智能驅動式課堂建設研究與實踐

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.05.058

摘 要 在實施大規模在線教學組織實驗的基礎上，重新

審視學校教育制度中的核心技術——課程與教學，認為信息技術只有真正與課堂教學組織過程有機、深度融合，能促進課堂教學組織性、驅動力的提升，才是根本價值所在。為此，深入分析課堂教學中的實際需求，牽頭打造課堂互動教學平臺，并實現與教務系統、課程資源中心的互通、聯動，為每位任課教師配備智能助教，成為課堂教學的臺階構筑者、環境營造者、質量守護者，明顯增強了教師課堂教學的組織性、高階性、靈活性。

關鍵詞 在線教學；學校教育；信息技術；SPOC；智能驅

動式課堂

中圖分類號：G434 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）05-0058-03

0 引言

2020年初新冠疫情突然暴發，很多學校猝不及防，甚至可以說是被打了個措手不及，特別是教育教學信息化（主要是課堂教學信息化）基礎差、積累少、探索不足的學校，更是手忙腳亂。雖然在教育部的號召下及時啟動在線教學，實現了“停課不停教、停課不停學”，穩住了學校教育教學秩序，也讓廣大教師、學生、管理者、家長真切感受和體驗到信息技術與教育教學融合的重要性、緊迫性、先進性，但是這種臨時抱佛腳的艱難與無奈讓人記憶猶新。不能好了傷疤就忘了痛，更何況隨著后疫情時代的到來，常規教育教學狀態已經不可能再回到從前，必須加緊研究和探索信息化技術與教育教學的全面深度融合，為后疫情時代的學校教育做足充分準備，盡快進入新常態。

1 對信息技術應用于學校教育的歷史回顧

與反思

對于將信息技術應用于學校教育的研究與實踐由來已久。早在1910年，當愛迪生發明出活動膠片投影機之后，他便興致勃勃地幫助教師將物理、化學等教學內容改編成電影，并在學校里使用。有了這些嘗試，愛迪生在1913年接受《紐約戲劇鏡報》專訪時就大膽預言：“學校里用的書很快就會過時，學生可以通過看電影來接受教育。借助電影教授人類知識的每一個分支是可能的。在未來10年內，我們的學校制度將會被徹底地改變。”從此便開啟了技術對學校教育的革新[1]。

20世紀50年代，美國進行了一項龐大的課程改革，其核心理念就是研究和運用教學機器來替代教師，改革領導者之一的加州大學洛杉磯分校的拉姆斯丹教授在1960年的一篇論文中寫道：“自動化應用于教學過程會帶來哪些可能？……將教師指導和調節學生學習過程的各種功能加以編碼，以便在時間和空間上能被替代或延伸，必要時加以復制。”這場希望通過機器而不是教師本身來提高教學效率的改革結果如何呢？大約10年以后，教育改革的靈魂人物、著名心理學家布魯納不得不承認這場改革“當時實在是‘天真無知’……過于理想主義了”[2]。

1986年1月31日，《洛杉磯時報》發表一篇涉及大學教育未來的文章，作者直接引用愛迪生的預言，然后評論道：（至今）已經過了四分之三個世紀，學校在用的這本書依然沒有過時，大多數學校主要還是依靠“站著的教師給整班坐著的學生講課”[1]。作者告誡人們：“當我們懷抱大學教育未來的所有夢想時，決不能低估變革學校中大部分教師、管理者等群體遇到的阻力。”

時過境遷，進入21世紀，隨著人工智能、互聯網技術的迅猛發展，教育信息化、“互聯網+教育”以及信息技術支持教學變革幾成共識，以計算機（含智能終端等）和網絡為代表的信息化技術在教育教學中的作用和功能得到日益強化。特別是2020年因疫情而實施大規模在線教學之后，對此更是完全認同。但是在此前，這一意識觀念卻并不為很多人所認同，甚至被排斥。

有趣的是，在愛迪生預言百年之際的2012年，美國聯邦教育部長和通信委員會主席在一次演講時談到數字技術在教育中將會有更廣泛的應用，每個學生都應配備一臺筆記本電腦，因為在不久的將來，教科書將成為過去[1]。然后，《洛杉磯時報》又發表一篇文章，作者再次引用愛迪生這句眾所周知卻沒有實現的預言，質疑現在的互聯網或筆記本電腦是否與當時的革命性電影技術一樣呢？這是值得認真審視的問題。

將信息技術應用于教育教學已經經歷了作為工具的傳統教具、作為技術的電化教育、作為方法的計算機輔助教學和多媒體教學、作為環境的信息化教育技術等主要階段。如今每個學生配備一臺筆記本電腦（智能手機）已成普遍現象，學校信息化、智慧校園、智慧教室等基礎建設如火如荼，翻轉課堂、虛擬現實、混合式教學等研究與實踐也鋪天蓋地，但是教科書式的教育從未成為過去，并仍然占據學校教育教學的主流地位。

當疫情突然襲來時，有些學校可以說是毫無準備、束手無策，啟動在線教學的學校也是網絡崩潰、平臺癱瘓、問題迭出，貌似各種研究、建設與改革成果瞬間失靈，到最后所謂在線教學大多數也只是利用免費的QQ、微信等大型社交平臺在線上教室重復“昨天的故事”而已。為什么會這樣？總的說來，就是所謂信息技術與課堂教學其實一直是“兩張皮”的存在。

教育作為發展人的一種目的性活動，其本身是無法完全被“電化”和“在線化”的。技術基礎、人性、公共政策，是影響在線教學的基本要素[3]。長期以來，教育技術依然停留在知識呈現、學習引導、資源存取等外在技術基礎功能階段，只是教育的一種手段而不是核心要素，并未真正解決人的發展的本質問題，即人的社會化和人的個性化問題；并未有機融入課程教學，去改變課程、教學、學習的本質或賦予其新的內涵。因此，教育技術無法被廣大教師、管理者所認可，始終無法突破工具、手段、方法、環境等隔靴搔癢似的存在，造成信息技術之于教育教學反而是“把簡單的事情搞復雜了”。

同時，因為教育是一個因人而異的特殊行業，在教學領域很難進行嚴格意義上類似于理工科的實驗研究。大部分都是不嚴格、設計中有很多缺陷的準實驗研究，其所得結果就會出現很多種解釋，很難得出讓人完全信服的因果結論，因而就導致教育領域經常出現“公說公有理、婆說婆有理”的現象[4]，

往往連一個觀點或同一個證據都很難達成一致意見，那么也就無法進行更進一步的實驗和探索。美國心理學之父詹姆斯告誡人們，科學實驗室離真實的課堂有一段很遙遠的距離，說不定在很長一段時間內都是一個無法逾越的鴻溝。

2 疫情防控期間大規模在線教學帶來的實

驗機會與經驗啟示

雖然在線教學發展了20多年，在有控制的個別班級或學校的確取得過成功，但是在此次疫情之前，還沒有在更大范圍乃至全國開展在線教學取得成功的先例[1]。2020年初的疫情以一種意外而殘忍的方式提供了一種極端的自然實驗環境，為信息技術的廣泛應用在學校教育這個堡壘上撕開一道口子，以一種“沒時間講道理”的方式開展了一場史無前例、規模空前的在線教育大實驗。不為任何人所左右，教師、學生、家長、管理者全都被裹挾其中，在短時間內積累了大量的經驗與教訓，很值得深入總結和探討。

在線教學、居家學習，完整剝離了人們習以為常的學校制度形態，離開現實中的校園及其各種體制機制，只留下學生與教師，還有學校教育制度中的核心技術——課程與教學[4]。因此，疫情中的全面在線教學表面上看是以技術平臺重建學校，實際上是學生與教師群體在異步時空中實現一場有效的同步通信：以課表為時鐘、以課堂為驅動，圍繞課程與教學開展有意義、非現實接觸的知識、心靈的溝通交往。至于教學質量相比線下教學是好是壞，這還有待進一步實踐與驗證，但是本次疫情防控期間開展的在線教學至少可以證明一點：課堂教學才是學校教育的根本，離了什么都可以，唯獨不能離了課堂這個核心紐帶與載體。

不論是線上還是線下，抑或線上線下混合式教學，都只是其表，如何增強課堂教學的驅動力、組織性才是核心關鍵，這才是學校教育相比其他教育形式的核心競爭優勢。只可惜隨著知識爆炸性增長、大學職能多樣化、學生規模激增等多方面原因，傳統課堂的驅動力、有效性還剩多少真不敢打包票，課堂還是人類神圣殿堂之一嗎？過去鮮有這方面的深入研究與實踐，大多因為信息技術與教學過程難以融合而淺嘗輒止。

3 智能驅動式課堂教學平臺打造與聯通式

環境建設

一堂課，不論線上、線下，都同步聚集了時間、教室、教具、教材、教師、學生等多種元素，如何有機整合這么多元素以產生更高效益，在傳統課堂中完全取決于教師這個最主要的元素。由于一個自然人的能力所限，傳統課堂的作用同樣是有限的，而且隨著班級越來越大，平均到每個學生的作用將呈指數下跌。在其他條件難以改變或者改變代價太高的情況下，借助成本越來越低而質量越來越高的通信、軟件技術，幫助教師提升課堂教學的組織力、驅動性，使得教師可以解放手腳以更加專注于教學內容本身，可有效提升課堂教學效益。

以疫情防控期間實施大規模在線教學時形成的教學資源、經驗、方法、趨勢為基礎和借鑒，將人工智能、大數據等信息技術與課堂教學相融合，借助信息技術的高速計算能力和海量的存儲優勢，深入探究和分析課堂教學中各方投入與產出的現狀、問題及原因。抓住課程、教師、學生這三個關鍵要素，對標國家級精品在線開放課程、線上線下混合式課程建設標準要求，打造校內SPOC課程平臺，完善建課、錄課、互動、作業、測試、統計、分析、沉淀、評價等課堂教學伴隨服務、驅動功能。為傳統物理課堂同步構建一個新型虛擬課堂，為每個教師配備一個在線助教，處理大量重復性、低階性但又必需的煩瑣事務，讓教師都不再為課堂考勤、組織紀律、知識復習、過程記錄、統計分析、輔導答疑、信息搜索、自建視頻、資料整理、作業批改、出題制卷、雷同辨別、及時評學等外圍工作浪費太多時間，而是將有限的時間、精力更多地用于課程思政、知識傳授、因材施教、創新創造等主要業務工作中去，而且探索通過在線教學引導學生心理投入、適應學生有限記憶、匹配學生基礎差異，明顯增強教師課堂教學的組織性、高階性、靈活性。

同時，打通SPOC平臺與教務系統運行數據、成績數據的對接、互通屏障，實時生成和記錄過程評價數據，自動評價學生學習產出，實現課堂教學平臺與其他系統平臺數據的精準對接、實時更新，優化在線教學路徑與師生體驗。通過技術手段與教學內容的有機融合，創建一種情境性、沉浸式、自然感的在線教學環境，支持教師及時改進課堂教學和針對性開展個性化人才培養，充分調動起學生的積極性、主動性、緊迫性，促進學生自主學習、探究學習、高效學習，幫助教師增強對課堂的引導力、組織力、掌控力，在國家、家庭、教師、學生、管理人員、服務人員等多方利益相關者進行大量、同步投入的“黃金”課堂時間內，實現教學收益的最大化。這樣的智能驅動式課堂框架如圖1所示。

4 結束語

綜上，通過將信息技術與課堂教學組織過程有機融合，打通線上、線下的歷史屏障，實現“線上見”與“面對面”的隨機切換、優勢互補，增強課堂教學驅動力，促進學生“在學習、真學習”，增強課堂教學實效性，以有效應對后疫情時代的新常態。同時，利用信息技術實現課堂內外學生學習的多樣化、全方位數據采集，借助人工智能中的深度學習算法，不斷發現學習中的客觀規律，進行過程性評價和個性化教學，實現數據驅動，促進課堂教學更加智能化、個性化。

參考文獻

[1] 崔允漷，余文森，郭元祥，等.在線教學的探索與

反思（筆談）[J].教育科學，2020，36（3）：1-24.

[2] 布魯納.布魯納教育論著選[M].邵瑞珍，張謂城，

譯.北京：人民教育出版社，1989：430.

[3] Downs S. The Future of Online Learning[J].On-

line Journal of Distance Learning Administra-

tion，1998（3）：9.

[4] 王竹立.替代課堂，還是超越課堂？：關于在線教育

的爭鳴與反思[J].現代遠程教育研究，2020，32（5）：

35-45.

*項目來源：重慶市2020年高校產學合作教學改革專項課題“后疫情時代在線教學模式常態化及智能驅動式課堂研

究”（CQGJ20ZX018。主持人：袁楊）；重慶科技學院2021年本科教育教學改革研究項目“基于通信原理與技術深化新建本科院校專業教學質量保障體系的研究與實踐”（202125。主持人：袁楊）。

作者：袁楊，重慶科技學院教務處副科長，研究方向為現代教育技術（401331）；譚志娜，重慶市巴南區融創小學，研究方向為小學教育（400056）。