“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下智慧課堂學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究

孫翕

（陜西開(kāi)放大學(xué) 信息與智能技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710119）

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)和大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)不斷融入教學(xué)過(guò)程，使得“以教師、教材、課堂”為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生為中心”“以數(shù)據(jù)智慧為主導(dǎo)”的智慧課堂教學(xué)模式，該模式依托融合于課堂的自主化和個(gè)性化的智慧學(xué)習(xí)方式，有效提高了課堂教學(xué)數(shù)據(jù)的采集和處理、課堂師生互動(dòng)和學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)與反饋，形成了一種新型的課堂教學(xué)環(huán)境。

本文試圖通過(guò)智慧課堂教學(xué)模式，在引發(fā)學(xué)生求知欲的基礎(chǔ)上，通過(guò)自主、合作和探究性學(xué)習(xí)的方式來(lái)提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維能力，從而促進(jìn)學(xué)生的深層次學(xué)習(xí)，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建新型師生關(guān)系、促進(jìn)教學(xué)資源的有效利用與研發(fā)。

1 智慧課堂理論

早期學(xué)者是從教育角度提出“智慧課堂”的概念，靖國(guó)平認(rèn)為課堂教學(xué)不僅僅是知識(shí)的傳遞，更要將知識(shí)轉(zhuǎn)化為智慧；成尚榮指出，智慧課堂為智慧生成而教。隨著新一代信息技術(shù)應(yīng)用于課堂，學(xué)者從信息化角度提出了智慧課堂的概念，唐燁偉認(rèn)為智慧課堂是在信息技術(shù)支持下，變革教學(xué)方式方法，把信息技術(shù)融入到課堂教學(xué)中，構(gòu)建個(gè)性化、智能化、數(shù)字化的課堂教學(xué)環(huán)境，形成創(chuàng)建智慧能力培養(yǎng)的課堂教學(xué)；龐敬文等認(rèn)為智慧課堂是在先進(jìn)的技術(shù)條件支持下，以培養(yǎng)學(xué)生智慧能力為根本目的，變革教學(xué)模式的新型課堂。

綜合以上觀點(diǎn)可以看出兩種視角的認(rèn)識(shí)是相互關(guān)聯(lián)的，基于智慧課堂的學(xué)習(xí)模式是以“建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論”為指導(dǎo)，以促進(jìn)學(xué)生能力發(fā)展為宗旨，借助于信息化技術(shù)實(shí)現(xiàn)“課前、課中、課后”全教學(xué)場(chǎng)景覆蓋的智能、高效的課堂教學(xué)環(huán)境。

2 “互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下智慧課堂的教學(xué)模式的構(gòu)建

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”是一種新的教育形態(tài)，借助于互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)力量實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，實(shí)施從學(xué)習(xí)方式、課程形態(tài)和評(píng)價(jià)模式等全方位的變革，從而為學(xué)生提供靈活的、個(gè)性化教育的新型服務(wù)模式。

在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的背景下構(gòu)建的智慧課堂教學(xué)模式，最終目標(biāo)是打造一個(gè)智能高效的課堂教學(xué)環(huán)境，通過(guò)智慧的“教”與“學(xué)”，一是能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生“想學(xué)”；二是能調(diào)動(dòng)學(xué)生熱愛(ài)學(xué)習(xí)的情感，使學(xué)生“樂(lè)學(xué)”；三是鍛煉學(xué)生的學(xué)習(xí)意志，使學(xué)生“勤學(xué)”，從而促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化成長(zhǎng)和智慧發(fā)展。

根據(jù)美國(guó)喬伊斯和韋爾提出的“信息加工教學(xué)模式理論”，結(jié)合智慧課堂的教學(xué)理念，將智慧課堂教學(xué)模式分為智慧教學(xué)目標(biāo)、技術(shù)支持、教學(xué)過(guò)程和智慧評(píng)價(jià)四個(gè)方面，具體如圖1所示。

圖1 智慧課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)圖

從圖1中可以看出，智慧教學(xué)目標(biāo)作為智慧課堂的出發(fā)點(diǎn)，指導(dǎo)著課堂教學(xué)活動(dòng)的實(shí)施，其最終目標(biāo)是培養(yǎng)“智慧者”，促進(jìn)學(xué)生的智慧成長(zhǎng)和全面發(fā)展。它的實(shí)現(xiàn)依靠每一個(gè)教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容不同可以進(jìn)行細(xì)化。教學(xué)過(guò)程是教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的基本途徑，可以分為課前、課中和課后活動(dòng)三個(gè)階段，每個(gè)階段都有基本的步驟，關(guān)鍵是資源庫(kù)的設(shè)計(jì)和課堂面對(duì)面的教學(xué)互動(dòng)交流設(shè)計(jì)。智慧課堂教學(xué)過(guò)程的開(kāi)展需要外部條件的支持，包括智能移動(dòng)終端、智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)和優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源。最后是智慧課堂學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)方式，主要從評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)內(nèi)容三個(gè)方面進(jìn)行多元化設(shè)計(jì)。

3 智慧課堂教學(xué)模式在軟件工程課程中的應(yīng)用

軟件工程是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心必修課，是一門理論性、技術(shù)性、實(shí)踐性相結(jié)合的課程，涵蓋多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，課程內(nèi)容抽象和龐雜，課堂教學(xué)主要以教師講授為主，對(duì)缺乏軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，理論性知識(shí)理解起來(lái)往往枯燥難懂，也很難將學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用到軟件建模與開(kāi)發(fā)的實(shí)踐中，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，將知識(shí)靈活運(yùn)用的程度差。

此外，課程中涉及到高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)課程相關(guān)的內(nèi)容，學(xué)生前期課程掌握程度參差不齊，采用相同層次教學(xué)使得基礎(chǔ)好的學(xué)生難以滿足學(xué)習(xí)需求，基礎(chǔ)差的學(xué)生難以跟上教學(xué)進(jìn)度。

因此，本研究依據(jù)上一章節(jié)構(gòu)建的智慧課堂教學(xué)模式為理論基礎(chǔ)，采用智能手機(jī)或平板電腦為基礎(chǔ)設(shè)備，借助“藍(lán)墨云班課”智慧教學(xué)平臺(tái)支持，將智慧課堂教學(xué)模式應(yīng)用到軟件工程的課堂教學(xué)中，以改變傳統(tǒng)課堂中存在的問(wèn)題。下面從課程教學(xué)目標(biāo)、智慧教學(xué)平臺(tái)設(shè)置、教學(xué)過(guò)程組織與實(shí)施過(guò)程和智慧教學(xué)評(píng)價(jià)四個(gè)方面，具體闡述智慧課堂教學(xué)模式在軟件工程課程中的實(shí)踐過(guò)程。

3.1 課程教學(xué)目標(biāo)

教學(xué)目標(biāo)是進(jìn)行課堂教學(xué)活動(dòng)的依據(jù)，包括課程目標(biāo)、教學(xué)單元目標(biāo)和課時(shí)目標(biāo)三個(gè)部分。就軟件工程這門課來(lái)講，其目標(biāo)是讓學(xué)生掌握軟件工程的基本理論和方法，從工程學(xué)的角度認(rèn)識(shí)軟件在信息系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析與解決問(wèn)題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通、創(chuàng)新等多方面能力，為今后從事大型軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

以軟件工程第一章軟件過(guò)程概述的第二節(jié)軟件過(guò)程模型為例，本章的教學(xué)單元目標(biāo)是了解和掌握軟件工程的基本概念（如軟件、軟件工程、軟件過(guò)程模型的定義等），軟件危機(jī)的表現(xiàn)形式、產(chǎn)生的原因及消除的途徑等；課時(shí)目標(biāo)是了解各種類型的軟件過(guò)程模型及其優(yōu)缺點(diǎn)，以及適用的開(kāi)發(fā)場(chǎng)景。

3.2 智慧教學(xué)平臺(tái)設(shè)置

本研究選擇“藍(lán)墨云班課”作為智慧課堂教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展的平臺(tái)，“藍(lán)墨云班課”是北京藍(lán)墨科技推出的一款以移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和云服務(wù)平臺(tái)為依托，借助移動(dòng)智能設(shè)備開(kāi)展課堂內(nèi)外即時(shí)反饋互動(dòng)教學(xué)的智能教學(xué)工具，其目的是為課堂教學(xué)活動(dòng)提供智能的、個(gè)性的和數(shù)據(jù)化的服務(wù)。

“藍(lán)墨云班課”通過(guò)教師創(chuàng)建的班課空間為學(xué)生提供手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上的課程訂閱、資源查看、消息推送等服務(wù)。課程學(xué)習(xí)平臺(tái)如圖2所示。

圖2 藍(lán)墨云學(xué)習(xí)平臺(tái)

平臺(tái)將學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)換為“經(jīng)驗(yàn)值”來(lái)反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況，為教師開(kāi)展教學(xué)行為分析和投票問(wèn)卷、頭腦風(fēng)暴、答疑討論等教學(xué)活動(dòng)提供依據(jù)，也為評(píng)價(jià)體系的建立提供了量化指標(biāo)。此外，平臺(tái)提供了多種評(píng)價(jià)方式，包括教師直接評(píng)價(jià)、學(xué)生互評(píng)和小組評(píng)價(jià)，在一定程度上加強(qiáng)了師生、生生之間的交流，同時(shí)也為過(guò)程性評(píng)價(jià)提供了數(shù)據(jù)支撐。

3.3 智慧課堂教學(xué)過(guò)程組織與實(shí)施

教學(xué)過(guò)程是整個(gè)教學(xué)模式的核心部分，通過(guò)課前、課中和課后三個(gè)階段開(kāi)展的活動(dòng)來(lái)高效完成教學(xué)目標(biāo)。

3.3.1 課前預(yù)習(xí)

課前，教師準(zhǔn)備預(yù)習(xí)資源，包括根據(jù)知識(shí)點(diǎn)制作的微視頻、課程內(nèi)容學(xué)習(xí)課件、預(yù)習(xí)檢測(cè)題、選擇課程相關(guān)的優(yōu)秀在線課程資源等。隨后將預(yù)習(xí)資源通過(guò)智慧教學(xué)平臺(tái)發(fā)布給學(xué)生，學(xué)生在移動(dòng)端收到提醒信息后可以根據(jù)自己的時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成檢測(cè)題，還可以通過(guò)平臺(tái)就學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題與老師進(jìn)行溝通交流。

根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)在《軟件過(guò)程模型》這一節(jié)中準(zhǔn)備的預(yù)習(xí)資源包括“瀑布模型”“增量模型”“螺旋模型”和極限編程模型的含義、特征及其優(yōu)缺點(diǎn)的視頻講解；“如何選擇軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型”和“為什么要使用極限編程模型”等相關(guān)文檔；圍繞各種軟件過(guò)程模型的特點(diǎn)設(shè)計(jì)相關(guān)的自測(cè)題；在“中國(guó)大學(xué)MOOC”上與本課程相關(guān)的慕課資源，如圖3所示。

圖3 中國(guó)大學(xué)MOOC資源

教師根據(jù)在線交流記錄和通過(guò)平臺(tái)獲取到的學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度和答題情況，初步掌握學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和容易出現(xiàn)混淆的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)課堂教學(xué)方案進(jìn)行修改和優(yōu)化。

3.3.2 課中互動(dòng)并持續(xù)交流

傳統(tǒng)課堂在課中階段以教師講課、提問(wèn)，學(xué)生聽(tīng)課、回答問(wèn)題為主，教和學(xué)的聯(lián)系方式比較單一，缺乏全面深入的互動(dòng)交流。而智慧課堂教學(xué)的核心是基于智慧課堂信息技術(shù)平臺(tái)開(kāi)展形式多樣的活動(dòng)，從而促進(jìn)師生交流和生生交流，形成深層次、多元的互動(dòng)，在此過(guò)程中促進(jìn)學(xué)生智慧的生成。活動(dòng)主要包括教師采用多種方式創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景來(lái)導(dǎo)入教學(xué)內(nèi)容，如根據(jù)預(yù)習(xí)反饋、學(xué)生展示預(yù)習(xí)成果或者“頭腦風(fēng)暴”等方式，進(jìn)而由教師詳細(xì)講解學(xué)生在預(yù)習(xí)中存在的問(wèn)題，學(xué)生重點(diǎn)聽(tīng)取在預(yù)習(xí)中難以理解的知識(shí)點(diǎn)；隨后教師可以使用平臺(tái)“投票問(wèn)卷”“小組任務(wù)”等形式發(fā)布新的學(xué)習(xí)任務(wù)和隨堂測(cè)試，組織并指導(dǎo)學(xué)生以小組的形式開(kāi)展合作探究；最后教師根據(jù)學(xué)生展示的成果和平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，對(duì)每個(gè)小組的作業(yè)進(jìn)行分析、比較，辨析難點(diǎn)，鞏固弱點(diǎn)，強(qiáng)化難點(diǎn)，進(jìn)一步促進(jìn)師生的互動(dòng)交流，小組間的互相學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

在軟件過(guò)程模型的教學(xué)中，教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)的情況，在平臺(tái)以軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型的“好”與“壞”為主題開(kāi)展頭腦風(fēng)暴來(lái)導(dǎo)入新課的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)講解各種軟件模型的特征及其適用的場(chǎng)景。隨后在平臺(tái)發(fā)布兩個(gè)案例，讓學(xué)生分組討論應(yīng)該選用哪一種軟件過(guò)程模型，說(shuō)明選擇理由并對(duì)兩種情況進(jìn)行對(duì)比分析。最后在平臺(tái)推送課堂測(cè)試題，學(xué)生使用移動(dòng)終端提交后可以得到即時(shí)的評(píng)價(jià)反饋。教師在總結(jié)提升上根據(jù)課堂學(xué)生討論情況和隨堂測(cè)試結(jié)果，闡述如何選擇合適的軟件開(kāi)發(fā)模型。

3.3.3 課后拓展同時(shí)兼顧差異

傳統(tǒng)課堂在課后階段主要是學(xué)生完成教師布置的統(tǒng)一的課后作業(yè)，教師在下堂課對(duì)作業(yè)中出現(xiàn)的共性問(wèn)題進(jìn)行講評(píng)。這樣帶來(lái)的問(wèn)題是一方面作業(yè)完成情況不能及時(shí)反饋，另一方面教師在布置作業(yè)和點(diǎn)評(píng)時(shí)無(wú)法顧及到每個(gè)學(xué)生的差異。而智慧課堂教學(xué)較好的解決了這一問(wèn)題，首先，教師使用智慧教學(xué)平臺(tái)根據(jù)每個(gè)學(xué)生或者小組課前預(yù)習(xí)和課堂表現(xiàn)發(fā)布有針對(duì)性的作業(yè)和個(gè)性化的拓展資料；其次，學(xué)生完成作業(yè)后通過(guò)平臺(tái)提交，客觀題平臺(tái)可以自動(dòng)批改并反饋，主觀題教師可以針對(duì)學(xué)生的答題情況錄制批改視頻及時(shí)發(fā)送給學(xué)生，從而進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)；再次，學(xué)生通過(guò)平臺(tái)查看作業(yè)批改視頻后可以發(fā)表自己的疑問(wèn)和學(xué)習(xí)感受，與老師和同學(xué)進(jìn)行在線交流討論。

軟件過(guò)程模型課后作業(yè)主要分為三個(gè)方面，一是考察學(xué)生對(duì)每種軟件模型特征掌握情況的客觀測(cè)試題；二是針對(duì)某一具體情況采用何種軟件模型的分析題；三是針對(duì)學(xué)有余力的同學(xué)設(shè)置的拓展思考題，比如瀑布模型真的過(guò)時(shí)了嗎、如何理解極限編程模型中的勇氣等。

3.4 智慧教學(xué)評(píng)價(jià)

智慧教學(xué)評(píng)價(jià)是智慧課堂教學(xué)模式的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，主要從評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)方式和評(píng)價(jià)內(nèi)容三個(gè)方面進(jìn)行多元化的設(shè)計(jì)，評(píng)價(jià)主體包括教師點(diǎn)評(píng)、學(xué)生自評(píng)和互評(píng)；評(píng)價(jià)方式由形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)組成，智慧教學(xué)平臺(tái)記錄師生使用期間相關(guān)的行為數(shù)據(jù)，包括課前預(yù)習(xí)情況、課堂互動(dòng)、隨堂檢測(cè)和即時(shí)反饋、課后作業(yè)評(píng)價(jià)和跟蹤反饋，為形成性評(píng)價(jià)提供了數(shù)據(jù)支持。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括學(xué)生知識(shí)掌握能力、自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問(wèn)題能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。

智慧教學(xué)評(píng)價(jià)的目的一方面是對(duì)教師的教學(xué)效果、學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行檢查，從而對(duì)教學(xué)過(guò)程起到調(diào)節(jié)的作用，另一方面為了更好的激勵(lì)學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生智慧學(xué)習(xí)能力的發(fā)展。

4 智慧教學(xué)模式應(yīng)用情況分析

在《軟件工程》課程結(jié)束后，使用智慧教學(xué)平臺(tái)從提升學(xué)習(xí)興趣、優(yōu)化學(xué)習(xí)過(guò)程、提高知識(shí)掌握程度和學(xué)習(xí)效果等方面設(shè)計(jì)問(wèn)卷調(diào)查，共發(fā)放問(wèn)卷43份，回收有效問(wèn)卷43份。調(diào)查結(jié)果如圖4所示。絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為智慧課堂教學(xué)模式有助于提高學(xué)習(xí)興趣，形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，知識(shí)技能和學(xué)習(xí)方法均得到了提高。

圖4 問(wèn)卷調(diào)查情況

5 結(jié) 論

信息技術(shù)支撐下的智慧課堂教學(xué)模式在實(shí)際課程中的應(yīng)用極大豐富了“智慧教育”的內(nèi)涵。一是學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可視化。教師可以使用平臺(tái)提供的行為數(shù)據(jù)更加精準(zhǔn)的掌握學(xué)情。二是互動(dòng)交流多元化。師生除了在課堂內(nèi)的互動(dòng)，還可以借助平臺(tái)進(jìn)行課外交流。三是資源推送智能化。教師可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化差異，推送有針對(duì)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容。四是評(píng)價(jià)反饋即時(shí)化。智慧課堂采用貫穿課前、課中和課后的全過(guò)程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)模式，師生都可以實(shí)時(shí)了解當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀況。

智慧課堂教學(xué)模式作為一種新型的教學(xué)理念在教育教學(xué)的應(yīng)用過(guò)程中仍然存在很多問(wèn)題：如何對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程中的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行深度挖掘，針對(duì)不同學(xué)生在認(rèn)知、性格、能力上的差異實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)；如何創(chuàng)設(shè)內(nèi)容新穎、吸引學(xué)生并能夠給予學(xué)生思考空間的學(xué)習(xí)情景和教學(xué)資源；如何在課堂活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同合作能力，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維能力；如何形成科學(xué)、客觀的智慧評(píng)價(jià)體系等等。這都需要我們不斷根據(jù)教學(xué)實(shí)際去思考和發(fā)展。