教育信息化背景下基于智慧教室的教學模式構建研究

靳力鼎

關鍵詞：智慧教室;教學模式

中圖分類號：G434文獻標識碼：A 文章編號：1009 — 2234（2022）05 — 0148 — 04

教育是人類特有的一種社會現象，隨著人類社會的發(fā)展變化而變化。教育教學始終圍繞著“培養(yǎng)什么人”和“怎么培養(yǎng)人”兩方面的問題展開，其中，怎么培養(yǎng)人是關于教育教學方法、策略和模式的問題。教學模式屬于教學方法、教學策略的范疇，但是，教學模式又不等同于教學方法或教學策略[1]。在過去很長一段時間，“以教為主”的教學模式一直占據主導地位，伴隨著先進教育思想與教學觀念的引入，又出現了“以學為主”和“學教并用”的教學模式?，F今，我們已處在互聯(lián)網、大數據、人工智能等新技術不斷發(fā)展的信息化時代。教育部印發(fā)的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》的通知中明確提出：“以教育信息化帶動教育現代化，破解制約我國教育發(fā)展的難題，促進教育的創(chuàng)新與變革，是加快從教育大國向教育強國邁進的重大戰(zhàn)略抉擇。教育信息化充分發(fā)揮現代信息技術優(yōu)勢，注重信息技術與教育的全面深度融合，在促進教育公平和實現優(yōu)質教育資源廣泛共享、提高教育質量和建設學習型社會、推動教育理念變革和培養(yǎng)具有國際競爭力的創(chuàng)新人才等方面具有獨特的重要作用?！毙畔⒓夹g給教學改革帶來了更多機遇，傳統(tǒng)的教學模式在現代課堂教學中的弊端和不足逐漸體現。智慧教育和智慧教室作為教育信息化時代的最新產物，能夠推動人才培養(yǎng)和教育教學改革，推動教學模式、教學方法的創(chuàng)新，促進教育理念向現代化、智能化發(fā)展方向轉變。

一、智慧教室的內涵

“智慧教室”一詞最早可追溯到1988年國外學者羅納德·雷西尼奧在《教育技術的實際執(zhí)行》一文中提出的“Smart - Classroom”[2]。目前，國內對智慧教室的概念尚未有一個統(tǒng)一的論述，不同的學者從不同角度對智慧教室有不同的理解。黃榮懷等人將智慧教室定位為在物聯(lián)網、云計算、大數據等新興信息技術的推動下教室信息化建設的最新形態(tài)，是為教學活動提供智慧應用服務的教室空間及其軟硬件裝備的總和，智能化管理、實現多元化交互教學的物理環(huán)境與虛擬環(huán)境相融合的學習環(huán)境[3]。楊紅云等人將智慧教室定義為是一種典型的智慧學習環(huán)境的物化，是多媒體和網絡教室的高端形態(tài)，它是借助物聯(lián)網技術、云計算技術和智能技術等構建起來的新型教室，該新型教室包括有形的物理空間和無形的數字空間，通過各類智能裝備輔助教學內容呈現、便利學習資源獲取、促進課堂交互開展，實現情境感知和環(huán)境管理功能的新型教室[4]。綜合不同學者的闡述，可以將智慧教室理解為將互聯(lián)網技術、軟件技術、人工智能技術、大數據技術等新興信息技術合理運用到現實或虛擬的學習空間，構建能夠優(yōu)化教學資源、促進教學互動、創(chuàng)新教學形式的具有情境感知、人性化管理等功能的智慧教學或學習環(huán)境。

二、智慧教室的典型特征

1.內容形式多樣性

內容形式的多樣性主要表征是智慧教室的教學信息可以以多種形式、立體化地呈現給學生，向學生提供包含文字、圖形、圖像、視頻等豐富的學習資源，滿足學生的需求，激發(fā)學生的學習積極性，吸引學生的注意力。學生可以從視覺化、聽覺化的角度出發(fā)，選擇適合自己認知特點的內容展開學習，增強對學習材料的理解和加工，開闊知識視野，豐富學習體驗，從而樂于學習。

2.資源高效共享性

智慧教室由硬件設施和軟件平臺組成，智慧教學系統(tǒng)集成的教學資源平臺不僅為學生提供了豐富的學習資料，還實現了學習資源的互通和共享，有利于師生之間、教師之間互相學習。互聯(lián)網技術、5G技術將信息空間和物理空間無縫連接，在智慧教室環(huán)境中突破了空間和時間的限制，實現了學習資源的高效共享，能夠充分滿足學生學習需求，提高學習效率。

3.教學互動及時性

教師和學生是教學活動中的兩個關鍵要素，師生互動是課堂教學和課外交流的必要環(huán)節(jié)，有效的師生互動是提高教學質量的前提。智慧教室擁有智能化的交互系統(tǒng)，可以在教師、學生、教學信息和環(huán)境之間進行及時、有效和多維度的互動，便于教學過程中開展豐富的教學形式和課堂上的及時反饋。這種立體化的互動不僅存在于課堂上，還延伸到課外，可以不受時空約束，促進師生情感交流。

4.課堂動態(tài)開放性

智慧教室提供了豐富的硬件端口，可以實現信息化設備之間互動，隨時將手機、平板電腦等多媒體設備接入智慧教學系統(tǒng)端口，便于各系統(tǒng)之間有效的連接。同時，智慧教室本質上是一個動態(tài)開放的系統(tǒng)，運用現代化信息科技打造出的智慧課堂融入線上線下教學，超越了時間和空間限制，知識的學習不拘泥于固定的教學場所，優(yōu)質教學服務和課程資源可以跨教室、跨學校、跨地域傳達給更多的學生，實現了開放的課堂活動，為學生學習提供便利。

5.學習指導個性化

隨著社會的發(fā)展，知識不再是衡量個人價值的唯一標準，現代社會更注重創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，智慧教育的理念就是要促進學生的個性化、多元化發(fā)展，成為具有創(chuàng)造力的“智慧型”人才。智慧教室通過大數據技術、人工智能技術和數據挖掘，分析技術實現教學活動的數據采集，用數據直觀分析出學生的學習需求和學習過程中的感知情況、學習行為和學習效果等，并對課堂教學進行診斷和評價，便于教師及時調整教學安排和策略，針對不同的學生給出相應的個性化教學指導，智能推送學習資料，實現精準的教學和學習。

三、基于智慧教室的教學模式探索

（一）教學模式

“模式”一詞在英文中譯為“model”，一般指被研究對象在理論上的邏輯框架，是經驗與理論之間的一種可操作性的知識系統(tǒng)，是再現現實的一種理論性的簡化結構。最早將“模式”一詞引入到教育教學領域并進行系統(tǒng)研究的學者是美國的喬伊斯和韋爾，在其所著的《教學模式》一書中將教學模式理解為：“教學模式是構成課程和作業(yè)、選擇教材、提示教師活動的一種范式或計劃。”國內外其他學者也從不同側面對教學模式的含義進行了闡述，如我國著名教育家葉瀾教授將教學模式定義為：“它不僅是一種教學手段，而且是從教學原理、教學內容、教學目標和任務、教學過程直至教學組織形式的整體、系統(tǒng)的操作樣式，這種操作樣式是加以理論化的。”李克東教授把教學模式定義為：“教學模式是指在一定的教育思想、教學理論和學習理論指導下，在某種教學環(huán)境和資源的支持下的教與學活動中各要素之間穩(wěn)定的關系和活動進程結構形式?！边@些定義至少都具備：在一定理論指導下;需要完成規(guī)定的教學目標和內容;表現一定教學活動序列及其方法策略[1]。浙江溫州大學學者彭小明教授從教學模式的“本質屬性”和“上位概念”兩個維度進行了深入的研究，并對古今中外經典教學模式按照歷史演進的順序進行了系統(tǒng)的梳理[5]。自17世紀30年代夸美紐斯發(fā)表的《大教學論》提出班級授課制度以來，以教師為中心的教學思想一直占據教學實踐的主導地位，相應的教學模式也強調教師的主體地位。隨著歷史的發(fā)展變化、教育形式的改變和科技的進步，出現了豐富多樣的創(chuàng)新教學模式，為教學改革提供了新思路，但延續(xù)數百年的“以教為主”的傳統(tǒng)教學模式仍發(fā)揮著重要的作用。

傳統(tǒng)教學模式在教育史上可謂根深蒂固，即使在我們提倡教育現代化、信息化的今天，這種教學模式依舊占據著教育教學的大半壁江山。傳統(tǒng)教學模式體現出的重要性，必然有其存在的合理性，課堂上不僅有助于知識的高效傳授、有利于教學進度的同步，減少學生之間的差異，而且教學內容、評價標準、方法、策略等要素統(tǒng)一，體現了教學的公平性。但是，隨著社會的發(fā)展，傳統(tǒng)教學模式的弊端也逐漸顯現出來。傳統(tǒng)課堂教學主要是以教師為中心，整個教學環(huán)節(jié)都是由教師為主導，以“傳遞—接受”式為主要教學方式，過分注重知識的傳授，學生處于被動接受的狀態(tài)，課堂互動較少，且互動模式單一，互動深度不足，抑制了學生的學習主動性;教學內容主要以規(guī)定的教材為主，缺乏知識的延伸性和前沿性，知識點的呈現方式比較單一，使得課堂教學比較枯燥、乏味，學生的學習積極性不高;課堂教學時間有限，難以收集學生課堂上和課后的反饋，無法及時了解學生對教學內容的掌握情況，以便調整教學進度和方式;課堂教學長期較沉悶，程序化和應試化教學使學生缺乏學習熱情，不利于學生創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展;教學進度和教學資料的統(tǒng)一，忽視了學生的個體差異，影響了學生的個性發(fā)展，難以實施因材施教。

綜上所述，在科技發(fā)展日新月異的信息化時代，傳統(tǒng)的教學模式相對于現代化課堂教學已逐漸凸顯劣勢。因此，當前教育教學要改變思路，創(chuàng)新發(fā)展，與時俱進，充分、科學地運用好先進的技術和設備，構建合理、高效的現代教學模式，促進教學效率的提高以及質量的提升，為學生的全面發(fā)展打下堅實的基礎。

（二）基于智慧教室的教學模式構建

基于智慧教室的教學模式，顧名思義，就是指以智慧教室為環(huán)境基礎，以智慧教育核心理念為支撐，運用多種先進技術、設備分析學生學習行為，提供優(yōu)質資源、實現立體化互動和全程跟蹤，多元評價的個性化教學旨在促進學生創(chuàng)新思維發(fā)展的新型教學模式。智慧教室下的教學模式以建構主義理論、人本主義理論為理論基礎，突出以學生為中心，教師作為指導者引導和鼓勵學生進行自主學習和協(xié)作學習。

智慧教室是一個多平臺、系統(tǒng)化的環(huán)境，集成了物聯(lián)網、智能感知、大數據、移動互聯(lián)網、可視化等技術，為教學提供多元化的學習資源，實現個性化的資源共享和及時、立體化的師生交互，將物理課堂與虛擬課堂融合?；谥腔劢淌业慕虒W模式構建需遵循以學生為本、強調學生自主學習、探究學習和協(xié)作學習，同時要注重學生學科素養(yǎng)的培養(yǎng)和教師引導作用的發(fā)揮。

1.課前準備

教師作為教學活動過程的主要參與者之一，其課前準備至關重要，關系著整個教學活動的順利開展。教學準備階段，教師要明確課程目標、依據課程大綱制定教學計劃和教學目標，并在教學實施過程中逐漸完善教學目標和內容。借助互聯(lián)網和智慧教室提供的資源平臺，教師在分析教學內容的基礎上充分運用課件、微課、微視頻、圖片等多種形式開發(fā)和整合教學資源。智慧教室能夠在教學活動中收集學生大量相關數據，對數據進行分析對比，其結果有助于了解學生的學習情況和已有知識經驗。

2.創(chuàng)設情境、提出問題

智慧教室提供了豐富的教學媒體，教師在上課前針對學習內容創(chuàng)設問題情景，可以利用新技術，如虛擬現實技術、虛擬增強技術等來模擬創(chuàng)設虛擬仿真情景，豐富學生體驗，激發(fā)學生探究問題的興趣。教師在設計和提出問題時要注重將問題情景和現實生活緊密聯(lián)系，使學生更容易理解問題的本質。同時，提出的問題要符合學生的最近發(fā)展區(qū)，不僅能夠激起學生的學習興趣還要具有一定的挑戰(zhàn)性，能使學生在完成后獲得成就感。

3.自主學習和協(xié)作學習

智慧教室中學生的學習是個性化的學習，是在收集學生感知數據、學習習慣、個性等的基礎上利用獨特、多元的方式進行的滿足學生個體需求的學習，學生在學習階段可以采用自主學習或協(xié)作學習。自主學習是在智慧教室環(huán)境下，學生對教師提出的問題進行分析，將問題分解，根據自己的知識經驗和平臺提供的信息資源制定學習計劃和學習目標，平臺根據學生提供的分解目標為學生智能推送相關的學習資源，學生也可以通過互聯(lián)網自行檢索所需資源，并將獲得的資源存入個人學習空間，以便隨時使用。在開展學習的過程中運用智慧教室提供的各種學習工具促進學生知識的建構，與其他同學進行分享交流，完善自己的知識結構。平臺根據學習單元目標對學生的學習情況進行測驗總結，將測驗結果記錄到學生的個人檔案中，針對學生的難點或薄弱部分進行資源的智能篩選和推送，幫助學生繼續(xù)展開強化學習。協(xié)作學習是學生以群組的方式協(xié)作完成學習任務。在獲取問題后，智慧教室根據學生的不同特點和層次，利用云計算、學習分析等技術手段搜集學生的個人信息，對學生的學習能力、學習習慣等進行測評，將評測結果作為分組的依據，對學生進行科學的智能分組。智能分組能夠突破學生的空間位置障礙，實現更高效的協(xié)同學習。分析問題，明確學習任務，小組成員之間進行協(xié)商討論，形成合理的學習計劃，智慧教室根據學生的前期大數據測評結果對任務進行智慧分工。小組成員根據自己的分工任務通過互聯(lián)網或者平臺獲取學習資源，進行協(xié)作學習活動。在學習過程中可以通過投票、討論、概念圖等形式實現協(xié)作，將學習成果進行組內測評、總結，成員之間和群組之間互相分享學習成果，交流經驗心得。

4.評價反饋

教學評價是教學活動的重要環(huán)節(jié)，是以教學目標為依據，制定科學的標準，運用一切有效的技術手段，對教學活動過程進行測定、衡量，并給予價值判斷。教學評價的診斷、激勵、調控、導向和教學功能對提高教學質量具有重要作用[1]。智慧教室環(huán)境中的評價反饋應體現多元化的原則，應包括診斷性評價、形成性評價和總結性評價，評價活動應貫穿在整個教學過程中，形成比較全面的評價結果。教師能夠通過智慧教室平臺獲取學生的學習信息，用于教學活動中的診斷性評價，為每個學生設計個性化的教學方案。同時，搜集學生在學習過程中的各項反饋信息，根據反饋結果對學生進行個性化引導，使學生的學習更加高效。課程結束后，教師通過測試題、完成作品等多種方式對學生的學習進行總結性評價，根據評價結果教師進行課后反思，調整教學進度;學生通過獲得的反饋決定是否完成學習目標，如未完成即返回學習階段進行及時補救。

5.個性化推送

學生完成學習內容后，智慧教室平臺會根據學生的學習情況，對資源進行精準過濾，個性化的推送符合學生學習特征的優(yōu)質學習資源，供學生進行課后補充和鞏固，幫助學生拓展知識的深度和廣度，滿足學生多元化需求。

四、總結

伴隨著“互聯(lián)網+教育”的不斷深化和技術的不斷創(chuàng)新，為智慧教室的建設和新教學模式的探究提供了條件。智慧教室的建設是一個動態(tài)發(fā)展、不斷完善的過程，新技術的加入拓展了智慧教室的功能。但是，目前智慧教室的建設沒有統(tǒng)一、規(guī)范的標準，使得學校建設的智慧教室空間布局、功能不盡相同，并且中小城市的學校資金支持不足，導致未來智慧教室的普及還需要更長的路要走;智慧教室的應用要求教師和學生同時具備一定的信息素養(yǎng)，面對不斷發(fā)展的互聯(lián)網技術、人工智能技術，很多教師缺乏信息技術能力，面對復雜的教學環(huán)境表現得比較畏懼;智慧教育的資源不足，很多一線教師缺乏開發(fā)資源的條件和能力，且互聯(lián)網上的學習資源紛繁雜亂，缺少專門的供師生學習的資源庫等。針對諸如上述所面臨的問題，相關部門應從宏觀層面制定一個智慧教室的建設標準，各個學校在此基礎上設計和完善智慧教室建設方案;政府應加大對中小城市學校的經費支持，構建智慧教育環(huán)境，制定政策制度，推動教育教學改革;學校應通過多渠道開展智慧教師團隊培訓，加強教師信息技術能力和信息化教學能力，尤其是智慧教學系統(tǒng)操作能力和學習資源設計和開發(fā)能力。

從長遠來看，智慧教育和智慧學習必然是發(fā)展的趨勢，隨著智慧教室發(fā)展中難題的不斷解決，基于智慧教室的教學模式的不斷創(chuàng)新和探索，其發(fā)揮的優(yōu)勢會越來越顯著。在科技革命和社會發(fā)展的背景下，新技術與教育相互賦能，智慧教育得以促進人的個性發(fā)展，體現教育以人為本的理念，推動教育的高質量發(fā)展，對未來培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和國際競爭力的人才具有深遠的意義。

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〔責任編輯：丁 冬〕