智能教室 --- 未来课堂

• 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）
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
* 相对传统、灵活排列的课堂： 排列基本传统，普 相对传统、灵活排列的课堂： 排列基本传统，
通课堂与机房兼容、宽畅、舒适、简洁等特点。 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、 ），可适合不同的教学 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。 或交流方式的需要。
• 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
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）……
* 虚拟 现实课堂：每个化身对应一个实际的学习 虚拟+现实课堂 现实课堂：
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！
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华东师范大学 张际平 E-mail: jpz@ecnu.edu.cn
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。
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
• 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。 • 是一个依靠智能交互空间技术增强 真实感的教学环境
• 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”）
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）
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、 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。 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， 后现代特征的概念课堂： 人性化设计、舒适、灵活等。
• 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/11000/110005230 4.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）
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。
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。
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传统教室 电子教室 多媒体教室 智能教室
源自文库
（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。