智慧課堂教學模式的進階式發展探析 *

于 穎，陳文文

(曲阜師范大學 傳媒學院，山東 日照 276826)

智慧教育是當前我國教育信息化研究的熱詞，有學者將其稱之為教育信息化發展的新形態、新境界、新階段[1][2]，將智慧教育研究提到了相當高的高度。與此同時，也有學者對智慧教育研究產生了質疑，認為智慧教育更多是概念炒作，仍然沒有解決當前教育發展中存在的瓶頸問題[3]，即回答，為何技術發展轟轟烈烈，而教育教學的實質沒有發生根本性改變的問題。如果拋開智慧教育概念是否炒作不談，雙方的觀點其實有共通之處，即都關注了如何將技術與教育有效融合，使技術更好地助力教育的時代性變革問題。而要解決這一問題，課堂教學模式的改革迫在眉睫。沒有教育教學模式的改革，智慧教育就會成為一句空話[4]。

智慧課堂教學模式將智慧課堂中的人(教師、學生)與技術有機關聯，它區別于傳統課堂教學模式，以學生智慧發展為旨趣，關注智能化技術對學生智慧發展的促進與增強作用，致力于構建理想形態的智慧課堂。綜觀我國當前學術研究與一線教學，各類智慧課堂教學模式層出不窮，對教學起到了一定的促進效果。然而，盡管智慧課堂教學模式百花齊放，眾多一線教師與研究者們仍然難以明晰智慧課堂教學模式究竟何如。于是，我們不得不進一步追問兩個基本問題：一是，現有的各種類型的智慧課堂教學模式適用性如何？或者說，各種模式是否有其適用的邊界？二是，從整體上看，智慧教育發展具有階段性，從局部來看，各地智能化或信息化發展程度有較大差異，那么，與之相對應的智慧課堂教學模式在不同階段所呈現的樣態是否有差異？如果有差異，是否存在進階式發展的可能？其實踐進路如何？進階式進路的探討，或許可為當前中小學校從傳統教學向智慧教學轉型提供可能性發展路徑。

一、明晰：智慧課堂發展的階段性特征

(一)影響智慧課堂發展的兩個特征要素

智慧課堂概念由智慧教育衍生而來，目前尚沒有統一的定義。但從諸多關于智慧課堂研究的相關文獻中[5-8]，大致能得出智慧課堂是以學生智慧發展為目標，以信息技術無縫支持學生深度學習的全過程為特征的課堂樣態。它是智慧教育的特定產物，是一種新型課堂表現形態。由此可以看出，信息技術與教育教學的融合發展不僅是其區別于傳統課堂的根本特質，也是智慧課堂發展的重要標志。具體到智慧課堂實踐層面，智慧課堂具備兩大特征要素，一是智能化技術，二是智慧化教學。智能化技術與智慧化教學是相互交融、相互促進、相伴而行的。智能化促進智慧化的發展，智慧化引領智能化的進步。

1.智能化技術

《教育信息化2.0行動計劃》將智慧教育正式寫入官方文本，并指出智慧教育發展應依托各類智能設備及網絡，這與前述智慧教育是教育信息化發展高端形態的思想是一致的。可見，智能化技術是影響智慧課堂發展的重要因素。盡管目前智能化技術對智慧課堂的變革性影響尚不顯著，其與教育本真的地位之爭也由來已久，但毋庸置疑，智能化技術的發展對教育教學已經并正在產生著深刻作用，技術的迅猛發展使得常規手段下難以完成的個性化學習、實景式學習、沉浸式學習、終身學習等理念得以真正實現。智能化技術發展呈階段性特征，根據智能化的強弱程度，大致按照傳統智能、人機協同、人機融合智能這一進路演進。

2.智慧化教學

之所以稱之為智慧化教學，主要是為了與智慧教學、智能化技術加以區分。這里的智慧化教學主要指教學以學生作為人之主體的智慧(分析性、創造性、實踐性智慧)發展為目標。根據智慧化教學的演進過程，大致呈現為傳統智慧化教學、交互型智慧化教學、理想型智慧化教學等形態。傳統智慧化教學可追溯至蘇格拉底、柏拉圖、孔子時期的智慧教學，以仁、愛人、自知等為標志，將認知、情感、文化、行為相統整；交互型智慧化教學則帶有現代教育學的烙印，除了關注傳統的智慧形態以外，還關注數字智慧這種新型智慧形態的培養與發展；理想型智慧教學則把信息技術作為智慧教學的內在要素和內生動力，信息技術不再外化于教學，而是與智慧教學其他要素處于共生狀態，追求數字時代技術對學生智慧的極大支持與學生智慧的極大發展。

(二)智慧課堂發展三階段

1.三階段劃分

聯合國教科文組織(UNESCO)于2005年將信息技術與教育融合發展過程劃分為起步、應用、融合與創新四個階段[9](如圖1所示)：在起步階段，一般以基礎設施建設為主，信息技術只是作為一種輔助工具協助教師進行課堂教學，目前我國絕大部分中小學校已經度過了這一階段；在應用階段，主要體現為教育教學廣泛利用信息技術來提升質量和效率，學校雖然已經具備了信息化基礎設施條件，但缺乏足夠的優質資源和先進的教育教學理念。我國部分中小學校當前正處于這一階段；在融合階段，主要體現為信息技術與教育教學的融合。在這一階段，教師將信息技術與課堂教學充分融合，進行“以學生為主體”的教學設計，通過精心設計與引導，使學生在學習活動中習得知識，教師自身信息技術教學能力也得以不斷發展。我國中東部經濟發達地區的大部分學校已經進入這一階段；在創新階段，信息技術和智能技術深度融入教育教學全過程，教學模式、教學組織等要素得以重構，技術的全面支持對教育教學產生了重大結構性變革。我國絕大部分中小學校目前距離這一階段還有較大差距。

圖1 UNESCO信息技術與教育融合/智慧課堂發展階段

參照該發展階段論，從智能化技術與智慧化教學兩個維度，我們將智慧課堂發展過程劃分為三個階段：起步、融合與創新(見圖1)。其中，起步階段對應信息技術與教育融合發展過程的起步與應用階段，這一階段的智能化技術方面表現為配備常規多媒體網絡教學環境，智能化程度稍低，初步具備交互功能(如，電子交互白板)，智慧化教學方面表現為教師有改進教育教學方法、優化教學、培養學生能力的意識，但對智慧教學理念理解程度不足，難以真正提升學生智慧。目前我國絕大部分學校都處于這一階段；融合階段對應信息技術與教育融合發展過程的融合階段，這一階段的智能化技術方面表現為以智慧教室為代表的智慧學習空間初具規模，有云計算、大數據、人工智能等技術的支持，配備移動智能終端，師生可進行良好交互，智慧化教學方面表現為教師明晰智慧的涵義，能夠真正以學生智慧發展為目標開展教學設計，學生的高階思維能力與問題解決能力在精心設計的活動中得以不斷發展。我國中東部部分學校目前處于這一階段；創新階段對應信息技術與教育融合發展過程的創新階段，這一階段的智能化技術方面表現為以智慧教室為代表的智慧學習空間常態化，人機融合、深度態勢感知、人機智慧和諧共生，智能導師助理(教育機器人)出現，智慧化教學則表現為以學生數字智慧即技術增強型智慧發展為目標，技術與教學深度融合，你中有我，我中有你，教學方式、方法手段等完全為理想教學服務。

2.階段涵義：兼具整體與個體發展之要義

根據《現代漢語詞典》，階段被解釋為“事物發展進程中劃分的段落”[10]。對于智慧課堂發展進程而言，這里的“階段”至少有兩層含義：一是有整體發展之意，即根據我國智慧課堂整體發展進程，可分為起步、融合與創新階段；二是有個體發展水平之說，鑒于各地各學校信息化(智能化)程度與(智慧化)教學理念的差異，作為個體的各中小學校智慧課堂發展水平不同。例如，部分學校即將進入創新階段，而部分學校仍在起步階段徘徊。

二、探索：智慧課堂教學模式設計的進階式進路

(一)智慧課堂教學模式進階式設計的必要性解析

之所以強調智慧課堂教學模式，并不是特別強調其是一個固有名詞，而是強調在智慧課堂中，教學模式的設計、選擇與使用要適應智慧課堂環境，以課堂中學生發展為目標。換言之，智慧課堂教學模式需要與智慧課堂發展階段相適應，并且能夠為智慧課堂的階段性躍遷積蓄能量。

兩種算法的運行時間以及ERLE參數如表1所示。輸入信號為語音情況下的兩種算法的失調量如圖3所示,噪聲輸入情況下的失調量如圖4所示。兩組測試的結果一致,NLMS和FDNLMS算法的收斂時間、失調量、ERLE相差不大,但是,在處理速度方面,FDNLMS算法由于運算量大幅度降低,所用的處理時間只占NLMS算法的8.5%,說明算法的效率高,實用性強。

1.與智慧課堂發展階段相適應

教學模式是指在一定的教學思想和教學理論指導下，為完成教學目標和教學內容而形成的教學結構理論框架和活動程序[11]。隨著技術的不斷發展與助力，教育教學觀也隨之不斷進化與發展，教學模式逐步呈現出“百花齊放、百家爭鳴”的繁榮局面[12][13]。特別是，以智慧課堂教學模式為代表的技術參與的新教學模式的出現，促進了教學結構的重構與變革。從這個意義上可以認為，教學模式的發展演變與技術及教學觀的發展是齊驅并進的。就近幾年智慧教育的發展歷程來看，智慧課堂教學模式的發展也是如此。也就是說，智慧課堂教學模式需要與智慧課堂發展階段相適應。

在智慧課堂起步階段，智慧課堂教學模式表現為：教學目標關注學生智慧的發展；基于多媒體網絡教學環境開展教學活動，注重技術支持的交互式活動體驗；效果評價開始從某一維度或多個維度關注學生智慧的發展。在智慧課堂融合階段，智慧課堂教學模式表現為：教學目標重視培養學生的智慧；教學活動主要是在智慧學習環境(如智慧教室)中開展，有云計算、大數據、人工智能等技術支撐，呈現出智能化、個性化、泛在化的特征；評價方式多元化、數據化，評價效果更加關注學生高階思維和問題解決能力的提升。在智慧課堂創新階段，教學目標體現為關注學生技術增強型智慧的發展；教學活動呈現出全智慧化的特征；效果評價則將技術增強型智慧放在核心位置。

2.為智慧課堂的階段性躍遷積蓄能量

混沌論認為世界是確定的也是隨機的、是必然的也是偶然的、是有序的更是無序的。無序運動和有序運動相互包含，互相影響，從而使系統不斷進化和發展[14]。因此，智慧課堂可被視為一個在各要素的有序和無序運動中不斷進化發展的復雜混沌系統。混沌系統對初始條件非常敏感，以至于其輕微的改變就有可能導致系統產生無法預料的變化[15]。在智慧課堂混沌系統中，當前階段智慧課堂教學模式可以理解為其初始條件。智能化技術(包括教學環境、教學設備等要素)和智慧化教學(包括教學方法、教學理念等要素)不斷變化，推動智慧課堂教學模式發生質性的改變，當改變到達一個臨界值的時候，會使得智慧課堂混沌系統向更加理想的狀態轉化，進而由當前階段躍遷到更高階段。

系統論將系統定義為，由若干要素以一定的結構形式聯結而成的具有某種功能的有機整體[16]。因而，智慧課堂也可視為一個平衡系統，它遵循系統論的動態性原則、整體性原則、平衡性原則，在特定環境中與外界物質流(智能化技術)與能量流(智慧化教學信息)進行交換，保持動態平衡狀態。智慧課堂教學模式則是保持這一狀態的能量匯集處，它整合智慧課堂系統各要素，將它們融合再造，通過物質流與能量流的均衡交換，維持系統內不同水平的平衡與進化狀態，為系統進一步優化積蓄能量。

(二)“改進型—交互型—理想型”進階式進路的提出

與智慧課堂發展階段相適應，智慧課堂教學模式也表現為“進階式”特征，即，在不同發展階段，智慧課堂教學模式有著不同的表現形式。鑒于各地各校智慧課堂建設與發展程度不同，在實踐層面，智慧課堂教學模式的設計可按照“改進型—交互型—理想型”這一進路展開(如下頁圖2所示)。

考慮到智能化技術與智慧化教學二者都是動態發展的，而智能化技術的建設相對容易實現，因而，在智慧課堂教學模式的進階式設計中，可以把智能化技術看作穩態要素，以智慧化教學為變量展開。即，在設備與資源僅能初步滿足教學應用的起步階段，需要調研現有的優秀課堂教學案例，按照智慧課堂的意蘊特征和發展要求改進傳統教學模式，我們將其稱之為“改進型”；在智慧課堂環境初步具備的融合階段，需探討與智慧學習環境交互融合的智慧課堂教學模式，我們將其稱之為“交互型”；在智慧課堂環境建設相對成熟的創新階段，以關注每一位學生的個性化發展、構建理想智慧課堂為目標，根據課程目標、學生特點、技術環境對智慧發展的要求，設計適應學生個性化發展的、可供學生個性化選擇的智慧課堂教學新型模式，我們將其稱之為“理想型”。

圖2 智慧課堂教學模式進階式進路

三、實施：智慧課堂教學模式進階式設計與應用示例

(一)智慧課堂教學模式的進階式設計

智慧課堂教學模式在不同發展階段有不同的表征，當達到特定的臨界狀態時，智慧課堂教學模式得以進階。智慧課堂教學模式有探究式、協作式、體驗式等多種經典模式及其它新型模式。以下選用探究式智慧課堂教學模式[17]，以改進型和交互型探究式教學模式的進階式設計為例，從理論基礎、教學目標、操作程序、實現條件、教學評價五個方面進行表征(如表1所示)。

表1 改進型(起步階段)和交互型(融合階段)智慧課堂教學模式表征及其進階標志

續表1

從表1中可以清晰地看出兩個階段教學模式的進階過程。

在理論基礎方面，融合階段的交互型智慧課堂教學模式除了以經典的教學理論為基礎，還強調混合式學習理論的導向作用。混合式學習理論的精髓在于將傳統教學的優勢與線上教學相結合，在正視技術作用的基礎上，從哲學、心理學以及教育學視野中探尋智慧課堂的本真，明確智慧課堂教學模式的目標指向，以實現教學的最優化。

在教學目標方面，改進型智慧課堂教學模式主要實施三維目標，即知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀，對于培養學生的智慧能力還處于“淺嘗輒止”階段。隨著智慧課堂環境的不斷完善、智慧教學理念的不斷加深，交互型教學模式的教學目標在繼承和發展三維目標的基礎上，更為強調以高階思維和問題解決能力為核心的學生智慧能力的發展。

在實現條件方面，技術在智慧課堂教學模式的進階式發展中扮演了重要角色。一方面，智慧教室或智慧學習空間的廣泛建成與有效應用可以說是由改進型智慧課堂教學模式向交互型智慧課堂教學模式進階的重要標志。另一方面，技術的發展使得學科軟件、建模工具、可視化思維工具、交互工具等認知工具與情感識別工具在交互型智慧課堂教學模式中得以內嵌，即以平臺集成方式提供支持，其便捷性和有效性都得以大幅提升。

在活動程序方面，兩個階段都踐行“以學生為中心”的教學理念。但是，由于實現條件與教學理念不同，交互型智慧課堂教學模式更有助于教師做出精準教學決策，真正做到“以學定教”，也更有助于學生的個性化學習和智慧的發生。在交互型智慧課堂教學模式中，教師可以借助虛擬現實技術、人工智能技術、大數據技術等智能化技術，創設真實問題情境，使學生沉浸至真實問題的解決中。教師可在問題解決的關鍵環節，預先或實時向學生推送精心設計的個性化學習資源(如專題學習材料、問題支架等)，幫助學生建構知識、發展思維[18]。學生則可充分利用智慧學習資源，通過個人探究、學習共同體互動與協作，尋求問題解決的方法。同時，教師可以借助實時收集的學生過程性數據，真正實現精準評價，為下一步做出科學的教學決策提供依據。

在教學評價方面，改進型智慧課堂教學模式盡管包括形成性評價和總結性評價，并結合生生互評、師評、自評等多種評價方式，但是這些評價方式難以收集學生的全部有效數據，主觀性較強，很難做出精準評價。而融合階段的交互型智慧課堂教學模式由于有了大數據等技術的支持，可采用混合式學習評價(如線上評價與線下評價相結合、過程性評價與總結性評價相結合、知識學習與思維發展評價相結合等)對學生進行客觀而精準的評價。

(二)智慧課堂教學模式應用示例

為了進一步說明智慧課堂教學模式的進階式設計，我們分別應用改進型智慧課堂教學模式和交互型智慧課堂教學模式進行了教學設計，并先后在兩所處于不同發展階段的實驗學校進行了教學實施。以下以泰山出版社出版的初中《信息技術》第二單元“編輯個性化文集”中的微項目一“規劃書籍的整體版面”教學設計為例加以說明(如表2所示)。

A校的智慧課堂發展處于起步階段，為了與該發展階段相匹配，故采用了改進型智慧課堂教學模式，并據此進行了教學設計：學生智慧的培養主要通過三維目標來落實；在多媒體網絡的支持下，課前，引導學生借助導學案預習；課中，學生通過完成“為微書設置頁眉頁腳”微項目，習得基本知識和技能，發展問題解決能力；課后，學生借助學習資源，主動完成作業，鞏固所學知識和技能。B校的智慧課堂發展處于融合階段，因而基于交互型智慧課堂教學模式進行了教學設計。具體來說，以智慧教學目標為導向，以適合的智能化技術為支撐，課前，引導學生進行線上預習，教師根據學生的預習情況制定與調整教學策略；課中，圍繞“編輯班級作文集”項目，學生主動發現問題并借助智慧學習資源解決問題，教師通過智慧教學平臺實時了解學生問題解決的過程，為學生突破瓶頸問題適時提供支架。同時，輔以人人交互、人機交互等手段，幫助學生診斷問題，最終促進學生問題解決、創新創造等高階思維能力的提升；課后，教師根據學生學習目標的達成情況，有針對性地向學生推送個性化訓練資源或提供個性化輔導，促進其個性化發展。

表2 基于改進型和交互型智慧課堂教學模式的教學設計對比

實施情況表明，兩所學校的師生都認為所采用的教學模式及教學設計適合當前階段各自的實際需求，能較好地啟發學生高階思維，提升問題解決能力。同時，他們也進行了教學反思：采用改進型智慧課堂教學模式及教學設計的教師表示，較之傳統教學，該模式下學生的積極性、主動性與問題意識有所提升，大部分學生能夠發現問題，并樂于運用所學知識解決問題。但是，由于實現條件的限制，學生提出的問題大部分是由教師代為解答，且在常規技術環境下，教學無法實時采集學生的過程性數據，造成學生個性化發展不足。因而，他們期待技術環境能得以改善，個性化教學能得以開展；采用交互型智慧課堂教學模式的教師表示，在智慧化教學理念與智能化技術的支撐下，通過課前學生自主預習、課中師生共同探究、課后個性化學習三個環節的層層遞進，學生在每個環節都相對完整地經歷了發現問題、思考問題與解決問題的過程，問題解決與高階思維能力得到了迭代發展和進一步提升。但是，由于學生對技術的敏感性和適應力不同，對該模式的適應性存在個體差異。此外，由于人機交互的深度不足，學生的數字智慧能力有待于進一步發展。

總之，相對于改進型智慧課堂教學模式，交互型智慧課堂教學模式是對其優點的繼承、不足的改進及“智慧”的提升。在智慧教學目標導向下，學生不再受技術條件、自身認識不足、教師關注不足等因素的限制。有了移動智能終端、智慧學習平臺等技術的支持，改進型教學模式無法實現的個性化學習、精準教學與以學定教等理念，在交互型教學模式中得以實現，學生的思維空間得以進一步延展，智慧能力得以進一步發展，智慧教與學能力體系初具雛形，并逐步趨向于成熟。這與智慧課堂教學模式的進階式設計思想是一致的。

四、結束語

教育對于智慧的訴求由來已久。智慧課堂作為推動學生智慧發展的主陣地，在其不同發展階段對教學模式提出了不同的需求。就我們常用的探究式、協作式、體驗式等教學模式而言，從實踐層面講，為了與智慧課堂不同發展階段相適應，它們需要進行進階式發展，才能幫助學生實現從“知識人”到“智慧人”的轉變。換言之，在不同的智能化技術與智慧化教學程度下，中小學校要明確所處的智慧課堂發展階段，選擇與之匹配的智慧課堂教學模式，這樣才能最大程度上發揮智慧教育的價值，優化教與學，真正實現教育追求智慧這一本真。