智能教室環(huán)境中課堂教學(xué)變革的目標(biāo)與路徑

黃威榮 蹇孝玉 吳賢瓊 鄧燕艷

摘要：以智能教室為代表的信息技術(shù)在教育領(lǐng)域跨界融合，推動(dòng)了教育的創(chuàng)新和變革，轉(zhuǎn)變了課堂的教學(xué)形態(tài)、交互形態(tài)和資源形態(tài)，為學(xué)習(xí)者提供了不同于以往的教育形式。以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)智能教室環(huán)境中的教學(xué)過(guò)程、教學(xué)互動(dòng)、課堂管理和教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行探討，分析課堂教學(xué)變革的路徑，促進(jìn)課堂教學(xué)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能教室，課堂教學(xué)，教學(xué)變革

教育部《關(guān)于實(shí)施全國(guó)中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見(jiàn)》中明確要求“要全面促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新發(fā)展”。隨著融合創(chuàng)新發(fā)展的不斷推進(jìn)，智能教室逐漸進(jìn)入課堂?？v觀應(yīng)用，雖然智能教室有著眾多的優(yōu)點(diǎn)，但在課堂教學(xué)中的實(shí)際使用效果仍遠(yuǎn)未達(dá)到理想狀態(tài)，如何優(yōu)化智能教室的使用，充分利用其優(yōu)點(diǎn)將改進(jìn)教師教學(xué)與促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，全面促進(jìn)教學(xué)變革、提高教學(xué)效果，是亟待解決的問(wèn)題。

目前業(yè)界對(duì)智能教室的界定還不統(tǒng)一，有人認(rèn)為智能教室是繼電子教室、多媒體教室、智慧教室之后在其基礎(chǔ)上配備各種人工智能設(shè)備的一種新型教室，也有人認(rèn)為智能教室就是智慧教室。作者將智能教室界定為“利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接各種教學(xué)設(shè)施，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)連接教師、學(xué)生及資源，運(yùn)用人工智能、人機(jī)交互、大數(shù)據(jù)等技術(shù)增強(qiáng)信息呈現(xiàn)，利用智慧學(xué)習(xí)空間優(yōu)化交互環(huán)境、適應(yīng)多種方式、促進(jìn)個(gè)性化教學(xué)活動(dòng)無(wú)縫開(kāi)展的新型教室形態(tài)”。

一、智能教室環(huán)境中課堂教學(xué)變革的目標(biāo)

1.從多媒體教學(xué)形態(tài)到智能教學(xué)形態(tài)

智能教室產(chǎn)生以前，以多媒體教室為核心設(shè)備的多媒體教學(xué)形態(tài)長(zhǎng)期占據(jù)著課堂。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，多媒體教學(xué)形態(tài)只是改變了信息呈現(xiàn)方式，對(duì)教學(xué)過(guò)程中的教學(xué)交互方式、教學(xué)管理與評(píng)價(jià)過(guò)程的改變有限，對(duì)師生之間的交互關(guān)系及效果反饋幾乎未能改變，同傳統(tǒng)課堂一樣，師生之間的交互關(guān)系在課堂之外難以發(fā)生。智能教室產(chǎn)生以后，教學(xué)過(guò)程中的教學(xué)資源、教學(xué)方式、教學(xué)管理與評(píng)價(jià)過(guò)程發(fā)生了革命性的變化，如圖1所示。

智能教學(xué)形態(tài)中，在智能教室及智慧學(xué)習(xí)空間的支持下，黑板被巨大的顯示屏幕所整合，教學(xué)資源由傳統(tǒng)的課本資源及學(xué)校資源轉(zhuǎn)變?yōu)榫€下線上相結(jié)合的教學(xué)資源，大量的教學(xué)資源存儲(chǔ)在云端，師生可以進(jìn)行即時(shí)訪問(wèn)與下載;通過(guò)集成學(xué)習(xí)終端、多屏互動(dòng)等技術(shù)為學(xué)生提供了智能化互動(dòng)空間，交互方式由基于課堂教學(xué)的師生面對(duì)面交互轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨尚越虒W(xué)為主的多元化交互，突破了多媒體教學(xué)中只能課內(nèi)交互的屏障，實(shí)現(xiàn)了師生之間的課外交互;智能教室中教學(xué)行為采集與動(dòng)態(tài)分析，使課堂教學(xué)管理由傳統(tǒng)管理轉(zhuǎn)變?yōu)橐越虒W(xué)過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控為基礎(chǔ)的學(xué)生學(xué)習(xí)行為管理，實(shí)時(shí)有效呈現(xiàn)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，更有利于教師及時(shí)管理課堂、調(diào)節(jié)教學(xué)行為，教學(xué)評(píng)價(jià)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐劳薪虒W(xué)行為數(shù)據(jù)支持的綜合性評(píng)價(jià)和學(xué)生行為評(píng)價(jià)。

2.?? 從技術(shù)性交互到概念性交互

教學(xué)交互是影響教學(xué)效果和學(xué)習(xí)成效的重要因素之一[1]，教與學(xué)的過(guò)程相互依賴，一個(gè)行為變化會(huì)影響另一個(gè)行為甚至一系列行為的發(fā)生。因此，在教學(xué)過(guò)程中師生雙方需要根據(jù)不斷變化的行為需求，對(duì)自身行為作出調(diào)整以響應(yīng)交互過(guò)程的有效進(jìn)行。MOSS等人將與交互式電子白板相關(guān)的交互劃分為技術(shù)性交互、物理性交互和概念性交互三類[2]。技術(shù)性交互重點(diǎn)關(guān)注針對(duì)技術(shù)功能進(jìn)行的交互;物理性交互重點(diǎn)關(guān)注針對(duì)學(xué)生操作實(shí)現(xiàn)的交互;概念性交互重點(diǎn)關(guān)注與課程概念及觀點(diǎn)進(jìn)行的交互、探索和建構(gòu)，這種分類同樣適用于智能教室環(huán)境中。

在多媒體教學(xué)形態(tài)階段，課堂中教師多以演示型課件進(jìn)行授課，交互方式往往停留在技術(shù)性交互及物理性交互的層面上，學(xué)生難以達(dá)到概念性交互的層次，缺乏“人-機(jī)-人”互動(dòng)。在智能教學(xué)形態(tài)階段，強(qiáng)大的功能使它具有更加有效的交互及具有強(qiáng)大沖擊力的視覺(jué)效果，為課堂教學(xué)提供“人-機(jī)-人”的全方位、多層次的交互方式，學(xué)生通過(guò)訪問(wèn)在線教學(xué)資源平臺(tái)主動(dòng)構(gòu)建知識(shí)，交互方式從技術(shù)性交互、物理性交互達(dá)到概念性交互，促使學(xué)生對(duì)學(xué)科核心知識(shí)的理解更加深入透徹。

3.?? 從封閉教育資源到開(kāi)放教育資源

提倡教育創(chuàng)新的今天，由教育信息技術(shù)引發(fā)的教育變革逐漸深入，特別是以課程為載體的資源開(kāi)放尤為突出。課程學(xué)習(xí)中，要全面提升學(xué)生的各種能力，就要拓寬視野、轉(zhuǎn)變課程觀、擴(kuò)充資源占有量，不能局限于課堂，要充分利用一切有利于學(xué)科素養(yǎng)形成與發(fā)展的校內(nèi)外課程資源。

智能教室的實(shí)時(shí)聯(lián)網(wǎng)功能，為師生提供了獲取開(kāi)放教育資源的可能性，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上來(lái)自全世界的內(nèi)容和信息整合在一起形成的龐大資源庫(kù)，使學(xué)習(xí)者能隨時(shí)隨地獲取各類所需要的資源，“知識(shí)圍墻”被徹底打破。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)終端獲取教材以外的開(kāi)放教育知識(shí)，知識(shí)的深度、廣度得到拓寬，激發(fā)學(xué)生的求知、探索心理，對(duì)學(xué)習(xí)容易產(chǎn)生興趣;教師通過(guò)教學(xué)終端創(chuàng)建課程資源和相關(guān)主題，與其他優(yōu)秀的教師建立學(xué)習(xí)社群、分享教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，教師之間進(jìn)行多元化互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)與教的深度融合。

二、智能教室環(huán)境中課堂教學(xué)變革的路徑

1.?? 以生成性教學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，變革教學(xué)過(guò)程

生成性教學(xué)理論奠基者葉瀾認(rèn)為，課堂教學(xué)的豐富性主要是在過(guò)程中展現(xiàn)，傳統(tǒng)教學(xué)存在的根本缺陷是把豐富復(fù)雜、變動(dòng)不居的課堂教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)括為特殊的認(rèn)識(shí)活動(dòng)[3]。要改變這個(gè)缺陷就必須突破傳統(tǒng)教學(xué)框架，而且要使過(guò)程本身具有生成新因素的能力。教學(xué)過(guò)程應(yīng)該是一個(gè)漸進(jìn)的、多層次和多角度的非線性序列。多媒體教學(xué)形態(tài)階段，教學(xué)過(guò)程高度結(jié)構(gòu)化、固定化，教師通過(guò)設(shè)計(jì)好的環(huán)節(jié)預(yù)先制作多媒體課件，授課時(shí)按照既定的順序線性地播放課件，教學(xué)設(shè)計(jì)顯得封閉，忽略了教學(xué)的生成性[4]。

智能教學(xué)形態(tài)是相對(duì)于多媒體教學(xué)形態(tài)而言的，在智能教室環(huán)境中充分利用各種物理環(huán)境和學(xué)習(xí)支持環(huán)境，全面發(fā)揮各要素的作用。教師可以隨時(shí)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，可以對(duì)課件內(nèi)容進(jìn)行編輯與修改，將與學(xué)生互動(dòng)過(guò)程中生成的新知識(shí)點(diǎn)添加到教學(xué)資源中;學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)、思維方式、學(xué)習(xí)內(nèi)容特點(diǎn)對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行不同順序的組織，形成多個(gè)不同的學(xué)習(xí)活動(dòng)序列，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)偏好、認(rèn)知水平等，自主選擇學(xué)習(xí)活動(dòng)序列[5]。

2.?? 以智能教室為載體，變革教學(xué)互動(dòng)

師生互動(dòng)是課堂教學(xué)的核心，學(xué)生只有通過(guò)與教師互動(dòng)才能在課堂學(xué)習(xí)中更加有效地實(shí)現(xiàn)意義建構(gòu)。在多媒體教學(xué)形態(tài)階段的課堂教學(xué)中，師生之間、學(xué)生之間的互動(dòng)方式主要是言語(yǔ)互動(dòng)，形式較為單一，教學(xué)互動(dòng)大多在技術(shù)性交互層面。

智能教室借助先進(jìn)科技來(lái)打破學(xué)習(xí)空間限制，強(qiáng)調(diào)并賦予學(xué)生更大的主動(dòng)性[6]，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)互動(dòng)方式的重大突破，創(chuàng)設(shè)了師生之間、學(xué)生之間、人機(jī)之間全方位、多層次的互動(dòng)機(jī)制，互動(dòng)形式、互動(dòng)內(nèi)容多元化，技術(shù)支持、互動(dòng)參與深度化，教學(xué)資源從單向傳播變?yōu)殡p向甚至多向傳播，有效促進(jìn)了教師、學(xué)生、資源、環(huán)境等各教學(xué)要素之間的高度耦合。應(yīng)用于常態(tài)化教學(xué)中，教師可以實(shí)現(xiàn)課堂實(shí)時(shí)控制、資源實(shí)時(shí)管理，通過(guò)應(yīng)答反饋，與學(xué)生建立互動(dòng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)“人-機(jī)-人”的多元化交互方式，為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)數(shù)字化、個(gè)性化和智能化的教學(xué)環(huán)境[7]，教師利用智慧學(xué)習(xí)空間共享教學(xué)資源開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，學(xué)生通過(guò)智慧學(xué)習(xí)空間獲取學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，使教學(xué)互動(dòng)最終達(dá)到概念性交互的層次。

3.?? 以智能教室為紐帶，變革課堂管理

課堂需要管理才能順利展開(kāi)，管理是教學(xué)秩序與質(zhì)量的基本保證[8]。傳統(tǒng)的課堂管理依賴于學(xué)生的配合，主要采用管、控、壓等手段以管束學(xué)生的課堂行為，缺少對(duì)學(xué)生心理的觀察。

智能教室環(huán)境中采用不同于傳統(tǒng)教學(xué)的模式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)參與度高、激勵(lì)性好、成就感強(qiáng)的教學(xué)過(guò)程，教師利用智慧學(xué)習(xí)空間賦予學(xué)生行動(dòng)選擇權(quán)限，為學(xué)生提供某些期待的行動(dòng)選項(xiàng)，并著力增強(qiáng)這些行動(dòng)選項(xiàng)的魅力，引導(dǎo)學(xué)生順其自然地進(jìn)行選擇，促使學(xué)生做出負(fù)責(zé)任而又有積極意義的課堂行動(dòng)[9]。教師利用課堂實(shí)錄功能記錄課堂行為，通過(guò)課后分析，優(yōu)化課堂管理行為，充分利用智能教室為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)習(xí)參與度，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中不斷地獲得成就感和滿足感，激發(fā)內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高課堂效率。

4.以行為采集為依據(jù)，變革教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)是改進(jìn)教學(xué)的重要手段，傳統(tǒng)課堂評(píng)價(jià)多采用評(píng)課表記分、口頭提意見(jiàn)的經(jīng)驗(yàn)主義聽(tīng)評(píng)課方式進(jìn)行。在這種方式中，一是評(píng)價(jià)支撐材料少，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一、結(jié)果難以量化;二是評(píng)價(jià)只能在校內(nèi)，學(xué)生家長(zhǎng)無(wú)法參與。

智能教室環(huán)境中，利用聯(lián)網(wǎng)的各種移動(dòng)智能終端，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)“教”與“學(xué)”行為進(jìn)行伴隨式采集和編碼，經(jīng)過(guò)后臺(tái)智能化、即時(shí)化分析處理，在智慧學(xué)習(xí)空間中生成直觀、簡(jiǎn)潔、針對(duì)性強(qiáng)、圖文并茂的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，為課堂評(píng)價(jià)提供客觀的量化依據(jù)。采集的視頻支持回溯，教師在課后可以直接查看原始視頻與分析報(bào)告，依據(jù)教學(xué)行為采集觀察課堂教學(xué)，有效提高課堂觀察的效率和質(zhì)量，提高教學(xué)能力;家長(zhǎng)與學(xué)生也可以通過(guò)報(bào)告了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況以及教師教學(xué)情況，從而為學(xué)校建設(shè)、教師專業(yè)發(fā)展提供評(píng)價(jià)反饋。專家、同行、學(xué)生、教師、教學(xué)管理者和學(xué)生家長(zhǎng)都能參與到評(píng)價(jià)中，促進(jìn)傳統(tǒng)單一的教學(xué)評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向教師學(xué)生自評(píng)、專家同行點(diǎn)評(píng)、家長(zhǎng)參評(píng)的多元化評(píng)價(jià)，使評(píng)價(jià)更加科學(xué)、更有說(shuō)服力。如圖2所示。

在智能教室環(huán)境中，還可以跨區(qū)域組建教研組實(shí)施網(wǎng)絡(luò)教研，通過(guò)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、以強(qiáng)帶弱、整體聯(lián)動(dòng)的發(fā)展模式，促進(jìn)區(qū)域教學(xué)共同發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

未來(lái)課堂的形式必定是以智能教室為主的，智能教室進(jìn)入課堂，對(duì)原有教學(xué)方法、教學(xué)模式和教學(xué)資源等都產(chǎn)生了重要的影響，使課堂教學(xué)發(fā)生革命性的變化，強(qiáng)有力地增強(qiáng)了信息技術(shù)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等相關(guān)教學(xué)要素進(jìn)行流程再造與重塑，最終達(dá)到技術(shù)與教育教學(xué)深度融合。這種融合產(chǎn)生的教學(xué)變革是一個(gè)逐步漸進(jìn)變革的過(guò)程，遵循一定目標(biāo)與路徑，打造出新的教育生態(tài)。智能教室在課堂教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、自我調(diào)控能力提出了更高層次的要求，促使教師重新認(rèn)識(shí)并設(shè)計(jì)教學(xué)，構(gòu)建面向未來(lái)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新型課堂。在此過(guò)程中，教師要深入學(xué)習(xí)，深層次地挖掘智能教室的更多功能，不斷提高教學(xué)應(yīng)用水平，更加有效地促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)、提高教學(xué)質(zhì)量。

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[作者：黃威榮（1977-），男，貴州晴隆人，貴州師范大學(xué)教育學(xué)院/智慧教育研究中心，副教授，碩士生導(dǎo)師，碩士;蹇孝玉（1995-），女，貴州余慶人，貴州師范大學(xué)教育學(xué)院，碩士研究生;吳賢瓊（1992-），貴州黎平人，貴州師范大學(xué)教育學(xué)院，碩士研究生;鄧燕艷（1996-），四川樂(lè)至人，貴州師范大學(xué)教育學(xué)院，碩士研究生。]

【責(zé)任編輯 孫曉雯】

*該文為貴州省教育廳高校人文社會(huì)科學(xué)研究課題“師范生教育信息技術(shù)應(yīng)用能力混合式培養(yǎng)研究”（2015SSD20）、貴州省2015年教育科學(xué)規(guī)劃課題“中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)體系研究”（2015A056）、貴州師范大學(xué)2016年省級(jí)本科教學(xué)工程建設(shè)項(xiàng)目“教育技術(shù)學(xué)專業(yè)綜合改革”（2016ZZ1）的部分研究成果