智能教室環(huán)境中課堂教學變革的目標與路徑

黃威榮 蹇孝玉 吳賢瓊 鄧燕艷

摘要：以智能教室為代表的信息技術在教育領域跨界融合，推動了教育的創(chuàng)新和變革，轉變了課堂的教學形態(tài)、交互形態(tài)和資源形態(tài)，為學習者提供了不同于以往的教育形式。以此為出發(fā)點，對智能教室環(huán)境中的教學過程、教學互動、課堂管理和教學評價等方面進行探討，分析課堂教學變革的路徑，促進課堂教學發(fā)展。

關鍵詞：智能教室，課堂教學，教學變革

教育部《關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》中明確要求“要全面促進信息技術與教育教學融合創(chuàng)新發(fā)展”。隨著融合創(chuàng)新發(fā)展的不斷推進，智能教室逐漸進入課堂。縱觀應用，雖然智能教室有著眾多的優(yōu)點，但在課堂教學中的實際使用效果仍遠未達到理想狀態(tài)，如何優(yōu)化智能教室的使用，充分利用其優(yōu)點將改進教師教學與促進學生學習有機結合起來，全面促進教學變革、提高教學效果，是亟待解決的問題。

目前業(yè)界對智能教室的界定還不統(tǒng)一，有人認為智能教室是繼電子教室、多媒體教室、智慧教室之后在其基礎上配備各種人工智能設備的一種新型教室，也有人認為智能教室就是智慧教室。作者將智能教室界定為“利用物聯(lián)網(wǎng)技術連接各種教學設施，利用互聯(lián)網(wǎng)技術連接教師、學生及資源，運用人工智能、人機交互、大數(shù)據(jù)等技術增強信息呈現(xiàn)，利用智慧學習空間優(yōu)化交互環(huán)境、適應多種方式、促進個性化教學活動無縫開展的新型教室形態(tài)”。

一、智能教室環(huán)境中課堂教學變革的目標

1.從多媒體教學形態(tài)到智能教學形態(tài)

智能教室產(chǎn)生以前，以多媒體教室為核心設備的多媒體教學形態(tài)長期占據(jù)著課堂。與傳統(tǒng)課堂教學相比，多媒體教學形態(tài)只是改變了信息呈現(xiàn)方式，對教學過程中的教學交互方式、教學管理與評價過程的改變有限，對師生之間的交互關系及效果反饋幾乎未能改變，同傳統(tǒng)課堂一樣，師生之間的交互關系在課堂之外難以發(fā)生。智能教室產(chǎn)生以后，教學過程中的教學資源、教學方式、教學管理與評價過程發(fā)生了革命性的變化，如圖1所示。

智能教學形態(tài)中，在智能教室及智慧學習空間的支持下，黑板被巨大的顯示屏幕所整合，教學資源由傳統(tǒng)的課本資源及學校資源轉變?yōu)榫€下線上相結合的教學資源，大量的教學資源存儲在云端，師生可以進行即時訪問與下載;通過集成學習終端、多屏互動等技術為學生提供了智能化互動空間，交互方式由基于課堂教學的師生面對面交互轉變?yōu)橐陨尚越虒W為主的多元化交互，突破了多媒體教學中只能課內(nèi)交互的屏障，實現(xiàn)了師生之間的課外交互;智能教室中教學行為采集與動態(tài)分析，使課堂教學管理由傳統(tǒng)管理轉變?yōu)橐越虒W過程實時監(jiān)控為基礎的學生學習行為管理，實時有效呈現(xiàn)每個學生的學習狀態(tài)，更有利于教師及時管理課堂、調(diào)節(jié)教學行為，教學評價方式轉變?yōu)橐劳薪虒W行為數(shù)據(jù)支持的綜合性評價和學生行為評價。

2.?? 從技術性交互到概念性交互

教學交互是影響教學效果和學習成效的重要因素之一[1]，教與學的過程相互依賴，一個行為變化會影響另一個行為甚至一系列行為的發(fā)生。因此，在教學過程中師生雙方需要根據(jù)不斷變化的行為需求，對自身行為作出調(diào)整以響應交互過程的有效進行。MOSS等人將與交互式電子白板相關的交互劃分為技術性交互、物理性交互和概念性交互三類[2]。技術性交互重點關注針對技術功能進行的交互;物理性交互重點關注針對學生操作實現(xiàn)的交互;概念性交互重點關注與課程概念及觀點進行的交互、探索和建構，這種分類同樣適用于智能教室環(huán)境中。

在多媒體教學形態(tài)階段，課堂中教師多以演示型課件進行授課，交互方式往往停留在技術性交互及物理性交互的層面上，學生難以達到概念性交互的層次，缺乏“人-機-人”互動。在智能教學形態(tài)階段，強大的功能使它具有更加有效的交互及具有強大沖擊力的視覺效果，為課堂教學提供“人-機-人”的全方位、多層次的交互方式，學生通過訪問在線教學資源平臺主動構建知識，交互方式從技術性交互、物理性交互達到概念性交互，促使學生對學科核心知識的理解更加深入透徹。

3.?? 從封閉教育資源到開放教育資源

提倡教育創(chuàng)新的今天，由教育信息技術引發(fā)的教育變革逐漸深入，特別是以課程為載體的資源開放尤為突出。課程學習中，要全面提升學生的各種能力，就要拓寬視野、轉變課程觀、擴充資源占有量，不能局限于課堂，要充分利用一切有利于學科素養(yǎng)形成與發(fā)展的校內(nèi)外課程資源。

智能教室的實時聯(lián)網(wǎng)功能，為師生提供了獲取開放教育資源的可能性，互聯(lián)網(wǎng)絡上來自全世界的內(nèi)容和信息整合在一起形成的龐大資源庫，使學習者能隨時隨地獲取各類所需要的資源，“知識圍墻”被徹底打破。學生通過學習終端獲取教材以外的開放教育知識，知識的深度、廣度得到拓寬，激發(fā)學生的求知、探索心理，對學習容易產(chǎn)生興趣;教師通過教學終端創(chuàng)建課程資源和相關主題，與其他優(yōu)秀的教師建立學習社群、分享教學經(jīng)驗，教師之間進行多元化互動，實現(xiàn)學與教的深度融合。

二、智能教室環(huán)境中課堂教學變革的路徑

1.?? 以生成性教學為出發(fā)點，變革教學過程

生成性教學理論奠基者葉瀾認為，課堂教學的豐富性主要是在過程中展現(xiàn)，傳統(tǒng)教學存在的根本缺陷是把豐富復雜、變動不居的課堂教學過程簡括為特殊的認識活動[3]。要改變這個缺陷就必須突破傳統(tǒng)教學框架，而且要使過程本身具有生成新因素的能力。教學過程應該是一個漸進的、多層次和多角度的非線性序列。多媒體教學形態(tài)階段，教學過程高度結構化、固定化，教師通過設計好的環(huán)節(jié)預先制作多媒體課件，授課時按照既定的順序線性地播放課件，教學設計顯得封閉，忽略了教學的生成性[4]。

智能教學形態(tài)是相對于多媒體教學形態(tài)而言的，在智能教室環(huán)境中充分利用各種物理環(huán)境和學習支持環(huán)境，全面發(fā)揮各要素的作用。教師可以隨時對教學內(nèi)容、教學模式、教學過程進行調(diào)整，可以對課件內(nèi)容進行編輯與修改，將與學生互動過程中生成的新知識點添加到教學資源中;學生可以根據(jù)學習目標、思維方式、學習內(nèi)容特點對學習活動進行不同順序的組織，形成多個不同的學習活動序列，根據(jù)自己的學習需求、學習偏好、認知水平等，自主選擇學習活動序列[5]。

2.?? 以智能教室為載體，變革教學互動

師生互動是課堂教學的核心，學生只有通過與教師互動才能在課堂學習中更加有效地實現(xiàn)意義建構。在多媒體教學形態(tài)階段的課堂教學中，師生之間、學生之間的互動方式主要是言語互動，形式較為單一，教學互動大多在技術性交互層面。

智能教室借助先進科技來打破學習空間限制，強調(diào)并賦予學生更大的主動性[6]，實現(xiàn)了教學互動方式的重大突破，創(chuàng)設了師生之間、學生之間、人機之間全方位、多層次的互動機制，互動形式、互動內(nèi)容多元化，技術支持、互動參與深度化，教學資源從單向傳播變?yōu)殡p向甚至多向傳播，有效促進了教師、學生、資源、環(huán)境等各教學要素之間的高度耦合。應用于常態(tài)化教學中，教師可以實現(xiàn)課堂實時控制、資源實時管理，通過應答反饋，與學生建立互動關系，實現(xiàn)“人-機-人”的多元化交互方式，為學生營造一個數(shù)字化、個性化和智能化的教學環(huán)境[7]，教師利用智慧學習空間共享教學資源開展網(wǎng)絡教學，學生通過智慧學習空間獲取學習資源進行自主學習，使教學互動最終達到概念性交互的層次。

3.?? 以智能教室為紐帶，變革課堂管理

課堂需要管理才能順利展開，管理是教學秩序與質(zhì)量的基本保證[8]。傳統(tǒng)的課堂管理依賴于學生的配合，主要采用管、控、壓等手段以管束學生的課堂行為，缺少對學生心理的觀察。

智能教室環(huán)境中采用不同于傳統(tǒng)教學的模式，為學生創(chuàng)設參與度高、激勵性好、成就感強的教學過程，教師利用智慧學習空間賦予學生行動選擇權限，為學生提供某些期待的行動選項，并著力增強這些行動選項的魅力，引導學生順其自然地進行選擇，促使學生做出負責任而又有積極意義的課堂行動[9]。教師利用課堂實錄功能記錄課堂行為，通過課后分析，優(yōu)化課堂管理行為，充分利用智能教室為學生創(chuàng)設良好的學習氛圍，提高學習參與度，讓學生在學習中不斷地獲得成就感和滿足感，激發(fā)內(nèi)在學習動機，提高課堂效率。

4.以行為采集為依據(jù)，變革教學評價

教學評價是改進教學的重要手段，傳統(tǒng)課堂評價多采用評課表記分、口頭提意見的經(jīng)驗主義聽評課方式進行。在這種方式中，一是評價支撐材料少，評價標準難以統(tǒng)一、結果難以量化;二是評價只能在校內(nèi)，學生家長無法參與。

智能教室環(huán)境中，利用聯(lián)網(wǎng)的各種移動智能終端，對現(xiàn)場“教”與“學”行為進行伴隨式采集和編碼，經(jīng)過后臺智能化、即時化分析處理，在智慧學習空間中生成直觀、簡潔、針對性強、圖文并茂的數(shù)據(jù)分析報告，為課堂評價提供客觀的量化依據(jù)。采集的視頻支持回溯，教師在課后可以直接查看原始視頻與分析報告，依據(jù)教學行為采集觀察課堂教學，有效提高課堂觀察的效率和質(zhì)量，提高教學能力;家長與學生也可以通過報告了解學生學習情況以及教師教學情況，從而為學校建設、教師專業(yè)發(fā)展提供評價反饋。專家、同行、學生、教師、教學管理者和學生家長都能參與到評價中，促進傳統(tǒng)單一的教學評價轉向教師學生自評、專家同行點評、家長參評的多元化評價，使評價更加科學、更有說服力。如圖2所示。

在智能教室環(huán)境中，還可以跨區(qū)域組建教研組實施網(wǎng)絡教研，通過強強聯(lián)合、以強帶弱、整體聯(lián)動的發(fā)展模式，促進區(qū)域教學共同發(fā)展。

三、結語

未來課堂的形式必定是以智能教室為主的，智能教室進入課堂，對原有教學方法、教學模式和教學資源等都產(chǎn)生了重要的影響，使課堂教學發(fā)生革命性的變化，強有力地增強了信息技術與教學內(nèi)容、教學方法等相關教學要素進行流程再造與重塑，最終達到技術與教育教學深度融合。這種融合產(chǎn)生的教學變革是一個逐步漸進變革的過程，遵循一定目標與路徑，打造出新的教育生態(tài)。智能教室在課堂教學中的應用，對教師的教學設計、教學實施、自我調(diào)控能力提出了更高層次的要求，促使教師重新認識并設計教學，構建面向未來創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新型課堂。在此過程中，教師要深入學習，深層次地挖掘智能教室的更多功能，不斷提高教學應用水平，更加有效地促進學生學習、提高教學質(zhì)量。

參考文獻：

[1]? 陳蓓蕾，張屹，楊兵，等.智慧教室中的教學交互促進大學生深度學習研究[J].電化教育研究，2019（03）.

[2]? 吳筱萌.交互式電子白板課堂教學應用研究[J].中國電化教育，2011（03）.

[3]? 葉瀾.讓課堂煥發(fā)出生命活力——論中小學教學改革的深化[J].教育研究，1997（09）.

[4]? 劉春燕.基于交互電子白板的數(shù)學課堂教學優(yōu)化策略研究[D].長春：吉林大學，2011.

[5]? 趙琳，解月光，楊鑫，等.智慧課堂的“動態(tài)”學習路徑設計研究[J].中國電化教育，2017（11）.

[6]? 胡衛(wèi)星，田建林.智能教室系統(tǒng)的構建與應用模式研究[J].中國電化教育，2011（09）.

[7]? 韓后，王冬青，曹暢.1：1數(shù)字化環(huán)境下課堂教學互動行為的分析研究[J].電化教育研究，2015，36（05）.

[8]? 赫爾巴特.普通教育學[M].李其龍，譯.北京：人民教育出版社，2002.

[9]? 龍寶新.助推式課堂：課堂管理方式變革的新路徑[J].教育發(fā)展研究，2018，38（18）.

[作者：黃威榮（1977-），男，貴州晴隆人，貴州師范大學教育學院/智慧教育研究中心，副教授，碩士生導師，碩士;蹇孝玉（1995-），女，貴州余慶人，貴州師范大學教育學院，碩士研究生;吳賢瓊（1992-），貴州黎平人，貴州師范大學教育學院，碩士研究生;鄧燕艷（1996-），四川樂至人，貴州師范大學教育學院，碩士研究生。]

【責任編輯 孫曉雯】

*該文為貴州省教育廳高校人文社會科學研究課題“師范生教育信息技術應用能力混合式培養(yǎng)研究”（2015SSD20）、貴州省2015年教育科學規(guī)劃課題“中小學教師信息技術應用能力結構體系研究”（2015A056）、貴州師范大學2016年省級本科教學工程建設項目“教育技術學專業(yè)綜合改革”（2016ZZ1）的部分研究成果