“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧課堂的構(gòu)建與應(yīng)用研究

尹立坤

(蘇州工業(yè)園區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇 蘇州 215000)

·現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)·

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧課堂的構(gòu)建與應(yīng)用研究

尹立坤

(蘇州工業(yè)園區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇 蘇州 215000)

在信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)深度融合的研究實(shí)踐中,課堂教學(xué)改革的研究視角已從應(yīng)用信息技術(shù)“優(yōu)化教學(xué)”轉(zhuǎn)向“改變學(xué)習(xí)方式”.在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,新一代信息技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合,使得智慧課堂應(yīng)運(yùn)而生.本文從信息技術(shù)應(yīng)用的視角界定智慧課堂的內(nèi)涵,并對(duì)智慧課堂進(jìn)行概念架構(gòu)、理論模型構(gòu)建和實(shí)踐特征分析,最后基于案例闡述了智慧課堂的實(shí)踐應(yīng)用.

智慧課堂； 大數(shù)據(jù)； 教學(xué)模型

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中強(qiáng)調(diào):“信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響”,[1]它確立了教育信息化在整個(gè)教育發(fā)展浪潮中的關(guān)鍵戰(zhàn)略地位.在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的背景下,云平臺(tái)、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間、泛在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)飛速發(fā)展,將信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合推向新的高度,由此,經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐的醞釀,智慧課堂應(yīng)運(yùn)而生.

1 智慧課堂的界定

從多媒體教學(xué)軟件、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)到智慧教育云平臺(tái),信息技術(shù)正以其不可替代的優(yōu)勢(shì),推動(dòng)課堂教學(xué)改革向縱深發(fā)展.在核心素養(yǎng)理念指導(dǎo)下,課堂教學(xué)不再是以信息技術(shù)手段優(yōu)化教學(xué),而是在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式、促進(jìn)學(xué)習(xí)主動(dòng)發(fā)生;從傳授知識(shí)、培養(yǎng)技能轉(zhuǎn)向關(guān)注人的成長(zhǎng).

關(guān)于“智慧課堂”的內(nèi)涵,華東師范大學(xué)祝智庭教授指出,[2]智慧課堂是用智慧教育理念再塑翻轉(zhuǎn)課堂,智慧課堂將課堂由課內(nèi)延伸到課外,由物理環(huán)境延伸到網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境,形成了智慧學(xué)習(xí)空間.東北師范大學(xué)唐燁偉等學(xué)者將智慧課堂定義為,在信息技術(shù)的支持下,通過(guò)變革教學(xué)方式方法、將技術(shù)融入課堂教學(xué)中,構(gòu)建個(gè)性化、智能化、數(shù)字化的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境,從而有效促進(jìn)智慧能力培養(yǎng)的新型課堂.作為課程改革最終落腳點(diǎn)的課堂教學(xué),其“智慧”特征應(yīng)從“學(xué)習(xí)者的智慧學(xué)習(xí)活動(dòng)”和“智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建”兩方面進(jìn)行把握,才具有實(shí)際價(jià)值.因此,本文將“智慧課堂”界定為:從學(xué)生核心素養(yǎng)出發(fā),充分發(fā)揮信息技術(shù)手段的動(dòng)態(tài)記錄、大數(shù)據(jù)分析、智能決策與資源推送等優(yōu)勢(shì),構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)空間,創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生在主動(dòng)探究中獲得思維發(fā)展、技能習(xí)得和創(chuàng)新能力的一種課堂學(xué)習(xí)模式.

2 智慧課堂的構(gòu)建

2.1 智慧課堂的概念架構(gòu)

智慧課堂將學(xué)習(xí)資源、師生活動(dòng)搬上云端,創(chuàng)造智能化的學(xué)習(xí)空間,讓學(xué)生在智慧學(xué)習(xí)中發(fā)展高階思維、[3]獲得理論知識(shí)、習(xí)得應(yīng)用技能、提高核心素養(yǎng).為此,我們嘗試進(jìn)行智慧課堂的概念架構(gòu),如圖1所示.

圖1 智慧課堂的概念架構(gòu)

從圖1中可以看出,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)等新一代信息技術(shù),構(gòu)成了虛擬的智慧學(xué)習(xí)空間,為學(xué)習(xí)提供資源的分層共享、智能感知、大數(shù)據(jù)分析、智能推送和即時(shí)反饋服務(wù).教師和學(xué)生在物理空間進(jìn)行面對(duì)面的互動(dòng)交流,完成創(chuàng)新思維碰撞、情感互動(dòng)體驗(yàn)等學(xué)習(xí)活動(dòng),由此實(shí)現(xiàn)OTO(即Online To Offline線上線下)的智慧課堂學(xué)習(xí)模式.

2.2 智慧課堂的理論模型

智慧課堂作為新一代信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的產(chǎn)物,重點(diǎn)在于以學(xué)生為主體的智慧學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)和智慧學(xué)習(xí)空間構(gòu)建,重塑和升級(jí)了混合學(xué)習(xí)模式的表現(xiàn)形態(tài).為此,本文嘗試從學(xué)生核心素養(yǎng)出發(fā),理解智慧課堂的內(nèi)涵,構(gòu)建智慧課堂的理論模型,如圖2所示.

圖2 智慧課堂的理論模型

從布魯姆的教育目標(biāo)分類理論出發(fā),將教學(xué)目標(biāo)劃分成記憶理解、應(yīng)用分析、評(píng)價(jià)創(chuàng)造3大層次,基于新一代信息技術(shù)組建智慧學(xué)習(xí)空間,師生雙方在智慧學(xué)習(xí)空間中進(jìn)行教與學(xué)的活動(dòng).

課前,學(xué)生登陸云端平臺(tái),感知[4]學(xué)習(xí)情境,了解學(xué)習(xí)背景,自主完成前置任務(wù),獲得學(xué)習(xí)疑問(wèn).教師通過(guò)云端平臺(tái),收集學(xué)習(xí)者特征,獲取前置學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù),進(jìn)行學(xué)情分析,結(jié)合分析結(jié)果,進(jìn)行內(nèi)容整合[5]和教學(xué)優(yōu)化.

課上,學(xué)生基于云端學(xué)習(xí)的疑問(wèn),尋求同伴互助或教師指導(dǎo),基于引導(dǎo)問(wèn)題在智慧教育云平臺(tái)和物理空間自如切換,進(jìn)行探究活動(dòng).教師引導(dǎo)學(xué)生選擇符合自身需求的學(xué)習(xí)路徑,開(kāi)展個(gè)性化指導(dǎo),并突出面授優(yōu)勢(shì),組織群學(xué)探究,引發(fā)創(chuàng)新思考,發(fā)展高階思維.[6]

課后,學(xué)生基于云端平臺(tái),獲得經(jīng)過(guò)大數(shù)據(jù)分析的學(xué)習(xí)結(jié)果反饋,進(jìn)行學(xué)習(xí)路徑的自適應(yīng)調(diào)整,并以拓展任務(wù)為驅(qū)動(dòng),[7]開(kāi)展深度學(xué)習(xí);教師獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對(duì)本次學(xué)習(xí)進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋和教學(xué)反思,獲取后續(xù)教學(xué)需要調(diào)整的方向,總結(jié)演繹本次教學(xué)的課堂生成成果.

2.3 智慧課堂的實(shí)踐特征

與以往的信息化課堂相比,智慧課堂在實(shí)踐中具有鮮明的特征,突出表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面.

學(xué)習(xí)決策數(shù)據(jù)化.智慧課堂對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)收集,即時(shí)數(shù)據(jù)分析,實(shí)時(shí)診斷反饋,從而有針對(duì)性地調(diào)整學(xué)習(xí)路徑,進(jìn)行學(xué)習(xí)決策.例如針對(duì)初中物理“光的反射”教學(xué)設(shè)計(jì),教師設(shè)計(jì)課前活動(dòng)為:學(xué)生在云端平臺(tái)中,通過(guò)動(dòng)畫演示,利用激光筆、不透明障礙物、玩偶和平面鏡等進(jìn)行光的反射實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),探究反射角與入射角的關(guān)系,然后課上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,得出“入射角等于反射角”的結(jié)論;但在面授教學(xué)前,教師通過(guò)學(xué)習(xí)跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生將反射角標(biāo)錯(cuò)為“反射光線與鏡面的夾角”,于是教師及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)路徑,設(shè)計(jì)了課上實(shí)驗(yàn)“玻璃紙上的反射光”,讓學(xué)生自主標(biāo)記有關(guān)光的反射的名詞,并通過(guò)投影儀,一起做“找茬糾錯(cuò)”游戲,由此實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效的數(shù)據(jù)化決策.

交流互動(dòng)多維化.智慧課堂借助物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù),讓學(xué)習(xí)者通過(guò)語(yǔ)音、身體等方式與多媒體設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行交互;借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)讓教師準(zhǔn)確獲取學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、行為偏好等信息;借助泛在網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)跨情境的無(wú)縫交流和學(xué)習(xí).以高中物理“電場(chǎng)強(qiáng)度”教學(xué)為例,首先,教師通過(guò)云端平臺(tái)在課前對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、動(dòng)手操作能力、思維習(xí)慣等方面進(jìn)行了調(diào)查,并發(fā)現(xiàn)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中對(duì)“點(diǎn)電荷周圍場(chǎng)強(qiáng)方向”理解存在偏差,由此通過(guò)人機(jī)互動(dòng)、師生互動(dòng)挖掘不同學(xué)生在本課學(xué)習(xí)中的潛在學(xué)情;其次,通過(guò)模擬動(dòng)畫展現(xiàn)“場(chǎng)源電荷不同位置場(chǎng)強(qiáng)方向和大小”的虛擬情境,實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)、生生互動(dòng);最后,面授環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)“光芒四射”游戲(一個(gè)學(xué)生站在中間扮演場(chǎng)源電荷,其他學(xué)生處于場(chǎng)源電荷中的某一位置,用右手指向該位置電場(chǎng)強(qiáng)度),強(qiáng)化學(xué)生理解,由此實(shí)現(xiàn)了線上線下、師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、人機(jī)互動(dòng)等多維互動(dòng)方式,進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生深度思考,發(fā)展高階思維.

學(xué)習(xí)支持智能化.智慧課堂的學(xué)習(xí)支持將教師“耳聽(tīng)眼觀的經(jīng)驗(yàn)性支持”轉(zhuǎn)化為“依據(jù)學(xué)習(xí)跟蹤數(shù)據(jù)做出的客觀性支持”.例如,以“電場(chǎng)強(qiáng)度”教學(xué)為例,教師通過(guò)學(xué)生課前學(xué)習(xí)的跟蹤數(shù)據(jù),將學(xué)生分為A、B、C 3個(gè)層級(jí)(A級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚,基礎(chǔ)扎實(shí),成績(jī)穩(wěn)定;B級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃,基礎(chǔ)不扎實(shí),但有潛力;C級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)能力偏弱,成績(jī)不理想),通過(guò)異質(zhì)分組,為不同級(jí)別的學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)伙伴,提供學(xué)習(xí)支持;其中,在對(duì)“根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式推導(dǎo)點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算式”知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行處理時(shí),設(shè)置了“能用公式進(jìn)行計(jì)算”、“能嘗試推導(dǎo)公式”、“不做推導(dǎo)要求”的分層要求,并推送不同的學(xué)習(xí)支持資源,以實(shí)現(xiàn)智能化的學(xué)習(xí)支持.

3 智慧課堂的應(yīng)用——以“凸透鏡成像的規(guī)律”教學(xué)為例

智慧課堂是翻轉(zhuǎn)課堂的重塑和升級(jí),在此,參照智慧課堂的理論模型,以初二物理“凸透鏡成像的規(guī)律”課題為例,闡述智慧課堂的具體應(yīng)用.

3.1 教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)

從課前、課上和課后3個(gè)學(xué)習(xí)階段,學(xué)生活動(dòng)和教師活動(dòng)兩個(gè)維度,進(jìn)行了教學(xué)環(huán)節(jié)的實(shí)踐應(yīng)用,如表1所示.

表1 “凸透鏡成像的規(guī)律”教學(xué)環(huán)節(jié)

3.2 應(yīng)用結(jié)論分析

通過(guò)“凸透鏡成像的規(guī)律”的智慧課堂應(yīng)用實(shí)踐,可以看出智慧課堂更關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng),更具智能化特征,更具課堂的深度互動(dòng),更注重學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng).主要表現(xiàn)在:智慧課堂從學(xué)生核心素養(yǎng)出發(fā),教學(xué)活動(dòng)不再直接作用于知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)和落實(shí),而是更加強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在探究活動(dòng)中理解知識(shí),在習(xí)得經(jīng)驗(yàn)中應(yīng)用知識(shí),在任務(wù)創(chuàng)新中進(jìn)階思維.例如，課上教師組織以“生活中的凸透鏡使用案例”為主題的頭腦風(fēng)暴活動(dòng),幫助學(xué)生遠(yuǎn)離“說(shuō)教式的經(jīng)驗(yàn)介紹”,主動(dòng)建構(gòu)生活中的凸透鏡使用經(jīng)驗(yàn),同時(shí)為課后“設(shè)計(jì)凸透鏡生活化應(yīng)用的創(chuàng)新作品”提供知識(shí)儲(chǔ)備和引導(dǎo)支持.智慧教育云平臺(tái)全方位記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡、學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)風(fēng)格等過(guò)程性數(shù)據(jù),幫助教師即時(shí)優(yōu)化教學(xué)策略、調(diào)整教學(xué)節(jié)奏、智能推送資源,增強(qiáng)學(xué)習(xí)支持;幫助學(xué)生準(zhǔn)確定位學(xué)習(xí)路徑,增強(qiáng)協(xié)作互動(dòng),發(fā)展高階思維.

4 結(jié)束語(yǔ)

新一代信息技術(shù)手段正突飛猛進(jìn)地改寫著人們的學(xué)習(xí)方式,智慧課堂已成為課堂教學(xué)改革的風(fēng)向標(biāo),但對(duì)智慧課堂的探索仍有待深入,例如如何在智慧課堂中發(fā)展深度思維和創(chuàng)新能力,如何對(duì)學(xué)習(xí)者的情感態(tài)度進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析,如何制定適合不同學(xué)情的個(gè)性化學(xué)習(xí)方案等問(wèn)題,都有待于我們深入研究和思考.

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2017-07-18)