動機視角下智慧教室中技術的應用策略研究

楊勇 段超 李凱琦 易雪玲

摘要：隨著教育信息化的全面開展，智慧教室作為信息化教學的基礎環(huán)境得到了快速的發(fā)展，技術的多功能、共享互通、柔性空間等特性為教學創(chuàng)新提供了新平臺。如何充分利用智慧教室中人機交互的技術特性，實現(xiàn)高效教學與教師發(fā)展，是教育信息化建設的重要議題。該文基于ARCS動機理論，從智慧教室的教學價值，以及師生主體的滿意度、信心、優(yōu)越性等方面提出智慧教室的應用策略，以期指導教師的智慧教室教學應用，以及促進教師融合教學能力、教學創(chuàng)新能力的發(fā)展。

關鍵詞：智慧教室;人機交互;應用策略

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）14-0191-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 引言

隨著信息技術在教育中的普及應用，交互式電子白板、PAD等智能終端設備逐步進入課堂。作為變革課堂教學方式的載體，基于人機互動的教學設備與各類教學軟件是互動課堂、智慧教室的基礎環(huán)境。在智慧教室環(huán)境下，讓各類技術與教學實施相融合，充分發(fā)揮人機交互的技術優(yōu)勢，以豐富資源、虛擬社區(qū)、及時的互動與數(shù)據(jù)分析等來支持教學創(chuàng)新，是新時期教育信息化的發(fā)展目標之一。本文基于ARCS動機理論，圍繞如何運用智慧教室中的互動技術這一問題，從技術的管理與評價、技術的教學應用兩方面來分析starC教學系統(tǒng)的智慧教室教學課例，并提出相應的教學優(yōu)化策略，以期為此領域研究者以及一線教師提供參考和借鑒。

2 動機視角下的智慧教室環(huán)境分析

智慧教室是信息時代教室發(fā)展和變革的階段產(chǎn)物。智慧教室的人機交互技術一般包括普適計算技術、人工智能技術、電子交互白板技術、分布式伺候計算技術以及智能空間技術等。本研究中的starC教學平臺是為智慧教室建設所研發(fā)的平臺，它依托starC教育云，集成了教學輔助工具、學科工具、學科資源等，輕松實現(xiàn)課堂互動、教學管理、及時反饋測評結(jié)果等教學環(huán)節(jié)。

2.1 starC平臺的技術環(huán)境分析

教學平臺除了需要具備一般的軟件設計要求，同時也需要充分體現(xiàn)其教學特性。智慧教室的功能設計需遵循教學的心理規(guī)律，以及課堂教學多樣性的實踐應用需求。在此原則的指導下，starC教學平臺硬件環(huán)境是由交互式多點觸控電子雙板和學生端平板電腦組成，兼顧課堂教學中教師、學生雙主體的需求。starC教學平臺的教師端主要使用的硬件為交互式多點觸控電子雙板，它是基于雙重編碼理論研發(fā)的雙軌教學系統(tǒng)。學生端平板電腦也是starC教學平臺的硬件之一。

2.2 智慧教室互動應用特征

交互技術特性是智慧教室優(yōu)越性的體現(xiàn)。starC教學平臺將傳統(tǒng)教學模式與信息技術教學模式結(jié)合，基于教學決策數(shù)據(jù)化、評價反饋即時化、交流互動立體化的設計原則，創(chuàng)設有利于意義建構(gòu)與合作交流的學習環(huán)境。它的基本功能可以概括為以下幾方面：1）雙電子白板支持下的雙軌教學;2）多元化的課堂互動;3）靈活的課堂組織形式;4）豐富的學科工具和資源。

3 智慧教室環(huán)境下的應用策略

受不同時期學習理論及各類媒體技術的影響，信息化教學主要經(jīng)歷了行為主義、認知主義、建構(gòu)主義為指導的三代教學理論。新課程教學設計強調(diào)以建構(gòu)主義理論為指導，即以學習者為中心，主動進行意義建構(gòu)的過程，也是智慧教室環(huán)境下教學的基礎理論指導。針對軟件的設計與課程開發(fā)，Keller根據(jù)動機理論提出軟件以及課程設計的四點原則，即從產(chǎn)品的吸引度（Attention）、相關價值（Relevance），以及用戶信心（Confidence）和滿意度（Satisfaction），為軟件、資源設計與評價提供了一個通用的指導標準。我們基于對starC平臺的技術特征分析，以ARCS理論模型來分析平臺的其應用特征，并提出相應教學策略。

本文結(jié)合教學視頻與教學案例觀察分析，基于ARCS理論模型，以教學價值追求為核心，圍繞實現(xiàn)智慧教室的吸引性，增益教學滿意度、應用信心的應用目標，提出智慧教室教學環(huán)境下的教育教學策略。

3.1 技術的分析與評價策略

對技術的分析與評價既是教學應用的啟示，也是課后反思效果的體現(xiàn)。智慧教室功能技術的評價和管理，建立在合理的教學價值理解上。社會認知環(huán)境構(gòu)建是智慧教室下教學設計的內(nèi)在價值。在人機互動環(huán)境下，學者柴少明基于對話的協(xié)作知識建構(gòu)理論框架，構(gòu)建教學設計策略，提出教學設計的核心是要為教師、學生、教學內(nèi)容的三元對話的產(chǎn)生和發(fā)展提供空間和工具并設計合適的主題和活動、創(chuàng)設對話的社會文化情境，以此促進小組內(nèi)知識建構(gòu)。智慧教室的應用過程是教師加深對技術應用、教學法、教學內(nèi)容理解的過程，教師的教學能力成長是智慧教室的發(fā)展性價值。

1）針對認知環(huán)境建構(gòu)的內(nèi)在價值追求，提出以教學模式與技術功能的交叉分析的技術管理策略。2006年，Mishra 和Koehler提出信息時代教師的“技術—教學法—內(nèi)容知識”（Technological Pedagogical and Content Knowledge，簡稱TPACK），成為技術的教學應用指導思想。教學模式是在一定的教育思想與教學理論指導下，圍繞某一主題，形成的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定且具有一定普適性的理論框架及具體可操作的教學活動方式。教學模式作為教學實施的導引，相比單一的教學方法、策略以及教學內(nèi)容的分析具有更強的整體性、統(tǒng)一性。技術功能具有一定的非固定性，多種技術之間的配套應用，能更好地實現(xiàn)課堂環(huán)境下的交互、交流需求。

在教學模式的分類基礎上對智慧教室各類交互技術進行分類管理，系統(tǒng)的分析能加強教師對技術應用的理解，對融合教學具有更強的指導性。在此策略的應用過程中，有益于增進教師對智慧教室應用的信心與滿意度。此外，滿足多元的教學需求是智慧教室的特性之一，基于認知彈性理論，信息技術環(huán)境下的教學以靈活性為原則，宜采取教學模式、技術功能的多視角多維度分析。

2）針對教師融合能力的發(fā)展性價值，提出協(xié)同備課與案例分析的交叉設計策略。智慧教室的應用探索應用是一個教師共同體發(fā)展過程，在應用過程產(chǎn)生了大量教學案例。基于教師本人、同事之間的應用案例，在分析和借鑒的基礎上，不斷理解在技術與教學的融合中創(chuàng)造更好的教學效能。

3.2 教學實施策略

信息技術引入課堂，教學空間、功能得以拓展的同時，教學實施策略也得到了進一步的豐富。著名教育技術學家瑞奇魯斯（C.M. Reigeluth）提出四種教學設計策略：教學組織策略、教學傳遞策略、教學管理策略、激發(fā)學生動機策略。學者武法提基于建構(gòu)主義理論，針對學習環(huán)境設計將教學設計策略分為：主動性策略、社會性策略、情景性策略。學者羅德均在上述兩者的基礎上，提出基于網(wǎng)絡的主體性課堂教學設計策略：教學組織策略、學習環(huán)境設計策略和學習支持策略。

智慧教室環(huán)境下的教學實施策略充分體現(xiàn)了激發(fā)學生學習主體性的價值追求，以及在認知、訓練中提高問題解決能力，發(fā)展高階思維能力與創(chuàng)新能力的價值追求。基于以上價值追求，這里提出三維教學設計策略，即情境營造、任務驅(qū)動、思維啟發(fā)三維策略模型（如圖1），它包含三個部分：情境營造策略、任務驅(qū)動策略、思維啟發(fā)策略。

1）以情境營造策略提出“真問題”。《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》指出“新時代學生應具備實踐創(chuàng)新能力”，問題解決能力作為實踐創(chuàng)新的核心能力之一，對培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維具有重要作用。大量研究表明，如果學生能參與到情境更為真實的學習中，他們在復雜任務中的學習會更深入，表現(xiàn)更優(yōu)秀。

情境營造為課堂真問題的提出提供了虛擬現(xiàn)實的、視聽多通道的、互動友好的學習環(huán)境。首先，情景設計主線需要根據(jù)不同年齡段學生的認知水平來創(chuàng)設。例如小學生的認知能力有限，所以可以選取一個符合該階段學生認知的故事、游戲等情境來實施教學。所有教學內(nèi)容都圍繞情境展開，充分吸引學生注意力，并幫助他們順利實現(xiàn)知識的遷移和運用。

同時，情景營造需要具有生活性，生活性指的是教學情境要注重聯(lián)系學生的現(xiàn)實生活，在學生鮮活的日常環(huán)境中發(fā)現(xiàn)、挖掘?qū)W習情境的資源。情境越貼近現(xiàn)實生活，越有助于提高學生創(chuàng)造性問題解決的能力。以智慧教室的人機交互功能，加強學生的情境體驗，讓學習者在教師的指導下運用所學理論在模擬或虛擬的情境中通過情景觀摩或者角色扮演等方式在體驗中應用所學知識，以此促進教學目標的達成度以及學生的記憶、理解和遷移能力。

2）任務驅(qū)動策略。任務驅(qū)動策略主張“教師為主導，學生為主體”的課改理念，充分調(diào)動起學生自主探究學習的積極性，強調(diào)學生在與學習、生活和社會實際密切聯(lián)系的有意義的“任務”情境中，通過完成任務來學習知識、獲得技能、形成能力、內(nèi)化倫理。

教學任務的展開需要兼顧挑戰(zhàn)性和層次性。研究表明，具有一定挑戰(zhàn)性的任何更能激發(fā)學生的學習興趣以及任務中的維持。同時，根據(jù)建構(gòu)主義的臨近區(qū)學習理論，學生認知發(fā)展具有一定的梯度，教師給予的學習支架與認知發(fā)展梯度一致時，有助于學習者的認知發(fā)展。因此，智慧教室課堂環(huán)境下，教師將教學內(nèi)容劃分為若干個學習任務模塊，并在每個模塊中提示任務目標。

相應的，教學任務的支架提供兼顧資源與方法。將教學內(nèi)容根據(jù)教學目標劃分為不同的任務模塊來開展教學將有助于改善課堂教學效果，并且任務以問題的形式輸出，每個模塊的主問題就是任務，學生在問題解決中完成任務從而獲得成就感，使學生保持積極的學習狀態(tài)。同時，胡小勇采用一體化設計的思想，保證每個模塊任務的針對性與延伸性，根據(jù)任務的復雜性，將主問題分解為多個可操作性的子問題，吸引學生持續(xù)的注意力，鼓勵學生從多個角度思考解決問題的方法。

3）思維啟發(fā)策略。啟發(fā)性策略強調(diào)學生是學習的主體，教師要引導學生獨立思考，積極探索，提高學生分析問題和解決問題的能力。我們以問題為橋梁，教師通過設計不同類型的教學問題來引導學生思考，啟發(fā)學生思維。根據(jù)布盧姆教育目標分類體系，可以將教師的提問水平分為相應的層級，不同問題對學生思維啟發(fā)程度有差異，對應記憶、理解、應用、分析、評價、創(chuàng)造六個層次，比如，記憶屬于一種機械學習，而理解、應用、分析、評價、創(chuàng)造都屬于有意義學習。機械學習促進學生保持能力，而問題解決建立在有意義學習的基礎上。

思維的啟發(fā)又與問題情境、任務層次相呼應。教師在情境問題的設計中，盡可能多地設計出分析、評價、創(chuàng)造類的高階問題，既有助于學生鞏固舊知，也有助于學生思維開拓。在任何的層次結(jié)構(gòu)方面，各問題間要相互聯(lián)系，既包括主問題和子問題的關聯(lián)，也包括子問題中前后問題的關聯(lián)性，形成循序漸進的梯度，組成一個問題鏈，以便學生踏著問題的階梯去建構(gòu)知識，與思維發(fā)展的層次性相一致。同時，問題設計的豐富性以及詞匯的豐富性，教學過程中對學生思維方向的揣摩、預設、及時引導等都有助于學生思維能力的發(fā)展。思維的啟發(fā)既體現(xiàn)在預設的教學情境、任務設計中，也體現(xiàn)在生成性教學、開放討論等方面。

4 總結(jié)

融合教學能力的提升是信息化時代教師的發(fā)展目標之一。信息化教學對教師提出了關于技術、教學法、教學內(nèi)容的多元融合知識的新要求，融合能力的提升是一個實踐應用、反思與分析的動態(tài)過程。結(jié)合智慧教室技術特性，提出技術管理與教學應用策略，為教師的融合教學探索提供思路，為信息化教學的組織管理、評價分析提供途徑。深度挖掘智慧教室的技術特性，將智慧教室的技術特性與課堂教學的藝術性、效益追求完美地統(tǒng)一起來。

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】