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信息化教学环境思维导图
信息化教学环境思维导图的思维导图。从信息化教学环境概述、多媒体教学系统、数字校园与智慧校园等方面的内容作了阐述。
编辑于2022-04-17 23:21:14- 教学环境
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信息化教学环境
信息化教学环境概述
信息化教学环境是信息化建设的核心内容，是开展信息化教学的基本条件
当代建构主义认为学习是学习者在与环境交互作用的过程中主动地建构内部心理表征的过程，它是在一定的情景即社会文化背景下，借助其他辅助手段，利用必要的学习材料和学习资源，通过意义建构的方式获得。
建构主义强调了情景对学习的重要性，为信息化教学环境的设计提供了基本依据。
美国著名教学设计专家戴维·乔纳森2002年在《学习环境的理论基础》提出：学习环境是以学习者为中心，学习者共同体一起学习或相互支持的以技术为支持的空间
高东怀等人于2011年提出信息化教学环境层次模型
直观地呈现了信息化教学环境的四个构成层次
基础设施层
校园网
多媒体教室
电子阅览室
应用平台层
网络教学平台
在线交流系统
网上评教系统
信息资源层
网络课程
学科网站
试题库
支持服务层
资源建设标准
教学管理制度
教学服务团队
教学环境的理解
在传统教学环境的基础上，应用信息与网络技术，为学生和教师创造的现代化交互环境，以实现教学信息的获取途径与呈现方式多样化，促进学生学习与教师的教学
多媒体教学系统
多媒体教室
概述
多媒体教室是信息化教学环境的重要组成部分，是根据现代教育教学的 需要，通过大屏幕投影展示多媒体教学内容，为教学提供丰富而生动的 知识表现形式，扩大课堂教学的信息量，提高教学质量和教学效率
多媒体教室与传统教室最大的区别
多媒体教室提供了区别于黑板板书的信息呈现方式，一般为投影或大触摸屏等
集成了音响设备，能够便捷地呈现文字、图像、视频等数字化学习内容
投影仪
概述
多媒体投影仪是多媒体教室中计算机、视频展示台、VCD、录像 机的视频显示设备，它把数字信号输出显示在大屏幕上。
多媒体投影仪从技术角度上可以分为
阴极射线管投影仪
液晶投影仪
数码投影仪
目前常用的投影仪光源有钨卤素灯(如白炽灯）、超高压汞灯 (UHE/UHP） LED 光源、混合光源（红蓝LED十绿激光）、激光光源等类型
金属卤素灯的寿命一般为 1000 h
UHE的寿命约为 3000 h
UHP 的寿命可达 6000~10 000 h
LED 光源、固体激光光源的寿命一般在20 000上以上
如以每天10h 的播放时长来看，LED 光源、固体激光光源的投影仪可以使 用5年多；而相比之下，如果用金属卤素灯，半年就得换一次光源
投影仪重要的性能指标
亮度（光通量）
亮度是投影仪最重要的指标之一
光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力，单位是1m（流明）
投影仪表示光通量的单位是 ANSI 流明，这是美国 国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准
流明值越高表示投影仪越亮，当达到一定的亮度在投影时就不需要关灯
分辨率
投影仪的分辨率是指一幅图像所含的像素数目
像素数目越多，分辨率越高，显示的图形细节也就越丰富，画面越完美
投影仪分辨率的标准有 VGA (640× 480SVGA (800 X 600)、XGA (1 024×768）SXGA （1280×1024）等
当把笔记本式计算机接到投影仪时，如果发现笔记本式计算机的画面产生 黑边，或者字体莫名变大，则说明投影仪的分辨率比计算机的分辦率低。
只有比较高端的投影仪才提供 1920×1080 或以上的高清或超高清分辨率
对比度
对比度是通过测量黑色和白色之间的对比获得的。对比度越高，图像就越清晰
对比度越高的投影仪价格就越高，如果仅仅用投影仪演示文字和黑白图片， 则对比度在 400：1左右的投影仪就可以满足需要
如果用来演示色彩丰富的照片和播放视频、动画， 则最好选择1000：1以上的高对比度投影仪
大多数ICD投影仪产品的标称对比度都在 400：1左右， 而大多数DUP 投影仪的标称对比度都在1500：1以上
口袋投影仪
在电影院、公司办公室等地方都会看到投影仪。不过，以前最常见的是那种块头”〞的 投影仪，携带很不方便，运行起来会有明显的嗓声，并且需要在比较暗的环境下使用
传统的投影仪体积都是比较大的。2008年，微型投影仪开始面世，其体积大大缩小
随着科技的发达，今天人们已经可以拥有一款能够随身携带、无须连接电源且装有安单系统的投影仪
投影仪产品介绍
(1）飞利浦 PPX4935投影仪
飞利浦 PPX4935 投影仪，在外观采用了类磨砂塑胶材料， 大小和手掌相当，可放进口袋和包中，携带方便
机身前端内置一个高透光镀膜镜头
光源形式为 RGB LED，分辨率为 1280×720，可兼容的最大分辦率为 1920×1 080,对比度为 100 000：1，投影画面尺寸为 15~150 in （1 in=2.54cm），画面细腻、清晰，即使在家也能感受到影院里的效果。
投影仪内置无线网卡，安装了安卓系统，内存容量为 4 GB:内嵌 WPS 等办公软件，可轻松编辑、读写 U盘/SD 卡/内存中的 DOC、XLS、PPT、PDF 等格式的文件：内置蓝牙和音箱，可以无线连接蓝牙音箱，将其作为外放
机身内置2000mA-h 的锂电池，ECO 模式可运行2h，也可使用移动电源为其供电
(2）美高 M3 微型投影仪
美高 M3 微型投影仪的大小与 iPhone 4相当
亮度高，室内可以投射到100 in 的大屏幕上，适用于商务、娱乐、聚会、幼教等场合
内置安卓系统，采用六核处理器，可独立快速上网
可以直接读取 U 盘和TF 卡，适合商务演示 需要演示的内容，无论是文字、 表格图片还是视频，只要存入 U盘或TF 卡，插入美高 M3 微型投影仪的卡槽，即可将内容投射到大屏幕上，供大家分享
内置高能充电电池，可以免接电源使用，开机即投，即投即用
设备接口类型
VGA (video graphics array）接口
VGA 接口就是显卡上输出模拟信号的接口称D-Sub 接口
接口上面共有15个针孔，分成三排，每排五个
VGA输出和传输的是模拟信号。计算机显卡产生的是数宇信号，显示器使用的也是数宇信号，所 以使用 VGA 视频接口相当于经历了一次数模转换和一次模数转换，造成信号损失，显示较为模糊
AV (audio video）接口
AV 接口也称 RCA 接口，RCA 是莲花插头的英文简称
RCA 接口传输的是一种常见的音频、视频输人和输出接口
黄色接口传输的是视频信号
白色接口传输的是左声道音频信号
红色接口传输的是右声道音频信号
把视频和音频信号分开发送，避免了因为音频、视频 信号混合干扰而手致的图像质量下降问题
S 端子 (separate video）
S端子 也称二分量视频接口，把视频信号分开传输，即在AV接口的基础上将色度信号C和亮度信号Y进行分离，再分别以不同的通道进行传输
通常采用标准的四芯接口（不含音效）或者拓展的七芯接口（含音效）
优点
同 AV 接口相比，由于它不再进行 Y/C 混合传输，因此也就无须进行亮色分离和解码工作，而且使用各自独立的传输通道，这在很大程度上避免了视项设备内由于信号串扰而产生的图像失真，极大地提高了图像的清晰度
缺点
S端子仍要将两路色差信号（Cr、Cb）混合为一路色度信号C进行传输，然后在显示设备内解码为C6 和Cr 进行处理，这样会带来一定的信号损失，从而产生失真（这种失真很小，但在严格的广播级视领设备下进行测试时仍能发现），而且Cr、Cb的混合会导致色度信号的带宽受到一定的限制
分量视频接口
分量视频接口也称色差输出/输入接口，又称3RCA
通常采用Y、Pb、Pr和Y、Cb、Cr两种标识，前者表示 逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出
作为S端子的进阶产品，这种接口将S端子传输的色度信号C分解为色度Cr和Cb，避免了两路色差混合译码并再次分离的过程，保证了色度信号的最大带宽
只需经过反矩阵译码电路，就可以将Cr、Cb还原为RGB三原色信号， 就最大限度地缩短了视频到显示器成像之间的视频信号信道，避免 了因烦琐的传输过程所带来的的影像失真
USB（universal serial bus)接口
USB是“通行串行总线”的简称，也称通用串联接口
USB高速方式的数据传输速率为12Mb/s，低速方式的数据传输速率为1.5Mb/s
USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的，数据传输速率达到了480Mb/s
USB3.0接口的理论速度为5.0Gb/s,目前实际速度能达到理论值的50%
USB3.0接口广泛用于计算机外围设备和消费电子产品
HDMI(high definition multimedia interface,高清多媒体传输接口)
HDMI是一种全数字化视频和音频信号接口，支持5Gb/s的数据传输速率
可以传送无压缩的音频信号及高分辨率的视频信号
HDMI可用于机顶盒、DVD播放器、个人计算机、综合扩大器、数字音响与电视机等设备
假设显示器除了有显示功能，还带有音响时，HDMI可以同时将计算机视频和音频信号传递给显示器
考虑到设备的需要，HDMI有三种接口，即标准、迷你与微型接口
DVI(digital visual interface)
DVI即数字视频接口，它有两个标准，即25针和29针
DVI传输的是数字信号，可以传输高分辨率的视频信号
25针和29针接口没有区别
DVI连接计算机显卡和显示器时不用发生转换
视频展示台
概述
多媒体投影仪是多媒体教室中计算机、视 频展示台、VCD、录像机的 视频显示设备， 它连接着计算机系统、所有视频输出系统 及视频展 示台，把视频、数字信号输出显 现在大屏幕上。
视频展示台是国内外通行的一个正式名称，在国内市场，有时也称其为实物展示台、实物演示仪等
从功能上可以给视频展示台下定义
视频展示台是通过CCD摄像机以光电转换技术为基础，将实物、文稿、图片、过程等信息转换为图像信号，在投影仪、监视器等显示设备上展示出来的一种演示设备
视频展示台常用于教育教学培训、电视会议、讨论会等场合，可演示纸质文件、透明普通胶片、实物、实验动作等，还具有远距离摄像、现场书写等高级功能。
视频展示台的分类
根据输出信号，视频展示台通常分为模拟展示台和数字展示台两种
模拟展示台视频输出信号有复合视频、S-video两种，一般清晰度为400~470线，采用隔行扫描方式
数字展示台视频输出信号除了复合视频、S-video外，还有VGA图像信号
根据结构，视频展示台可以分为单灯照明式、双侧灯式、便携式等几种类型
单灯照明式视频展示台不存在光干涉现象，光线均匀，便于被演示物体的最佳演示
双侧灯式视频展示台可以灵活转动两侧的灯，覆盖展台上的全部位置，并实现对微小物体的充分照明
便携式视频展示台设计紧凑，体积小巧，携带方便，适合移动商务演示
视频展示台的结构
从外观上看，一台视频展示台的基本结构包括摄像头和演示平台两部分
摄像头通过臂杆与演示平台连接
为了实现更多的应用，还需要一些扩展设备， 如控制面板、辅助照明、计算机接口等
投影幕布
概述
投影幕布是投影仪周边设备中最常使用的产品之一
如果投影幕布与投影仪搭配得当，可以得到优质的投影效果
幕布前投和背投
幕布的种类比较多，从功能上分为反射式和透射式， 相应的投屏方式就分为前投和背投
所谓前投，就是将投影仪发出的光线投射到幕布上， 经过反射进入人的眼睛，呈现画面
背投是在幕布的某一边将投影仪发出的光线投射到幕布上，画面在幕布是哪个产生透射现象，在幕布的另一边的人就可以看到幕布上的画面了
一般家庭、办公室、多媒体教室、体育场以及大型场所 使用的基本都是这两种投屏方式
这两种方式各有优势，前投对幕布的尺寸没有要求， 但是需要控制好环境的光源，在暗室中观看效果比较好
背投对光源没有要求，但是安装背投幕布需要较大的空间
在教室、会议室、家庭环境中，安装背投幕布所需要的空间显然是不够的，前投幕布更为合适
在运动场之类的场所，环境亮度无法控制，但却有足够的空间， 这时安装背投幕布就比较合适
投影幕布的增益
一般用增益来描述幕布的反光能力
向一个完全漫反射平面上透射一定的光线，并设定这时的反射亮度为1
然后再相同的条件下，向幕布上垂直透射相同的光线，测定中点和同一圆弧上各点的亮度，这个亮度与完全漫反射的亮度比值就称为幕布的增益
投射相同的光到增益不同的幕布上，增益越高，在幕布上看到的亮度就越高
半增益也是衡量屏幕亮度的一个重要标准
当人们垂直屏幕观看时，屏幕中心点的亮度应该是最高的
当偏离中心店观看时，亮度会降下来，屏幕亮度为最两点的一半时的增益称为半增益，这时的观察角度就为半增益角
半增益角是衡量屏幕好坏的一个重要指标，半增益角越大，在屏幕上的观察角度就越大，能清晰地看到的内容就越多
增益角小的屏幕看起来比较柔和，但是易受光线的影响
增益高的屏幕会更加明亮，层次更加丰富，色彩表现更加出色
增益高的屏幕受外界光线的影响小
但并不是增益越大的屏幕就越好
增益和在屏幕上的观察角度成反比关系
增益高时会出现中间点亮度高但四角亮度低的现象，画面亮度会显得比较集中
投影幕布的材质种类
市面上的幕布材料很多，如白塑幕、玻珠幕、玻纤幕、金属幕、软幕等
最常用的幕布是白塑幕，它是直接采用粗白纹面料制成的，表面没有任何的加工处理
白塑幕的特点：
增益为1.1
可视角大于160°
颜色自然幕布可清洗
防潮、防霉，阻燃，无异味，视角广
价格上相对便宜，是应用比较广泛的一种幕布
中央控制系统
概述
中央控制系统是指对声、光、电等各种设备进行集中控制的设备
它可应用于多媒体教室、多功能会议厅、指挥控制中心、智能化家庭等，协同控制计算机、视频展示台、录像机、电动窗帘、灯光、幕布等设备
通过大屏幕投影，营造出一个高清晰、高保真的现代化多媒体教学环境
组成
用户界面
中央控制主机
各类控制接口
受控设备
模块
音视频切换模块
VGA计算机信号切换模块
设备电源管理模块
电动屏幕切换模块
音色/音量处理模块
控制接口处理模块
电源模块
网络模块
交互式电子白板
概述
目前，国内外对交互式电子白板的概念并没有统一的界定
现在广泛使用的是由英国教育传播与技术署提出来的
交互式电子白板与数字投影仪和计算机相连，通过投影仪将计算机中的内容投射到白板上，具有电子化、数字化、触控功能一体化的特点
使用者通过手指或使用特殊的电子感应笔直接触控白板，进行各种操作
交互式电子白板的主要功能如下
技术集成功能
将数字电子技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术和音视频技术等集成在一起，可以安装在各类学习环境中，以增强教学功能
资源整合功能
交互式电子白板不仅有自己内置的各类资源库，还可以在教学过程中现场制作或加工各种资源，同时实现丰富多样的教育资源的灵活整合
工具箱功能
交互式电子白板有自己的附带的各个学科的工具，同时提供屏幕操作功能，通过电子感应笔或手指来实现屏幕中对象的各种操作（如缩放、旋转、聚焦等）
互动功能
利用配套的电子感应笔代替鼠标，通过交互式电子白板对计算机进行操作与控制（如随时在计算机界面上进行标注、画图等），并在计算机上同步显示和存储，从而实现人与机器、人与人、人与学习内容之间的交互
交互式电子白板的定位技术
压感
电容技术
电磁波技术
红外线技术
超声波技术
光学影像（CCD）技术
教学触控一体机
教学触控一体机是一种新型的教学辅助设备，在幼儿园、初高中、大学都有使用
它集成了计算机、电视、黑板、投影仪、音响等功能于一体，通过触摸功能，能满足学术报告、会议、学术交流、多媒体授课、现场教学及远程教学等要求，具有智能管理系统和良好的音视频效果
一体化的设计能够节省大量的空间，避免传统多媒体教室烦琐的布线麻烦
超大尺寸的液晶显示屏，画面清晰、色彩真实，让在教室里的每一个学生都能够清清楚楚地看到屏幕上显示的内容
具有多点触控功能，讲课过程中教师可以随时批注重点，支持多人同时操作，增加了人机交互体验，安装简单
安装方式
移动支架式
嵌入式
壁挂式
触控一体机里配有优质的教学软件，含有海量的教学资源，教师上课时可以随时调用，使得教学内容更有趣、更丰富；学生也可以通过一些小故事、小视频等资源，学习到更多的知识，提高学习兴趣
多媒体网络教室
概述
多媒体网络教室集普通的计算机机房、多媒体教室等功能于一体，利用网络技术和多媒体技术将若干台多媒体计算机及相关的网络设备连成小型的教学网络，是具有多种教学功能的教学系统
多媒体网络教室能够为学生提供全新的多媒体计算机网络教学平台，实现文字、图像、语音通信及集中控制等的实时交互传输，可增强学生的学习参与意识，进一步提高教学效果
一般来说，多媒体网络教室根据其设计原理及实现方式的不同可以分为三种类型：纯硬件多媒体网络教室、纯软件多媒体网络教室、软硬件结合多媒体网络教室
通常的网络教室软件有红蜘蛛多媒体网络教室和极域电子教室等
功能
广播教学
教师可以将教师计算机的多媒体信息（包括文字、图像、图形、动画、视频、声音）实时广播为给学生，使学生端可以清晰地观看教师机的每一步讲解操作
教师可以选择某个、某组或全体学生进行分组广播教学
监控屏幕
教师可以查看学生计算机的屏幕界面，轻松了解每个学生的学习、操作练习情况
可以进行单个学生的循环监视，也可对部分学生进行多画面监视
学生如有问题，可随时通过电子举手方式与教师交互，此时教师界面显示特定的图标
学生演示
教师可指定某学生计算机作为广播示范对象，其他学生计算机显示其屏幕信息，通过作品展示汇报，提高学生参与教学的积极性
分组讨论
教师可以将教室内的学生进行任意分组，每组学生可以通过文字、语音、电子白板等进行交流，教师可以随时加入任意小组，并参加讨论，给予指导
自主学习
网络教室和校园网相连，学生可充分利用网上资源进行自主学习
网络测试
教师可以通过创建试卷对学生进行考核，可以通过成绩分析系统得到每个学生、每个班级甚至整个学校在一段时期学生的学习水平，为教师调整教学计划提供参考
多媒体教室还具有电子抢答、电子黑屏、文件传送、网络影院、远程控制等功能
1. 网络环境下的互动教学——强大的广播教学功能
概述
全面支持全屏电影及各类多媒体课件的广播，能够流畅广播3ds Max、AutoCAD、Photoshop、CoreIDRAW、Premiere等各类软件的操作过程，满足各类教学需求
网络环境下的多媒体互动教学信息结构
（1）极域电子教室系统用于教学时
教师打开极域电子教室系统，然后学生手动开机或者教师用远程命令的方式打开学生计算机，即可开展有线或无限网络环境下的多媒体互动教学
极域电子教室系统的界面
（2）将教师计算机的屏幕和声音同步广播给学生， 也可以使用自己携带的笔记本计算机进行投影广播
只要通过VGA连线将教师的笔记本计算机与机房里的教师计算机相连，即可方便地将教师个人笔记本中的备课内容广播给学生，无须重复安装多个软件，从而有效地防止计算机病毒的传播
教师笔记本式计算机的广播方式
（3）教师可以通过“网络影院”功能将视频资源同步播放给学生，“网络影院”支持众多主流的视频格式，并可以自动记忆视频播放的位置供下次继续播放
网络影院的操作方法
“网络影院”能够录制屏幕演示过程并生成通用文件格式，录制的视频可以使用Windows Media Player直接播放
（4）通过极域电子教室系统可以进行学生演示、语音对讲和分组讨论，达到教师与学生的有效互动，营造一个积极的教学氛围，从而提高教学效率
（5）学生可以使用“举手”或发送站内消息的功能向教师请求帮助，以便及时向教师反应自己真实的学习状况
举手的操作方法
发送站内消息的操作方法
（6)教师通过极域电子教室系统的分组管理对班级学生进行分组，并设置组长等角色对小组进行管理，教师适时参与指导学生，帮助学生开展有效的探究性学习
分组教学的操作步骤
2.多媒体网络课堂的有序教学管理——完善的课堂管理功能
概述
该功能可以帮助教师有效地监控学生的听课情况，防止学生进行与课堂无关的计算机操作，如随意使用U盘、浏览无关网页、运行无关程序等
多媒体网络课堂的管理功能
（1）极域电子教室系统可以帮助教师管理班级，管理 学生名单，组织学生签到，并查看学生签到情况
（2）改系统可以协助教师远程监控学生计算机，对其学习行为进行监督；当发现学生遇到学习困难时，教师可以及时给予指导和帮助
（3）该系统的“远程命令”功能可以统一对学生计算机执行某一命令，如统一开机、关机等，统一有序的管理可以提高课堂管理效率
利用应用程序和打开网页的操作方法
（4）利用系统的“学生限制”功能，分别对学生可浏览的网页、可运行的程序以及USB接口等进行限制，以保证教学的秩序，从而提高教学质量
（5）当教师发现学生上课是出现扰乱课堂秩序的行为时，可以通过"黑屏安静“功能将学生计算机变成黑屏，提醒学生集中注意力
（6）上课时，如果学生扰乱课堂秩序，教师还可以利用“断线锁屏”功能断开网络连接，此时学生计算机的键盘、鼠标和屏幕将被自动锁上，无法使用
该功能可加大教师对学生的监督力度，有助于教学的有序开展
3.即时测验与反馈的形成性评价——全面的教学评测功能
在多媒体网络教室中可实现全面的教学评测功能
试卷编辑方便快捷，支持选择题、判断题和论述题等各类题型设置
考试方式灵活，所有客观题均支持自动阅卷评分
系统自动统计分析考试结果并及时反馈给学生
（1）极域电子教室系统提供了考试和即时测验功能
随时考查学生对课堂所学内容的掌握情况，有效解决传统课堂中形成性评价的时空局限性问题
（2）即时测验时，学生可以选择抢答，系统自动评分，并生成相关数据，帮助教师快速了解学生的知识点掌握情况
（3）该系统具有考试功能
教师在课下创建试卷，在课上进行在线考试
评分方式多样
系统对单选题和多选题等进行自动评分
教师对填空题和论述题进行人工评分
（4）该系统能统一对评分进行数据分析，并能快速地将结果反馈给教师和学生，帮助教师和学生更好地了解教和学的情况，促进教学的动态反思
微格教室
1.微格教室的概念
微格教室是进行微格教学的专门场所
微格教学又称微型教学，它是愿与0世纪60年代美国斯坦福大学艾伦教授等人对传统教学技能培训方法的改进，他们利用摄像、录音设备，将受训者的教学行为录下来并进行分析评价，使其在短期内快速掌握某项教学技能
从20世纪90年代开始，微格教学成为我国高等师范院校教师教育中教学技能培训的主要形式之一
2.信息技术环境下微格教学的实践过程
概述
信息技术环境下的微格教学，是采用各种模式和方法训练引导学生的教学模式，是一种灵活的、多元化的教学训练体系，更能适应现代教育技术发展的需要
信息技术环境下微格教学流程
（1）组织理论学习，更新教育观念
进行微格教学技能培训前，要先学习相关理论知识
如微格教学理论、课堂教学理论、信息化教学基本过程、多媒体课件及制作过程、多媒体设备的操作使用
（2）观摩经典课堂教学，探讨课堂教学技能
观看优秀教师的教学录像，分析典型教学案例中的教学理念、信息技术的应用、教学创新点等，对课堂教学技能重新进行分类
（3)确定培训技能，编写教案，制作课件
确定具体的教学技能项目，选择教学主题并进行教学分析，认真设计教学过程，编写教案，制作课件等
（4)微格教学实践
拟定一个应用信息技术教学的教学实例，在5~10min的时间里，上某一节课的一部分，学习其中的一两种技能
（5）反馈评价
教学技能模拟实践后，教师以及其他小组成员结合教学评价指标，从媒体的选择与应用效果、教学目标，教学内容是否适当等方面进行分析并实时反馈评价
参加训练的学生要认真观摩自己的教学录像，分析不足并思考如何改正、提高
（6）教学技能整合
由于传统微格教学过分强调单个教学技能形成的训练，忽视各项技能之间的相互联系
因此，教师在学习单项技能的过程中要对已经实践过的教学技能进行优化组合，形成个人的教学风格
自动录播教室
概述
随着信息化教学的深入开展，微课、精品视频公开课、各类教学比赛、讲座等视频录制项目越来越多，而专业的视频录制人员相对不足，制约了优质教学视频质量与数量的提升
自动录播系统的成熟，为解决这一问题提供了基础
自动录播教室就是装有自动智能录播系统的教室，可在教师现场授课的同时，自动生成课堂教学实况录像，完整地记录教室授课的全过程
，包括教师讲授的过程、板书书写的过程和使用多媒体教学课件的过程等
按照授课的时间顺序自动生成的教学实况录像，还可以以流媒体的方式在互联网上进行直播
学习者如同在课堂教学现场一样
课后，还可以再网络上点播重放这些录像
（1）音视频采集
音视频信号采集系统由教师摄像机、学生摄像机和板书摄像机组成
通常教师摄像机和学生摄像机都采用带有旋转云台的快色球形摄像机，分别对准跟踪拍摄目标
板书摄像机应能清晰地拍摄黑板上书写的全部文字和绘制的图形，既能拍摄黑板的局部，又能拍摄黑板的全部
（2）摄像跟踪
智能跟踪定位系统是多功能录播系统的“大脑”
可实现对教师、学生位置的智能跟踪
并根据讲课过程自动切换视频
（3）录播控制
录播控制系统包括录播软件、录播控制台和智能切换控制系统
录播软件能完成单画面、画中画、多画面模式的课件录制，自动生成片头、片尾
智能切换控制系统能实现智能剪辑、自动剪辑，提供多组输入/输出接口，可自动切换镜头，实现实时录播
数字校园与智慧校园
数字校园
数字校园是在信息技术日益普及的背景下产生的一个概念
一般认为，”数字校园“的概念最早起源于20世纪70年代美国麻省理工学院提出的e-campus计划：1990年，美国学者肯尼斯·格林发起大型科研项目”数字校园计划“（The Campus Computing Project）
数字校园是以高度发达的计算机网络为核心技术，以信息和知识资源的共享为手段，强调合作、分享、传承的精神，是网络化、数字化、智能化有机结合的新型教育、学习和研究的环境
关于中小学数字校园的建设，黄荣怀教授从学习环境变革的角度提出了中小学数字校园建设的“四代观”
第一代数字校园有基本的信息服务，但系统不能互通
第二代数字校园具有较多的资源和业务系统，对教育、教研、管理和服务有一定的支撑作用
第三代数字校园具有丰富的数字资源，应用系统能集成在一起，相关业务高度整合，支持软件设施具有开放性和可扩展性，能够有效支持教与学
第四代数字校园是智慧校园，能够有效支持教与学，丰富学校的校园文化，真正拓展学校的时空维度，以面向服务为基本理念，基于新型通信网络技术构建业务流程、共享资源
《中小学数字校园建设规范（试行）》
一是实现校园环境数字化
二是实现信息系统互联互通
三是实现用户信息素养提升
四是实现学习方式和教育教学模式创新
数字校园建设存在的问题
数字校园建设的成就
新时代教学需求变化
概述
随着学校教学改革的深入推进和教育部大力推动课堂教学革命，教育教学的理念正在从“以教为中心”向“以学为中心”转变。小班化教学、翻转课堂、混合式教学等新型教学模式正在普及。为了提升课堂教学质量，满足师生在信息化环境中开展创新型教学活动的需求，大力建设智慧型教室已经成为教育教学改革和校园信息化建设的必然选择。
教学模式的变化
教师演示教学模式为主体向师生互为主从的交互教学、反转课堂、个性化学习转变。
教学理念与教学设计的变化
教师的教学能力（专业知识+信息技术素养）从学科知识+教学法到TPA CK(整合技术的学科教学法)转变
新时代技术的进步
概述
以物联网、云计算、大数据、AR/VR、人工智能为代表的新一代信息技术兴起及其在教育领域的广泛应用。学校的教学环境正在经历着从多媒体教室向智慧教室，从数字校园向智慧校园的转变。
教学环境的变化
线上线下混合教学；翻转课堂等
教学手段的变化
多媒体手段向AR/VR、全息技术、人工智能手段的转变
智慧校园与智慧教室
智慧校园
智慧地球
2008年11月，IBM总裁兼首席执行官彭明盛（SamuelJ.Palmisano）首次提出了“智慧的地球”这概念。他认为，智能技术正应用社会各个领域，如智慧医疗、智慧交通、智慧电力、智慧农业等
智慧地球分成三个要素，即“3I”：物联化、互联化、智能化(Instrumentation,Interconnectedness,Intelligence)
几乎任何系统都可以实现数字量化和互通互联，并且在此基础上能够做出更加智慧的判断和处理
智慧教育
智慧教育是指运用物联网、云计算、移动网络等新一代信息技术构建智慧教育环境，从而实现智慧教学和智慧学习，培养具有21世纪核心素养的人才
智慧教育的技术背景
智慧校园的智慧内涵
概述
2018年6月7日，国家标准《智慧校园总体框架》（Smartcampusoverallframework）发布，其中给出了智慧校园的定义：物理空间和信息空间有机衔接，使任何人、任何时间、任何地点都能便捷地获取资源和服务
（1）更透彻的数字感知：万物互联汇聚大数据
（2）更全面的互联互通：泛在网络提供实时互通
（3）更深入的智能处理：人工智能从教育大数据中发掘教育大智慧
智慧校园的设计
智慧校园顶层设计框架
设计规划：自顶向下
项目建设：自底向上
反向设计，正向施工
顶层设计带来三个变化
智慧校园总体框架
智慧校园的建设
基础设施的建设
物联感知网建设
通过RFID、二维码、视频监控等感知技术对校园各种物理设备的实时动态监控与控制。例如，将RFID技术整合到校园一卡通、图书、仪器设备、电梯、灯具等物品上，可以实现楼宇出口人员管理、教室与会议的智能考勤、图书自助借还与自动盘点、贵重设备防盗及定位、实验室开放控制，以及照明、空调与通风系统控制等节能控制，逐步形成系统化管理体系，这就实现了环境感知
智慧教室
概念
智慧教室系统基于物联网技术，以智慧课堂云终端为中心，无缝连接电子书包、投影机、高拍仪、电子白板等教学设备，实现了智慧教学、多屏互动、教室环境智能感知与设备智能控制、物联网与Wi-Fi覆盖、数据自动采集等功能，迅速将传统教室打造成物联网时代的多媒体智慧教室，是替代传统多媒体教室系统的必然选择
特征
（1）Showing：表征智慧教室的教学信息呈现能力,不仅要求呈现的内容清晰可见,而且呈现的方式要符合学习者的认知特点,有助于增强学习者对学习材料的理解和加工
（2）Manageable：表征智慧教室布局的多样性和管理的便捷性.智慧教室的所有设备、系统、资源都应具备可管理性
（3）Accessible：表征智慧教室资源获取的能力和设备接入的便利程度,涉及资源选择、内容分发和访问速度三个方面
4）Real-timeinteractive：表征智慧教室支持教学互动及人机互动的能力,涉及便利操作、流畅互动和互动跟踪三个方面
（5）Testing：主要表征智慧教室对物理环境和学习行为的感知能力，后者是今后需要技术研发和突破的难点
智慧教室的SMART概念模型北京大学黄荣怀教授
核心
智慧教学评价
教育质量综合评估系统
综合评价体系
学业评价过程数据采集
如何从考试中获得学业数据
网络阅卷构成
网络阅卷/手动阅卷后扫描
智能批改使用了图像识别、自然语言处理、数据挖掘等技术，完整流程是从教师线上布置作业，到人工智 能自 动批改、生成学情报告和错题集，而后对教师、家长和学生进行反馈，并根据学生的学情进行自适应 推荐习题
作业智能批改
智能批改优势
智能批改软件
作业帮
小猿口算
英语口语测评
英语作文测评
智能错题本
智能推荐、AI讲题
智慧校园管理
智慧班牌系统
多媒体会议系统
子主题
数字化实验室
数字化图书馆、读书漂流柜
校园信息发布系统
校园广播系统
校园电视台
智慧校园门禁管理
全方位的停车管理
综合性安全监控
智慧食堂
能源监测系统
智慧教学研究
科研支持平台功能实现指向
网络精准研修 - 在线迭代式磨课
智慧校园的应用
智慧教室支持下的教学创新应用
智慧教学
以平板电脑为载体，以无线局域网/移动互联网为 依托，整合计算机、电子白板、互动大屏、电子书包、 录播等先进技术，形成云加端服务：“云平台+教师端 +学生端”。以学生为中心，运用翻转课堂等先进的教 学理念实现教学方式、学习方式的创新创新
智慧课堂通过构建“云一台一端”整体架构，创 设网络化、数据化、交互化、智能化学习环境，支持线 上线下一体化、课内课外一体化、虚拟现实一体化的全 场景教学应用
学习金字塔
学习金字塔是国家训练实验 室研究成果，它用数字形式 形象显示了：采用不同的学 习方式，学习者在一段时间 以后还能记住内容（平均学 习保持率）的多少。它是一 种现代学习方式的理论
基于云教学平台开展的翻转课堂教学模式
智慧校园给教学带来什么
课堂教学结构性的变革！
教学方式与学习方式的变化！
教学理念和学习理念的更新！
校园管理理念和方式的新变化！
智慧校园建设带来的变化是深刻和全方位的，它的建设将引领着 未来教育的发展，需要从学校发展的战略层面去思考和对待
对比