我國智慧課堂研究現(xiàn)狀述評

姜叢雯 傅樹京

摘要 ：課堂作為教育信息化的微觀層，是學(xué)校開展教學(xué)活動、實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的主陣地，只有實(shí)現(xiàn)智慧課堂的構(gòu)建才能推動智慧教育的進(jìn)程，這使得智慧課堂的研究與應(yīng)用成為智慧教育研究的重要方向之一。文章通過對與智慧課堂貼合度高的近30篇期刊論文進(jìn)行整理分析，以期更好地把握國內(nèi)有關(guān)智慧課堂的理論研究現(xiàn)狀，尋求研究新方向。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;研究現(xiàn)狀;教育技術(shù);教學(xué)模式

作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動，人工智能正不斷地影響社會發(fā)展和人類生活。為更好地應(yīng)對本次產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，國家頒布一系列政策文件，強(qiáng)調(diào)智慧教育將成為推動教育信息化又一輪創(chuàng)新發(fā)展的新浪潮。課堂作為教育信息化的微觀層，是學(xué)校實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)的主陣地，是教育信息化價值能否實(shí)現(xiàn)的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。只有實(shí)現(xiàn)智慧課堂的構(gòu)建才能推動智慧教育的進(jìn)程，這使得智慧課堂成為智慧教育研究的重要方向之一。

本文通過中國知網(wǎng)（CNKI）以“智慧課堂”、“智慧教室”、“智能課堂”為檢索詞，以題名或關(guān)鍵詞或主題為檢索項(xiàng)，以核心期刊、CSSCI為來源類別，對2008-2018年的期刊論文進(jìn)行檢索，從檢索到的

218條結(jié)果中按相關(guān)度排序并選取與智慧課堂貼合度高的近30篇期刊論文進(jìn)行整理分析，以期更好地把握國內(nèi)有關(guān)智慧課堂的理論研究現(xiàn)狀，尋求研究新方向。

一、智慧課堂概念及特征

理解智慧課堂，我們首先要明確“課堂”這一概念。王鑒教授將課堂的含義概括為三個遞進(jìn)的層次：首先，課堂是教室（classroom），是學(xué)校教學(xué)活動發(fā)生的主要場所;其次，課堂是狹義的發(fā)生在教室內(nèi)的教學(xué)活動;第三，課堂是課程與教學(xué)活動的綜合體，包括課程、教學(xué)活動、教學(xué)環(huán)境、師生關(guān)系等多要素間的互動關(guān)系[1]。第一層次從空間角度出發(fā)，第二層次從行為角度出發(fā)，第三層次從課程與教學(xué)角度出發(fā)。本文所探討的課堂不是課程教學(xué)研究的對象，而是外在物理環(huán)境與內(nèi)在教育教學(xué)活動的結(jié)合體，是實(shí)現(xiàn)教師、學(xué)生、教學(xué)要素、教室環(huán)境等多要素和諧互動的活動空間。

1.??? 智慧課堂的概念

什么是“智慧課堂”？國內(nèi)諸多學(xué)者都對智慧課堂及相關(guān)概念進(jìn)行過界定與分析?？偟膩砜矗?dāng)前對“智慧課堂”的概念界定主要有兩類：

第一類基于教育教學(xué)視角，將“智慧課堂”與傳統(tǒng)課堂對立起來，強(qiáng)調(diào)課堂要以學(xué)生為主體、注重學(xué)生的情感體驗(yàn)與合作探究。吳永軍認(rèn)為智慧課堂是充滿智慧的課堂，是教育思維和教育情感互動的產(chǎn)物，是師生智慧互動共生的過程與結(jié)果[2]。顧建芳提到智慧課堂是課堂的一種類型，是基于智慧的課堂，是以學(xué)生為主體，以能力為重點(diǎn)，以素養(yǎng)為目標(biāo)的課堂[3]。

第二類基于新興信息技術(shù)視角，認(rèn)為智慧課堂是利用智能化技術(shù)支持教師的精準(zhǔn)化教與學(xué)生個性化學(xué)的新型空間。陳衛(wèi)東等認(rèn)為智能教室是一個對教室所裝備的視聽、計(jì)算機(jī)、投影、交互白板等聲、光、電設(shè)備進(jìn)行控制和操作，方便師生接入資源，以自然的人機(jī)交互為特征的，依靠智能空間技術(shù)實(shí)現(xiàn)的增強(qiáng)型教室[4]。何克抗認(rèn)為智慧教室是利用EDM（Educational Data Mining）和LA（Learning Analytics）技術(shù)，幫助教師有效開展智能決策、智能實(shí)施和智能評價的全新教與學(xué)的方式[5]。何文濤等認(rèn)為智慧教室是指配置了多種現(xiàn)代媒體技術(shù)以供教學(xué)使用的物理空間和信息空間[6]。劉軍認(rèn)為智慧課堂是在技術(shù)與教學(xué)雙向深度融合基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)教學(xué)流程再造的發(fā)展空間，是采用智能形態(tài)的技術(shù)構(gòu)建富有智慧的課堂教學(xué)環(huán)境以滿足學(xué)習(xí)者個性化學(xué)習(xí)需求的課堂[7]?？梢钥闯?，這一類型的智慧課堂能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)個別化教學(xué)，并對學(xué)生的學(xué)進(jìn)行有效干預(yù)。但是該類對智慧課堂概念的界定看重新興智能技術(shù)設(shè)施的配備與應(yīng)用，將課堂技術(shù)化作為其追求的目標(biāo)，存在使教師的教與學(xué)生的學(xué)成為技術(shù)附庸的潛在問題。

筆者在文獻(xiàn)搜索過程中還發(fā)現(xiàn)部分與“智慧課堂”相關(guān)或類似的主題研究，如“智慧教室”“智能教室”“未來學(xué)習(xí)空間”等，各概念間并沒有明確的區(qū)分界限?？梢姟爸腔壅n堂”的概念在我國尚未達(dá)成統(tǒng)一共識，這與該領(lǐng)域研究尚處于起步階段有關(guān)。

2.??? 智慧課堂的特征

為更深入地理解“智慧課堂”，部分學(xué)者在進(jìn)行概念界定的同時對智慧課堂的特征做了進(jìn)一步說明。黃懷榮等利用“SMART”概念模型，從五個維度分析了智慧教室的精準(zhǔn)性、多樣性、便捷性、高效性、互動性與智能性[8]。陳衛(wèi)東將未來課堂的特性概括為人性化、混合性、開放性、智能性、生態(tài)性和交互性等六個方面[9]。孫曙輝等認(rèn)為智慧課堂具有高效互動性、個性化學(xué)習(xí)、開放合作性[10]。劉邦奇認(rèn)為智慧課堂的核心特征主要有教學(xué)決策數(shù)據(jù)化、評價反饋及時化、交流互動立體化、資源推送智能化四個方面[11]。

綜上所述，可以將智慧課堂的特征總結(jié)為以下三個方面：第一，智能精準(zhǔn)性。依托新興智能技術(shù)，獲取學(xué)生學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)并及時反饋給教師，實(shí)現(xiàn)對全課堂行為的實(shí)時監(jiān)控，做出有針對性的課堂管理策略。第二，有效互動性。基于精準(zhǔn)數(shù)據(jù)獲取，實(shí)現(xiàn)課堂“師-機(jī)-生”多要素間的良性互動。第三，開放共生性。通過智能化信息技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)物理空間環(huán)境與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的融合，打破傳統(tǒng)課堂的界限，使得泛在學(xué)習(xí)和個性化定制學(xué)案的生成均成為可能。

二、智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)

智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)是指從教育技術(shù)學(xué)科視角，對如何將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、“互聯(lián)網(wǎng)+”等新興智能技術(shù)應(yīng)用于智慧課堂的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂從物理空間環(huán)境上向智慧性轉(zhuǎn)變。隨著新技術(shù)的開發(fā)與引入，智慧教室從設(shè)計(jì)到裝備的選擇逐漸多樣化，更加注重從用戶體驗(yàn)感出發(fā)，以人為本，用智能化促進(jìn)師生互動溝通。

智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究在智慧課堂研究中起步較早，早在2003年清華大學(xué)已推出“Smart Classroom”（智能空間遠(yuǎn)程教育）項(xiàng)目以解決遠(yuǎn)程教學(xué)中受空間與設(shè)備限制的問題。近幾年，國內(nèi)對智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)的探索性研究逐漸成熟，很多學(xué)者，如陳衛(wèi)東、許亞鋒等研究團(tuán)隊(duì)對智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)都進(jìn)行了縱向深入的系列探討。

1.??? 智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)構(gòu)成

陳衛(wèi)東等對當(dāng)前智能教室構(gòu)建的三種技術(shù)基礎(chǔ)——分布式侍候計(jì)算技術(shù)、交互電子白板技術(shù)和智能空間技術(shù)進(jìn)行功能特性分析，總結(jié)出未來智能教室功能模塊架構(gòu)，這對我們重新認(rèn)識未來課堂、推動課堂改革具有理論指導(dǎo)意義[9]。在此基礎(chǔ)上，陳衛(wèi)東在其博士論文中對未來課堂開發(fā)實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)，如云端技術(shù)、泛在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多屏顯示技術(shù)、智能環(huán)境控制技術(shù)、交互顯示終端與互動反饋技術(shù)等做了進(jìn)一步的詳細(xì)闡述，為未來課堂實(shí)驗(yàn)室物理形態(tài)空間的開發(fā)與建設(shè)提供關(guān)鍵技術(shù)支持[9]。卞金金等建構(gòu)了依托于情景采集、移動通信互聯(lián)、數(shù)據(jù)挖掘、智慧終端設(shè)備等新技術(shù)的智慧課堂學(xué)習(xí)模式，并針對課前、課中、課后的教學(xué)活動特征進(jìn)行技術(shù)支持，以實(shí)現(xiàn)智慧課堂中技術(shù)與學(xué)習(xí)的雙向融合[12]。綜上可知，我國對于智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)的構(gòu)成

研究多集中在理論探究階段，并且隨著新興智能技術(shù)的不斷發(fā)展與更新，能夠應(yīng)用于智慧課堂的關(guān)鍵技術(shù)還將不斷豐富，僅通過本文階段性的文獻(xiàn)梳理，尚且無法對實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行全面呈現(xiàn)。但總體來看，智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)以計(jì)算力和深度學(xué)習(xí)算法為基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)，通過與大數(shù)據(jù)相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)智慧課堂智能化、多元互動學(xué)習(xí)環(huán)境提供技術(shù)支持，是助推智慧教育發(fā)展的關(guān)鍵要素之一。

2.??? 智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)框架

許亞峰等提出了“改進(jìn)的PST框架”，以細(xì)化未來學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)、開放、評價的具體步驟[13]，為未來學(xué)習(xí)空間的應(yīng)用與實(shí)踐提供了可操作性指導(dǎo)。其團(tuán)隊(duì)認(rèn)為技術(shù)是未來課堂設(shè)計(jì)的重要實(shí)踐要素，利用技術(shù)增強(qiáng)未來學(xué)習(xí)空間已然成為趨勢，在建設(shè)與應(yīng)用中既要考慮到教育和空間對技術(shù)的要求又要兼顧技術(shù)對教育和空間的反作用，智慧課堂技術(shù)具有一定的創(chuàng)新價值[14]。另外，許亞鋒結(jié)合PST（Pedagogy-space-technology）框架針對人工智能時代學(xué)習(xí)空間的變革進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并從規(guī)劃、陳設(shè)、技術(shù)與環(huán)境四個維度對學(xué)習(xí)空間進(jìn)行綜合技術(shù)設(shè)計(jì)，最終建立了智能學(xué)習(xí)空間層級模型，并對智能應(yīng)用進(jìn)行科學(xué)闡釋，兼具理論與實(shí)踐價值[15]。朱家華等分析了當(dāng)前基于互動媒體技術(shù)的智慧教室物化技術(shù)與理想化互動媒體物化技術(shù)，并對互動媒體支持的智慧教室模型進(jìn)行建構(gòu)，以打造互聯(lián)網(wǎng)-物聯(lián)網(wǎng)-通信網(wǎng)三網(wǎng)一體適應(yīng)學(xué)習(xí)者多元化學(xué)習(xí)的智慧教室[16]。

總體來看，智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)框架的研究是從技術(shù)視角出發(fā)，通過對技術(shù)框架的合理建構(gòu)，不僅加速新型智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，也幫助教師有效地理解智慧課堂內(nèi)在技術(shù)原理。同時也要認(rèn)識到，片面依靠教育技術(shù)，并不是推動教育變革，實(shí)現(xiàn)智慧教育的關(guān)鍵。智慧課堂的真正落地，還須要立足教學(xué)全過程，加強(qiáng)對教師進(jìn)行相關(guān)新興信息技術(shù)的培訓(xùn)與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與教育的深度融合。

三、智慧課堂教學(xué)應(yīng)用

智慧教學(xué)是智慧課堂的中心環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)智慧教育的重要載體。因此，在對智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行研究的同時，對智慧課堂教學(xué)流程、教學(xué)模式的研究也逐漸增多，并呈現(xiàn)由普遍型教學(xué)模式研究向具體學(xué)科型教學(xué)模式研究的發(fā)展趨勢，這也反映出當(dāng)前我國智慧課堂教學(xué)研究的發(fā)展趨向，逐漸從技術(shù)依賴向技術(shù)應(yīng)用轉(zhuǎn)變，從教師教學(xué)信息化向教師的教與學(xué)生的學(xué)雙向融合、互動和諧的智慧性方向發(fā)展。

1.??? 通用型教學(xué)模式分析

陳衛(wèi)東認(rèn)為：“技術(shù)不能自動改變教學(xué)效果，真正影響教學(xué)效果的是教師的教學(xué)模式。”[9]因此，其構(gòu)建了一種凸顯未來課堂特征的教學(xué)模式以指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，并以語文和數(shù)學(xué)學(xué)科為例設(shè)計(jì)了兩堂未來課堂教學(xué)應(yīng)用案例，對智慧課堂的教學(xué)實(shí)踐具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。孫曙光等利用微云服務(wù)器、終端應(yīng)用工具和云平臺技術(shù)手段，構(gòu)建基于動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和“云端”應(yīng)用的智慧課堂信息化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)有效互動的“3+10”教學(xué)模式[10]。劉邦奇通過創(chuàng)設(shè)智慧型學(xué)習(xí)環(huán)境，提高教學(xué)過程中的數(shù)據(jù)分析、評價反饋、交流互動和資源推送能力，以全體學(xué)生為中心設(shè)計(jì)出“三段十步”的智慧教學(xué)流程模式，從而實(shí)現(xiàn)課堂中教與學(xué)立體化融合交互[11]。晉欣泉等基于智慧課堂教學(xué)理論框架及其5J模型，由課前精心設(shè)計(jì)、課中精致教學(xué)、課后精益輔導(dǎo)三個教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成智慧課堂教學(xué)模型[17]。

綜上可見，通用型智慧課堂教學(xué)模式的研究多從教學(xué)論角度出發(fā)，將智慧課堂看作新興信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的新形態(tài)，以智慧課堂實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究成果為基礎(chǔ)，對新興智能技術(shù)與教學(xué)過程各環(huán)節(jié)無縫隙對接進(jìn)行設(shè)計(jì)與探究，全面變革傳統(tǒng)教學(xué)的形式與內(nèi)容，以促進(jìn)課堂師生互動與深度體驗(yàn)，更好地運(yùn)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)目標(biāo)。同時，此類研究能夠加速“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的融合程度，幫助我們在教育領(lǐng)域加快“互聯(lián)網(wǎng)+”“大數(shù)據(jù)”“云計(jì)算”等智能技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的同時，回歸智慧課堂的功能價值，讓智慧課堂真正為智慧教育的發(fā)展帶來實(shí)效，具有一定的實(shí)踐價值。

2.??? 具體學(xué)科教學(xué)模式分析

在通用型教學(xué)模式研究逐漸成熟的基礎(chǔ)上，很多學(xué)者也著手具體學(xué)科教學(xué)模式的探究。如唐燁偉等對小學(xué)數(shù)學(xué)的智慧課堂構(gòu)建與教學(xué)策略進(jìn)行研究[18];龐敬文等對小學(xué)英語的智慧課堂與教學(xué)策略進(jìn)行探究并提出具體實(shí)踐建議[19];劉忠強(qiáng)等對中學(xué)語文的智慧課堂構(gòu)建與教學(xué)策略進(jìn)行分析研究[20];項(xiàng)發(fā)見對高中物理云網(wǎng)端智慧課堂信息化環(huán)境的建構(gòu)與教學(xué)的過程進(jìn)行分析研究[21];張新改對英語智慧課堂的建構(gòu)及教學(xué)活動三階段進(jìn)行分析研究[22]。

綜上可知，相比于通用型教學(xué)模式的研究成果，具體學(xué)科教學(xué)模式的研究尚且處于初期階段，可將其看作對通用型智能技術(shù)模式的課堂應(yīng)用與深入推廣。總的來說，具體學(xué)科教學(xué)模式的探究多從學(xué)科素養(yǎng)出發(fā)，通過分析具體學(xué)科在不同學(xué)段的教學(xué)目標(biāo)，對智慧課堂智能化技術(shù)環(huán)境下的教學(xué)流程與形態(tài)進(jìn)行創(chuàng)新，從而有針對性地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維，推動學(xué)生智慧的生成。另外，還在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施及教學(xué)評價等方面對教師能力提出了更高的要求，這對教師了解智慧課堂教學(xué)模式，有效利用智慧課堂開展教學(xué)活動、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)具有指導(dǎo)意義。

四、研究結(jié)論與未來啟示

通過文獻(xiàn)梳理可知，當(dāng)前關(guān)于智慧課堂的技術(shù)裝備以及與之匹配的教學(xué)模式的研究為實(shí)現(xiàn)智慧課堂教育價值起到一定促進(jìn)作用。從研究價值取向看，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前智慧課堂的研究大都堅(jiān)持以人為本的理念，以為師生提供便捷有效的智能化服務(wù)為目標(biāo)。從研究層次角度看，對智慧課堂的研究大致經(jīng)過從基本概念界定，到智能化技術(shù)設(shè)計(jì)，再到技術(shù)與教學(xué)的深度融合這三個階段，體現(xiàn)出研究范圍的擴(kuò)大，研究視角的交叉融合，研究程度的加深，為教育信息化提供了理論和實(shí)踐支持。

雖然研究成果不斷豐富，但仍有部分問題亟待解決：首先，學(xué)界尚未對智慧課堂的概念及內(nèi)涵特征形成定論。這將造成各研究成果間缺乏集中與關(guān)聯(lián)，不利于系統(tǒng)性理論的形成。其次，新興信息技術(shù)與課堂教學(xué)缺乏深度融合?，F(xiàn)階段對智慧課堂教學(xué)研究仍未擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式：課前備課預(yù)習(xí)、課中師生自主、課后復(fù)習(xí)。僅注重多媒體教學(xué)手段的替換：由交互式投影變?yōu)閭€體移動終端、由有線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向無線網(wǎng)絡(luò)泛在化學(xué)習(xí)，未能有效地打破傳統(tǒng)課堂結(jié)構(gòu)，也未凸顯教師在智慧課堂教學(xué)中面臨的新挑戰(zhàn)及應(yīng)對策略。第三，缺乏從教師角度進(jìn)行系統(tǒng)研究。教師既是學(xué)校教育教學(xué)組織內(nèi)的專業(yè)組織人員，又是課堂組織結(jié)構(gòu)中的領(lǐng)導(dǎo)者。當(dāng)前國內(nèi)僅有部分從人工智能背景下對教師角色轉(zhuǎn)型的宏觀研究，后續(xù)對智慧型教師的研究還須加大力度。

面對智能化信息技術(shù)對教育領(lǐng)域帶來的巨大沖擊與影響，雖然教師職業(yè)不會被替代，但隨著智慧課堂外在環(huán)境與教學(xué)模式的智能化升級，對學(xué)生學(xué)習(xí)的自控力、注意力與協(xié)作力提出更高的要求，并可能會產(chǎn)生新課堂問題行為，后續(xù)研究可以從教師角度，對智慧課堂管理模式、教師行為轉(zhuǎn)變等進(jìn)行深入探究。教師如何形成有效的智慧管理模式，發(fā)揮課堂領(lǐng)導(dǎo)力？隨著新技術(shù)在課堂中的廣泛應(yīng)用，教師行為空間是擴(kuò)大還是縮??？教師如何提高信息技術(shù)創(chuàng)新能力，從而不被淪為智能技術(shù)發(fā)展的附庸？對這些問題的思考，對于優(yōu)化智慧課堂內(nèi)在價值、指導(dǎo)教與學(xué)活動具有理論與實(shí)踐雙重意義。

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[22] 張新改.大數(shù)據(jù)時代英語智慧課堂的構(gòu)建[J].教學(xué)與管理，2018（36）.

[作者：姜叢雯（1989-），女，山東諸城人，首都師范大學(xué)教育學(xué)院，博士研究生;傅樹京（1961-），女，北京人，首都師范大學(xué)教育學(xué)院，教授，博士生導(dǎo)師。]

【責(zé)任編輯 孫曉雯】

該文為北京市社會科學(xué)基金項(xiàng)目“人工智能背景下教師功能空間研究”（18JYB009）的階段性成果