創新信息技術支撐教學變革*
——以蘇州市“未來教室”教育信息化建設為例

劉婷婷，陳增照，劉三女牙，何秀玲（華中師范大學 國家數字化學習工程技術研究中心，湖北 武漢 430079）

創新信息技術支撐教學變革*
——以蘇州市“未來教室”教育信息化建設為例

劉婷婷，陳增照，劉三女牙，何秀玲
（華中師范大學 國家數字化學習工程技術研究中心，湖北 武漢 430079）

信息化人才的培養是我國推進教育信息化，帶動教育現代化的根本。在過去十余年，華中師范大學以信息化教學創新為核心，對信息技術促進創新人才培養的體系、內容、資源、環境、模式、方法、管理、評價等進行了全方位探索，把信息技術與課程教學進行了深度有效融合，重塑了教與學的生態，促進了教與學的方式的轉變，推動了教學的整體性變革。通過不斷深入的教學研究，真正實現了教學的變革，轉變了目前教與學的方式，讓課堂更符合每位學生學習的規律，讓教學更有助于學生知情意行的全面發展。

教育創新；教學變革；信息技術；教育信息化；未來教室

一、引言

1.背景與意義

《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》已明確指出：“以教育信息化帶動教育現代化，破解制約教育發展的難題，促進教育的創新與變革，是加快從教育大國向教育強國邁進的重大戰略抉擇”。教育信息化充分發揮現代信息技術優勢，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具有國際競爭力的創新人才等方面具有獨特的重要作用，是實現我國教育現代化宏偉目標不可或缺的動力與支撐［1-4］。

隨著信息技術的快速發展和教育理論的進步，世界各國越來越多地倡導ICT與教室的深度融合，以構建全新的教室學習環境來提高學習質量和效率。教室是一種物理環境，必須能夠為課程的實施提供支撐。在傳感技術、網絡技術、富媒體技術及人工智能技術充分發展的信息時代，教室環境應是一種能優化教學內容呈現、便利學習資源獲取、促進課堂交互開展，具有情境感知和環境管理功能的新型教室，這種教室被稱為 “未來教室”。“未來教室”教學環境著重強調教育內容、教學手段和教學方法的現代化，突出課堂教學設計和組織的作用，體現并適應教學個性化的需求，力求提高教師信息技術應用水平、更新教學觀念，激發學生學習的興趣和主動性，提高課堂教學的效率和效果，促進課堂教學的變革與創新［5-7］。因此，“未來教室”的出現不僅能夠促進教師更好的教，更能夠培養學生在數字化學習環境下的學習能力和創造力。

2.課堂教學的發展現狀與趨勢

在傳統教學模式中，黑板和粉筆是最簡單的教學工具，當教師恰當運用這些工具時，它們可以為課堂教學提供靈活多樣的支持，同時它們在形成學生邏輯性思維、分析解決問題能力方面也具有強大的優勢。而信息技術進入課堂教學后，為教學提供了頗多便利，同時也將以計算機操作為核心的信息技術操作模式帶進了課堂教學。但是，信息技術操作模式與傳統的操作模式這兩種在使用方式上大相徑庭，使得教師在信息技術支持下的課堂教學中，不得不頻繁地在兩種模式之間來回切換，教學的流暢性得不到保障，也給教學的設計和實施提出了更高的要求。

課堂教學的信息化經歷了三個階段（如圖1）：第一階段是以計算機、投影機和幕布組成的多媒體教室，在多媒體教室中很多教師采用PowerPoint幻燈片的方式進行教學。第二階段是以交互電子白板教室為代表，交互式電子白板教學是一種集成的交互式教學方式，可實現老師和學習者之間在顯示介質上與教學資源進行交互。第三階段是教室的信息化，最大程度實現助教與助學，教室信息化的關鍵是提供給老師充分自由的工具。教師能夠在保留傳統教學的優勢的同時，吸收教育信息化帶來的增量。總體來說，教師在課堂教學中需要的是信息化帶來的教學自由，而不是技術的束縛。

“未來教室”的信息化屬于第三階段，它實現了傳統模式與信息技術模式的融合，有效地將傳統操作模式與信息技術操作模式統一起來，充分汲取了兩種模式的優勢，并進行大膽的創新，實現傳統黑板與交互式電子白板的完美融合，將板書、演算、推理、標注等傳統課堂活動回歸現代課堂，達到“隨處可寫，隨時可寫”的效果。以學習活動為核心的教學設計理念，為教師組織教學活動提供技術支撐，充分尊重教師教學設計的個性化與創造性，實現了課堂教學過程的序列化和標準化，實現優質教學資源和教學設計的共享。

圖1　課堂教學信息化發展的三個階段：第一階段以計算機、投影機和幕布組成的多媒體教室為代表，第二階段以交互電子白板教室為代表；“未來教室”的信息化屬于第三階段。

二、“未來教室”建設進展

“未來教室”是《蘇州市教育信息化五年行動計劃》十大重點建設工程之一，是華中師范大學與蘇州市教育局簽訂蘇州市教育信息化建設戰略合作框架協議下的重點建設項目，是2015-2016年重要建設任務和應用項目。

1.“未來教室”建設

完成城域網二期改造工作，實施網絡安全組合拳，建設教育信息安全保障體系。蘇州教育E卡通建設，蘇州教育E卡通各類別卡（包含學生卡、教師卡、家長卡）已經發卡近49萬張，安裝2811臺設備，2015年對基礎數據應用平臺進行升級和改造工作，進行了大量優化，運行機制和采集模式做了相應的調整。

蘇州市未來教室（包括雙板教室）建設，一共建設了192間，其中，未來教室38間，雙板教室153間，音樂專科教室1間。特別是在蘇州市第三中學、蘇州市立達中學，雙板教學模式已經在所有的常規教室全覆蓋，所有的教師都在使用雙板進行日常授課，并且創新了很多的教學模式。

這些未來教室分布在蘇州市屬的30余所中小學校，和蘇州市姑蘇區、蘇州市工業園區、蘇州市吳中區、蘇州市新區和蘇州市太倉市和不同學校，基本上涵蓋了蘇州市的不同區域和不同類型學校，為我們的未來教室在蘇州市的示范和下一步的推廣起到了很好的作用。在蘇州市立達中學建立了一間音樂專科教室，該教室分為四個區域：以中心的starC教學平臺為核心的常規教學區，以數字化音樂設備為核心的音樂創作區，以各類實體器樂為主的器樂教學區，以及表演區。整個教室安裝了錄播系統，可以錄制和轉播音樂教室的教學與表演實況。該教室在會議期間得到了很多領導與老師的好評。

2.未來教室教師培訓

截至2016年3月，共舉辦24場蘇州市骨干教師培訓和教師應用培訓，約1200人次。其中，培訓了種子教師16名，分屬于蘇州市的各個學校，目前這些老師已經可以作為培訓講師來培訓其他的老師了。其中，蘇州市第三中學，蘇州市第四中學，蘇州市立達中學，蘇州工業園區西安交通附屬中學等學校的老師都進行了全員培訓，這些學校的老師都可以使用starC平臺進行授課。我們先后安排多名教師參與蘇州市教育局和電教館以及各個學校組織的培訓和技術支持工作。教師信息化能力提升的方式多種多樣。

（1）網上在線培訓

2015年教師遠程培訓更換了新的平臺，開發了全新的課程，網上在線培訓，春季班有8467人已結業，秋季班共開設27個課程，有4825人正在接受培訓。

（2）領導力培訓班及高研班

2014年第四屆領導力培訓班和面向骨干教師的第五屆整合高研班上有163名來自一線的校長、骨干教師順利結業，2015年新一屆的教育信息化領導力高研班和信息技術應用能力提升高研班正式開班，來自全大市的147名學員正通過網絡學習和面授等方式學習教育信息化前沿知識。

（3）未來教室教師培訓

大力推行“未來教室”系統工程，積極與華中師范大學國家數字化學習工程研究中心、教育信息技術協同創新中心緊密合作，未來教室種子教師培訓有序開展。共舉辦14場蘇州市骨干教師培訓和教師應用培訓，約1200人次。其中，培訓了種子教師16名，分屬于蘇州市的各個學校，目前這些老師已經可以作為培訓講師來培訓其他的老師了。其中，蘇州市第三中學，蘇州市第四中學，蘇州市立達中學，蘇州工業園區西安交通附屬中學，蘇州市盲聾學校等學校的老師都進行了全員培訓。

3.教育信息化創新與發展論壇

2014年10月在蘇州市成功舉辦主題為“大數據時代的數字化校園與管理信息化”的第十四屆中國教育信息化創新與發展論壇。制作了蘇州教育信息化專題片。以此展現蘇州教育信息化成果，呈現教育信息化建設經驗，展示信息技術與教育教學的有機融合及對教學管理、教學方式、學習方式的有效影響。

三、信息技術促進教與學的變革

隨著信息時代的不斷發展，我們的教與學的方式也發生了翻天覆地的變化，下面是以蘇州市為例介紹信息技術的發展帶給教與學的變革。

1.“未來教室”促進蘇州教學變革

（1）黑板向電子屏幕的轉變

圖2的（a）圖是傳統的教室黑板粉筆，在上課期間老師讓學生到黑板上答題，完成課堂提問；（b）“未來教室”里面老師上課的情景。在“未來教室”里面，講臺前方的黑板由兩塊巨大的電子液晶顯示屏取代，老師依托starC雙板系統制作課件授課。教室四周還總共擺放了6塊觸摸式一體機。每個學生座位上一部平板電腦。除此之外，教室總共設有4臺人影捕捉攝像機和10余臺垂掛電話筒，可對整個教學過程進行錄像或直播。如圖2的（b）圖可以得知“未來教室”的構造。其中教學內容并不完全依據教科書大綱，多是任課教師獨立設計，采用“主題教學”形式，讓學生掌握探究學習的能力。

圖2　教與學的方式轉變

（2）書包向“電子書包”的轉變

圖2（c）是傳統教室中學生學習的情景，書桌上面堆滿了書籍以及參考資料，學生正在自己埋頭苦學中；圖2（d）是學生在“未來教室”里面學習的情景，學生利用平板電腦進行學習，他們不再是單獨的學習，而是進行小組學習。在“未來教室”，學生的課桌上面不再有書和文具了，取而代之的是一部平板電腦，就是電子書包，電子書包里面包含教育資源，記錄學生的成長史。電子書包為教育帶來無限可能，海量資源所需隨取，滿足多種應用模式要求；依托學龍教育云平臺提供的優秀資源、應用。首創新穎的數字課堂教學模式，能夠快速搭建移動電子教室，適應在無線網絡條件各類教學環境使用；華師大、北師大、南師大教育專家提供理論指導，整理行業優質教育內容，匯聚頂級名校教育資源，組建一線教師團隊以及高質量的學龍精品資源庫；機身輕薄、攜帶方便，減輕雙肩負擔，超強續航，課前預習、同步輔導、課堂互動、重難點解讀一應俱全，隨時隨地學習。圖2中，（a）和（b）之間的對照，（c）和（d）之間的對照，可以得知“未來教室”和“傳統教室”之間的不同。“未來教室”更有助于學生的個性化學習。

在課堂，學生們只要在平板電腦上面用手指點點做習題，多少人完成率，對錯率多少，在老師那里已經一目了然。老師可以利用電子書包里面的數據記錄，根據學生的特點制定專屬學生的課程，這樣更有利于學生的學習和發展，真正做到每一學生都得到最好的發展的愿望。

課堂教學改革的成效不僅僅體現在提高學生升學方面，它還提高了學生的學習興趣，改善了他們的精神風貌，提升了他們的自信心，提高了教師的專業能力，系統優化了學校的管理水平。這些方面的提升，有些可以用數字來衡量，有些只有參與改革的人或者目睹改革的人才能體會。先期推動課堂教學改革的教育局已經針對改革制定了一系列教育制度，保證教學改革有序、科學、持續地發展。此次調研中，研究者體會到，在新教學模式下，“一言堂”、“滿堂灌”的傳統教學方式已成為改造的對象，校長、教師在時間和精力方面的付出，讓人欽佩，教師為主體的學習型組織在這場改革中發揮了核心作用。

2.“未來教室”覆蓋范圍不斷增長

隨著信息技術的不斷的發展，信息技術也在不斷的應用到教育中，其中“未來教室”就是信息技術融合到教育中的一個典型案例，圖3是在國家數字化學習工程技術研究中心牽引下發展的“未來教室”輻射區域的分布圖，紅色區域是“未來教室”在國內所覆蓋的省份，“未來教室”也推廣到了國外，例如英國和澳大利亞。并且“未來教室”在近五年的覆蓋范圍呈上升趨勢，隨著時代的進步“未來教室”將會出現在更多的地區，促進教與學的方式的變革。

圖3　云端一體化先進教室輻射區域圖

由教育信息技術協同中心的首席專家楊宗凱牽頭突破了“未來教室”建設與應用的若干關鍵技術，研發團隊發明了以電子雙板為核心的云端一體化的多模式課堂教學環境，整體技術達到國際領先水平。“未來教室”是以國家數字化學習工程技術研究中心自主研發的PGP電子雙板課堂教學平臺為核心，采用的是交互式電子白板或觸控平板一體機組成電子雙板展示系統，以多臺觸控平板一體機或學生個人學習終端作為分組學習，小組討論、探究性學習等個性化學習模式的展示平臺，給教師和學生帶來了新的教與學的環境。

“電子雙板”已在全國范圍內進行應用示范，引領著課堂教學的創新與變革，如深圳市南山區、廣東東莞市等地區、深圳市紅嶺中學、武漢西藏中學、華師一附中等，共構建云端一體化先進教室1500余間。該技術成果已服務學歷和非學歷教育學生累計達2萬人。

四、總結

在過去十余年，華中師范大學以信息化教學創新為核心，對信息技術促進創新人才培養的體系、內容、資源、環境、模式、方法、管理、評價等進行了全方位探索，把信息技術與課程教學進行了深度有效融合，重塑了教與學的生態，促進了教與學的方式的轉變，推動了教學的整體性變革。通過不斷深入的教學研究，真正實現了教學的變革，轉變了目前教與學的方式，讓課堂更符合每位學生學習的規律，讓教學更有助于學生知情意行的全面發展。

根據“未來教室”教與學的特點，給教師提供了全面客觀的大數據，為科學分析學生的身心發展，提供了真實的數據基礎。教學的發展必將與時代一同進步，并以科學技術的進步為基礎，對人類社會的要求做出反應。陳舊的教學觀念、技術落后的教學模式也將被時代拋棄，這是人類社會發展的必然規律。更新的、更適合人類自身發展的教學模式也將不斷推陳出新，為人類社會的進步做出貢獻。教學是由教師、學生以及周圍環境等構成的一個非常復雜、開放的大系統，并且隨著社會的不斷發展，那些影響教學系統的因素還將發生變化。教學的腳步是沒有終點的，教學的現代化始終是一個動態的概念，教學系統也是一個動態的、不斷完善的系統。對于教學的變革來說，不能只從整個系統中的單個因素來考慮改革，而應該用系統論的思想對教學的各要素進行整體的改革，要在研究教育方面多些系統論的思想，利用十年的時間初步建成具有中國特色的教育信息化體系，使我國教育信息化整體上接近國際先進水平，推進教育事業的科學發展。

［1］楊宗凱.教育信息化十年發展展望——未來教室、未來學校、未來教師、未來教育［J］.中國教育信息化，2011，（18）：14-15.

［2］黃濤，余雅麗，張慧芳，王穎.未來教室環境下的教師信息技術應用能力培訓創新——以蘇州市的探索為例［J］.中國教育信息化，2014，（18）：47-50.

［3］尉小榮，吳安，趙偉，王建梅，郜虹飛.“未來教室”在蘇州中小學的應用及教師體驗研究［J］.中國教育信息化，2014，（18）：42-46.

［4］尹忠玉.基于“未來教室”環境下的初中語文教學嘗試與反思［J］.蘇州教育信息化，2015，（03）：11-13.

［5］楊慧成.基于StarC云端一體化平臺的未來教室課堂教學研究 ［J］.中國教育技術裝備，2016，（01）：5-6.

［6］華中師范大學楊宗凱校長調研蘇州未來教室［J］.蘇州教育信息化，2015，（06）：44.

［7］楊宗凱.未來教室未來教師未來教育信息技術與教育的融合變革 ［J］.中國現代教育裝備，2014，（11）：6-11.

（編輯：郭桂真）

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A

1673-8454（2016）18-0012-04

*本文系以下項目的研究成果：“十二五”國家科技支撐計劃課題“中小學師資培訓公共服務體系關鍵技術及標準規范研究”（課題編號：2014BAH22F01），“教育云服務關鍵技術攻關”（課題編號：2013BAH72B01），“地方志可視化技術研究與演示平臺實現”（課題編號：2015BAK07B03）和華中師范大學中央高校基本科研業務費教育科學專項資助（課題編號：ccnu16JYKX031）。