信息技術(shù)與課堂教學(xué)創(chuàng)新

劉三

（華中師范大學(xué) 國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢430079）

一、背景——信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的教育變革

信息技術(shù)與課堂教學(xué)的整合有兩大時(shí)代背景，第一個(gè)是信息技術(shù)已經(jīng)以非常廣泛、深刻、迅速的方式滲透到各個(gè)領(lǐng)域之中，滲透到我們生活的各行各業(yè)，如醫(yī)療、電子商務(wù)、物流、智能交通、智能家居和信息化戰(zhàn)爭(zhēng)，信息技術(shù)對(duì)我們的生活已經(jīng)產(chǎn)生了重大影響，但是就教育而言，其與技術(shù)本身的發(fā)展或者與其他各行業(yè)來比，是非常緩慢的，中間還存在著深刻的差距。第二個(gè)是現(xiàn)在的學(xué)生已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，他們被稱為數(shù)字原生代，他們成長在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，利用各種信息工具和信息手段去進(jìn)行交流和獲取知識(shí),學(xué)習(xí)方式和我們相比有了很大的變化。怎樣引領(lǐng)數(shù)字原生代去學(xué)習(xí)，帶著他們?nèi)カ@取知識(shí)，是我們要關(guān)注的問題。面對(duì)這些變化，教育只有去擁抱信息技術(shù)進(jìn)行變革和整合，而不是把信息技術(shù)排斥在外，信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合勢(shì)在必行。我們將教育與技術(shù)的融合發(fā)展分為起步、應(yīng)用、融合和創(chuàng)新四個(gè)階段，目前我國教育信息化的發(fā)展正處于初步應(yīng)用整合階段，國家提出的“十二五”建設(shè)目標(biāo)是“力爭(zhēng)通過十年時(shí)間進(jìn)入全面融合創(chuàng)新階段”，即達(dá)到信息技術(shù)與教育之間的深度融合，真正讓信息技術(shù)為教和學(xué)來服務(wù)，信息技術(shù)不再是一個(gè)可有可無的輔助手段，而將成為教育教學(xué)中常態(tài)化和必不可少的工具和手段。

教室的信息化在教育信息化中占據(jù)著非常重要的地位。目前，我國的教育信息化建設(shè)較多側(cè)重在第一個(gè)維度——管理的信息化，如數(shù)字校園的建設(shè)，通過信息技術(shù)將教育部門、學(xué)校等基礎(chǔ)設(shè)施、人財(cái)物進(jìn)行管理，提高管理效率。第二個(gè)維度是教和學(xué)的信息化，教育信息化發(fā)展的出發(fā)點(diǎn)和根本落腳點(diǎn)都是為教學(xué)服務(wù)。教和學(xué)的信息化包含兩個(gè)部分，一個(gè)是教室的建設(shè)，另一個(gè)是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)或者教育云等信息技術(shù)來支持教師的課堂教學(xué)、課下輔導(dǎo)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)等，分別對(duì)應(yīng)教室和教育云平臺(tái)的建設(shè)，我們通常稱之為云端一體化。國家通過多年的教育信息化建設(shè)，很多地區(qū)和區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施和管理信息化方面做得比較充分，接下來面臨的問題就是怎么就教與學(xué)教育信息化建設(shè)進(jìn)行深入改革。在這個(gè)過程中，作為課堂教學(xué)主戰(zhàn)場(chǎng)的教室是實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)和教育教學(xué)融合的核心，教室的信息化建設(shè)是我們研究和探索的重中之重。

二、現(xiàn)狀——信息技術(shù)融入課堂教學(xué)

隨著信息技術(shù)的發(fā)展和在教室中的應(yīng)用，國內(nèi)教室的發(fā)展經(jīng)歷了以下兩個(gè)階段：以黑板+粉筆為主導(dǎo)的傳統(tǒng)教室和以計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、幕布和交互式電子白板為典型特征的多媒體教室。

傳統(tǒng)教室的最大優(yōu)點(diǎn)是教師用粉筆把教學(xué)內(nèi)容書寫在板面上,并配以現(xiàn)場(chǎng)講解,學(xué)生邊聽老師講解邊做筆記,這種方式統(tǒng)稱為傳統(tǒng)板書方式。板書通過一定的方式展示了教學(xué)內(nèi)容的邏輯聯(lián)系和教學(xué)過程的進(jìn)行程序，反映了正確的思維過程,對(duì)學(xué)生的思路有引導(dǎo)調(diào)節(jié)的作用。由于板書可以反復(fù)感知，所以它能不斷刺激學(xué)生的視覺注意，使學(xué)生清晰地意識(shí)到實(shí)際的教學(xué)過程,啟發(fā)學(xué)生的思維隨著教學(xué)的進(jìn)程而順利發(fā)展。但是傳統(tǒng)教室中粉筆灰塵對(duì)教師健康造成了很大影響，另外資源呈現(xiàn)種類單一，教師板書無法進(jìn)行保存，是傳統(tǒng)教室的幾大弊端。

多媒體教學(xué)作為一種新的教學(xué)方式，以其圖文并茂、聲像俱佳等優(yōu)點(diǎn)，越來越多的走進(jìn)和深入到課堂教學(xué)中。多媒體教學(xué)可以充分發(fā)揮多媒體資源的優(yōu)勢(shì)，避免了傳統(tǒng)教學(xué)的很多弊端，但在一線教學(xué)中，多媒體教室也出現(xiàn)了一些新的問題，如多媒體教學(xué)已經(jīng)逐漸演化成“PPT教學(xué)”，成為教師新型的照本宣科的工具，很多教師在授課時(shí)，多媒體資源和板書呈分離狀態(tài)，這就使原本互動(dòng)的課堂教學(xué)變成了報(bào)告式的演示教學(xué)，抑或是純呈現(xiàn)式的人機(jī)交互模式。

目前國內(nèi)這兩種教室屬于并存的狀態(tài)，在實(shí)際教學(xué)中，有兩個(gè)問題要和大家進(jìn)行分享，第一，隨著多媒體資源在課堂中的應(yīng)用增多，展示形式多樣化，展示效率得到提高，但是板書不能被忽視，其作用前面進(jìn)行了仔細(xì)講述。第二，關(guān)于信息負(fù)載的問題，借助于多媒體技術(shù)課堂展示效率得到大力提高，但是從認(rèn)知的角度出發(fā)，學(xué)生在一節(jié)課內(nèi)所能接受的信息量有限，信息如果過多，學(xué)生會(huì)自動(dòng)拋棄掉一部分內(nèi)容，建議老師將課堂中剩余的時(shí)間留給學(xué)生進(jìn)行討論交流、思考、分析和解決問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，這也符合利用信息技術(shù)來更好的支撐課堂教學(xué)的初衷。如果在信息環(huán)境下我們還是采用滿堂灌的方式進(jìn)行教學(xué)，其教學(xué)效果可能還不如傳統(tǒng)教學(xué)好。

三、教育視野下的課堂教學(xué)

上一部分是關(guān)于信息技術(shù)融入課堂教學(xué)現(xiàn)狀的討論，本部分我們回歸到課堂本身，從教育本身出發(fā)來看一下課堂教學(xué)的核心要素是什么。

本位主義。從本位主義理解來看，教師的角色和定位已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，教師不再在是知識(shí)的唯一占據(jù)者，由于學(xué)生的學(xué)習(xí)和交流方式發(fā)生了巨大變化，教師從知識(shí)占有者變成了學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者，從知識(shí)的傳授者變成了學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，從教教材變成了用教材教，同時(shí)教師的角色也從課程的執(zhí)行者，變成了課程的開發(fā)者，從簡(jiǎn)單的教書匠變成了教學(xué)研究者，從知識(shí)守舊者變成了終身學(xué)習(xí)者。

教學(xué)設(shè)計(jì)。目前有些地方在做信息技術(shù)與教育教學(xué)融合培訓(xùn)時(shí)，較多側(cè)重教師制作資源能力的培訓(xùn)，旨在老師打造成為媒體資源制作專家。這種做法過于強(qiáng)調(diào)技術(shù)本身，對(duì)教師的定位也存在偏差。信息技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)的目的是培養(yǎng)老師使用信息技術(shù)更好的上課，但是體現(xiàn)老師教學(xué)價(jià)值或者水平高低的核心要素是教學(xué)設(shè)計(jì)，是教學(xué)的設(shè)計(jì)而不是傳遞教學(xué)的媒體決定了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)，這是做好信息技術(shù)和教育教學(xué)融合的一個(gè)非常關(guān)鍵的要素。在實(shí)際實(shí)施過程中，我們要充分強(qiáng)調(diào)教學(xué)設(shè)計(jì)重要性的同時(shí)，使用信息技術(shù)去支撐老師的教學(xué)實(shí)施。

課堂知識(shí)載體。課堂知識(shí)載體包括語言肢體動(dòng)作，板書和媒介三類，主要討論后兩個(gè)因素。板書因其方便性和可重復(fù)利用性在課堂教學(xué)中非常重要，但是現(xiàn)在普遍應(yīng)用的交互式電子白板卻存在一定的不便性，老師需要用電子白板展示教學(xué)內(nèi)容，需要大量板書時(shí)要拿起粉筆進(jìn)行書寫，十分不便，利用技術(shù)手段可以克服這些問題，如使用雙板模式。利用信息技術(shù)將板書進(jìn)行數(shù)字化保存發(fā)給學(xué)生進(jìn)行課下復(fù)習(xí)，也方便老師進(jìn)行教學(xué)反思（通過對(duì)板書的反思，會(huì)對(duì)他教學(xué)的各個(gè)方面進(jìn)行不斷的思考）。使用媒介進(jìn)行教學(xué)，除了我們常說的使用PPT、視頻、動(dòng)畫等通識(shí)多媒體教學(xué)資源進(jìn)行圖文并茂等方式的教學(xué)，還有一個(gè)更深層次的意義是知識(shí)的可視化，知識(shí)可視化可以將抽象的知識(shí)進(jìn)行具象化和形象化，輔助大部分老師把晦澀、抽象的概念和知識(shí)講解清楚，比如講物理中核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，利用仿真手段很清晰形象的把這個(gè)過程模擬出來，讓學(xué)習(xí)者能夠清楚明白，這對(duì)基礎(chǔ)教育的質(zhì)量提升有很大意義。

教學(xué)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的變化是革命性的變化，它從根本上改變了課堂教學(xué)的流程，教學(xué)結(jié)構(gòu)包含微觀和宏觀兩個(gè)層面。微觀層面是指教學(xué)模式，即在信息環(huán)境下教師利用信息技術(shù)可以進(jìn)行怎樣的教學(xué)模式創(chuàng)新。我們以翻轉(zhuǎn)課堂為例來解釋教學(xué)結(jié)構(gòu)的宏觀層面，翻轉(zhuǎn)課堂改變了原來課內(nèi)講授知識(shí)，課外做題復(fù)習(xí)的模式，傳統(tǒng)課內(nèi)進(jìn)行的任務(wù)將放在課下進(jìn)行，學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，看老師提供的教學(xué)視頻，甚至看第三方提供的資源和素材，課內(nèi)時(shí)間則被用來分析、討論和解決問題，這種改變就是宏觀結(jié)構(gòu)的變化。這種變化有兩個(gè)特征，一是技術(shù)不是可有可無，沒有技術(shù)的支持，這種結(jié)構(gòu)性的變化是無法實(shí)現(xiàn)的。特征二就是課堂進(jìn)行了延伸，前面說的都是物理課堂，而未來的物理課堂還將對(duì)應(yīng)一個(gè)虛擬的課堂，即在線課堂，未來在線課堂將支持課堂討論、資源分享和自我學(xué)習(xí)等，并且將更加專業(yè)，更符合老師的要求和更常態(tài)化。如果老師能夠善于把握這些變化和利用這些變化，就可能會(huì)對(duì)我們未來的教學(xué)產(chǎn)生更好的效果，因?yàn)檫@種變化打破了課堂的界限和時(shí)間的界限，課堂將變的無處不在。

四、信息時(shí)代的教室——信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)下的教室演進(jìn)之路

從技術(shù)和裝備的維度出發(fā)，我們將教室分成了以下三個(gè)階段，從以黑板加粉筆為典型特征的傳統(tǒng)教室（Classroom0.0）發(fā)展到以計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、幕布和電子白板為典型特征的多媒體教室（Classroom1.0），再到先進(jìn)教室或者未來教室（Classroom2.0）。傳統(tǒng)教室和多媒體教室在演變的過程中，技術(shù)和裝備有了很大的進(jìn)步，從黑板過渡到投影、幕布和交互式電子白板，從單一的粉筆板書過渡到利用多媒體資源進(jìn)行教學(xué)，資源展示形式得到極大豐富。但是這兩種教室中的課堂教學(xué)并沒有發(fā)生本質(zhì)性變化，都是以教師為主導(dǎo)，以傳統(tǒng)的課堂講授和展示為主要的教學(xué)方式。而先進(jìn)教室相對(duì)于前兩種教室，最根本的區(qū)別是先進(jìn)教室是被設(shè)計(jì)用來支撐多元化的教學(xué)，以教師為中心向以學(xué)生為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)變，教學(xué)模式向多元教學(xué)方向演變，而不僅僅是指技術(shù)或者裝備方面的先進(jìn)。圖1是三種教室在教學(xué)模式上的變化過程。

圖1 教室演變歷程

從上述教室的變化，我們也可以看出教室在建設(shè)時(shí)如果要體現(xiàn)它的價(jià)值，一定要和課堂教學(xué)本身需求進(jìn)行結(jié)合，而不僅僅只關(guān)注技術(shù)本身。

教室在演變過程中主要考慮兩個(gè)方面的變化，一個(gè)是技術(shù)維度的變化，目前教室正在往網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化和智能化等方向發(fā)展，但是技術(shù)的變化不是教師關(guān)注的重點(diǎn)，教師關(guān)注的重點(diǎn)主要是教學(xué)模式可以進(jìn)行怎樣的創(chuàng)新與變革，即如何支持以學(xué)生的學(xué)為中心的教學(xué)，怎么有效地進(jìn)行課堂交互，技術(shù)如何支持多元教學(xué)方式和方法的變革和創(chuàng)新等，這也是我們?cè)诮ㄔO(shè)教室時(shí)所應(yīng)關(guān)注的問題。歸結(jié)起來，未來教室的建設(shè)主要側(cè)重以下四個(gè)因素：第一個(gè)因素是云端裝備的建設(shè)，在教學(xué)中，老師把教學(xué)裝備與教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)實(shí)踐完美結(jié)合起來，并達(dá)到一個(gè)很融洽的地步，才能體現(xiàn)教室的價(jià)值，教室并不一定要裝修的非常豪華，裝備非常先進(jìn)。但是，從前面的介紹我們能夠看出信息技術(shù)是在未來教室的建設(shè)也是一個(gè)必要條件，不再是可有可無的。第二個(gè)要素是資源，資源除了包括老師們經(jīng)常使用的通識(shí)資源，如PPT、動(dòng)畫、音視頻等多媒體教學(xué)資源，也包括面向?qū)W科的學(xué)科工具和資源，另外各種云端應(yīng)用和服務(wù)也在我們所說的資源范疇之內(nèi)，一切可以為教師的課堂教學(xué)所服務(wù)的應(yīng)用和服務(wù)都可以稱為資源。資源主要有兩個(gè)來源，一個(gè)是教師自己制作，一部分是來自互聯(lián)網(wǎng)或者云平臺(tái)。第三個(gè)要素是空間結(jié)構(gòu)，教學(xué)育人和培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境是一個(gè)靈活多樣的環(huán)境，課堂空間結(jié)構(gòu)需要教師根據(jù)不同的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)和組織?？臻g結(jié)構(gòu)的變化目前有以下兩個(gè)趨勢(shì)，一個(gè)是建設(shè)專業(yè)化教室，傳統(tǒng)的專業(yè)化教室通常是參考大學(xué)和研究所等機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行建設(shè)，后期我們要兼顧學(xué)科的特點(diǎn)和學(xué)生動(dòng)手的能力建立面向?qū)W科的專業(yè)化教室。另外一個(gè)是，未來教學(xué)的組織形式將是走班制和固定班級(jí)制相結(jié)合，低學(xué)段的學(xué)生在固定教室學(xué)習(xí)，高學(xué)段的學(xué)生將在不同的學(xué)科教室中學(xué)習(xí)。第四個(gè)要素就是教師培訓(xùn)，它在四個(gè)要素里是最重要的，教室中所有的裝備和資源，如果老師不會(huì)用或者用不好的話，都是價(jià)值不大的。教師的職業(yè)要求也在發(fā)生著變化，未來可能要制定新的教師標(biāo)準(zhǔn)，教師可能不再是終生制，對(duì)教師的要求將會(huì)越來越嚴(yán)格。

五、創(chuàng)新之路——信息技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合

目前，國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心在課堂教學(xué)中的實(shí)踐和探索主要包含以下幾個(gè)方面：

云端裝備創(chuàng)新。國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心利用專利技術(shù)，開發(fā)出新型教學(xué)設(shè)備——電子雙板，能夠克服傳統(tǒng)多媒體教室教學(xué)內(nèi)容單板呈現(xiàn)的弊端，搭建全新的教學(xué)支撐平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容雙軌呈現(xiàn)需求，為推進(jìn)課堂教學(xué)方式變革提供了硬件解決方案。同時(shí)，在課堂教學(xué)中可以集成即時(shí)應(yīng)答器、臺(tái)式電腦、筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等多種交互終端等，進(jìn)行多種教學(xué)模式的探索。

內(nèi)容創(chuàng)新。第一種是數(shù)字化電子課本與電子教材，電子教材不僅僅是內(nèi)容的數(shù)字化，還可以進(jìn)行多樣互動(dòng)，如學(xué)生可以觀看電子課本中的視頻或者直接進(jìn)行答題交互，并查看實(shí)時(shí)的交互結(jié)果。第二種是信息技術(shù)與教育教學(xué)進(jìn)行深度融合——開發(fā)面向?qū)W科的資源和工具，資源不僅僅是傳統(tǒng)PPT等常規(guī)資源，還包括體現(xiàn)不同學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)，智能化、可視化、交互式的輔助教學(xué)軟件和學(xué)科工具，包括數(shù)學(xué)教學(xué)工具（二維動(dòng)態(tài)幾何工具、三維立體幾何工具）、物理仿真實(shí)驗(yàn)工具、化學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)工具、地理教學(xué)工具、歷史教學(xué)工具、音樂教學(xué)工具等等。

資源組織創(chuàng)新——基于學(xué)習(xí)活動(dòng)理論。教師在設(shè)計(jì)和制作課件時(shí)，以學(xué)習(xí)活動(dòng)組織教學(xué)，充分尊重教師教學(xué)設(shè)計(jì)的個(gè)性化與創(chuàng)造性，讓老師在教學(xué)過程清楚自己要先講什么，再講什么，并且在每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中都可以方便調(diào)用資源或者工具來輔助教學(xué)的展開，老師在這個(gè)舞臺(tái)中很方便的實(shí)施自己教師設(shè)計(jì)的目標(biāo)，而且還可以實(shí)現(xiàn)自己的個(gè)性化教學(xué)。

教/學(xué)空間創(chuàng)新。華中師范大學(xué)已經(jīng)建設(shè)了80余間的交互式教室來進(jìn)行對(duì)師范生的培養(yǎng)，教室形態(tài)多樣，能夠滿足不同的教學(xué)需求。目前師范院校在培養(yǎng)師范生時(shí)較多采用傳統(tǒng)的黑板+粉筆的教學(xué)方式，這不利于學(xué)生掌握先進(jìn)的教育信息技術(shù)，更無法培養(yǎng)他們利用信息技術(shù)來支持教學(xué)的思維和理念。虛擬學(xué)習(xí)空間是和物理教學(xué)空間是相對(duì)應(yīng)的，也是統(tǒng)一的，即常說的混合式教學(xué)模式，華師目前已經(jīng)有400余課程正在使用大規(guī)模在線課程進(jìn)行授課，學(xué)生課下利用大規(guī)模在線課程進(jìn)行學(xué)習(xí)，課堂中則進(jìn)行問題討論和答疑。

教學(xué)模式創(chuàng)新。目前在國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心的支持下，全國各地現(xiàn)在有十多個(gè)省市，200多所中小學(xué)建成交互式教室進(jìn)行教學(xué)應(yīng)用和探索。教學(xué)模式多元化實(shí)踐中有一個(gè)很重要的部分就是及時(shí)互動(dòng)學(xué)習(xí)，哈佛大學(xué)的EricMazur教授使用Clicker講授物理概念，其研究成果發(fā)表在Science上，科羅拉多大學(xué)的M.K.Smith教授也做了和Clicker相關(guān)的研究，同樣也在Science發(fā)表了文章。他們之所以能在Science這種世界頂級(jí)雜志上發(fā)表文章就是因?yàn)樗麄兝肅licker改變了傳統(tǒng)教學(xué)的學(xué)習(xí)生態(tài)。

最后探討一下數(shù)字化學(xué)習(xí)時(shí)代的學(xué)習(xí)情境。未來的學(xué)習(xí)有三個(gè)場(chǎng)景，一個(gè)是學(xué)校（School），一個(gè)是戶外（Outdoor），一個(gè)是家庭（Family），簡(jiǎn)稱SOF模式，通過信息技術(shù)將這三個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行無縫的切換和整合，將課上、課下、課內(nèi)、課外，課中、課后進(jìn)行無縫結(jié)合，讓學(xué)生在這個(gè)環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)、體驗(yàn)和交流是未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。在這個(gè)模式中有兩點(diǎn)非常重要，一個(gè)是架構(gòu)完善的云平臺(tái)來支撐這個(gè)學(xué)習(xí)情境，另一個(gè)就是針對(duì)各種學(xué)習(xí)端（包括教室和各種學(xué)習(xí)終端）進(jìn)行創(chuàng)新，即如何使用信息技術(shù)結(jié)合教學(xué)要求來進(jìn)行創(chuàng)新，這是我們目前面臨的挑戰(zhàn)和重要的任務(wù)，信息化教室創(chuàng)新建設(shè)就是其中的一個(gè)方面。如何科學(xué)地建設(shè)這個(gè)學(xué)習(xí)情境也是國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心目前專注的研究?jī)?nèi)容。