教育創(chuàng)新與智慧課堂的融合研究

文/李曉思

2019 年，美國學校網(wǎng)絡聯(lián)合會(CoSN)發(fā)布了《K12 教育創(chuàng)新驅(qū)動力報告：2019 年趨勢篇》。該報告提出了2019年促進學校教學和創(chuàng)新的五大趨勢：學生即創(chuàng)造者、數(shù)據(jù)驅(qū)動實踐創(chuàng)新、個性化發(fā)展、設計思維和培養(yǎng)未來領導力。CoSN 組織了一個由100 多位著名的教育技術(shù)專家組成的國際咨詢委員會，其中包括CoSN 新興技術(shù)委員會的成員以及來自美國和國際主要教育組織和部門的領導。咨詢委員會在其工作開始時列出了需要審議的潛在趨勢，然后將其列入清單。專家們確定了23 種不同的創(chuàng)新趨勢，其中，排在前五名的重大趨勢分別為：學生是創(chuàng)造者、數(shù)據(jù)驅(qū)動的實踐創(chuàng)新、個性化開發(fā)、設計思維和培養(yǎng)未來領導力。

近年來，智能教室的研究領域主要集中在核心意義研究、技術(shù)環(huán)境部署和信息平臺的項目研發(fā)、教學方式變革、教學模式推廣等層面。智慧課堂的概念，是通過信息化手段，創(chuàng)造智能學習環(huán)境，包括遠程與現(xiàn)場環(huán)境，從而促進學生思維的全面性、高協(xié)調(diào)度的可持續(xù)發(fā)展[1]。課前、課中和課后的教學數(shù)據(jù)流是生產(chǎn)，數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學設計，教學組織與管理，學術(shù)輔導等教學業(yè)務開始精確，細化和精益化[2]。智能教室配備了無線通信，個人數(shù)字設備，傳感器和虛擬學習平臺的高科技教室[3]。通過智能教室，教師可以隨時查看學生任務的完成情況，并快速掌握現(xiàn)有知識儲備和個別學生群體的難題。

一、課堂與智慧課堂概述

課堂的意義經(jīng)歷了三個漸進的階段：第一層含義是課堂的初始意義只是函授的教室；第二層含義是學校的課堂教學活動；第三層的含義是將課程與教學活動二者綜合為一體，統(tǒng)稱為課堂。

智慧課堂是指教學環(huán)境、教學內(nèi)容和活動、教學過程和策略的智能化，是從內(nèi)到外全面深入的智能化。智慧課堂旨在培養(yǎng)高智能、高創(chuàng)新能力型的人才，依托大數(shù)據(jù)、智能學習和數(shù)據(jù)分析等先進技術(shù)，實現(xiàn)學習趨勢分析診斷、資源智能推送，開展“互聯(lián)網(wǎng)+”領域的學習活動與支持服務，開展學習全過程記錄和智能評估。

智慧課堂的演進發(fā)展，歷經(jīng)五個階段：第一個階段為傳統(tǒng)課堂“黑板+粉筆”的時代；第二階段為過渡期的“電化課堂”；第三階段“交互式課堂”，實現(xiàn)了PPT 加電子白板的交互式場景；第四階段為“自動化課堂”，引入物聯(lián)網(wǎng)自動化設備；再到今天所處第五個階段的“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的時代，實現(xiàn)真正意義上的“智慧課堂”，這是智慧課堂的一系列演進過程。

可以看出，在新的時代，智能教室導向，以人才的需求，在新時代，可以培養(yǎng)高創(chuàng)新型人才。它利用信息系統(tǒng)的開發(fā)重建傳統(tǒng)課堂教學過程，并在新時代實現(xiàn)了個性化和智能化教學，重塑現(xiàn)階段的教學模式，從而實現(xiàn)課堂教學的新革命。

二、教育創(chuàng)新與智慧課堂的融合

在傳統(tǒng)課堂下，教師的教研教學過程基本都是基于自身經(jīng)驗的，采用傳統(tǒng)方式教學的老師，一個備課本甚至可以用上好幾年，所以傳統(tǒng)課堂完全是基于經(jīng)驗的預設式教學。在現(xiàn)階段移動互聯(lián)網(wǎng)的模式下，師生之間可以實現(xiàn)隨時隨地的溝通，加以結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析及應用，使得基于數(shù)據(jù)的精準教學成為可能，實現(xiàn)真正意義上的個性化教學。

（一）以學生為中心，學生即創(chuàng)造者

新時期教學的主體是以學生為中心，教學任務為輔，核心目標是要圍繞學生的能力建設開展教學。目前互聯(lián)網(wǎng)教育中需要改革的是，通過互聯(lián)網(wǎng)傳遞學生需要問題的精準內(nèi)容才是關鍵問題。針對學生需要什么樣的內(nèi)容，采用相對應的教學方法才是關鍵。

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代到來之后，智慧課堂應當是以學生為中心，把學習的主動權(quán)還給學生。在智慧課堂的改進方式上，不要讓軟件程序去代替學生思考，而是引導學生不斷動腦，保持求知欲和探索欲，這才是將來的發(fā)展方向。而答案也不僅限于標準答案，可以是學生本人理解的答案、別人的答案、不斷迭代更新的更多答案等。

現(xiàn)在的學生并不喜歡刷題，不喜歡成為只是流水線式背誦的機器。所以，未來的智慧課堂是基于大數(shù)據(jù)化，基于AI 智能分析，目的是把學生創(chuàng)造型的能力激發(fā)出來，加以引導。教學工作者應利用智能批改程序識別出學生提出的問題，提出創(chuàng)新點，并不斷引導學生持續(xù)、迭代地創(chuàng)新。

未來的智能批改應該是圍繞一師一生來研發(fā)完成的，老師通過對學生出題，學生有多少比率和標準答案不一樣，多少比率為錯，多少為對，評分機制便能非常客觀地進行細分評價，老師也可以更加客觀地鼓勵和引導學生更多地去創(chuàng)新。

（二）數(shù)據(jù)驅(qū)動實踐創(chuàng)新與個性化發(fā)展

智慧課堂旨在培養(yǎng)高能力、高創(chuàng)新型人才。依托大數(shù)據(jù)算法和智能分析，開展智能問題分析和資源精確推送，通過云服務對學習過程、方式等支持，開展創(chuàng)新型課堂學習全生命周期管理和智能評價等。智慧課堂目前處于高速轉(zhuǎn)型期，對人才的需要較為迫切，通過信息化手段重造教學過程，通過智能分析和云計算保障教學質(zhì)量，促進課堂教學的全新變革。

智能學習環(huán)境可以通過各類智能設備搭建組合，部署成多類智慧課堂，智能教室是智能學習環(huán)境的集中體現(xiàn)。在“大數(shù)據(jù)+云計算”時代，通過智能穿戴設備、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)實現(xiàn)對環(huán)境的感知識別，快速識別新需求，完善項目；利用大數(shù)據(jù)、學習分析和情感計算等新型技術(shù)手段實現(xiàn)智能學習分析，為老師提供管理駕駛艙，為智慧課堂活動提供精準的數(shù)據(jù)支持；通過智能分析+大數(shù)據(jù)來實現(xiàn)資源的智能分析與推送，打造個性化的學習支持，實現(xiàn)查漏補缺，精準提供自適應學習。通過對學習流程管理的數(shù)據(jù)挖掘，跟蹤學習全過程，預測每位學生的學習方向，并直接通過學習儀表盤展示學生的真實學習情況，實現(xiàn)學習的智能導向和綜合評價。

（三）設計思維培養(yǎng)與教學領導力培養(yǎng)

在頂層設計方面，以培養(yǎng)智能人才為目標的課堂教學，需要依托敏捷開放的信息化架構(gòu)與豐富的物聯(lián)網(wǎng)接口。智慧課堂可以充分利用前沿的軟件框架搭建大數(shù)據(jù)的云平臺，再結(jié)合優(yōu)質(zhì)的教學創(chuàng)新理念，重新定義教師和學生在新階段、新過程中擔當?shù)慕巧匦略O計教學過程和再造教學課程結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺與課堂教學的重新融合與創(chuàng)新再造。通過對教學過程的深度個性化設計，實現(xiàn)以學生為主體的定位思路，為學生制定更高層次的目標，創(chuàng)造自我認可與自信，查漏補缺、縮小學科之間的差距和障礙，最終實現(xiàn)促進學生的全面發(fā)展。

溝通與互動，評估和反思。智能教室環(huán)境為學生有效地支持學生的學習交流，溝通和協(xié)作交互的網(wǎng)上交流空間。在研究和評估方面，學生受到的電子組合的方式來處理評估和學習空間的互動評價是用來顯示多重情報評估的結(jié)果，以促進有效的反思和學生的總結(jié)，提供足夠的調(diào)整依據(jù)。

場景式布局，溝通和分析。智能教室環(huán)境應該涵蓋海量的可視化資源，如視頻、習題、文獻等，并能迅速、直觀地部署互動學習的內(nèi)容場景。與此同時，智能學習環(huán)境可以捕捉并記錄學生在實時交互的過程中產(chǎn)生的信息，通過大數(shù)據(jù)的智能分析手段，幫助學生規(guī)劃最佳的學習方法與路徑。

此外，智能教室環(huán)境應包括可視化技術(shù)的數(shù)據(jù)收集，在視覺上展示出各維度的教學成果、知識成果和教學活動的整個生命周期過程中產(chǎn)生的附加價值，并將其數(shù)據(jù)化，進行高效率的BI 演示，為教師教學決策提供強有力的數(shù)據(jù)支持，有助于實現(xiàn)教學目標，并創(chuàng)造更多的教學價值。

智慧課堂的發(fā)展方向具體通過以下幾點展開分析：

1.注重智慧課堂的頂層設計。充分運用信息系統(tǒng)方法論，縱觀全局，在各研究領域的多重驅(qū)動下，要規(guī)劃研究課堂變革的各項任務和要素，從而提煉出重難點和創(chuàng)新點，敏捷攻關，高效、快速地實現(xiàn)從傳統(tǒng)線下課堂教學邁向智慧課堂的變革。

2.對智能環(huán)境的部署模式實現(xiàn)技術(shù)變革。智慧課堂智能分析環(huán)境的部署，需要依靠智能設備來搭建物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境，但不應拘泥現(xiàn)有的技術(shù)架構(gòu)。應依托開放式的技術(shù)架構(gòu)如JAVA 后臺，配合Springboot 框架，采用敏捷開發(fā)的方式實施項目，再結(jié)合豐富的物聯(lián)網(wǎng)設備解決教學問題，這是智慧課堂的基礎，下一步通過搭建靈活的微服務和再造細分的教學過程，打造系統(tǒng)工程，創(chuàng)造智慧課堂的核心價值；提供豐富的開放式API 接口，對物聯(lián)網(wǎng)設備提供更全面的集成支持，最終實現(xiàn)從深化集成式架構(gòu)，跨越到發(fā)散式發(fā)展。

3.深化智能環(huán)境的全面應用。智能環(huán)境不僅要為學生提供廣泛的學習支持，更要注重課堂教學的智能化改革。這就要求將智慧課堂的核心定位于人才培養(yǎng)，從課堂的實際問題出發(fā)，以學生為中心，堅持智慧課堂的素質(zhì)教育的特點，堅持以教學為學習服務的原則，深化智能環(huán)境的應用，不斷實踐創(chuàng)新，最終實現(xiàn)新時期人才的培養(yǎng)。

4.制定智慧課堂的發(fā)展戰(zhàn)略。推動智能課堂的發(fā)展，需要有宏觀的眼界及業(yè)務能力，也要依托目前“大數(shù)據(jù)、云計算、微服務”方向的格局觀，既需要充分理解智能課堂的業(yè)務特點，同時結(jié)合國家舉辦推廣的各種教學項目和活動，如依托精品課程評比、智慧教學設計等背景，促進智能課堂產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化，打造可持續(xù)發(fā)展的智慧課堂推廣戰(zhàn)略。

5.樹立典型的智慧課堂標桿工程。積極培養(yǎng)可推廣和標準化應用智能教室的典型案例，利用智能課堂的教學平臺改變傳統(tǒng)教學方法，提高教學水平，保證教學質(zhì)量，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的教育資源共享機制，全方位、多維度實現(xiàn)學生的創(chuàng)新能力。通過典型的標桿教學案例建設，形成良好的模式與可復制的機制，依托“標桿建設，模板推廣”的方式，全面推進多校多地區(qū)的推廣和實現(xiàn)，實現(xiàn)“智慧課堂”教學的戰(zhàn)略性覆蓋和全方位變革。

三、結(jié)語

隨著智慧課堂的發(fā)展，對教育創(chuàng)新產(chǎn)生了極大的推動作用。教育創(chuàng)新也進一步促進智慧課堂的完善和更迭。信息化工程項目依托教學方法，新型技術(shù)手段推動著教學方法的前進與革新。實現(xiàn)智慧課堂和教育創(chuàng)新的有機融合，有助于推動智慧課堂發(fā)展，促進教育創(chuàng)新。