智慧教室已经在国内大学建设了近十年，近十万间大大小小的教室陆续进入学校。决定进入到这一市场时，本以为这是一个技术成熟的市场，但是真进入到这一领域后，才会发现做一间“能用”的智慧教室是一件需要工匠精神与技术创新并重的事情。

因此，在联合全球多位教育技术专家，调查十个国家的三十所大学，拍摄分析上千间教室图样，对教室中几乎所有元素都进行了再设计，包括电源、地毯、灯光、墙体涂料、触控一体机、空调、中控等，并且重新设计了软件之后，翼鸥今天才有信心做出一间“能用”的智慧教室。在这里，简单列出几个元素，讨论智慧教室建设的复杂性。

先讨论一个最简单，但绝大部分智慧教室都没安装好的“小器件”：

 

01地面与地插

声音质量是智慧教室中的核心元素，桌椅在地面的拖动、掉落物、人的走动，都会产生较大的声音。当下大多智慧教室使用磁砖或木质地板，这两类材质无法有效抑制回声，控制声场，所以，在地面设计上，首推使用地毯，不仅防噪音，而且能够改善整体视觉环境。

但是，地毯难清理，对于风沙大的北方与易洒水的中小学（教室里洒水是很常见的）却不太合适。正在我们对此问题头大时，发现中国企业出了一种仿地毯地胶神物，虽然美观度与降噪效果较地毯差了一些，但是好打理。

国内的智慧教室，大多没有在地面配置地插，即使有，地插也是开口向上，在洒水的情况下非常容易引起漏电。如下图：

智慧教室中的常见地插，安全性差，特别是在中小学领域

智慧教室核心的一种教学方式是BYOD（bring your own device)，大学课堂上每个学生至少要带两个设备（一个是笔记本，一个是手机，教学中均会用到），这意味着需要大量的电源插座，不可能全部安在地面，桌面摆放插线板，会造成桌面十分杂乱。

为此，在智慧教室桌椅的选择上，我们从新加坡南洋理工大学借鉴了一种带插线板的桌子，并且桌子可以移动重新连接，根据需求摆成3人半圆、6人圆桌、4-6人长条桌等形态。

单排3孔插销，1桌接地插可至多为6台终端供电。地插内部采用侧面布局，上面可以密封。

国内很多智慧教室是原有教室改造的，或者做智慧教室改造时就没有考虑地插，导致不得不二次改造。这种桌子自带插线板的级联方案，开槽走线不必太复杂，地面线插不必过多，可以大幅减少施工的工作量，同时避免了上课时桌面上一堆插座的现象。

很有意思的是，在海外，我们看到一些智慧教室的地面比走廊高约10公分，这便是为了走线安置地插，同时为了防止踏空摔倒与残疾人便利，在入门处做了斜坡。这样的改造方式，施工成本很高。但也由此可见，真的可用的智慧教室，地面插座是个大问题。

02大屏书写

作为智慧教室的主要设备，大屏已经成为一些智慧教室的“标配”。通过与互联网的无缝连接，教师能够更加灵活地展示教学内容，提高教学效果；学生也可以获取大量的学习资源，满足个性化学习需要。

尽管大屏也具备书写功能，但实际上，95%的大屏是在作为“显示器”被使用。为什么大多数老师都放弃了在大屏上写板书？原因很简单，因为在屏幕上写字和在黑板上写字，触感和书写体验是完全不同的。

不管有多少“酷炫”的技术涌入智慧教室，手写板书，依然是老师们最基础的一个需求。好的智慧教室，也一定是尊重老师手写板书习惯的教室。

拆开来讲，大屏的书写体验受到笔尖粗细、书写高度、跟手性（书写延迟）等因素的影响。笔尖如果粗，写出来的字就很难好看；书写高度高了，则很容易出现连笔的情况；延迟时间久，老师会感觉写起来很不流畅。

为了实现老师手写板书的最佳体验，大屏选择红外触控技术，在定位精度、识别笔尖直径、书写高度、响应速度、跟手速度上，具有明显优势。

最高精度和最小识别直径1.5mm（传统厂家笔尖直径为5mm），意味着老师可以精确地控制笔尖，板书更好看，可以写小字。最低的书写高度1mm（市面多为3.5mm以上），意味着老师不用总是刻意去抬笔，也不会出现板书的笔画连在一起，导致字迹不容易辨认的情况。书写显示延迟小于 40ms（大约为常见延迟时长的三分之一），老师写起来十分丝滑流畅。

为了尽可能还原手写粉笔字的感觉，还专门研发了配套的红外手写笔，笔尖采用独特的双层设计，外层覆盖耐磨软质材料，在光滑玻璃表面书写也有一定的摩擦阻力，还原写粉笔字的感觉。同时又确保细笔尖耐磨且不易折断。

当下有两种书写技术：红外与电容。表面上看电容触控精度高，有压感能力，但电容屏有几个缺点影响使用。主要有两个原因：一是大量书写时老师不能一直用手指，而需要使用专用电容笔。但如果电容笔丢失则影响教学。二是老师带着电容笔离开办公室后，学生也需要在屏上讨论问题，使用手指会不卫生。因此，我们偏向推荐红外屏。但对于管理较为严谨的学校也可以使用电容屏。

书写体验的改善，是调动老师探索、使用智慧教室的一个很好的突破点。如果在大屏上写字的感觉，可以无限接近在黑板上写粉笔字的感觉，老师会很容易和大屏建立起一种“亲近感”。“让老师愿意站在大屏前”，是智慧教室能用起来的前提。

ClassIn红外手写笔

03声音

声音是教室中最核心的元素，没有之一。在混合式教学成为必然趋势的背景下，语音互动交流更是智慧教室必须满足的最基本的体验需求。远程人要听得清楚、没有噪音、没有回声，并且听得自然舒适，长时间听下来不累。

在教室或会议室等公共空间，实现这样的听觉体验，是世界性的难题。原因是多样的：现场有各种嘈杂的噪声；讲话人与麦克风的距离不同，收音效果也不同；最难解决的是，每个空间的建筑声学环境不同，有的空间四面是光滑的墙壁或玻璃幕墙，地面是光亮的地板砖，混响很大，没有做合适的声装吸音，混响声音会被多次反复采集到麦克风中，导致远程听起来非常浑浊，人声的清晰度和还原度很差。

当下的收音多使用吊麦方案或头戴/领夹麦方案。吊麦方案优势是不断电，但在国外基本不用，因为收音质量不好，且收音范围小，大教室需要从天花板吊4-8个麦，很不美观。头戴/领夹麦方案，声音相对清晰，但嘴巴需要距离麦克风很近，20-30公分已经是极限距离，而且经常没电。在近三分之一的课堂上，都会出现领夹麦没电的问题。

在AI技术支持下，一种新型的声音方案发布——ClassIn Mic DT1天花阵列麦克风。它在两方面表现出色：

在外观设计以及安装形式上，尽可能追求无感，600mm*600mm一块标准吊顶天花板的大小，嵌入式安装，与天花板融为一体，不破坏学生专注力。此设计还获得设计领域的奥斯卡级国际大奖（G-Mark奖 和 IF奖）。

一是让远程在线语音交流如面对面讲话一样清晰自然。这背后，是基于音频AI算法对几千种噪音数据的训练。同时，在内置麦克风咪头的选择上，我们选用了灵敏度更高的电容麦咪头，虽然，这为工厂增加了制造难度——电容麦咪头一致性差，所以在组装前，需要对每一颗电容麦做来料检验和验证测试。

二是现场均衡扩音，让教室的每个角落都能听得清楚、自然、舒适。因为常年需要扯着嗓子讲课，很多老师都有咽炎，有老师身上常年背着一个“小蜜蜂”，但前排学生听起来刺耳，后排学生还是听不见。均衡扩音方案，实现了两个虚拟麦克风阵列，一个优先指向讲台主讲区域，从讲台到教室后排做逐级增益扩音，从而让全场声音均衡，老师和前排学生不会感受到老师声音被扩大，舒适度更高；另一个可以实现100平方范围内无死角收音（最佳半径6m，有效半径8m），同时通过AI消噪、消混响、消回声，完成声音高保真采集和还原，让在线语音交流如面对面自然清楚。

这样的设计，免去了充电、配对、防丢失等设备管理问题，进到教室讲话便自然扩音，打开录播系统便自动录音，大大减轻老师们和设备管理人员的负担。

ClassIn Mic DT1获得了北京顶级名校的认可，已经完成北京师范大学附属实验中学全校130+间OMO教室的建设项目。

04对多种教学法的支持

很多高校的智慧教室兴建完成后，老师们发现不会上课了。这是因为，智慧教室在设计时，仅考虑了讨论式教学法（甚至在对讨论式教学法的支持上也只做了“表面文章”），没有考虑到其他教学法的需求。

这间教室充分考虑了各种不同的教学法。教师有一块面积较大的白板，每个小组配置了一台显示器与一个讨论使用的白板。但这个教室也存在缺陷：1）教师在白板上书写时，背坐的学生要扭回去才能看见白板上内容；2）各小组在白板上讨论的结果不能让全班看到。

除讨论式教学法外，基础教学还需要演讲式、生成式、对话式、协作式等等，如果教室用来考试，还需要满足考场需要。各类教学法都很重要，在教学论上，没有讨论式教学优于演讲式教学的说法。以板书为中心的生成式教学能够更好地支持讨论式教学，小班制下的项目式学习能够培养学生的深层能力，演讲式教学可以加强学生的印象。虽然侧重不同， 但优秀的教师都可以掌握多种教学法。

教学是智慧教室最为核心的环节。鉴定一间智慧教室是否合格的标准，便是能否支持教师多样的教学法。一间成熟的智慧教室应该可以实现四种基本教学法的灵活切换：幻灯+板书新讲授、混合学习、分组教学、BYOD教学。

1）幻灯+板书新讲授教学模式下，独创的“双屏”方案，适配板书+板书、幻灯多媒体+板书、视频墙+幻灯三种使用场景。板书+板书场景，尊重文理教师传统的板演习惯，方便老师与学生思路的同步；幻灯多媒体+板书场景，生成性的板书可以对静态的、预先准备好的幻灯片内容进行补充；视频墙+幻灯场景，适应教师做教研、开组会的需求，近端和远端参与人彼此始终可以互相“看得清”。

板书+板书模式下，两块板书既可以相互独立，也可以实现联动，无限书写，或者同时书写，实时显示。

幻灯多媒体+板书模式下，静态与生成性内容互为补充。图为地理学科中，一边讲解地域文化的理论知识，一边使用谷歌地图展示实景景观，让学生在真实情境中理解知识。

视频墙+幻灯模式，近端远端共享学习资料，且互相能够看得见、听得清。图为深圳中学龙岗学校教研场景，远程老师和线下老师都可以看到PPT内容，线下老师也可以在LED屏幕清晰看到多个其他校区的老师。

2）混合学习模式下，混合云端教室至多可以容纳2000人实时互动、轮转上台，所有端可以实时等比复刻主教室大屏内容，天花阵列麦则保障远程学生也能清楚听清主教室的发言、讲话，有效支持纯线上、国际/城际双师、产研融合等日益主流化的混合教学场景。

清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高，通过混合云端教室，线上做亚洲大学联盟“亚洲能源前瞻”专题学习证书项目的首场演讲——《新能源动力系统研究进展》。

3）分组教学模式下，教室不仅支持分组，还支持分组讨论形成的板书一键在主屏向全班展示；不仅支持教师进组参与讨论、指导，还支持教师不进组旁听组内讨论音频；分组配备摄像头、指向性麦克风的情况下，支持混合分组，线上和线下的学生可以分进同组；学生可以使用笔记本电脑分别进组讨论，也可以围绕分组大屏面对面进行讨论，生成板书。

复旦大学附属华山医院《脓毒症》一课上，学生们被分成小组，针对脓毒症病人的病情，深入讨论医生需要为病人做哪些检查、要怎么治疗等问题。

4）BYOD教学模式下，接受授权后，学生可以在终端上和教师同时协作布置板书、勾画圈注重难点，也可以在大屏上展示个人作品，边讲边写，无需反复切换主屏窗口，师生之间即可进行多种互动，包括举手、发奖杯、投票、上台发言、协作文档、每人一块电子小黑板等。

在上海商学院最新建成的智慧教室里，软件系统从云端联通教室大屏、学生的平板和手机，教室里的老师正在开展BYOD教学。学生利用自己的笔记本电脑、平板电脑或智能手机等查看课程内容、阅读材料，使用个人自有设备，学生可以更加便捷地参与到互动讨论、实时答题等活动中。

05人文设计

1、防反光和防蓝光

反光是影响老师和学生视觉体验的常见问题。如果大屏幕不防反光，站在屏前的老师或前排的学生长时间观看时，眼睛会有刺疼感。

为此，我们尝试了行业内第一款110寸超大屏幕的全贴合工艺，使用光学胶实现钢化玻璃和液晶玻璃无缝贴合，使得液晶显示透光率可以达到90%以上，钢化玻璃表面反光率降低50%。直至2024年苹果发布的新型IPAD，其宣传的纳米屏便是与此相同的技术。

另外，针对大屏钢化玻璃表面，进一步采用了化学蚀刻AG工艺。即通过化学溶液对玻璃表面进行蚀刻，形成更加细小均匀的微小凹坑，让玻璃的镜面反射变为漫反射，更有效地提升防反光的效果。同时叠加AF涂层，让老师在屏上手写、手摸板擦有更柔顺丝滑的触感，且减少指纹残留在玻璃表面。

ClassIn Board S系列大屏一体机，更是增加了硬件防蓝光的能力，从背光源头尽可能减少455nm以下的蓝紫光，有效保护老师和学生的眼睛。

2、隔音降噪

我们走访过的国内大中小学教室，大多数都存在不同程度的隔音、吸音等声场问题。声学环境的好坏，会直接影响到师生之间的交流，乃至教学质量的优劣。调查显示，有77%的学生抱怨噪音，认为噪音是课堂上最大的干扰因素，且70%的学生无法听清口语中的辅音。噪音污染每增加10dB，8-9岁的学生在标准测试中的成绩就降低了5.5分。

基于以上问题，我们在智慧教室设计中，会从两方面进行考虑： 噪音控制（隔声）和室内声场（建声）。

（1）噪音控制（隔声）

1）门窗隔音：门窗之所以隔声差，是因为它属于轻薄构件，它们的面密度一般比墙小很多。同时，门窗四周的缝隙又是传声的重要途径。因此，提高门窗隔声量的关键，是门窗本身的材质及四周缝隙的处理。更换专业隔声门窗可以一劳永逸地解决问题。

根据质量定律，构件面密度增加一倍，隔声量增加6dB。隔声门的设计应该用不同材质的材料叠合，有益于共振频率的降低和隔声量的提高；门缝处理要使门与框、门与地面有紧密的接触，不形成缝隙。

2）墙壁隔音：首先处理侧翼漏音，比如贯穿多个教室的管道、孔洞，墙壁上共通的插座、开关，所有可能产生漏音的点都要做密封处理。如果还不能达到隔声量要求，需要对墙壁做隔音处理，通过隔声板、隔音毡、空腔、减振器及吸声棉等材料复合制作隔音结构，可以彻底解决墙壁隔声量不足的问题。

（2）室内声场（建声）

1）一般的教室可以采用木质穿孔吸声板、聚酯纤维吸音板以及穿孔石膏板等吸声材料。同时可以利用吸声窗帘、吸声装饰画、吸声挂件等材料提高吸声量。对于阶梯教室，可以在后端采用AGG聚砂吸声板、玻纤板或木丝板等强吸声材料，以避免声学缺陷。

智慧教室顶面使用大面积的吸音冲孔石膏板（内衬隔音棉）

2）直达声与反射声时间相差超过50ms时为回声，如一墙面超过8.5m就可能产生回声。消除回声的方法是将房间较窄的那面墙做吸音处理或将这面墙的表面做成起伏不平的(漫反射)的模式。颤声是由于平行墙壁之间相互多次反射所引起的，它使声音的余音听起来有些颤抖。解决的方法是首先平行墙壁的两面不要都是由强反射材料构成或墙壁的一面做成漫反射状，也可以将一面墙倾斜一定角度，改变平行传播路径。

3、美观

在产品外观设计上，一贯坚持“极致简约与平衡”。

ClassIn Board S系列，四边等宽，饱满圆角，显示科技与艺术之融和。大屏正面的端子接口全部放到侧面，为了让学习者更专注于课堂学习，大屏正面的ClassIn LOGO灯在正常上课时，也不允许点亮，在细节处贯彻“以学习者为中心”的理念。

ClassIn Board S系列同时发布110寸、86寸、75寸、65寸四个型号，可以满足多种场景的使用需求。

结语

除本文提到的元素外，还有墙面颜色、灯光、录像设备等问题在本文中未讨论。在深入探讨智慧教室建设的复杂性后，我们不难发现，这不仅仅是一个技术革新的过程，更是一个教育理念与先进技术相互融合、相互促进的过程。通过全球范围内的调研和深入实践，我们认识到，一个真正“能用”的智慧教室，不是看似高大上的硬件堆砌，而是对四种基础教学法的支持，对老师与学生健康的保护，对学习环境简洁美观的追求。不仅需要先进的技术设备和完善的软件支持，更需要以人为本的设计理念，以及对教育教学的深刻理解和尊重。

随着技术的不断进步和教育理念的持续更新，智慧教室将会展现更多元化、个性化的教学模式，为师生提供更加优质、高效、互动的教学体验。这也需要学校与教育企业持续更新对智慧教室的认识，重技术更重教学，不断探索和实践，共创智慧教育的美好未来。