智慧課堂多維互動式教學模式構建

代毅+++謝濤

[摘 要]教育信息化進程中，技術與教學不斷融合，改變著傳統教學的形態和過程，是探索新課改的重要契機。借助“粵教云”服務平臺和“數字教材”等資源，探討多維互動及協作學習策略，構建智慧課堂下多維互動式教學模式，以初中物理課堂教學為例介紹實施過程，并通過實施前后的數據對比分析，驗證該模式的有效性。

[關鍵詞]初中物理；多維互動；智慧課堂；數字教材

一、研究背景

1.教育理念的不斷創新

班級授課制多采用講授法，教學和學習方式較單一，師生互動次數有限、程度不深。新課標提倡多樣化的教學方式與合作探究的學習方式。云計算、大數據、移動互聯網的迅猛發展，改變了人們的交往和學習方式，也改變了課堂教學互動方式。課堂互動不再局限于人與人的互動，人機互動為課堂增添了新的活力，課堂互動正走向多維度立體化的形式。云互動課堂提供的豐富的互動方式為教學改革提供了新思路。

2.課堂教學環境的變化

現代化的課堂教學離不開信息化環境的支撐作用，技術的高速發展激發了教育工作者拓展教與學的概念以及課堂環境設計的熱情，智慧教室的設計和應用已成為教育技術學研究的熱點領域之一。智慧課堂可定義為將云端和物聯網等新技術集為一體的未來智能型課堂，它通過互動教學系統對計算機、智能終端、互動電子白板、實物展臺等硬軟件資源進行整合，形成一種智能化的教學方式[1]。“云服務+終端+互動教學系統”模式開始成為課堂教學環境的主要特征之一。

技術的巨大進步給教育帶來了深刻變革，課堂學習環境從多媒體環境向智慧環境發展，學習內容的傳遞方式以及教師與學生的互動方式也發生了較大改變。因此，信息環境下新的教學模式的應用實踐顯得尤為重要。在此介紹以“粵教云”項目在珠海開展的區域化試點工作為基礎，以“粵教云”公共服務平臺為支撐，圍繞云服務、云互動、云協同三類“云端”結合的智慧課堂[2]，如何構建多維互動式教學模式。

二、多維互動式教學模式

1.多維互動式教學

課堂教學互動通常被認為是人、技術、資源和環境之間的高度耦合[3]。傳統課堂教學互動形式比較單一，主要是師生之間、學生之間的言語互動。智慧課堂中的互動形式可以劃分為人與人之間的互動、人與技術之間的互動兩類。人與技術的互動包括教師應用交互式電子白板、液晶一體機、移動終端等設備，在可視化互動技術與課堂教學支撐系統的支持下組織課堂教學，包括資源演示、學情分析、作品分享與評價等活動；學生應用移動學習終端進行資源學習、自主練習、實踐創作以及成果展示等活動[4]。

多維互動教學是指利用多媒體、網絡、云計算等技術在傳統班級課堂中建立課堂網絡學習環境，為學習者提供協商討論、相互交流和信息共享的渠道，學生則以小組形式在評價激勵機制下，以有效完成共同的學習任務而合作互助的學習過程。它在傳統的班級課堂合作學習的基礎上，融入網絡學習，使得群組學習在學習內容、學習媒體、學習環境和學習資源上能夠優勢互補，使學習過程更加便利、更多互動、更富創新。其應用流程如圖1所示。

智慧課堂是一個智能化的教學空間，由多屏顯示、平板電腦和連接互聯網的教學互動平臺構成，利用平板電腦可以方便進行資源的獲取，以及與教師和其他同學之間的互動、交流[5]。如在教學中，教師可以借助平板電腦看到學生電腦屏幕上顯示的內容，并可以隨時操控學生的電腦，根據學生的需要及時協助學生完成課程；學生可在云平臺分組討論，也可及時與教師溝通。這樣使課堂從原先靜態、預設的形態轉變成動態的、生成的和高互動的形態。課堂互動不僅僅局限于師生之間、生生之間，還包括人與技術、人與環境、人與資源等方面的多種互動，這就是多維互動式教學的核心。

2.多維互動式教學模式的構建

在教師的引導下，通過學生自主實踐、思考、交流過的知識內容，才能被內化到學生的知識體系中，互動與交流是其中的重要環節。智慧課堂構建了個性化和信息化的教學環境，支持教師的有效教學和學生的有序協作、有效交流，協作是其典型特征，即借助強大的“粵教云”服務平臺所創設的良好協作環境，使得學生個體與個體之間、個體與群體之間思想碰撞，增強學生個體的溝通能力、個體獨立作業能力以及優化群體智慧[6]。在多維互動教學的基礎上，可結合具體學科教學的特點，突出群組協作學習的特色，在此以初中物理為例介紹“智慧課堂多維互動式教學模式”的構建（見圖2）。

基于智慧課堂的多維互動式教學模式可以分為課前自主探究、課中知識內化、課后學習延伸三個階段。課前，教師利用智慧課堂進行教學主題設計、確定教學目標、制定分組原則、選擇技術工具、整合多種相關資源；學生的學習活動則與之對應，確定自己的學習目標、原有知識結構和認知水平、形成對主題的初步認知。課中，教師要創設情境、基于問題引導互動探究、以物理建模促使學生感知物理現象，對學習過程中的疑問進行解答；學生則圍繞主題任務開始網絡探究、協作學習、組內互動，進而達到經驗同化，深刻掌握物理知識原理與應用。課后，教師嘗試通過協作解決相應實際問題、并通過各種檢測方式進行評價；學生則總結反思。教師和學生的活動，在三個階段并非獨立存在，而是存在時間先后和邏輯推進的關系，師生之間的活動也需要適當的策略進行調節，使二者保持良好呼應。

三、初中物理多維互動式教學實踐

多維互動式教學具有交互性強、時效性高、共享便利等特點，對于培養學生的創造能力、求異思維、批判精神、合作能力等有著獨特而明顯的作用。下面以人教版初中物理“功”的教學設計為例，說明多維互動式教學模式在教學實踐中的應用及效果。

1.案例概述

“功”這節課，在學生了解了力的必要知識的基礎上，通過實例說明“做功”的兩個不可缺少的條件，得出力的方向跟物體運動方向相同時，功的計算式W=FS。教學中要注意到“功”的概念概括性強、抽象程度高，難以讓學生短時間內就有深刻體會，需逐步拓展深化。這節課使用了“數字教材”，充分應用“粵教云”智慧課堂的統計反饋功能、個性化評測功能，運用平板電腦開展“先學后教、小組互助”式協作學習。學生通過多維互動式教學模式的各個環節，形成清晰的概念，掌握正確的方法，構建知識體系。通過形式多樣的互動活動，有效支撐課堂多屏互動、分享協作，實現教與學的客觀記錄與實時評價。

2.學情分析

學生已有一定的力學基礎知識，但抽象思維還不成熟，仍需感性經驗作為依托，在教學中可借助多媒體和實例分析，加強直觀性和形象性，引導學生充分利用已有知識來構建“功”的概念。根據本節課特點，盡量使用身邊常見的事物進行實例分析，拉近教學內容與學生生活的距離。

3.教學活動設計

根據多維互動式教學模式，基于“粵教云”的智慧課堂在教學活動中為師生提供了多種形式、多個環節的充分交互。在課堂教學前，先讓學生依據自己的興趣進行自由分組，利用平板預習“數字教材”課程內容，基于網絡或者線下討論交流，選擇人類發明的一種工具，說明其省力的原理，做成PPT存到課程云空間，教師閱讀后點評展示。在課堂教學中，按照創設情境、導入新課，物理建模、感知現場，自主學習、合作釋疑，協作探究、解決問題，評價總結、意義建構的多維互動式教學應用進程，依托“粵教云”服務平臺和“數字教材”給學生創設了基于交互的知識發現與理解的學習活動。課后，教師嘗試通過協作解決相應實際問題，并通過各種檢測方式進行評價，學生則進行總結反思。

4.教學反思

這節課綜合應用學生自學體驗、講授、分組討論等教學方法，師生高效互動。學生利用互動平臺與同伴進行交流探討、協作學習、問題形成等活動，在學習過程中形成學習檔案記錄。“數字教材”的實時統計功能有助于教師更便捷地了解每個學生當堂任務的完成情況和內容的掌握情況；資源下發共享有利于學生自主學習，尊重學生學習差異；通過交互活動和拍照上傳等功能，教師可以在課內外對學生的成果進行過程性評價和反饋。

四、應用及效果分析

為了更好地評價多維互動式云課堂的效果，研究者隨機選取了初中二年級兩個班的學生共94人進行教學實驗。對兩個班學生進行了物理水平的測試，結果顯示不存在顯著差異。以其中一個班的學生為實驗組，另一個班作為控制組，實驗組學生在多維互動式云課堂中上物理課，控制組學生則在傳統的常規教室中上物理課，半個學期后，比較了兩組學生的物理期末考試成績，結果顯示實驗組成績顯著高于控制組，證明提供多維互動式教學模式能夠提高學生的學習成績。綜合實驗研究結果以及教師對智慧課堂多維互動式教學模式的評價，該模式的優勢主要有以下幾個方面。

一是創建了有利于深度協作的教學平臺。將網絡教學與課堂教學有機融合，使教學活動在時間和空間上得到了延伸，彌補了單一化課堂授課方式的不足。在平臺創設的協作學習環境中，學習者可選擇自己感興趣的問題，形成探討某專題的小組，通過豐富的平臺資源查閱相關學習資料，豐富學習內容。有利于學習者獨立地判斷事物，客觀地分析他人意見，開闊思維的空間，辯證地認識世界，為深度協作奠定基礎。

二是擴充了溝通交流的途徑。師生之間、學生之間可以實現實時和異步交流與分享，豐富了交流手段和途徑。學生不論在線上還是線下，都可以即時分享信息，協作學習更加便利。小組協作活動中的學習者可以將其在學習過程中探索、發現的信息和學習材料與組內成員共享，共同完成既定的學習任務。在此過程中，學生為了達到小組學習目標，可以采用對話、商討、爭論等形式[7]對問題進行充分論證。在協作學習過程中，學習者以相互合作共事的態度，共享信息與資源，共同承擔學習任務。

三是提高了協作興趣。在協作學習環境中，教師的主要任務是引導學生的學習方向，解答學生提出的問題；學生則由傳統的信息接受者轉變為信息的生產者和傳遞者。可視化的資源和工具為“粵教云”平臺提供了一個支持多人同時協作、修改文件的功能，在線協作方便快捷，如同面對面交流。人性化的設計，為協作學習掃除了障礙，提高了學生的協作興趣。

初中物理多維互動式教學模式是一種正在探討和嘗試中的創新型教學方案，隨著該模式在學校的持續推進，學生的學習方式由原來的被動接受變為現在的自主選擇，包括關注的知識點、學習的時間、信息的篩選與整合等，學習過程的深度參與使學生的能力水平得到很大的提高。對于教師來說，在珠海市“粵教云”項目的助推下，參與“互動云課堂”應用教學探索的過程使他們在信息技術能力方面得以迅速提升。

參考文獻

[1]劉邦奇.“互聯網+”時代智慧課堂教學設計與實施策略研究[J].中國電化教育，2016（10）：51-56.

[2]許駿，唐連章.云計算與大數據時代的教育信息化探索實踐——“粵教云”計劃及示范工程進展[J].教育信息技術，2014（11）：3-9.

[3]胡衛星，田建林.智能教室系統的構建與應用模式研究[J].中國電化教育，2011（9）：127-132.

[4]韓后，王冬青，曹暢.1：1數字化環境下課堂教學互動行為的分析研究[J].電化教育研究，2015（5）：89-95.

[5]Md Anwar Hossain Masud，Xiaodi Huang.An e-learning system architecture based on cloud computing[J].System，2012，10（11）：74-78.

[6]施秋萍.云端環境下協作學習活動的設計與應用研究[D].華南師范大學碩士學位論文，2013.

[7]余亮，黃榮懷.活動理論視角下協作學習活動的基本要素[J].遠程教育雜志，2014（1）：48-55.

（責任編輯 郭向和）