信息技術環境下智慧課堂的概念、特征及實施框架

崔曉慧 朱軒

摘 要：智慧課堂是信息技術與教育教學高度融合而產生的新型課堂，代表了未來課堂教學的發展與改革方向。物聯網、云計算、泛在網絡、大數據等技術的發展與完善為實現智慧課堂提供了可能。在已有研究基礎上界定了智慧課堂的內涵，追溯了智慧課堂的發展并概括出了信息技術環境下智慧課堂的特征，構建了智慧課堂的概念框架，期望能夠為智慧課堂的實施提供一定的指導。

關鍵詞：智慧；智慧課堂；概念框架

中圖分類號：G423.07 文獻標識碼：A

在社會信息化、經濟全球化以及知識爆炸的時代，知識型的人才已不能滿足社會的需要，社會需要更多創新型的人才，需要具有終身學習能力的人才。作為高等技術應用型人才培養的搖籃——高等職業教育，應時刻關注社會發展的需要，將學生培養成為社會所需要的創新型技術應用人才。然而受中國傳統文化及凱洛夫教育思想的影響，目前高職的課堂教學任然以“學科、教師、課堂”為中心，仍然是一種以知識為本位的課堂，是對學生進行機械訓練的課堂。如何讓課堂教學通過知識的傳遞達成智慧生成的藝術的目的，如何讓課堂充滿智慧，是當今教育者共同的心愿。隨著現代信息化技術的飛速發展和廣泛應用，課堂教學方式正發生著深刻的變化，一種充分運用信息技術的新教育形態——“智慧課堂”悄然而生。而物聯網、大數據、云平臺、泛在網絡等先進技術的飛速發展為智慧課堂的實施提供了有效的技術支持。本文基于以上背景及現狀解讀了信息技術環境下智慧課堂的概念及特征，并提出了信息技術環境智慧課堂的實施框架，以期從本質上對智慧課堂的實施提出有意義的參考。

一、國內外研究現狀

隨著加拿大阿爾伯特大學教育學教授馬克斯？范梅南的《教學機智——教育智慧的意蘊》的熱銷，智慧教育無疑是近幾年來的熱點話語，而信息技術作為實現智慧教育的平臺無疑為智慧教育注入了新的血液。雖然智慧課堂還沒有一個正式的官方定義，但智慧課堂的理念已日趨成熟，在教育界引發了教育教學改革的新思潮。通過查閱相關的文獻資料，智慧課堂的研究主要有以下幾個方面：

一是智慧課堂本質特征的研究。通過閱讀智慧課堂、智慧學習相關文獻資料，可以發現許多學者關于智慧課堂的內涵討論在一定程度上體現了技術在教育教學中的應用。智慧課堂是指教師通過自己的教學智慧為學生創建的自主的、活動的、情感的、生活的、趣味的課堂，從定義可以看出對其特征的描述主要是對教與學特征的概括。現有的智慧課堂的定義是由智慧教育衍生而來的，“主張借助信息技術的力量，創建具有一定智慧的（如感知、推理、輔助決策）的學習時空環境，旨在促進學習者的智慧全面、協調和可持續發展”，對其特征的描述主要是從技術的角度來分析的，他們認為智慧課堂具有“資源分層共享”“實時內容推送”“學習情境采集”“智能學習分析”“即時反饋評價”“協作互動交流”和“移動通信互聯”等技術特征。

二是智慧課堂環境構建的研究。智慧課堂環境是實現智慧課堂的根本保證，因此智慧課堂環境的構建對教育研究者來說亦是至關重要的課題。關注和研究智慧課堂的研究者特別是一些一線教師，已經開展了智慧課堂的實踐，并嘗試打造智慧課堂生態系統，構建適合培訓學生智慧學習和教師智慧教育的空間與環境。如黃榮懷教授根據智慧課堂“智慧性”的本質特征，利用人工智能、物聯網、富媒體等技術構建了“SMART”智慧課堂概念模型。

三是智慧課堂學習模式及案例的研究。盡管目前教育研究者在如何設計智慧課堂學習模式方面的探討相對較少，但也有部分研究者提供了有益的理論分析與實踐經驗。研究者們結合現有教學實際，將信息技術充分融合到課堂教學中讓學生在學習過程中達到智慧生長的目的。例如在《基于智慧課堂的學習模式設計與效果研究》一文中，研究人員設計了基于智慧課堂的學習模式，將學習環節分為課前、課中和課后三個環節，并將模式運用于實際的教學中檢驗學習的效果。

二、智慧與智慧課堂

（二）智慧與智慧課堂的含義

在《現代漢語詞典》中，智慧是“辨析判斷、發明創造的能力”，是“不斷認知和思考的能力”。《牛津英語詞典》里對“智慧”一詞作了更詳盡的界定：“對于有關人生和行為的問題能夠做出正確判斷的能力；在目標與手段的選擇中表現出判斷的公正合理，能夠真實判斷什么是正確或適宜的，并有意去采取相應的行動；具有感知和采用最佳途徑去實現目標的能力；具有認知判斷能力強以及審慎的特點。”由此可以看出：首先，智慧是在知識和經驗的基礎上形成的反思力、判斷力和創造力，是智慧主體高階思維能力和解決復雜問題的能力的內在驅動。其次，智慧有著向善求美的道德觀和價值觀，即利用知識和創造力達到利人利己的“善益”。

以上可以看出，它與強調記憶力、觀察力、想象力和判斷力的智力（Intelligence）不同，它是人類先天遺傳與后天環境交互作用的結果，而后者對智慧的影響較大。因此，要促進學習者智慧的發展，就需要為學習者創設良好的學習環境，智慧教育應運而生。智慧課堂的構建是智慧教育環境下的一種新訴求，是實現智慧教育的核心組成部分。對于什么是智慧課堂，目前國內外文獻尚沒有統一的論述，但從許多教育家的論述中，不難概括出智慧課堂的概念。例如我國著名教育家陶行知先生認為“教學生學就是對于一切問題不是要先生產現成的解決方法來傳授給學生，而是要把這個解決方法如何找來的手續、程序安排停當，指導他，使他以最短的時間經過相類似的經驗。”智慧課堂從其目的上來說是指讓學生用創新思維發現問題、用智慧方式解決問題的課堂，是促進學生智慧生長的課堂。而信息技術的發展為智慧課堂帶來了新的契機，它在學習情境的創設、學習過程的互動等方面具有得天獨厚的優勢。因此，信息時代的智慧課堂與農業時代、工業時代的智慧課堂在基本內涵、方法手段、支持環境上存在差異。可以將智慧課堂定義為：教師運用教學智慧將信息技術融于課堂教學中，為學習者構建情境化、智能化、互動化的智慧學習環境，引導學生去發現問題、思考問題、創造性地解決問題并最終促進學生智慧成長的新型課堂。

（二）智慧課堂溯源

讓學生到達最高的善——“智慧”是教育永恒的追求，關于智慧課堂的思想可以在許多著名的教育家的論述中找尋到它的痕跡。古希臘著名的教育家、哲學家蘇格拉底認為教育應該是“通過認識自己達到獲得知識，最終成為有智慧、有完善道德的人。”因此，作為學生的引路人和指導者，應該鼓勵學生在自我認識中，去探索、尋找永恒的真理。而信息化環境下的智慧課堂可以追溯到1997年錢學森先生的所提出的“網絡交換信息空間中的智慧科學”（Science of Wisdom in Cyberspace），即“大成智慧學”。IBM首席執行官彭明盛在2008年所作的報告——《智慧地球：下一代領導議程》在推進智慧課堂發展的過程中具有較強影響力。報告中提出借助傳感技術、物聯網技術、移動技術等新一代信息技術，地球上“幾乎所有東西——任何物理對象、過程或者系統——都可以被感知化、互聯化和智慧化（Instrumented ，Interconnected and Infused with Intelligence）。”智慧城市、智慧交通、智慧醫療等許多新的概念在“智慧地球”思想的滲透下不斷被催生而出。如美國的迪比克市與IBM在2009年9月共同宣布，將在未來成為美國第一個“智慧城市”。在“智慧”無處不在的時代大浪潮下，智慧課堂應運而生。

（三）智慧課堂的特征

課堂英文名“schoolroom”，是指教與學行為發生的場所，包涵學習者、促進者、 活動、資源、工具、設備六個要素。新一代信息技術催生了新的課堂形態——智慧課堂，與傳統的知識課堂的相比，信息技術環境下的智慧課堂在內容的呈現、學習內容的獲取、交流互動等多個方面有著自己的本質特征：

1.情境感知性

物聯網、云計算、數據挖掘等智能技術為智慧課堂提供了技術支撐，學習環境可以被感知，可以動態地記錄學習過程，可以量化、表達和預測學習者的思維過程和學習需要。智慧課堂以情境感知為基本支撐，在學習內容和學習資源適應性推送的基礎上為學生設計更具適應性、靈巧性的學習環境。智慧課堂的情境感知性主要體現在利用數據智能化挖掘技術和GPS、RFID、QRCode以及各類傳感器感知數據學習者的個性差異（如能力、風格、偏好、認知）、知識背景、學習狀態（如焦慮、煩躁、開心）、學習進度、學習需求以及學習所處的物理位置信息，可以使資源按需獲取和使用，讓不同的學習者達到知識與智慧的交融，最終到達創新思維能力提升的目標。

2.全向交互性

課堂活動的本質是交互，智慧課堂支持全方位的交互，具體體現在以下幾個方面：一是媒體交互。通過語音、身體等方式與多媒體設備或系統進行交互，系統可以動態地記錄學生的學習過程，為資源的智慧推送與決策提供數據支持。二是師生互動。通過面對面或者網絡實現師生之間隨時、隨地的互動交流，促進深層學習發生。三是生生互動。通過面對面或者網絡實現思想的碰撞與交流，協作解決問題。

3.學習體驗性

從課堂教學的過程價值來看，課堂教學應重視學生的學習體驗。在智慧課堂中，因環境具有感知性、適應性、生動性等特征，可以引起學生一定的態度體驗，從而幫助學生理解教材，從而使學習者能夠更加輕松地投入學習；在智慧課堂中，生動的學習場景、先進的設備和豐富的資源，可以引導學習者積極參與，從而在情境化、移動化、感知化的學習活動中靈巧、高效地運用知識解決問題，在實際的體驗中實現智慧的成長。

4.工具多樣性

信息技術的發展為學習者提供了效能、信息獲取、交流互動、思維認知、情境創設等豐富的學習工具，這些工具可以幫助學習者學生對概念本體知識、方法本體知識和應用本體知識進行有意義的建構，可以幫助學生對所學知識進行語義網絡組織，讓學生成為獲取知識的主動建構者，最終實現知識的內化。

5.智慧推送

智慧課堂可以達成“學習資源按需獲取，教與學可以按需開展”的美好愿望，按需推送是智慧課堂的另一重要特征，通過物聯網、云計算等技術可以根據學習者的興趣、需求和知識結構適應性推送學習資源、服務、工具和人際關系資源。

三、智慧課堂的概念框架

新一代信息技術給課堂教學帶來了無限的生機，催生了新的課堂學習環境，加快了教學方式和學習方式的轉變，讓學生擁有了更廣闊的學習天地。智慧課堂是在智慧環境中開展的以學習者為中心，促進學生智慧生長的課堂。智慧課堂的概念框架如圖1所示，體現了“需求智慧感知，資源和服務智慧推送，教師引導學生智慧生長”的思想。

從圖1可以看出，物聯網、大數據、泛在網絡、智慧教育云平臺等技術以及各種智能學習終端是智慧課堂實施的技術基礎。物聯網能夠感知學習環境和學習需求，記錄學習者的學習過程。數據挖掘技術通過推理學習者的學習特征，發現學習者的學習興趣，并根據所分析的數據建立學習者學習模型，并上傳到智慧教育云平臺。泛在網絡為實現跨情境的無縫學習提供網絡保障。教師根據教學內容并結合學生的需求設計教學活動和數字資源并上傳到智慧教育云平臺中。智慧教育云平臺根據物聯網所感知的數據以及大數據所計算出的學習者特征模型為學習者智慧化的推送資源和服務。

根據教學活動開展的地點不同，智慧課堂的實施可以分為兩種：一種是網絡課堂。這種課堂可以由學習者主動發起，主動提出學習需求，在學習者主動學習的過程中系統可以根據學習者的學習過程、學習興趣以及學習者的知識結構，智慧教育云平臺中過濾出最優的學習資源推送給學習者。另一種是實體課堂。根據學習者的行為、感情等個性化特征的變化為學生推送相關的資源，教師利用這些資源去引導學生發現問題并創造性的解決問題，促進學生的智慧生長。從智慧課堂的概念框架可以看出，新技術的出現為智慧課堂的開展提供了可能，但不是擁有這些技術的課堂都稱之為智慧課堂。教師在智慧課堂的實施過程中有著重要的作用，如何利用技術設計課堂教學活動和資源并有效地的開展教學是學生智慧得以發展的關鍵，因此在智慧課堂實施的過程中，要防止“唯技術論”的發生。

四、結語

在技術的推動下智慧課堂正在成為信息時代課堂教學改革的“方向標”。智慧課堂需要一個龐大的系統支持，包括智慧學習環境、智慧備課、智慧評價、智慧資源推送等核心要素。高職教育的最終目標培養智慧型應用人才，因此在實施教育教學的過程中要打造和諧的、可持續發展的智慧課堂教學生態系統。

參考文獻

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[2]成尚榮.為智慧的生長而教[J].中國校外教育（理論），2007（1）.