随着信息时代的到来，计算机、移动终端、交互式白板、投影仪、摄像机等信息化设备开始大量进入教室。众多的设备和技术，复杂的线路连接，使教室成了各类先进设备、软件的堆砌。研究表明，智慧教室的家具配备、技术装备、空间布局显著影响技术在教学中的作用。而如何合理有效地使用各种信息化软件和设备，让学生在优美舒适的教室中，轻松愉快地学习精彩呈现的各种教学内容，及时得到需要的学习资源，有针对性地开展教学，是智慧教室建设重点关注的问题。
一、智慧教室的特征
1．简单易用，功能强大
随着越来越多的设备进入教室，各类设备的相互独立性增加了操作的难度，影响了这些设备在教室的应用。智慧教室的建设，需要考虑设备的可靠连接、故障的快速解决，让系统能迅速回复到正常初始状态。为此，智慧教室通过面板将所有设备、系统集中在一起，提供一站式服务。通过一键操作、场景定制、默认参数等快速操作，让智慧教室能够迅速处于最佳状态。
2．灵活布局，环境优雅
传统教室由黑板、讲台、课桌椅等构成，色彩单调，布局单一，不利于学生学习主动性、积极性的发挥。智慧教室空间设计是指依据教育学和心理学原理，营造出最有利于学生心理和行为的氛围，从而不断激发学生的创新能力。
3．精彩呈现，共享课堂
在智慧教室里，教师和学生的电脑、移动终端里的学习资源，可通过Miracast和airplay等无线投屏神器实现共享；多部4K高清摄像头，可自动跟踪老师上课情况，对老师讲授的内容实行云录播，学生可随手“点播”录播视频，查看“回放”。借助智慧教室里的远程交互系统，还可轻松实现跨地区交互，实施远程教学。
4．高效互动，深度体验
良好的人机互动，可以促使师生更好地利用智慧教室的各种设备，而不用担心损坏设备。教学互动指教学平台上师生之间的互动。教室发布指令，学生通过各种设备进行反馈。随着教学平台功能的增强，教学互动变得更加简单和具有趣味性。常见的教学互动有课堂举手、抢答、摇一摇选人、随机小组划分、点赞、互评、头脑风暴、作业等等。
5．数据分析，个性教学
智慧教室里，老师利用电子白板演示课件，学生用答题设备对问题做出自己的选择。整节课上，每个学生操作的每个步骤都会被系统记录下来，后台可以进行精确分析，为每个学生生成一份教学效果诊断书。
二、智慧教室的构造及功能模块
1．内容呈现系统
内容呈现是智慧教室最基本的功能，主要设计要求是清晰、舒适、符合学生的认知特点。内容呈现的设备可以划分为面向个人的呈现设备和面向集体的呈现设备，面向集体的内容呈现设备由投影仪、触摸一体机、白板、液晶电视、3D显示、虚拟现实系统等构成，教师上课可以方便地利用遥控终端、手机、平板电脑操作，或者直接在触摸一体机前进行各种操作，与传统教学一样方便。3D显示可以更加逼真地演示各类模型的3D效果，虚拟现实系统让学习者在更广的视角中去学习知识，培养技能。
2．智能录播系统
智能录播系统不仅是课程资源建设的重要途径，也是教学行为分析的重要依据。智能录播系统通过图像识别，能够精确发现课堂中活动的老师和学生，并自动进行镜头切换。
课堂中的录像，根据不同的用途，可以分为课堂实录型、讲解型和虚拟演播型。课堂实录是智能跟踪教师的讲解和学生的发言、讨论，既有全景式的课堂教学场景，更有教师、学生的特写，还有电脑、板书的信号。
3．智慧教学系统
备课系统主要为课堂教学提供资源支持。系统为每一门课程建设一个门户，并提供基本的课程设计架构。教师只需要按照教学的要求，将相关的学习指导、课前自测、预习、课件、视频、动画、案例、作业、网络资源等上传到智慧教学系统制定的栏目中即可，大多数资源都以文件的形式上传，对于老师来说，可以非常方便地组织课堂教学资源。
教学系统由电脑端和移动端构成。教师既可以在讲台进行讲解，也可以手持手机或平板电脑进行讲解。手机画面可以智能投屏。手机端以PPT为核心，整合了课堂教学常用的资源和互动工具，包括资源调用、教学互动、粉笔、学生管理等部分构成。课堂上学生的发言，或者一些实践性操作，教室可以通过手机端的“实物展台”进行现场直播，也可以把手机屏幕当成黑板进行使用。
4．智能管理系统
智能控制系统包括网络系统、中控系统、传感网络系统、考勤系统等。中控系统负责各类设备的启动与关闭，同时根据应用场景对各类设备进行智能化调节。网络系统是智慧教室能够流畅运转的关键，采用双Wifi模式。内置Wifi主要用于教室内部各个终端、显示屏与教师机之间的数据传送。外置Wifi主要用于调用学生的基础数据，存储学生的学习数据，对课堂的生成数据进行及时的备份。考勤系统支持指纹考勤、人脸识别等多种模式。
三、智慧教室建设案例分析
智慧教室建设的需求是功能越多越好，但在实际应用中，由于教师的时间和精力很有限，往往只需要应用其中的特定功能。智慧教室如何根据场景进行定制是其中的关键。
智慧教室建设主要包括空间设计、内容呈现、互动教学、智能录播、虚拟现实、智能管理等方面的内容，根据应用目标的不同，可以分为经济型、标准型、专业型、未来型四种智慧教室。
1．经济型智慧教室
经济型智慧教室包括内容呈现、互动教学两个部分。内容呈现设备包括电脑、超短焦投影仪和交互式电子白板。超短焦投影仪可以清晰呈现教学内容，不影响教师在屏幕前的讲解。交互式电子白板可以方便教师板书，对教学内容进行圈点勾画。即时互动系统主要由在线教学平台和学生的手机构成，而且教师可以方便地整合教学资源，开展各种教学活动。
2．标准型智慧教室
标准型智慧教室包括空间设计、内容呈现、互动教学、智能录播系统、智能管理等系统构成。空间设计以简洁大方为主，大部分设备、线缆采用隐藏式设计，整个教室可见部分就是讲台、桌椅、大屏。教室的后方角落，建设一间设计感超强的小屋，用于管理视频采编设备、无线网络设备、充电柜等设备。
3．VR智慧教室
VR智慧教室整合了标准智慧的各项功能，以VR智慧教学平台为核心，在重点、难点处设置了VR互动教学视频。教师带上VR眼镜，就可以在虚拟空间中演示各类场景和设备。
智慧教室为教学提供了一个舒适、灵活、开放、互动、高效的环境。智慧教室采用环保装修材料，空间设计充分考虑色彩、插图、显示屏、网络等设备，充分考虑教师的多样性，采用可以折叠、拆分、组合的桌椅，使智慧教室能够根据课程与任务的需要进行改变。智能录播系统自动记录课堂中师生的行为，产生有价值的资源。总之，智慧教室的建设，将先进的设备、平台、软件、工具以一种简单的方式呈现给师生，为教学活动的智慧开展打下坚实的基础。
