教育創(chuàng)新與智慧課堂的融合研究

文/李曉思

2019 年，美國學(xué)校網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合會(CoSN)發(fā)布了《K12 教育創(chuàng)新驅(qū)動力報告：2019 年趨勢篇》。該報告提出了2019年促進學(xué)校教學(xué)和創(chuàng)新的五大趨勢：學(xué)生即創(chuàng)造者、數(shù)據(jù)驅(qū)動實踐創(chuàng)新、個性化發(fā)展、設(shè)計思維和培養(yǎng)未來領(lǐng)導(dǎo)力。CoSN 組織了一個由100 多位著名的教育技術(shù)專家組成的國際咨詢委員會，其中包括CoSN 新興技術(shù)委員會的成員以及來自美國和國際主要教育組織和部門的領(lǐng)導(dǎo)。咨詢委員會在其工作開始時列出了需要審議的潛在趨勢，然后將其列入清單。專家們確定了23 種不同的創(chuàng)新趨勢，其中，排在前五名的重大趨勢分別為：學(xué)生是創(chuàng)造者、數(shù)據(jù)驅(qū)動的實踐創(chuàng)新、個性化開發(fā)、設(shè)計思維和培養(yǎng)未來領(lǐng)導(dǎo)力。

近年來，智能教室的研究領(lǐng)域主要集中在核心意義研究、技術(shù)環(huán)境部署和信息平臺的項目研發(fā)、教學(xué)方式變革、教學(xué)模式推廣等層面。智慧課堂的概念，是通過信息化手段，創(chuàng)造智能學(xué)習(xí)環(huán)境，包括遠程與現(xiàn)場環(huán)境，從而促進學(xué)生思維的全面性、高協(xié)調(diào)度的可持續(xù)發(fā)展[1]。課前、課中和課后的教學(xué)數(shù)據(jù)流是生產(chǎn)，數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)設(shè)計，教學(xué)組織與管理，學(xué)術(shù)輔導(dǎo)等教學(xué)業(yè)務(wù)開始精確，細化和精益化[2]。智能教室配備了無線通信，個人數(shù)字設(shè)備，傳感器和虛擬學(xué)習(xí)平臺的高科技教室[3]。通過智能教室，教師可以隨時查看學(xué)生任務(wù)的完成情況，并快速掌握現(xiàn)有知識儲備和個別學(xué)生群體的難題。

一、課堂與智慧課堂概述

課堂的意義經(jīng)歷了三個漸進的階段：第一層含義是課堂的初始意義只是函授的教室；第二層含義是學(xué)校的課堂教學(xué)活動；第三層的含義是將課程與教學(xué)活動二者綜合為一體，統(tǒng)稱為課堂。

智慧課堂是指教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容和活動、教學(xué)過程和策略的智能化，是從內(nèi)到外全面深入的智能化。智慧課堂旨在培養(yǎng)高智能、高創(chuàng)新能力型的人才，依托大數(shù)據(jù)、智能學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析等先進技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)習(xí)趨勢分析診斷、資源智能推送，開展“互聯(lián)網(wǎng)+”領(lǐng)域的學(xué)習(xí)活動與支持服務(wù)，開展學(xué)習(xí)全過程記錄和智能評估。

智慧課堂的演進發(fā)展，歷經(jīng)五個階段：第一個階段為傳統(tǒng)課堂“黑板+粉筆”的時代；第二階段為過渡期的“電化課堂”；第三階段“交互式課堂”，實現(xiàn)了PPT 加電子白板的交互式場景；第四階段為“自動化課堂”，引入物聯(lián)網(wǎng)自動化設(shè)備；再到今天所處第五個階段的“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的時代，實現(xiàn)真正意義上的“智慧課堂”，這是智慧課堂的一系列演進過程。

可以看出，在新的時代，智能教室導(dǎo)向，以人才的需求，在新時代，可以培養(yǎng)高創(chuàng)新型人才。它利用信息系統(tǒng)的開發(fā)重建傳統(tǒng)課堂教學(xué)過程，并在新時代實現(xiàn)了個性化和智能化教學(xué)，重塑現(xiàn)階段的教學(xué)模式，從而實現(xiàn)課堂教學(xué)的新革命。

二、教育創(chuàng)新與智慧課堂的融合

在傳統(tǒng)課堂下，教師的教研教學(xué)過程基本都是基于自身經(jīng)驗的，采用傳統(tǒng)方式教學(xué)的老師，一個備課本甚至可以用上好幾年，所以傳統(tǒng)課堂完全是基于經(jīng)驗的預(yù)設(shè)式教學(xué)。在現(xiàn)階段移動互聯(lián)網(wǎng)的模式下，師生之間可以實現(xiàn)隨時隨地的溝通，加以結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析及應(yīng)用，使得基于數(shù)據(jù)的精準教學(xué)成為可能，實現(xiàn)真正意義上的個性化教學(xué)。

（一）以學(xué)生為中心，學(xué)生即創(chuàng)造者

新時期教學(xué)的主體是以學(xué)生為中心，教學(xué)任務(wù)為輔，核心目標是要圍繞學(xué)生的能力建設(shè)開展教學(xué)。目前互聯(lián)網(wǎng)教育中需要改革的是，通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞學(xué)生需要問題的精準內(nèi)容才是關(guān)鍵問題。針對學(xué)生需要什么樣的內(nèi)容，采用相對應(yīng)的教學(xué)方法才是關(guān)鍵。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代到來之后，智慧課堂應(yīng)當是以學(xué)生為中心，把學(xué)習(xí)的主動權(quán)還給學(xué)生。在智慧課堂的改進方式上，不要讓軟件程序去代替學(xué)生思考，而是引導(dǎo)學(xué)生不斷動腦，保持求知欲和探索欲，這才是將來的發(fā)展方向。而答案也不僅限于標準答案，可以是學(xué)生本人理解的答案、別人的答案、不斷迭代更新的更多答案等。

現(xiàn)在的學(xué)生并不喜歡刷題，不喜歡成為只是流水線式背誦的機器。所以，未來的智慧課堂是基于大數(shù)據(jù)化，基于AI 智能分析，目的是把學(xué)生創(chuàng)造型的能力激發(fā)出來，加以引導(dǎo)。教學(xué)工作者應(yīng)利用智能批改程序識別出學(xué)生提出的問題，提出創(chuàng)新點，并不斷引導(dǎo)學(xué)生持續(xù)、迭代地創(chuàng)新。

未來的智能批改應(yīng)該是圍繞一師一生來研發(fā)完成的，老師通過對學(xué)生出題，學(xué)生有多少比率和標準答案不一樣，多少比率為錯，多少為對，評分機制便能非?？陀^地進行細分評價，老師也可以更加客觀地鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生更多地去創(chuàng)新。

（二）數(shù)據(jù)驅(qū)動實踐創(chuàng)新與個性化發(fā)展

智慧課堂旨在培養(yǎng)高能力、高創(chuàng)新型人才。依托大數(shù)據(jù)算法和智能分析，開展智能問題分析和資源精確推送，通過云服務(wù)對學(xué)習(xí)過程、方式等支持，開展創(chuàng)新型課堂學(xué)習(xí)全生命周期管理和智能評價等。智慧課堂目前處于高速轉(zhuǎn)型期，對人才的需要較為迫切，通過信息化手段重造教學(xué)過程，通過智能分析和云計算保障教學(xué)質(zhì)量，促進課堂教學(xué)的全新變革。

智能學(xué)習(xí)環(huán)境可以通過各類智能設(shè)備搭建組合，部署成多類智慧課堂，智能教室是智能學(xué)習(xí)環(huán)境的集中體現(xiàn)。在“大數(shù)據(jù)+云計算”時代，通過智能穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)實現(xiàn)對環(huán)境的感知識別，快速識別新需求，完善項目；利用大數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)分析和情感計算等新型技術(shù)手段實現(xiàn)智能學(xué)習(xí)分析，為老師提供管理駕駛艙，為智慧課堂活動提供精準的數(shù)據(jù)支持；通過智能分析+大數(shù)據(jù)來實現(xiàn)資源的智能分析與推送，打造個性化的學(xué)習(xí)支持，實現(xiàn)查漏補缺，精準提供自適應(yīng)學(xué)習(xí)。通過對學(xué)習(xí)流程管理的數(shù)據(jù)挖掘，跟蹤學(xué)習(xí)全過程，預(yù)測每位學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，并直接通過學(xué)習(xí)儀表盤展示學(xué)生的真實學(xué)習(xí)情況，實現(xiàn)學(xué)習(xí)的智能導(dǎo)向和綜合評價。

（三）設(shè)計思維培養(yǎng)與教學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力培養(yǎng)

在頂層設(shè)計方面，以培養(yǎng)智能人才為目標的課堂教學(xué)，需要依托敏捷開放的信息化架構(gòu)與豐富的物聯(lián)網(wǎng)接口。智慧課堂可以充分利用前沿的軟件框架搭建大數(shù)據(jù)的云平臺，再結(jié)合優(yōu)質(zhì)的教學(xué)創(chuàng)新理念，重新定義教師和學(xué)生在新階段、新過程中擔(dān)當?shù)慕巧?，重新設(shè)計教學(xué)過程和再造教學(xué)課程結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺與課堂教學(xué)的重新融合與創(chuàng)新再造。通過對教學(xué)過程的深度個性化設(shè)計，實現(xiàn)以學(xué)生為主體的定位思路，為學(xué)生制定更高層次的目標，創(chuàng)造自我認可與自信，查漏補缺、縮小學(xué)科之間的差距和障礙，最終實現(xiàn)促進學(xué)生的全面發(fā)展。

溝通與互動，評估和反思。智能教室環(huán)境為學(xué)生有效地支持學(xué)生的學(xué)習(xí)交流，溝通和協(xié)作交互的網(wǎng)上交流空間。在研究和評估方面，學(xué)生受到的電子組合的方式來處理評估和學(xué)習(xí)空間的互動評價是用來顯示多重情報評估的結(jié)果，以促進有效的反思和學(xué)生的總結(jié)，提供足夠的調(diào)整依據(jù)。

場景式布局，溝通和分析。智能教室環(huán)境應(yīng)該涵蓋海量的可視化資源，如視頻、習(xí)題、文獻等，并能迅速、直觀地部署互動學(xué)習(xí)的內(nèi)容場景。與此同時，智能學(xué)習(xí)環(huán)境可以捕捉并記錄學(xué)生在實時交互的過程中產(chǎn)生的信息，通過大數(shù)據(jù)的智能分析手段，幫助學(xué)生規(guī)劃最佳的學(xué)習(xí)方法與路徑。

此外，智能教室環(huán)境應(yīng)包括可視化技術(shù)的數(shù)據(jù)收集，在視覺上展示出各維度的教學(xué)成果、知識成果和教學(xué)活動的整個生命周期過程中產(chǎn)生的附加價值，并將其數(shù)據(jù)化，進行高效率的BI 演示，為教師教學(xué)決策提供強有力的數(shù)據(jù)支持，有助于實現(xiàn)教學(xué)目標，并創(chuàng)造更多的教學(xué)價值。

智慧課堂的發(fā)展方向具體通過以下幾點展開分析：

1.注重智慧課堂的頂層設(shè)計。充分運用信息系統(tǒng)方法論，縱觀全局，在各研究領(lǐng)域的多重驅(qū)動下，要規(guī)劃研究課堂變革的各項任務(wù)和要素，從而提煉出重難點和創(chuàng)新點，敏捷攻關(guān)，高效、快速地實現(xiàn)從傳統(tǒng)線下課堂教學(xué)邁向智慧課堂的變革。

2.對智能環(huán)境的部署模式實現(xiàn)技術(shù)變革。智慧課堂智能分析環(huán)境的部署，需要依靠智能設(shè)備來搭建物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，但不應(yīng)拘泥現(xiàn)有的技術(shù)架構(gòu)。應(yīng)依托開放式的技術(shù)架構(gòu)如JAVA 后臺，配合Springboot 框架，采用敏捷開發(fā)的方式實施項目，再結(jié)合豐富的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備解決教學(xué)問題，這是智慧課堂的基礎(chǔ)，下一步通過搭建靈活的微服務(wù)和再造細分的教學(xué)過程，打造系統(tǒng)工程，創(chuàng)造智慧課堂的核心價值；提供豐富的開放式API 接口，對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供更全面的集成支持，最終實現(xiàn)從深化集成式架構(gòu)，跨越到發(fā)散式發(fā)展。

3.深化智能環(huán)境的全面應(yīng)用。智能環(huán)境不僅要為學(xué)生提供廣泛的學(xué)習(xí)支持，更要注重課堂教學(xué)的智能化改革。這就要求將智慧課堂的核心定位于人才培養(yǎng)，從課堂的實際問題出發(fā)，以學(xué)生為中心，堅持智慧課堂的素質(zhì)教育的特點，堅持以教學(xué)為學(xué)習(xí)服務(wù)的原則，深化智能環(huán)境的應(yīng)用，不斷實踐創(chuàng)新，最終實現(xiàn)新時期人才的培養(yǎng)。

4.制定智慧課堂的發(fā)展戰(zhàn)略。推動智能課堂的發(fā)展，需要有宏觀的眼界及業(yè)務(wù)能力，也要依托目前“大數(shù)據(jù)、云計算、微服務(wù)”方向的格局觀，既需要充分理解智能課堂的業(yè)務(wù)特點，同時結(jié)合國家舉辦推廣的各種教學(xué)項目和活動，如依托精品課程評比、智慧教學(xué)設(shè)計等背景，促進智能課堂產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化，打造可持續(xù)發(fā)展的智慧課堂推廣戰(zhàn)略。

5.樹立典型的智慧課堂標桿工程。積極培養(yǎng)可推廣和標準化應(yīng)用智能教室的典型案例，利用智能課堂的教學(xué)平臺改變傳統(tǒng)教學(xué)方法，提高教學(xué)水平，保證教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的教育資源共享機制，全方位、多維度實現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過典型的標桿教學(xué)案例建設(shè)，形成良好的模式與可復(fù)制的機制，依托“標桿建設(shè)，模板推廣”的方式，全面推進多校多地區(qū)的推廣和實現(xiàn)，實現(xiàn)“智慧課堂”教學(xué)的戰(zhàn)略性覆蓋和全方位變革。

三、結(jié)語

隨著智慧課堂的發(fā)展，對教育創(chuàng)新產(chǎn)生了極大的推動作用。教育創(chuàng)新也進一步促進智慧課堂的完善和更迭。信息化工程項目依托教學(xué)方法，新型技術(shù)手段推動著教學(xué)方法的前進與革新。實現(xiàn)智慧課堂和教育創(chuàng)新的有機融合，有助于推動智慧課堂發(fā)展，促進教育創(chuàng)新。