基于人才培养目标的转变，创新人才培养成为我国教育变革主要目标。在对智慧教学环境相关理论及相关实践案例分析的基础上，我校以SMART模型为主要依据，以智慧校园总体框架[GB/T 36342-2018]中和“信息化教学环境视听设计规范”为技术规范参考，分类型建设智慧教室，从标准化考场升级，自动录播教室到小组多屏、板书同步、远程互动教室，在智能化、情景化、全过程记录等方面有所成效，为多场景教学大数据分析提供了支撑。
（一）基础类智慧教室：S-T-R
基础类智慧教室从教与学、视与听等多维度优化教学设备，可自动录播教学过程、承担标准化考场功能、能够支持开展“雨课堂”教学互动、可以实现学生出勤率统计等，自动录播功能，SMART对照图如图1所示。支持教学全过程记录，为教室场景中教学大数据的收集提供了支持。
图1 基础类智慧教室的SMART对照图
（1）常态自动录播：①课室安装自动录播系统，采集教师和学生上课视频信息，并能够实现智能化自动导播，通过检测教师、学生行为实现自动切换。②录播系统与教务系统中课表对接，在相应的课室、上课时间自动启动、停用录播系统。
（2）标准化考场：教室内的全景摄像机可覆盖教室的全部学生区域，可以在考试期间采集考场画面，在管理中心可进行实时巡查，并且可对考试时视频进行专门的备份存储，便于后期取证，保障考试的公平公正。
（3）录播系统与资源管理平台对接：①每间课室自动将录制的视频资源同步到我校“资源管理平台”中，并与教师身份对应，教师享有资源的管理及发布权限；②教学视频回看：教师和学生可以通过登录资源管理平台查看常态录播系统录制的教学视频。
（4）在线教学督导: 实现教学督查，督查课堂纪律、学生出勤率、教师授课态度、教师是否停调课、教师是否准时开课等，如图2所示。可以高度定制督导方案，区分学科、场景，提供科学客观的评价方案。督导后产生数据也能自动进行统计，从多个维度进行呈现，直观反映学校日常教学中可能存在的问题，而且评分异常的督导可以进行再次复核，确保督导工作的公正和严谨，提高学校教学质量。
图2 在线教学督导平台
（5）课室出勤率统计：通过在平台端增设人数统计分析服务器，对教室内实到学生数量进行人数统计，结合课表系统所提供的应到学生数量，即可统计出对应课程的学生出勤率，为督导工作提供更为准确的数据支撑，如图3所示。
图3 课堂出勤率统计
（6）信息发布系统：电子班牌实时显示当前课程、教师、班级、学生人数、校园通知等信息。
（二）高阶类智慧教室：S-M-A- R–T全功能
高阶类智慧教室回应了SMART模型中的全部内容，如图4所示，其以智能化、情景化、全过程记录等为主要特征：（1）智能化方面主要体现在教室的物联管控，将教室的照明、窗帘等进行统一管控，教师可根据教学需要独立控制相关设备。同时，可以基于新建的线上督导系统，对教室的摄像头抓取的教学过程进行实时或课后教学评价，提高教学督导的效率；（2）情景化主要体现在实体教学环境的优化和功能分类教室的建设，通过对环境的宜学设计和教室桌椅的灵活布局为分组研讨、沉浸式学习等提供情境支撑，不同的功能教室迎合了多种教学场景的需求；（3）全过程记录主要体现在“雨课堂”智慧学习平台及常态录播的建设，可以对教学过程中的师生互动数据记录在雨课堂平台及录播系统中，便于教师课后进行学习分析，并针对学习分析的结果做出进一步的教学决策。
图4 高阶类智慧教室的SMART对照图
1.自动录播教室
自动录播教室在常规多媒体课室基础上，增加自动录播系统、信息发布系统、数据分析系统。主要功能体现在：（1）常态化高清自动录播功能、标准化考场功能、在线教学督导功能、日常监控功能、物联管控功能；（2）课堂出勤率统计、课室人员导流、电子班牌信息发布；（3）与学校教务、安防、资源等系统平台对接，实现关键信息和数据的调用对接与资源传输等功用。
2.小组多屏教室
小组多屏教室可实现基于软件工具的课堂教学互动，便于教师开展讲授、研讨等多种形式的教学活动，以小组信息岛的方式支持小组研讨学习。每间信息岛多屏互动教室中布6组信息岛，每个信息岛可坐8人，布局为图5效果。
图5 小组多屏教室布局
（1）智慧教学互动系统。在课室安装“雨课堂”智慧教学交互系统，实现以教师为中心的讲授式课堂向线上线下相结合的混合式教学转变。我校目前的在线学习平台解决了线上学习过程的监控及数据采集，但是缺乏对线下部分的支持。因此，我校需要能够支持线下课堂教学交互的系统，实现对课堂中教与学的活动支持、教学管理、数据收集及处理等。（2）师生自带设备屏幕分享。通过将原先的投影更换为触控一体机，教师或学生可以使用手机、平板电脑、笔记本电脑等自带设备（BYOD）实现投屏等互动操作,便于在课堂中分享学习资源及学习成果；信息岛支持小组BYOD接入及研讨。且教师大屏与小组屏之间可以任意切换，支持授课模式、小组讨论模式及小组展示模式，支持多种教学形式，如图6所示。（3）小组信息岛：通过建设“智能盒子+小组屏+一体式支架”形成小组信息岛，促进合作学习。（4）过程成果留存：提供小组讨论分享工具，实现过程成果电子化留存。
图6可实现多屏任意切换
3. 板书同步教室
板书同步互动教室在不改变教师教学习惯的前提下，应用信息技术提升课堂教学效率。该类课室可基于“雨课堂”应用学生手机实现签到、抢答、主观题、客观题等互动；另一方面，基于光感应黑板可将教师板书实时显示在触控一体机或投影幕，并将板书插入到相应课件中，沉淀为教学资源，供学生课后复习。该类课室基本配置为在Ⅱ型智慧教室基础上，增加光感应黑板，使用雨课堂教学软件，如图7所示。
图7 板书同步教室
4.多视窗教室
多视窗联动教室通过部署高清激光投影机（或双显示屏）和多视窗演示系统，实现在同屏（或双显示屏）中展示、对比多个教学资源，实现高难度复杂教学问题的全方位展示，如图8所示。主要满足一些学科（如化学、土木、生物等）教学中需要同时以不同视角、不同维度、不同媒体呈现方式展示知识的场景，实现更为智能的演示和交互式讨论，提高资源演示和传播效率，帮助学生加深对知识的理解和掌握。
图8 多视窗教室
5.灵活多样教室
灵活多样研讨教室主要理念是保持课室原有功能不变的基础上，打破原先“秧田式”的讲授型教室布局，允许教师根据教学需要，开展小组研讨教学，如图9所示。其主要配置是将原先的桌椅更换为可拼接桌椅，便于根据教学需要随时变换桌椅布局，开展小组研讨活动。同时，为了便于小组研讨，在教室中建设书写墙，方便小组讨论过程中书写、交流。
图9 灵活多样教室
6.远程直播互动教室
远程直播互动教室具有跨时空的双向教学交互功能。在大学城校区和桂花岗校区分别建设1间，共2间远程直播互动教室，可实现跨校区、甚至跨校际的课程教学直播、远程教学交互，便于教师开展大规模直播授课、跨时空授课和跨学科班级合作授课等教学活动，从而实现优质教学资源的共享与传播，如图10所示。
图10 远程直播互动教室
主要功能体现在：（1）全自动识别跟踪。通过检测机位获取师生行为数据，进行图像识别，进而控制摄像机云台对目标教师和师生进行跟踪拍摄，以形成最佳画面，从而达到更好的远程交互效果。如教师授课、教师讲解课件、师生对话、课件与实景画面的智能切换等场景的全自动跟踪和切换策略。（2）远程双向教学互动。通过教室两地的远程交互系统，实现跨校区、校际学生同步教学，并实现课堂面对面的交流的功能。如远端学生听讲、提问、主端和远端师生的问答等双向交互活动。此外，该教室既可作为跨校区直播教室，实现自动跟踪教师动作、帮助主讲教师实时观看远端接收教室的学生听课情况。
