智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)的構建

李逢慶 尹苗 史潔

摘要：應用生態(tài)學的思維和方法論審視當前課堂教與學變革創(chuàng)新是教育學的重要研究領域。該文借鑒生態(tài)學的原理與方法，從目標、角色與關系、活動與過程、評價等四個維度解讀了當前課堂教學中的非平衡現象?；诖舜_立了目標定位、關系重構、流程重塑和評價重建四個方面作為智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)構建的依據，提出智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)是由教與學主體、環(huán)境、資源共同構成的相互聯(lián)系的生態(tài)系統(tǒng)。以期為智慧課堂教學改革與創(chuàng)新提供理論指導和實踐依據。

關鍵詞：智慧課堂;生態(tài)系統(tǒng);核心素養(yǎng);全面發(fā)展

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

文章編號：1006-98630（2020）06-0058-07

隨著人類認識逐漸完成從片面化機械世界觀向系統(tǒng)化生態(tài)世界觀的轉變，生態(tài)學的概念、原理與方法已經跨越學科范疇，成為“一種科學的思維方法、世界觀和方法論”，并進而催生出農業(yè)生態(tài)學、社會生態(tài)學等應用交叉學科。自20世紀80年代中后期開始，教育生態(tài)學作為教育學與生態(tài)學的交叉學科，逐漸引起我國學者的關注。梳理相關研究發(fā)現，起初的教育生態(tài)學是“研究教育與整體的生態(tài)環(huán)境（社會的、精神的、自然的）之間相互關系的科學”。該定義注重于教育與其他領域相互關系的探討，但缺乏對教育內在生態(tài)構建的關注，因此導致教育生態(tài)學的研究“側重于教育生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展的宏觀研究多，深入學校教育系統(tǒng)內容的微觀研究少”?；诖?，我國學者重新修訂教育生態(tài)學的概念，將教育生態(tài)學界定為“運用生態(tài)學的原理和方法來研究教育現象的科學”，由此開始，教育生態(tài)學視角下的課堂生態(tài)系統(tǒng)構建研究成為理論研究與實踐探索的熱點領域。隨教育信息化的不斷演進發(fā)展，信息技術成為推動課堂教學變革創(chuàng)新的重要推動力，因此，借鑒生態(tài)學的原理和方法，探究信息技術支持下的課堂模式變革，對于優(yōu)化課堂生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能，促進教育教學變革與創(chuàng)新具有重要理論意義和實踐價值。

一、生態(tài)學視角下的課堂解讀

生態(tài)學是研究有機體與其周圍環(huán)境相互關系的科學。生態(tài)系統(tǒng)指在自然界的一定的空間內，生物與環(huán)境構成的統(tǒng)一整體，在這個統(tǒng)一整體中，生物與環(huán)境之間相互影響、相互制約，并在一定時期內處于相對穩(wěn)定的動態(tài)平衡狀態(tài)。在課堂生態(tài)系統(tǒng)中，有機體是指從事教與學活動的教師和學生。周圍環(huán)境主要是指課堂環(huán)境，包括課堂的物理環(huán)境、虛擬環(huán)境和文化環(huán)境。課堂的物理環(huán)境包括課堂自然環(huán)境、物質要素和空間布局等內容;虛擬環(huán)境主要指由云端服務和學習系統(tǒng)構成的圍繞教學、學習、測驗、管理、評價等五大業(yè)務領域提供智能化支持的技術環(huán)境;文化環(huán)境包括師生之間相互作用形成的互動關系、氛圍以及與教和學相關的支持服務等內容。

課堂生態(tài)系統(tǒng)中的相互關系有師生關系、生生關系以及師生與課堂環(huán)境的關系。課堂的物理環(huán)境和虛擬環(huán)境為師生開展教與學活動提供了物理場所和虛擬空間，形態(tài)固定且不易改變，因此，并不構成課堂生態(tài)系統(tǒng)中主要相互關系要素。文化環(huán)境的產生是師生開展教與學活動過程中，促進活動開展的支持服務以及由此形成的互動關系和氛圍，是工具性和目的性的統(tǒng)一體。因此，課堂生態(tài)系統(tǒng)中的關系主要指師生關系以及生生關系。

在自然生態(tài)系統(tǒng)中，生物有機體的繁殖、生長都需要伴隨物質消耗和能量的流動與轉換，能量流動是構成一切生物賴以生存和發(fā)展的基礎。與自然生態(tài)系統(tǒng)中能量來自于太陽不同的是，作為一種人為創(chuàng)生的課堂生態(tài)系統(tǒng)，其能量的唯一來源是課堂中的人——教師和學生。同時，在課堂生態(tài)系統(tǒng)中，教與學活動是課堂關系存在的主要載體，能量的流動與轉換也主要集中在師生共同開展的教與學活動過程中。由此形成課堂生態(tài)系統(tǒng)視域中的主要研究領域和熱點問題，即如何通過教與學活動的改進與完善，推動課堂生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的優(yōu)化，進而促進教師與學生的成長和發(fā)展。

二、課堂生態(tài)系統(tǒng)的非平衡現象解讀

在自然生態(tài)系統(tǒng)中，一定的時空和相對穩(wěn)定的條件下，生態(tài)系統(tǒng)各部分結構和功能處于相互適應和協(xié)調的動態(tài)之中。與之不同的是，課堂生態(tài)系統(tǒng)的平衡，受到人才培養(yǎng)目標的影響干預，并由此引發(fā)課堂生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能隨時代發(fā)展不斷變遷。

教育的終極價值訴求是實現人的全面發(fā)展。課堂是教育目的和培養(yǎng)目標落地實現的主戰(zhàn)場，也是教學目標實現和教學活動開展的主要環(huán)境空間。基于生態(tài)學的原理和思想，教育領域的研究者和實踐者應該“從更高的層次——生命的層次，用動態(tài)生成的觀念，重新全面地認識課堂教學，構建新的課堂教學觀，讓課堂煥發(fā)出生命的活力”。

（一）目標割裂：三維目標與教育目的間的張力

為改變傳統(tǒng)課程教學只關注基礎知識和基礎技能的“雙基”目標取向，2001年課程改革中明確提出三個目標維度的教學目標，即知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀。其中，知識與技能作為重要的教學目標放在了首要位置，后兩個目標則被稱為“過程性目標”，彰顯以學生發(fā)展為本的特征。三維目標的設計旨在“使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學生學會學習和形成正確價值觀的過程”。因此，科學、合理的教學目標設定應該是三維目標的有機融合。然而，在實際教學過程中，人們往往只在學科教學的文本知識中去尋找“三維目標”，并將其機械地割裂開來，并且存在對它善貼標簽的現象。究其原因，一方面在于應試教育導向的“以知識點為核心”的教學觀念長期存在于我國基礎教育教學領域，導致只見“知識”不見“人”的實踐取向;另一方面則是“促進人的全面發(fā)展”的教育目的描述，缺少課堂教學落地實施的著力點。因此，人的全面發(fā)展與三維目標之間的割裂的張力，迫使教育管理者、研究者和實踐者，思考課堂生態(tài)系統(tǒng)應如何將“教”和“育”的功能進行有機融合。

（二）角色與關系：霸權教師與靜默學生的協(xié)變

在講授式課堂中，秧田式排列的桌椅空間布局“背后隱藏的是教室內的權力結構”。教師是課堂內權力的執(zhí)掌者，以霸權者的心態(tài)控制著教學目標設定、教學策略選擇、教學活動設計與組織以及教學評價的全過程。學生以被動的接受者的身份參與到課堂教學活動中，按照既定的流程，在教師審視的目光和命令式的口吻要求下開展學習活動。

為應對全球化與數字化合流時代人類所面臨的重大歷史機遇與時代挑戰(zhàn)，世界各國教育機構和聯(lián)盟組織將教育改革與創(chuàng)新著力于構建適應社會發(fā)展所需要的教育和培訓新體系。經濟合作與發(fā)展組織（OECD）于1997年啟動核心素養(yǎng)框架項目，歷時6年最終確立三類核心素養(yǎng)，包括交互使用工具的能力、在異質群體中有效互動的能力和自主行動能力。在汲取OECD成果經驗的基礎上，歐盟于2006年發(fā)布了名為“為了終身學習的核心素養(yǎng)：歐洲參考框架”的文件，并明確提出“母語交際、外語交際、數學素養(yǎng)和基礎科技素養(yǎng)、數字素養(yǎng)、學會學習、社會與公民素養(yǎng)、首創(chuàng)精神和創(chuàng)業(yè)意識、文化意識和表達”等八大核心素養(yǎng)，以更明確的和具體的方式，強調了核心素養(yǎng)與知識、技能和態(tài)度的聯(lián)系。美國的21世紀學習技能則明確提出“學習與創(chuàng)新技能;信息、媒介和技術技能;生活與生涯技能”，進一步促使核心素養(yǎng)的培養(yǎng)更加完備且操作性更強。

順應世界范圍內核心素養(yǎng)構建的浪潮，我國教育界以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心要義，將核心素養(yǎng)分為“文化基礎、自主發(fā)展、社會參與”等三個方面，并細分為六大素養(yǎng)和十八個基本要點。在此基礎上，確立學科核心素養(yǎng)，充實到各門學科的課程標準中，增強課程標準的思想性、科學性、整體性和可操作性。學科核心素養(yǎng)既是核心素養(yǎng)的具體學科落實和體現，也有不同學科之間的差異，體現于學生素養(yǎng)培養(yǎng)的“學科獨特價值”，核心素養(yǎng)是學科核心素養(yǎng)的整合和進一步提升。在核心素養(yǎng)落實層面，則要求當前的課堂教學不僅需要完成從“以學科知識點為核心”的教學向“學科核心素養(yǎng)”培養(yǎng)的轉變，另一方面，核心素養(yǎng)跨學科、跨領域的本質要求教育者打破學科觀念和知識本位的觀念，注重培養(yǎng)學生統(tǒng)整學科知識和跨學科的學習能力。

（二）關系重構：從他組織與控制論走向自組織和生成論

伴隨著工業(yè)時代進程的推進，美國數學家維納于1948年出版《控制論》，標志著工業(yè)時代的新型科學理論正式誕生。控制論是研究如何利用控制器，通過信息的變換和反饋作用，使系統(tǒng)按照人們預定的程序運行，最終達到最優(yōu)目標的科學。因此，在各門學科的實際應用中，主要關注于分析信息流程、反饋機制和控制原理，從而使系統(tǒng)達到最佳狀態(tài)。早在1984年，我國學者就試圖運用控制論一般原理，闡釋教學過程中人與人之間的教學信息轉換和反饋兩大環(huán)節(jié)。近年來，也有學者在對傳統(tǒng)課堂教學是一種單向的無反饋的教學模式的批判基礎上，提出“應將控制論原理、控制方法引入課堂，對教學目標、教學方法進行控制，從而使施控系統(tǒng)與被控系統(tǒng)之間的目標差逐漸縮小，最終實現目標”。盡管控制理論指導下的教學有著諸如目標具體、教學環(huán)節(jié)清晰、評價反饋更有針對性等優(yōu)勢，但不可否認的是，控制論的教學應用不斷地強化了教師作為施控者和學生作為受控者的身份認知，學生主體能動性在此過程中不斷被打壓，“學生的學習過程被視為外塑和他組織的過程”，從而使教學的信息流動和程序走向封閉、固化和僵硬。與此同時，以反饋為核心關注點的控制性教學，如何保證教學反饋的信度、準確性和時效性，如何將反饋與前饋信息相結合也是不可回避的現實難題。

課堂是一個多維、交錯和復雜聯(lián)系構建起來的生態(tài)系統(tǒng)，這種復雜性體現在教師和學生教與學過程中，呈現出思維火花的涌現性、知識關聯(lián)的非線性、認知發(fā)展的動態(tài)生成性以及師生交互活動的自組織性等特點。自20世紀60年代起，自組織方法論開始逐漸引起教育界的關注，其核心在于揭示了事物自主演化的圖景，提出了一種生成的認識論思想。這種生成的認識論思想強調主體認識的能動性，認為認識是基于情境的過程而不是結果?；谧越M織的方法論和生成論的思想，教學活動中學生的學習應完成由他組織向自組織的轉化，應改變單維、靜態(tài)的課堂環(huán)境，為學生學習提供豐富的多樣性資源，使學生在適恰地情境中，通過自主探究、小組協(xié)作完成問題的解決。與此同時，教學過程中的疑難困惑和學習資源也將由傳統(tǒng)的教師預設走向開放地動態(tài)生成，從而使學生發(fā)展為本的新型師生關系成為可能，使學生的個性化發(fā)展成為可能，使課堂教學成為學生自組織有序發(fā)展的有利條件。

（三）流程重塑：從“敘述邏輯”向“問題邏輯”的轉換

課程標準以及依據標準制定的課程教材是開展課堂教學的主要文本材料，其背后隱含著對學科知識篩選的深層邏輯依據，這種篩選不僅包含學科知識的內在結構，還體現在內容和知識的系統(tǒng)化呈現形式上，并由此導致教材內容教學化的實踐取向。敘述取向的教科書在文本的呈現方式和結構，主要體現在清晰呈現學科知識的邏輯結構，實現知識本體和認知過程的有機統(tǒng)一。當這種敘述取向的文本材料與教師精細化教學設計無縫匹配和鏈接，催生了課堂教學的典型邏輯結構——敘述邏輯?；诮滩牡奈谋窘Y構、術語組織和敘述邏輯的分析，教師可以比較容易地把握教學內容的層次和重點，從而在教學活動中，通過層層鋪陳和一步一步地推演，呈現知識脈絡的歷史發(fā)展、知識點之間的關聯(lián)和人類認識事物的普遍規(guī)律。以敘述邏輯構建起來的講授式的教學必然形成以知識點為核心的教學，并不斷強化教師的講授，從而致使學生的中心地位缺失。

進入21世紀以來，在學習科學的推動下，教學的基本原則逐漸完成從教學科學范式向學習科學范式的轉變，“第二代教學設計之父”戴維·梅瑞爾提出的首要教學原理理論，圍繞真實情境下的問題和任務完成組織學習內容，奠定了教學設計與實施從以教為中心向以學為中心轉變的重要理論基石，基于問題邏輯的教學重構逐漸成為當前教育教學改革研究的重大實踐議題。究其原因，主要在于問題在教學中承擔的激發(fā)、導向、交流、組織與創(chuàng)生的作用。問題邏輯導向下的教學的重心不僅關注教師如何以精細的教學設計和流暢的語言陳述“是什么”，而且更加關注于通過對問題的精細化設計，引導學生通過自主、協(xié)作、探究去發(fā)現知識背后的“為什么”，進而促使師生角色和教學方式發(fā)生轉變，使以學生發(fā)展為本的新型教學關系成為可能。

（四）評價重建：從教的評價走向技術支持的教與學評價

當前課堂教學中，教學評價的核心和焦點是教師的教。評價內容包括教學理念先進性、教學目標設定、教學內容選擇、教學媒體使用、教學節(jié)奏把控、教學方法適恰、教學效果以及教師個人素養(yǎng)等，盡管對教師教學評價的診斷和反饋，可以對教師改進教學提供針對性的建議，但該無視學生存在的教學評價的核心指向“反映的是以教師為中心的傳授知識的教學觀”。需要指出的是，教學評價不僅僅具有監(jiān)督功能，更重要的是具有結果導向性，以教為中心的教學評價不斷反饋于教師的教學設計和教學講授，反而有可能更加強化了教師的講授。

當前教學評價體系的構建，應緊緊圍繞學生核心素養(yǎng)培養(yǎng)而開展，評價不僅要關注教師教的評價，更重要的是從學生個性化全面發(fā)展的角度關注學生學的評價。信息技術的飛速發(fā)展不僅改變了教與學方式，也正在悄然改變教與學的評價方式。充分地運用人工智能、大數據和學習分析技術，可以實現對教師教學過程和學習者學習過程的自動記錄與效果的自動測評，“不僅在搜集信息和加工信息環(huán)節(jié)能發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢，而且在信息反饋環(huán)節(jié)更能體驗到信息技術的優(yōu)越性”。通過數據分析的方法，將教與學的過程和結果可視化，使學習的進度和測試內容個性化，提供實時、動態(tài)、便捷獲取的數據支持，能夠為教師和學生提供更好地的教學決策和學習體驗，從而為學生的個性化發(fā)展和教師的專業(yè)發(fā)展提供反饋調節(jié)的決策依據。

四、智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)模型構建

基于上述的闡釋，本研究認為，智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)是由教與學主體、環(huán)境、資源共同構成的相互聯(lián)系的生態(tài)系統(tǒng)，強調在智能環(huán)境中實現以學定教，通過學生核心素養(yǎng)的提升，促進全面發(fā)展、個性發(fā)展、自主發(fā)展、終身發(fā)展。智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)的模型（如圖1所示）。

在智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)中教與學的主體是指教師和學生。支持環(huán)境是智慧課堂活動展開的必備條件，是在學校現有教室環(huán)境基礎上，以云端智能學習平臺和智能化硬件技術賦能“教室”智慧屬性，創(chuàng)建的融物理環(huán)境、虛擬環(huán)境、文化環(huán)境為一體，服務于教師精準教學、學生個性化學習的泛在學習環(huán)境。智慧課堂的學習資源著力于提升學生核心素養(yǎng)，是在智慧課堂教學活動中帶入的課程以及實施學習活動的必要而直接的要素，主要指支持學習目標及任務達成的各主體多維資源，包含學習支持資源和教學支持資源。學習支持資源包括學習工具、交互工具、協(xié)作工具、評價工具等。教學支持資源包括資源開發(fā)工具、協(xié)同教研工具、學科教學工具、分析評價工具等。根據學習與教學的需求，課程資源與支持資源互補互促，促進學習資源的整合和應用。

活動是要素間關系存在的載體，智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)中的師生關系、生生關系以及核心素養(yǎng)的落地最終需要通過教與學活動來建立和呈現。在智能技術支持下的教與學活動已由線下課堂教學拓展到線上線下相結合，由課內教學拓展到課內課外相結合。因此，智慧課堂的教與學活動將“課前問題聚焦-課中協(xié)作內化-課后融會貫通”三階段緊密聯(lián)結，基于智能化技術提供的“平臺+資源+服務”，實現“線上知識學習和測驗、線上師生互動及生生互動討論、線下翻轉課堂引導討論、線下輔導及線下考試等線上線下互動的混合式教學”。

評價是智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)正常運轉的反饋調節(jié)機制，分為教師教學質量評價和學生學習發(fā)展評價。智慧課堂質量評價是以智慧教育理念為指導，以學生核心素養(yǎng)提升為價值取向，借助智能化技術支持，實現對智慧課堂教學各環(huán)節(jié)中教與學的價值判斷過程。旨在為教師教學改進和學生學習發(fā)展提供診斷定位、決策支持、學情追蹤、科學反饋，最終實現學生的全面發(fā)展、個性發(fā)展、自主發(fā)展、終身發(fā)展。

五、思考與展望

當前國內外研究者與實踐者對智慧教育、智慧校園等熱點問題進行了豐富的理論研究與卓越實踐探索，然而，核心素養(yǎng)培養(yǎng)的最終落地實現還有待于課堂教與學的變革與創(chuàng)新。以生態(tài)學的視角審視當前課堂教學存在的問題與困惑，有助于當前課堂教學改革回歸教育的本真目的——促進人的發(fā)展。圍繞該目的的實現，充分借鑒和利用信息技術支持學生的全面、個性、自主和終身發(fā)展成為當前教育面臨的重大機遇和時代挑戰(zhàn)。在此過程中，信息技術支持下的課堂教學改革與創(chuàng)新需要目標重新定位、師生關系重構、教學流程重塑、評價體系重建等的系統(tǒng)性思考和建設，以促進全新的課堂生態(tài)的形成發(fā)展。因此，智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)模型的構建將不僅有助豐富智慧課堂理論研究，也有助于為規(guī)范當前信息技術支持下的課堂教學，為智慧課堂教學創(chuàng)新提供實踐鏡鑒。眾所周知的是，任何教育教學改革都不能一蹴而就，智慧課堂教學改革與創(chuàng)新也需要政府、企業(yè)、學校、科研機構、家長等的全方位參與和支持，只有在多方協(xié)作的良性生態(tài)環(huán)境中，以智慧課堂為主陣地的智慧教育理念才能落地，以教育信息化引領促進教育現代化的目標才能得實現。

作者簡介：

李逢慶：副教授，博士，研究方向為教育信息化與學校變革（fengqing@sdnu.edu.cn）。

尹苗：教授，博士，研究方向為信息技術與學科課程整合（yinmiao@sdnu.edu.cn）。

史潔：教授，博士，研究方向為信息技術與學科課程整合（sdnuslujie@163.com）。

收稿日期：2020年1月10日

責任編輯：邢西深