情景後使用工作站和專業級非編軟件處理音視頻,成本較高、時間較長。有的學校采用監控攝像頭錄制課堂實景,作為評教、考勤依據,也可制作成要求不高的學習資源。

 常規教師備課或微課資源錄制,通常會使用筆記本攝像頭或USB外接高清攝像頭。使用USB攝像頭能夠便捷拍攝課堂場景、實驗演示,簡單易用,師生可在課堂中自行操作,性價比高、成本低。普通教室同步錄課,推薦采用腳架固定USB外置攝像頭(機),多機位同時拍攝。攝像頭也可實現高拍儀功能,采集的畫面通過大屏設備展示,結合書寫設備同步實現視頻畫面講解和標註,教學效果媲美師生壹對壹現場講解。這種方式能夠徹底解決存在場地有限、學生擁擠、視線受阻等弊端的傳統教師帶少量學生分組式實訓課教學,大幅提升教學效率。

錄課系統

 為促進學校資源建設,為學生提供課後復習課件,往往需要同步記錄講課堂教學過程。常見的錄課方式有三分屏錄制、演播室拍攝制作、教學監控系統同步錄課、課堂實景同步錄制等。

 三分屏錄制課件的形式相對固定,大多在錄播教室錄課,缺少課堂實景和互動,現已逐步淡出大家的視線。部分學校搭建了專用錄影棚,壹些實力雄厚的學校使用摳像技術制作虛擬場景,這種錄播教室和錄播系統投入相當大、使用率不高,壹般不用於多媒體教室和普通教室。部分學校采用教學監控系統同步錄課,該方式主要將教學監控的攝像頭兼作場景拍攝,壹般用於質量要求不高的課堂同步錄制。

 將教師課堂授課實景、電子講稿、實驗操作、教學活動等畫面同步記錄的錄課系統更加滿足學校的應用需求。使用錄課系統將課堂實景及師生互動過程等同步錄制,生成包含課堂實景的數字化教學資源,可用於學生課後復習、教學示範交流,以及校際教育資源***享。這種錄制方式還原真實的課堂教學過程,實施成本低,是未來發展的主要方向。

 多媒體教室建設應合理規劃,遵循“運行穩定、功能實用、易擴展、易維護和高性價比”原則,最大化利用教室資源,協助教師高效率完成教學任務,提升學校教學質量。

 教育部副部長杜占元同誌在教育信息化試點工作座談會談話曾指出:“教育信息化的核心理念是信息技術與教育教學實踐的深度融合。簡單的硬件設施不是教育信息化;只有把信息技術與教育教學過程結合起來,利用信息技術改造教育教學的過程才是教育信息化。”

 多媒體教學不是單純的硬件使用,應當充分發揮教學主動性和靈活性,將單向的知識傳授變為雙向、多向能力培養,進而實現“智慧”的教與學。教師的角色也相應發生變化,轉變為課堂設計者、提問者,事先精心備課,課上為學生創設最佳學習情境,掌握課堂的主動性,刺激學生思考,提升學習興趣和主動性,順利地完成教學任務。合理使用多媒體技術進行信息化教學,不僅有助於提升教學質量,也能為學校積累智力資產。

課前備課應用

 學校要全面推行、落實資源庫平臺建設和資源校內***建***享,通過自建、購買、定制開發等多種途徑豐富資源庫,逐漸實現每門課程擁有數量豐富、質量較好的素材庫。備課時,教師從資源庫管理平臺獲取素材資源,依托網絡備課平臺,定制個性化教案,精心設計教學過程、布置作業答疑,完成在線備課。

課堂授課應用

 授課中,教師圍繞個性化電子教案組織課堂活動,設置教學情境,幫助學生構建知識,利用分組討論、搶答競賽、實踐演示等方式,提升學生註意力和參與度。借助無線手寫設備,能夠幫助教師離開講臺深入學生中高效互動,充分調動學生的主動性,培養學生創新能力和自主學習能力。

授課過程中,利用錄課系統將課堂實景及師生互動過程同步錄制,生成包含課堂實景的數字化教學資源,可用於學生課後復習、教學示範交流,以及校級教育資源***享。

課外活動應用

 課後,教師可以利用教學平臺開展以學生為主體的教學活動。例如事先設定問題或任務,提供講義、視頻、課件、習題等資料供學生進行預習核,,學生登錄教學平臺獲取課堂的實景錄課、微課等進行自主學習,學習過程中可進行在線答疑或小組交流討論,充分體現學習的個性化和自主性。借助平臺可記錄、追蹤每位學生的學習情況,教師可根據記錄客觀評價學生甚至實施個性化分層教學,提升教學質量。

 我們認為,以教師為主導的傳統課堂教學方式會繼續保持,但教師可以從學校資源庫快速獲取資源,通過網絡平臺進行備課,實現花很少的時間制作出優秀的教案,課後通過平臺布置、提交、批改作業,進行在線交流、互動答疑等,學生可以在平臺自主上學習課堂實景錄課等資源,這就是智慧教學在軟件平臺支撐下的混合式教學模式。利用信息化手段改變傳統課堂,授課效率和質量將得到極大提升。

 多媒體教室、數字化教學資源以及混合式教學軟件支撐工具是智慧教學的必要條件。建設支持教師在走下講臺深入學生充分互動的情況下進行板書批註,支持將教師課堂授課實景、電子講稿、實驗操作、教學活動等畫面同步展示並記錄的多媒體教室,不僅有助於加強教學互動,提升學生學習興趣和主動性,也能逐步為學校積累大量的教學資源。多媒體教室和軟件平臺支撐下的智慧教學應用將給課堂教學註入新的活力,推動教學改革和提升。

  • 上一篇:數控石雕編程教案
  • 下一篇:溫州大學的電氣信息類怎麽樣?
  • copyright 2024編程學習大全網