学科专用教室的出现，使得教学道具、实物模型、学习软件和设备不再需要移动，节省了教师和学生的时间、精力，有利于提高教学效率。学科专用教室也给师生带来了充分的学习和交流空间。过去，教师集中在办公室备课，学生如果不被传唤很少主动找老师提问和交流。现在，教师可以在学科专用教室里备课，即使在休息时间也可以和学生一起讨论问题，有利于激发学生学习的积极性。
学科专用教室必须结合学科的实际特点来建设，需要注意以下原则。
（1）充分考虑不同学科课程及教学的特点，学科专用教室要以为相应学科课程和教学服务为主旨。
（2）充分运用现代信息技术，以数字化、智能化和集成化为主导，突破时间与空间的限制，为学生提供更多高质量的、可更新的学科信息，及时将最新学科科技和应用成果纳入教学过程，兼顾日常教学和学生探究学习的需要。
（3）满足不同学生的学习需要，建立富有多样性、选择性、生成性、开放性的学科教学环境。
（4）要由过去主要面向基于课堂、媒体与技术相结合的讲授式教学模式，转向支持信息技术环境下的自主学习、协作学习、探究性学习，促进学生全面发展。
（5）注意智育与情育相结合。学科信息化教室应承担起对学生的情感态度等非智力因素和价值观等人格素养的培养任务。通过在学科信息化教室中的各种活动实现“以情启智、以智育情、情智交融”的理想教学状态，使学生形成良好的个性品质，同时促进学生智力的发展。
案例：历史专用教室的建设
1.历史专用教室的本质特征
智慧历史课堂是一个比较复杂的教学系统工程，其本质是要打造历史教师和学生在信息化环境下的数字化生存方式，更好地促进学生的历史学习。它有两个特征：开放共享性和交互协作性。
开放共享性：智慧历史课堂是基于网络环境的互动式体验教学，打破了传统封闭式历史课堂的时空局限性，如在固定的课时之下的教学，不能很好地融合学生课外的历史学习等。智慧历史课堂通过虚拟的网络环境连接历史教学和师生，强调加入学生的个性化体验，是一个开放性的课程教学模式，拓展了历史教学的时空。皮亚杰说：“儿童并不只受教于成人，而且自己也独立学习”，智慧历史课堂中学生成为活动主体。讨论式合作学习常常能够启发思维，一种思想与另一种思想的交换会得到新的观点和想法，在探究历史问题的教学活动中运用广泛。同时，智慧历史课堂联系了学生的生活世界，引起他们的学习兴趣，调动起学习积极性，让他们自主地参与历史学习。智慧历史课堂的开放性教学还体现在它的教学系统采用了开放式设计，符合国际通用标准和协议，并支持在不同网络协议之间的互联，能无缝对接各大教育网站。历史教学资源库也是开放的，基于云计算的各种历史教学资源都能为学生和历史教师提供信息，搭建起一个无墙课堂，随时随地提供服务。
交互协作性：智慧历史课堂的交互性体现在它能实现人—机之间的双向沟通和人—人之间的交互学习。由于科技的发展，教学媒体不断智能化，智慧历史课堂应用的便携式电子书包就是一个智能终端。它在无线网络的支持下，具有即时性、移动性等特点，能友好地作为学生与教师交流沟通的教学媒体，具有简单易用的可操作性。智能终端可与大数据平台直接对话，随时接收与发布信息，这就实现了及时的信息双向沟通。历史课堂本身就是一个充满思辨性的场所，但传统的历史课堂总局限于特定的时空里，智慧历史课堂则打破了这种局限性，课前教师的备课资源能通过电子书包进行传递、储存，而学生也会根据具体的学习目标通过电子书包与同伴进行交流；课上系统地分析、讨论历史问题，利用交互式电子白板等展示学习成果；教师对学生的学习成果进行即时性的过程性评价，学生也可根据教师的建议进行更深入的探索等。师生之间的交流从传统历史课堂里的单向、一对多交流变成了多对多的双向交流。智慧历史课堂的交互性更让历史教学过程充满互动式的多样化体验，直接促成了学习方式、教学过程的变革。
2.历史专用教室的功能
历史专用教室应创设浓郁的历史学习情境，将丰富的文化遗存，深厚的文化积淀，与民族传统、地方特色和时代精神融于一体，将灿烂辉煌的中华文明、民族文化、世界文化呈现在学生面前，具有使学生感受历史，回眸重大历史事件，撷取历史精神瑰宝，树立历史唯物主义价值观的作用。
图3-68 历史专用教室
3.历史专用教室的建设
历史专用教室首先是历史教学的场所，场景设计上要突出历史学科的特点。如将墙面橱窗，整体装饰成历史长河，或用展板展示一些重大历史事件。设置教学具陈列区，用于陈列各种典型历史文物复制品，并应放置供学生阅读的各类书籍、期刊、画报等历史资料和相关的历史电子阅读材料。其次要配备计算机、一体机、学习终端等相关设备，用于呈现多媒体信息及进行演示教学。还要设置设备和网络为学生思考、讨论、演讲，进行历史游戏、历史竞赛等学习活动提供条件。要布置学生习作展示区域，利用墙面橱窗，展示学生在基础型、拓展型、研究（探究）型课程中的历史学习成果。
案例来源：张无瑕，《智慧历史课堂及其建构探索》，南京师范大学，2014。
案例：技术教室（综合实践活动室）
技术教室（综合实践活动室）是学生进行劳动与技术学习的场所。学生在技术教室（综合实践活动室）里亲历设计制作过程，增强对实践和技术的兴趣，激发创造欲望，强化手脑并用，发展实践能力，改善学习方式，从而为终身发展打下基础。
图3-69 综合实践活动室
技术教室（综合实践活动室）的建设要依据实际确定项目，依据项目配备器材。
一般设施包括书写板、演示讲台、陈列柜、工具车、数字操控平台、专用仪器仪表、学生工作台、学生凳、灭火设施、水嘴及水槽等。
案例来源：《教育督导的五方面的具体要求（仪器站）》，百度文库，https：∥wenku.baidu.com/view/b8764d19f46527d3250ce002.html。
案例：地理专用教室
在初高中阶段，地理学科相较于政治、历史学科来说，是比较晦涩难懂的。一方面，由于地理课本中的很多知识学生难以直接感受到，比如宇宙、大气洋流等；另一方面，教师通过口授加上粉笔画图很难将抽象的物体具体化。地理专用教室具有能够满足地理观察、地理观测、地理演示、地理实验和制作等实践与应用要求的功能。
1.建设要求
地理专用教室的建设首先应体现地理学科和教学的特点。可利用三维投影设备，展示动态地理信息，创设地理学习情境的区域。可通过增强观实设备及资源展示地理景观、地理新闻、风土人情、地理科学家、地理新发现和新成果等。应设置教学具陈列区，用于陈列各种天文、气象、地质等自然地理以及人文地理教学具，并放置学习终端供学生阅读的各类电子书籍、期刊、画报等地理资料，以及其他相关的地理应用系统，如百度地图。有条件的宜配备专业设备，如星空演示设施或环幕示教系统。再次，提供设备和接入网络，为学生讨论、演讲、观摩、填绘地图和进行地理实验、地理制作、地理游戏、地理竞赛等学习活动提供条件。课桌椅的大小、性能和形状需考虑以上活动的需要。最后，应布置学生地理习作展示区域，利用墙面橱窗，展示学生在基础型、拓展型、研究（探究）型课程中的地理学习成果，如社会调查报告、野外考察报告、实地景观照片、地理小报、地理旅行同记、小论文等。
2.技术应用
全数字化地理教室通过演示数字化立体地形，可以让学生们直观了解世界海陆分布情况，大洲地形，地理特征，山脉河流概况，以及全球气候特征，主要气候类型的分布地区；分析纬度位置、海陆分布、地形等对气候的影响；分析中国的疆域、海域，中国与周边国家的领土接壤情况和中国行政区划，并通过实际动手拼接，对中国的省、自治区、直辖市形成更直观地了解。
运用环幕示教系统这一曲面投影显示形式，播放宇宙与地球、地质灾害等视频资料，可在课程导入方面可以营造一种沉浸感，突出体现了宇宙的浩瀚与沧海桑田的变迁。
运用数字立体地形、环幕示教系统和数字星球系统来定位，学生可获取有关人、区域和环境的信息，学习如何选择和适用间接证据，还可通过卫星遥感影像和其他资料进行学习。
提供地理动态变化信息，可以培养学生运用3S技术处理、呈现和分析地理证据的能力，了解如何创建虚拟真实的三维地理空间环境、分析地理等问题。
图3-70 地理专用教室
案例来源：董晓娟，《全数字化地理教室解决方案》，教备网，http：∥www.ceiea.com/html/201412/201412251324002014.shtml。
案例：物理数字化实验室
物理数字化实验室一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件和物理实验仪器装备组成。数字化实验室是信息技术与传统实验课程整合的教学环境。基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的建模和图像分析等技术是开展中学物理探究教学的两大技术支撑，也是中学物理实验面向现代化、加速实现中学教学与国际接轨的一条重要途径。
1.初中数字化实验系统的设计原则
（1）科学性原则。数字化探究活动的实验原理、实验方法要科学。数字化环境中开展的实验要符合物理教学规律，遵循物理原理。
（2）针对性原则。数字化实验设计应该围绕实验教学的目标，在改进传统实验的同时仍然要突出实验的目的和意义。数字化实验所要替代的只是探究活动中数据读取和处理等环节，因此数字化实验室建设要从学生的实际出发，针对教材中的重难点，不能因为要刻意使用数字化实验设备而改变探究实验活动的主旨。
（3）适用性原则。数字化实验室的设计要适用于物理实验教学。数字化实验配套的传感器应能满足力学、热学、光学、电磁学等物理量的测量。中学物理数字化实验的设计应以定性分析为主，多采用图像分析法。数字化实验活动的设计还要符合中学生的认知规律。实验室设计还要避免使实验操作及过程复杂化，这样才能避免增加不必要的认知负荷。
2.数字化探究实验室的主要功能与特点
（1） 数据采集器与计算机之间、数据采集器与传感器之间均采用 USB 接口，四通道传感器接口并行采集，即插即用，经久耐用。
（2） 采用大尺寸液晶屏幕显示，方便观察和分析。配备学生分组实验室时，也可以省去计算机。
（3） 便携式设计，方便组织开展室外探究实验教学活动。硬件结构设计精美、小巧。两种供电模式，可用电池供电，方便室外实验。具有存储功能，便于脱机工作。
（4） 具有大量的满足理、化、生学科教学需要的传感器，且可使用同一采集器。
（5） 提供人性化操作平台，方便探究实验学习。
（6） 自动生成实验报告，方便学生编辑和提交实验报告，包括实验数据和图像等。实验数据和图像可以分别保存，自动生成实验课件，支持课件的回放。
（7） 图像点对应数据点可以实现闪动，便于观察。
（8） 多种保存形式，方便数据和图像的处理和使用。 可同时保存在同一次实验过程中因改变不同实验条件而产生的多张数据表格和多个实验图像， 便于比较。
（9） 软件分为专用软件和通用软件。专用软件操作简捷，重点突出，直观性强；通用软件功能强大，适合探究式学习，支持教师和学生自主搭建实验，鼓励学生动手实践，支持多传感器组合实验。 根据教学需要，教师可编写新实验脚本，扩充专用实验。
（10） 可以多窗口显示数据和图像，方便比较。可用多种形式显示实验结果——窗口可切换为数字、指针和波形等模式显示。
（11） 同一传感器可以波形—数字、波形—仪表、波形—波形等同步组合多模式显示，大大提高了实验现象的观察效果。可同时显示接入的多种变量，也可将某一变量放大单一显示。可对任一接入的变量实现数据、表格、图像的并行或单一显示。
（12） 任何一种传感器可自动在组合图线和计算表格中生成变量，方便数据的采集、导入以及其他处理。
（13） 数据记录：数据以自动记录、点击记录、外部调入等方式导入表格，传感器对应的变量在表格中自动生成。
（14） 可将数据导入Excel表格等软件进行其他处理，也可直接将数据保存，方便下次调用。
（15） 公式及变量：可通过运算编辑窗口将公式手动输入或从公式库输入表格并自动生成独立的记录单元；变量可手动输入或自动生成，可输入变量和恒量；可自行编辑公式保存到模板，方便下次调用。
（16） 设立多种数据拟合方式，供教学时选用。数据计算及组合图线： 支持常规四则运算，支持对数、指数、三角函数、反三角函数等运算，并对数据进行图线描绘。
（17） 坐标绘图：可自动生成二维平面坐标系，根据实验需要可自定义X轴和Y轴变量，可在标系中绘出变量—时间、变量—变量等实验图像，亦可在同一坐标系内重复绘制多组实验图像以方便比较。
（18）图线处理：图像可整体放大、缩小，也可单轴拉伸、压缩、平移，实验数据可单点显示，可图线显示，可图线—单点组合显示，也可以脚标方式实时显示数据点坐标值。可对图像以X轴镜像显示，也可暂态显示，可调图线的线型，可整体移动图像，也可框选并直接显示框选范围在X轴和Y轴的截距。
（19）可整体复制实验界面到图像编辑器，可将实验界面直接保存为图像。可打印和保存实验数据、实验图像；在实验中，可以调阅实验帮助资料。
图3-71 物理数字化实验室1
图3-72 物理数字化实验室2
案例来源：沈翔，《数字化实验系统在初中物理探究实验中的应用》，载《中国教育技术装备》，2012（34）。
参考文献：
[1]数字校园示范校建设指南（试行）[EB/OL].[2016-10-08].http：∥www.ncet.edu.cn/zhuzhan/ztzg/20121224/1474.html.
[2]教育部办公厅关于印发《中小学教师信息技术应用能力标准（试行）》的通知[EB/OL].[2016-12-06].http：∥www.ncet.edu.cn/zhuzhan/zcwjian/20140617/1745.html.
[3]教育部关于印发《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》的通知[EB/OL].[2016-12-08].http：∥www.ncet.edu.cn/zhuzhan/zcwjian/20140113/1197.html.
[4]何克抗.学习“教育信息化十年发展规划”——对“信息技术与教育深度融合”的解读[J].中国电化教育，2012（12）：19-23.
[5]2015中国智慧学习环境白皮书[EB/OL].[2016-12-08].http：∥fe.bnu.edu.cn/html/002/1/201603/22860.shtml.
[6]程静.试论校园信息化建设[D].华东师范大学，2002.
[7]崔惠萍，傅钢善.新技术与电子书包融合构建智慧学习环境的研究[J]. 现代远距离教育，2016（4）.
[8]张无瑕.智慧历史课堂及其建构探索[D].南京师范大学，2014.
[9]祝智庭.以智慧教育引领教育信息化创新发展[J].中国教育信息化，2014（9）：4-8.
[10]刘俊.智慧教育环境及其实现方式设计[J].中国电化教育，2013（12）：20-26，46.
[11]陈森利，李艺文.新一代数据中心网络结构[J].中国城市经济，2011（9）：129-130，132.
[12]朱立立.基于场景感知的移动学习应用研究[J].中国现代教育装备，2012（15）：83-85.
[13]刘志波，齐媛.班班通：从校园信息化建设走向课堂信息化应用[J].中国电化教育，2010（8）：64-68.
[14]方兵，杨成，王运武.班班通数字化教育云资源库的构建研究[J].远程教育杂志，2012（6）：72-79.
[15]庞敬文等.电子书包环境下小学英语智慧课堂构建及案例研究[J].中国电化教育，2015（9）：63-70.
[16]张爱华.基于信息技术的教学环境建构思考[J].济南职业学院学报，2007（3）：45-46，54.
[17]李水山.韩国推动“教室革命”[J].山西教育（管理），2010（1）：62.
[18]南星辉，王旭霞.兰州市信息化地理专用教室的建设与使用研究[J].甘肃教育，2015（8）：28-29.
[19]赵雪.浅谈中学地理专用教室的设计[A].第五届中国教育技术装备论坛获奖论文集（下）[C]，2014：7.
[20]田伦，王玲.建设高中数字化历史专用教室的总体思路[J].中国现代教育装备，2013（24）：19-20，24.