数智教育技术与应用课件 第二节数智化教学工具

数智教育技术与应用第三章

数智化教学环境与教学工具第二节

数智化教学工具01什么是数智化教学工具？数智化教学工具是指在数智化教学中，用于教学设计、教学资源构建与获取、教学活动实施、教学评价与跟踪以及教学管理等环节的计算机软件。01什么是数智化教学环境？数智化教学环境是指运用信息技术所创设的教学环境，是开展数智化教学所需要的条件的总和。数智化教学环境有广义和狭义之分。广义上说，数智社会中与教育、教学有关的各种要素都属于数智化教学环境，如网络环境、媒体资讯等。从狭义上来说，数智化教学环境主要包括开展数智化教学必须的硬件环境、数智化教学平台和数智化教学资源。01什么是数智化教学环境？数智化教学环境是指运用信息技术所创设的教学环境，是开展数智化教学所需要的条件的总和。数智化教学环境有广义和狭义之分。广义上说，数智社会中与教育、教学有关的各种要素都属于数智化教学环境，如网络环境、媒体资讯等。从狭义上来说，数智化教学环境主要包括开展数智化教学必须的硬件环境、数智化教学平台和数智化教学资源。目前，学校教育中的数智化教学环境可以分为四类：多媒体教学环境、网络教学环境、混合教学环境、智慧教学环境。02多媒体教学环境多媒体教学环境是与学校多媒体教学活动相关的应用场所及其范围内多媒体教学设备的组合。它以信息网络为基础，从环境（如设备）、资源（如图书、讲义、课件等）到活动（如教学、服务）全部信息化，为促进教学，丰富师生的数智资源提供强有力的支持。典型多媒体教学环境有演示型多媒体教室、交互型多媒体教室和录播型多媒体教室。02多媒体教学环境演示型多媒体教室演示型多媒体教室集演示技术、视听技术和网络技术于一体，通过这些技术，教师可以通过多种渠道和多种手段随时调用不同类型、不同来源的各种资源，使教学内容更加形象直观，充分调动学生的视觉和听觉，提高教学内容的传递效率与效果。02多媒体教学环境演示型多媒体教室1.演示型多媒体教室设备组成02多媒体教学环境演示型多媒体教室2.演示型多媒体教室的教学功能（1）电声教学功能。通过音响系统播放音频类教学材料，为学生提供标准化的声音示范，同时，教师还能用话筒进行讲解。（2）影视教学功能。通过播放视频类教学资料，为学生提供直观生动的知识解说，促进知识的理解。（3）实物演示教学功能。通过视频展示台的实时摄像功能，将实物模型和现场操作过程等，投影在屏幕上供学生观看，既简化了教师的教学准备工作，又满足了直观教学的需求。02多媒体教学环境演示型多媒体教室2.演示型多媒体教室的教学功能（4）计算机辅助教学功能。通过播放计算机辅助教学软件、多媒体教学课件以及各种计算机光盘的内容，开展计算机辅助教学。（5）网络和远程教学功能。通过网络布线，演示型多媒体教室可以连接到校园网和互联网，在课堂上可以直接访问网络，充分利用网上丰富的国内外教学资源进行教学，也可以通过网络实施远程示范教学。02多媒体教学环境交互型多媒体教室交互型多媒体教室在演示型多媒体教室的基础上，增加了人机交互的功能，在交互型多媒体教室中，不仅可以方便地呈现多媒体教学信息，而且可以很方便地实现人机交互、师生和生生互动。02多媒体教学环境交互型多媒体教室1.交互型多媒体教室的构成交互型多媒体教室的核心设备是短焦投影机+电子白板、交互式触控一体机，目前应用最广泛的是交互式触控一体机。辅助设备有音响系统、网络设备、中央控制系统、视频展示台等。02多媒体教学环境交互型多媒体教室2.交互型多媒体教室的教学功能（1）开展以学生为中心的互动教学。交互式多媒体教室使学生参与到学习过程中，学生可以站在交互式电子白板或教学一体机前书写、绘画和讲解，锻炼了学生的综合能力，真正达到了寓教于乐的理想境界。02多媒体教学环境交互型多媒体教室2.交互型多媒体教室的教学功能（2）记录和保存课堂教学过程，使教学效果事半功倍。交互式多媒体教室可以记录教师教学和学生学习过程的所有细节，并用最通用的格式存储下来，这样学生不用专门记笔记，可将以往用于记笔记的时间用来更多地参与到集体学习或交流反馈中，提高学习效率，节省时间；通过对教学过程记录的重放，学生可以根据需要对课堂教学过程中某些环节及重点部分进行复习。02多媒体教学环境交互型多媒体教室2.交互型多媒体教室的教学功能（3）电子备课与教学过程动态结合，提高课堂教学的生成性。使用交互式电子白板和教学一体机进行教学时，不必在课前制作完整的教学课件，只需准备好教学用的素材和资源，在课堂上根据学生的即时表现，动态地调整教学进程，灵活组织教学内容，非线性地使用教学资源，进行生成性教学，提高教学的有效性。02多媒体教学环境录播型多媒体教室1.录播教室的构成一般来说，录播教室包含4大系统：图像系统、控制系统、声音系统、环境系统。02多媒体教学环境录播型多媒体教室1.录播教室的构成图像系统包括：电影模式和多路资源模式同时录制、同时存储功能；全过程、全高清视频拍摄功能；支持多机位和多种类型摄像机拍摄功能等。控制系统一般可以进行空间网格技术保障准确自动跟踪、教室桌椅自由组合时的准确跟踪和切换、教师在教师区和学生区的全教室跟踪和特写拍摄、师生教学互动画面切换等功能。声音系统主要包括还原教室现场声音、师生拾音、回音消除技术，以及扩音技术等。环境系统主要包括：教室灯光控制、调节温度、外隔和内吸的声学处理和全方位的课堂观摩的保障。02多媒体教学环境录播型多媒体教室2.录播教室的教学功能在录播教室中可以录制教学过程、编辑和制作教学视频、自动跟踪定位以捕捉教师和学生的互动、场景自动切换以适应不同的教学内容和环境、网络直播和点播以便学生可以随时随地观看课程。此外，录播教室还支持高校精品课程的评定、学生观摩学习、教学评估的网络监控等功能。通过录播系统，可以实现高质量教学资源的存储、共享与传播，推进教育教学改革。此外，在录播教室中可以开展翻转课堂教学活动；通过网络传输实现快捷的互动交流与教研，以及促进教师专业发展、提高教师教学技能、提升课堂教学质量。03网络教学环境录播型多媒体教室网络教学环境是利用现代信息技术将设备、学习资源与网络学习支持平台整合起来，为学习者提供了一个虚拟学习空间，它支持师生实现在线的学习资源共享、师生交流、问题解疑、评价测试等功能，是线上教学活动开展的基础。03网络教学环境网络教学环境是利用现代信息技术将设备、学习资源与网络学习支持平台整合起来，为学习者提供了一个虚拟学习空间，它支持师生实现在线的学习资源共享、师生交流、问题解疑、评价测试等功能，是线上教学活动开展的基础。03网络教学环境显性环境显性环境主要指由设备、学习资源与网络学习支持平台整合而成的部分，是线上教学活动开展的基础。具体来说，包括：1.硬件设施：如计算机、网络连接、智能终端等。2.学习资源：包括电子书籍、在线课程、视频讲座、虚拟实验室等。3.网络学习支持平台：如学习管理系统（LMS）、虚拟教室、直播平台、在线测试系统等。这些显性环境为学习者提供了必要的物质条件和技术支持，使他们能够进行自主学习、协作学习和探究学习。03网络教学环境隐性环境隐性环境则更多地涉及学习氛围、文化背景以及心理因素等非物质条件。例如：1.学习氛围：一个积极的学习氛围可以激发学习者的兴趣和动机，帮助他们在学习过程中保持专注和高效。2.社会互动：网络学习环境中的人际交流和合作对学习效果有重要影响。通过讨论区、论坛、实时聊天等方式，学习者可以与教师和其他同学进行互动，分享知识和经验。3.心理支持：线上学习需要良好的心理支持，包括自我管理能力、时间管理能力和抗压能力等。这些能力可通过网络平台提供的辅导和支持得到提升。03网络教学环境隐性环境隐性环境则更多地涉及学习氛围、文化背景以及心理因素等非物质条件。例如：1.学习氛围：一个积极的学习氛围可以激发学习者的兴趣和动机，帮助他们在学习过程中保持专注和高效。2.社会互动：网络学习环境中的人际交流和合作对学习效果有重要影响。通过讨论区、论坛、实时聊天等方式，学习者可以与教师和其他同学进行互动，分享知识和经验。3.心理支持：线上学习需要良好的心理支持，包括自我管理能力、时间管理能力和抗压能力等。这些能力可通过网络平台提供的辅导和支持得到提升。03网络教学环境特点开放性：面向所有学习者开放的，满足不同层次学习者学习和使用；预设性：环境构建具有计划性、预期性和规范性，体现了教育者的意图、指向与要求；生成性：环境中的资源与过程具有动态性交互性，支持同步/异步等多种交互方式；虚拟性：超越时空限制，模拟现实世界学习空间。04混合教学环境混合教学环境是支持课堂面对面教学与在线学习相结合的学习方式的所有要素的集合。目前典型的混合教学环境为多媒体网络教室。04混合教学环境多媒体网络教室的设备组成多媒体网络教室是在演示型多媒体教室或交互型多媒体教室的基础上加上可若干台信息化终端设备，教师和学生都拥有可以实时互动的信息化终端设备，利用网络技术将信息化终端及相关的网络设备互联成小型的网络，并配备网络学习平台。网络学习平台既可以辅助学习者同步参与课堂互动学习，也可以支持学习者课外任何时间开展异步自主线上学习。04混合教学环境多媒体网络教室的功能及应用1.面对面的多媒体教学教师提前准备好教学内容，如文本、图形、声音、视频等，讲授时通过教师机呈现并进行讲解。当学生遇到困难时，可以电子举手通过网络向教师向同学求助，教师或同学给予解答。04混合教学环境多媒体网络教室的功能及应用2.线上自主学习教师将准备好的各种学习资源通过网络发送到学生机，或者上传到网络教学平台，学生利用学习终端进行自主学习。同时教师能够利用多媒体网络教室的监控功能，对学生进行个别指导。04混合教学环境多媒体网络教室的功能及应用3.混合式学习将线下面对面教学与线上自主学习相结合。除了线下面对面教学活动之外，利用网络教学完成提交作业、批改作业、模拟练习、小组讨论、合作学习、联机考试等任务，充分利用二者的优势，并且有机结合。05智慧教学环境智慧教学环境的含义智慧教学环境是以现代教与学的理论为指导，以物联网、云计算、人工智能、传感技术等新一代信息技术为支撑，智能感知学习者的学习情境和学习者特征，提供个性化和适应性的学习资源和工具，自动记录学习过程，灵活分析诊断学习效果，以促进学习者智慧学习的新型学习环境。05智慧教学环境智慧教学环境的含义智慧教学环境是以现代教与学的理论为指导，以物联网、云计算、人工智能、传感技术等新一代信息技术为支撑，智能感知学习者的学习情境和学习者特征，提供个性化和适应性的学习资源和工具，自动记录学习过程，灵活分析诊断学习效果，以促进学习者智慧学习的新型学习环境。智慧教室是典型的物化的智慧教学环境，是多媒体教室和网络教室的高端形态。立足教学活动要求，提供智慧化的应用服务是智慧教室的核心使命，达成最优化的教学效果是智慧教室的终极目标。05智慧教学环境智慧教室的特征05智慧教学环境智慧教室的组成智慧教室由基础设施（infrastructure）、网络感知（networksensor）、可视管理（visualmanagement）、增强现实（augmentedreality）、实时记录（real-timerecording）、泛在技术（ubiquitoustechnology）六大系统组成，将六大系统关键字的首字母提取出来，缩写为“ISMART”。05智慧教学环境智慧教室的教学应用智慧教室具有课前备课、学生预习、课中互动教学、课后效果测评与作业辅导等功能，为教师和学生提供了一种高效的教与学模式。05智慧教学环境智慧教室的教学应用课前支持师生个性化学习与备课，基于在线平台，学生开展课前预习系统可依据学生学习水平和特点，智能推送学习资源，详细分析课前学习情况，教师在线获取海量资源，根据学生课前学情进行针对性的备课。05智慧教学环境智慧教室的教学应用课中实现高效的课堂互动与管理互动是课堂教学的核心，智慧教室将智能识别、数据分析、即联即控和智能硬件进行有机结合，实现了人与技术设备资源之间的多维互动。课堂中借助移动智能终端，可开展智能展示、协作探究、提问抢