智能教室環(huán)境中的課堂教學行為研究

李宣 黃威榮 余飛翼

摘要：隨著信息技術的變革與進步，越來越多的智能設備運用到教育教學中，課堂教學環(huán)境從常規(guī)教室、多媒體教室逐漸向智能教室轉(zhuǎn)變。智能教室環(huán)境突破了物理空間及社會關系的制約，只需將移動終端連上網(wǎng)絡，便能在云端快速獲取所需教學資源，促使教學過程更加流暢、靈活、高效，課堂行為分析更加精準、全面、真實。情境學習、多屏互動、小組探討等教學手段打破了以往“師講生聽、師問生答、師寫生記”的單調(diào)式學習屏障，顯著提高了學生學習的積極性和主動性。本研究聚焦教學行為，分析了常規(guī)課堂、多媒體課堂和智能課堂三種教學形態(tài)、不同形態(tài)中的行為轉(zhuǎn)變及智能教室環(huán)境中課堂教學行為的影響因素。展望未來，教學行為分析要發(fā)揮技術賦能教育的優(yōu)勢，助推學生完成主動建構與持續(xù)反思；加強創(chuàng)新型教師隊伍建設；構建完善的軟硬件教學資源是提升課堂教學行為的現(xiàn)實路徑。

關鍵詞：智能教室環(huán)境；教學形態(tài)；教學行為；影響因素

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）06-0106-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

教育信息化戰(zhàn)略的快速推進，對教育行業(yè)產(chǎn)生了深遠的影響，它在重塑教育理念與教育形式的同時，也在重構著當下課堂教學環(huán)境[1]。智能教室作為課堂教學環(huán)境的新形態(tài)，已成為當前教育領域關注的焦點問題之一[2]。有學者認為智能教室是一種“能優(yōu)化教學內(nèi)容呈現(xiàn)、便利學習資源獲取、促進課堂交互開展，具有情境感知和課堂管理功能的新型教室”[3]，也有學者認為智能教室是以自然的人機交互為特征，并依托智能空間技術實現(xiàn)教學的一種增強型教室[4]，還有學者認為智能教室就是智慧教室，它的核心是深度互動[5]。本研究將智能教室界定為“運用各種新興技術來整合物理環(huán)境和虛擬環(huán)境，為廣大師生提供個性化服務、易于課堂管理、實現(xiàn)多元化交互教學的一種新型教室”。

教學行為是課堂運行的關鍵，它不僅包括教師的教學行為和學生的學習行為，還包括教師與學生、資源與環(huán)境及其他教學因素之間的多維互動。在常規(guī)課堂和多媒體課堂中，教學行為分析多以教師固有教學經(jīng)驗為主，缺乏行為數(shù)據(jù)的支撐，導致分析效率低、分析不準確等問題。智能課堂中擁有支持教學的先進設備和智能技術，能夠連續(xù)記錄教師的教學行為、學生的學習行為和學習結(jié)果等多模態(tài)數(shù)據(jù)，使得課堂教學行為分析更加精準、全面、真實[6]。因此，厘清智能教室環(huán)境中課堂教學行為的轉(zhuǎn)變，分析智能教室環(huán)境中課堂教學行為的影響因素，提出智能教室環(huán)境中課堂教學行為的策略是當下亟待解決的問題。

2 中小學課堂教學的三種形態(tài)與行為轉(zhuǎn)變

2.1 課堂教學中的三種形態(tài)

課堂是教師向?qū)W生傳授知識的主要場所，是教與學發(fā)生的重要環(huán)境，在教學過程中會產(chǎn)生各種各樣的行為。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科技進步，中小學課堂教學中的教室設備、信息呈現(xiàn)、資源獲取、認知投入以及師生互動行為等方式等都發(fā)生了顯著變化，先后呈現(xiàn)出常規(guī)課堂、多媒體課堂和智能課堂等三種不同的教學形態(tài)。

2.1.1 常規(guī)課堂

常規(guī)課堂中的教學主要采用“師講生聽、師問生答、師寫生記”的方式，一個教師平均面對幾十名不同個性的學生，按照統(tǒng)一內(nèi)容、統(tǒng)一進度、統(tǒng)一標準實施教學，把學生培養(yǎng)成掌握知識的工具和為社會服務的載體，知識傳授效率高，卻無法給予每個學生同等關注，部分學生在聽課途中提出的問題很難立即化解。

2.1.2 多媒體課堂

在多媒體教室中，多媒體設備改變了信息的呈現(xiàn)方式，教師運用課件將教材中的知識用文字、圖片、動畫、音頻和視頻等媒體形式進行多樣化呈現(xiàn)，使本來枯燥無味的知識生動形象起來，學生上課時更能專心聽講，也可運用板書、教材等常規(guī)媒體進行教學，內(nèi)容通過大屏幕展示出來，教師不再需要花很多時間與精力去書寫板書，留出更多時間讓學生進行協(xié)作、討論學習，教師也有更多的時間幫同學們答疑解惑，但對教學過程中的教學方式、教學管理與評價過程的改變有限[7]。

2.1.3 智能課堂

在智能教室產(chǎn)生以前，教學行為在課堂之外難以發(fā)生。智能教室產(chǎn)生以后，教師通過智能感知設備、交互式一體機、智能平板電腦、搶答器、反饋器、3D可視化設備及各種輔助教學工具，打破時空壁壘，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的隔空傳遞，多角度向?qū)W生呈現(xiàn)學習資源，學生隨時利用移動終端進行跨時空的學習與交流，打破了以往只能在課內(nèi)教學的屏障，教學過程見圖1所示。

課前，教師布置與課堂相關的教學任務、推送學案資源，學生根據(jù)導學案，初步完成知識學習和任務感知。課中是學生知識內(nèi)化吸收、問題解答的過程。首先，教師組織學生對課前任務進行探討，協(xié)同合作，互相答疑解惑，并對學生的整體情況進行分析交流。其次，師生一起解決疑惑完成知識重構。通過對學生隨機分組、情境導入、協(xié)作探究、展示交流和綜合評價等教學方式，實現(xiàn)屏幕共享、疑點標記和學生搶答等豐富的教學情境，提高學生課堂參與度和投入度。最后，學生進行隨堂作業(yè)或作品檢測，教師對學生交流和展示的成果進行點評和指導，將學生的易錯點進行總結(jié)和講解，提升學生的知識內(nèi)化質(zhì)量。課后，智能感知設備和智能命題App能根據(jù)學生掌握知識的情況有針對性地推送習題，同時還配備雙師答疑的便捷渠道，學生在課后自主完成習題檢測和知識創(chuàng)生，最終實現(xiàn)知識遷移和學習拓展。

2.2 三種形態(tài)中的教學行為轉(zhuǎn)變

常規(guī)課堂、多媒體課堂、智能課堂是不同歷史時期技術發(fā)展孕育出的特有課堂形態(tài)，以“教學方式”“人文情感”“媒體資源”三個方面為抓手，分析三種課堂形態(tài)下教學行為的變遷，為不斷優(yōu)化智能課堂教育教學夯實基礎，助推智能課堂教學質(zhì)量的提升。

2.2.1教學方式

常規(guī)課堂中，教師同時對多名不同個性的學生單向傳輸知識，“教師講、學生聽”形成的是一種“師主生客”的關系，教學方式比較單一，多數(shù)學生缺少參與感，難以激發(fā)師生之間、同伴之間及學生與內(nèi)容之間的深度互動，容易造成教師“一言堂”的課堂氛圍，學生的學習動機和學習興趣處于較低水平。

多媒體課堂中，師生關系逐步由“師主生客”向“師生雙主”轉(zhuǎn)變，教師把課本上的知識以多媒體信息為表現(xiàn)形態(tài)，再投影到大屏幕上，學生結(jié)合聽、學、看、想和議等學習手段，同時借助課件中形象直觀的圖片來幫助記憶、思考、理解和掌握知識，學生的學習動機和學習興趣有所提高。

智能課堂中，師生與各種設備之間可以開展多種類型的教學交互活動，主要呈現(xiàn)為“生主師客”的師生關系，智能教室借助智能終端、大數(shù)據(jù)分析等技術，全面分析每個學生的學習狀態(tài)，自動診斷他們的薄弱點，有針對性地推送資源，改善了常規(guī)課堂中千人一面、一刀切的不足，學生的活動頻率和教學效果均顯著提升。

2.2.2人文情感

課堂中的班風、學風和課堂氛圍等人文情感因素對教學行為有一定的影響。在常規(guī)課堂中，教師與學生進行面對面的交流教學，教師通過開展有意或無意的情感交流，獲得學生的反饋信息，依據(jù)反饋，了解學生的動態(tài)心理和學習狀況，適時調(diào)整教學進度。

在多媒體課堂中存在教師講解與操作、計算機演示、學生“洗耳恭聽”的新“填鴨式”教學，師生互動情感缺失。

智能課堂中，教師不再有絕對的權威，學生也可以對老師發(fā)出質(zhì)疑，但由于多維技術的使用，課堂上師生情感互動較少，技術使用目標不明確，情感交流范圍窄化的現(xiàn)象時有發(fā)生[8]。

2.2.3 媒體資源

常規(guī)課堂主要有書本、黑板、粉筆、模型、實驗器材等一些簡單的媒體資源，資源比較短缺，在日常的教育教學中很難實現(xiàn)理論聯(lián)系實踐，將復雜、抽象的知識形象化、模型化和視頻化，對于知識的傳遞十分有限。

多媒體課堂引入了多媒體技術和投影儀等，板書教學逐漸被多媒體課件、視聽資源替代，使一些抽象復雜的知識更生動化、具體化，但制作課件是一項十分復雜的任務，稍有不慎，課件的內(nèi)容便與教學實際脫節(jié)，存在信息量太大或者重難點不夠突出等問題。

智能課堂中學習內(nèi)容不再局限于教材和教師預設的范圍，師生可以隨時隨地進入優(yōu)質(zhì)資源庫進行個性化學習。學生主要利用數(shù)字移動終端進行探究、創(chuàng)作、展示和評價；教師借助云端平臺“智能化”診斷學生練習、任務完成和教學情況，“滿堂灌”講授現(xiàn)象減少、引導解惑增多，還能及時得到教學反饋，適時調(diào)節(jié)課堂節(jié)奏，但發(fā)現(xiàn)中小學智能教育資源建設仍待完善，資源數(shù)量不足，學生無法在有限時間內(nèi)獲得所需優(yōu)質(zhì)資源。

3 影響智能教室環(huán)境中課堂教學行為的因素

學生在課堂上的自我效能感、師生及同伴之間的親密度、認知負荷等均會對學習傾向和學習產(chǎn)生影響；教師教學觀念、教學能力和信息技術應用能力等會對教師教學質(zhì)量產(chǎn)生影響；在教學中用到的教學資源、平臺和軟硬件設施等也會影響到課堂教學的節(jié)奏。這些因素大致可歸為學生因素、教師因素和教學環(huán)境等三類，如圖2所示。

3.1學生因素

在智能教室環(huán)境中，學生的學習活動基本通過智能設備及智能教學工具、軟件或平臺完成，對學生的信息技術學習能力要求較高。在學習過程中，學生的信息技術水平越高，技術接受度就越強，產(chǎn)生的正面情緒就越大，教學質(zhì)量也就越好；反之，當學生信息技術水平越低，負面情緒越大時，教學效果就會越差。此外，不同學生受知識儲備、性別、學習動機、家庭環(huán)境、同伴互助、自我效能感與親密度等多方面的影響，在參與課堂教學過程中的互動行為及頻率會有顯著差異。

3.2教師因素

課堂教學行為的發(fā)生受教學觀念、學科差異、教師個性、專業(yè)水平、教學技能和教學評價等因素的影響，在智能教室環(huán)境中，技術的引入使得教師的引導增多，課堂真正成為學生展示的舞臺。但部分教師還未完全接受和熟悉新技術的應用，只把智能設備當成展示知識的工具，教學形式?jīng)]有徹底打破常規(guī)教學和多媒體教學的根本樣態(tài)；另外，受“應試教育”影響，多數(shù)學生仍處于被動學習的狀態(tài)，當學生認為課堂與自己無關時容易產(chǎn)生非互動行為，比如教師與單一學生發(fā)生課堂互動時，一些學生被智能設備或同伴吸引，一部分學生做與課堂無關的事，學生處于零互動或負互動狀態(tài)。

3.3教學環(huán)境

教學資源的類型、設備的性能、網(wǎng)絡的流暢度、材料呈現(xiàn)的清晰度、座位的編排等教學環(huán)境會對學生的身心發(fā)展、課堂教學效果和教學質(zhì)量產(chǎn)生不同程度的影響。在智能教室環(huán)境中，主要依托智能教室和智慧學習空間，集黑板與互動智能屏幕于一體，教學資源從常規(guī)的課本資源、校本資源向線上線下結(jié)合教學資源過渡，海量教學資源儲存于云端，教師和學生可即時訪問和下載，打破常規(guī)教學及多媒體教學中的“資源瓶頸”問題的同時，還能有效達到師生之間課內(nèi)課外高效交互的目的，但很大程度受網(wǎng)絡、軟硬件、平臺會員等環(huán)境的限制，課堂教學的質(zhì)量很難達到理想的狀態(tài)。

4 提升智能教室環(huán)境中課堂教學行為的策略

4.1學生：完成主動建構與持續(xù)反思

智能教室打破了學生學習時空的限制，強調(diào)并賦予學生更大的主動性，學生的情感投入更多，行為更加豐富、深入和高效[9]。多數(shù)教師對這一理念持贊許態(tài)度，但在實際的智能教室環(huán)境中，課堂依舊存在教師主控的現(xiàn)象。學生是課堂的主體，但并不意味著將教師完全置之度外，在課前，老師需要為學生引領學習方向，讓學生知道“要學什么、做什么”，培養(yǎng)學生信息技術的使用技能，將學習的“決定權”交給學生；在課中教學時，在各個環(huán)節(jié)中發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體地位，構建一種師生互動、學生互動、人機互動的教學過程，促成讓學生主動學習、自由學習的目的，營造良好的學習環(huán)境，通過課堂“教師點名提問、學生搶答、隨機選人完成課堂活動”等多種途徑，讓同學們獨立交流看法，激發(fā)學生的課堂積極性，避免負面情緒的產(chǎn)生；在課后，學生也需要參與到“線上課堂”，合理使用課堂派、藍墨云班課、學習通、釘釘?shù)然旌鲜浇虒W平臺進行討論與交流、測評與反饋，增強師生課外的學習與交流，減少學習過程中的疑惑，促進學生終身學習+個性化發(fā)展，促進更高效學習，全面提高教學效率和質(zhì)量。

4.2教師：加強創(chuàng)新型教師隊伍建設

智能教室環(huán)境為師生提供了多種智能體驗，為了教學與新型環(huán)境接軌，學校需要定期開展教研培訓，除了邀請專家、專業(yè)技術人員或有經(jīng)驗的教師為有需求的教師提供咨詢、輔導和技術支持等服務外，還可以通過組織教師觀摩優(yōu)秀課例，吸取優(yōu)秀的教學經(jīng)驗來提高各學科教師的教學設計、備課、授課、課件制作、信息技術手段使用等技能，將學生的興趣、愛好與教學內(nèi)容有機結(jié)合，再經(jīng)過不斷地練課、磨課和打磨，為學生創(chuàng)設一個積極學習的教學情境。針對教學中情感互動較少的問題，教師可通過有意或無意的情感交流，塑造有溫度的整體性教學，幫助學生建立起自信心，在提升學生自我效能感的同時促進教師專業(yè)發(fā)展。

4.3資源：構建完善的軟硬件教學資源

在智能教室環(huán)境中開展教學，考慮的因素除了基

本教學需求外，還需要綜合考慮多種軟硬件設備、教學資源，以促進教師和學生高效交互，產(chǎn)生更優(yōu)質(zhì)的教學行為。各學校、各老師為學生提供多種類、多學段、多學科簡便易行的優(yōu)質(zhì)教學資源采集渠道，整改或補充學校軟硬件配套設施，優(yōu)化師生教學環(huán)境。特殊情況下，國家、社會與學?？蓪虒W設備和網(wǎng)絡條件有限的學校提供一定援助，夯實教育教學設備和網(wǎng)絡等基礎設施，滿足在智能教室環(huán)境中教學所需的基本條件。加強網(wǎng)絡平臺搭建、終端服務保障、教學資源整合及教學管理制度建設，精心甄別或開發(fā)適用于學校的“云平臺”，并對平臺運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，及時協(xié)調(diào)解決各類技術難點問題。

5小結(jié)

信息技術在教學中的應用有效推動了課堂環(huán)境的變革，教學形態(tài)經(jīng)歷了從“常規(guī)課堂”到“多媒體課堂”再到“智能課堂”的轉(zhuǎn)變，在轉(zhuǎn)變的過程中，技術的作用越來越不可替代。智能教室環(huán)境中課堂教學行為比常規(guī)課堂及多媒體課堂更加復雜，通過“幫助學生完成主動建構與持續(xù)反思”“加強創(chuàng)新型教師隊伍建設”“構建完善的軟硬件教學資源”確保智能教室環(huán)境中課堂教學高效開展，提升學生的學習效率，推動教育教學高質(zhì)量發(fā)展。

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【通聯(lián)編輯：王力】