智慧教學(xué)在高中信息技術(shù)課堂中的融入

馬浩淼，秦美怡

（陜西師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安）

一 引言

隨著信息時(shí)代的發(fā)展，新一代的技術(shù)發(fā)展不僅為智慧教育創(chuàng)造了新的教育環(huán)境，還影響了教育理念、教法學(xué)法、教與學(xué)的過程、人才培養(yǎng)目標(biāo)等方面。根據(jù)實(shí)施教育計(jì)劃2.0行動(dòng)計(jì)劃的行動(dòng)章節(jié)，明確強(qiáng)調(diào)各級(jí)各類教育機(jī)構(gòu)要開展智慧教育的探索和實(shí)踐，推進(jìn)教育理念和模式的改革創(chuàng)新，內(nèi)容和教學(xué)方法形成新的形式和模式，引領(lǐng)教育改革的發(fā)展[1]。可以看出，推進(jìn)智慧教育下的教學(xué)模式和理念是大勢(shì)所趨。在信息技術(shù)助力教育的環(huán)境下，以“以學(xué)生為中心”的理念必須指導(dǎo)教師進(jìn)行教學(xué)改革，推進(jìn)教學(xué)重構(gòu)的智慧教學(xué)。

二 信息技術(shù)課堂現(xiàn)狀分析

信息時(shí)代下，信息和技術(shù)方面的能力已經(jīng)成為每個(gè)高中生必須要掌握的能力，是學(xué)生學(xué)習(xí)和生活必備的技能，也成為了人才培養(yǎng)的重要指標(biāo)，具有至關(guān)重要的意義。因此必須加強(qiáng)信息技術(shù)知識(shí)技能的教學(xué)。但是由于信息技術(shù)不參與高考，很多教師、學(xué)生和家長對(duì)這個(gè)問題不太重視、積極性也不強(qiáng)；其次在實(shí)際的課堂上，多數(shù)情況是教師坐在電腦前演示教學(xué)，教學(xué)形式方法單一，導(dǎo)致學(xué)生積極性不強(qiáng)，難以提升信息技術(shù)水平。

信息技術(shù)學(xué)科是實(shí)踐性、實(shí)驗(yàn)性極強(qiáng)的學(xué)科，在實(shí)際教學(xué)中附屬于課堂理論教學(xué)，且大都是根據(jù)教材完成對(duì)理論的驗(yàn)證。這樣就導(dǎo)致教學(xué)在理論和實(shí)踐方面出現(xiàn)不連貫的情況，在教學(xué)過程中信息技術(shù)教師不善于延展知識(shí)，不善于案例教學(xué)，一些優(yōu)秀的課外案例引用不當(dāng)，因此學(xué)生也不能肯定自己的知識(shí)，無法進(jìn)行驗(yàn)證。

但是在當(dāng)前信息時(shí)代和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的背景下，智慧教育賦予了教學(xué)新的內(nèi)涵和意義，當(dāng)前中小學(xué)出現(xiàn)的信息技術(shù)問題要引起高度重視，在智慧教育理念的支撐下，借助智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)形成個(gè)性化、自主、高效、科學(xué)的智慧教學(xué)模式，使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)、探究、討論、思維的拓展更為豐富。

三 智慧教學(xué)概述

智慧教學(xué)，顧名思義是運(yùn)用智慧于實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中。智慧教學(xué)是對(duì)以學(xué)生為主體的迫切需求，也是對(duì)以教師為主導(dǎo)的科學(xué)追求[2]。很多學(xué)者認(rèn)為智慧教學(xué)體現(xiàn)在三個(gè)方面，“智慧教”“智慧學(xué)”、智慧教學(xué)環(huán)境。楊現(xiàn)民、祝智庭和黃榮懷老師分別從手段、技術(shù)和系統(tǒng)方面對(duì)智慧教學(xué)持有不同的定義[3-5]。

智慧教學(xué)包括了三種智慧，分別是教師“教”的智慧、學(xué)生“學(xué)”的智慧，教師借助智慧教育教學(xué)智能平臺(tái)，針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)課前、課中、課后各環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)，學(xué)生借助人工智能、互聯(lián)網(wǎng)和智能終端等信息技術(shù)打造的智慧環(huán)境。這種教學(xué)模式要實(shí)現(xiàn)“教師智慧”和“學(xué)生智慧”，就意味著教師要以“學(xué)生智慧”為中心開展教學(xué)，在一系列的打磨中實(shí)現(xiàn)教師智慧。因此，智慧教學(xué)模式下的學(xué)生是整個(gè)教學(xué)的焦點(diǎn)，教師以智慧教育環(huán)境為依托，智慧教學(xué)資源為支持，使用智慧教學(xué)法，設(shè)置相應(yīng)的問題情境，結(jié)合學(xué)習(xí)活動(dòng)，提供自主學(xué)習(xí)，使得學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的內(nèi)化，實(shí)現(xiàn)學(xué)生智慧學(xué)習(xí)；教師設(shè)定構(gòu)建情境問題，選擇合適的智慧教學(xué)法，再根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和行為軌跡，反饋到教學(xué)方案及教學(xué)實(shí)踐中去，從而優(yōu)化教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教師智慧，整個(gè)過程如圖1所示。

圖1 智慧教學(xué)模式

四 高中信息技術(shù)智慧教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前新課程標(biāo)準(zhǔn)以核心素養(yǎng)為支點(diǎn)，教育界所關(guān)注的焦點(diǎn)隨之變化，現(xiàn)階段信息技術(shù)核心素養(yǎng)為：信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。中小學(xué)的高中信息技術(shù)教學(xué)結(jié)合了知識(shí)性和技能性，是一門具有發(fā)展迅速、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)的基礎(chǔ)工具課程。相較于傳統(tǒng)信息技術(shù)課堂，智慧教學(xué)模式能夠更好地幫助信息技術(shù)教師完成教學(xué)任務(wù)，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一） 師生角色定位明確

目前高中信息技術(shù)課堂采用的教學(xué)方式多為“先講后練”“邊講邊練”，這種教學(xué)方式造成的結(jié)果就是師生互動(dòng)單一、學(xué)生處于被動(dòng)的地位，其封閉性和保守性不利于培養(yǎng)學(xué)生審辯性思維。在新課程改革的大背景下，學(xué)生位于整個(gè)過程的焦點(diǎn)，更重視學(xué)生的社會(huì)主體地位，而學(xué)生的信息素質(zhì)、審辯性思維、合作精神和探索世界的能力及其創(chuàng)新精神都需要受到高度關(guān)注。與當(dāng)前高中信息技術(shù)課堂所采用的教學(xué)模式不同，智慧教學(xué)模式中，學(xué)習(xí)者可以利用智慧教學(xué)平臺(tái)，主動(dòng)獲取知識(shí)，發(fā)展其思維，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和參與性，從而促進(jìn)其多方面發(fā)展。既要有利于教師創(chuàng)造性地教，又要有利于學(xué)生主動(dòng)、積極地學(xué)[6]。

（二） 個(gè)性化學(xué)習(xí)

相較于其他學(xué)科，信息技術(shù)課堂教學(xué)具有一種特殊性，對(duì)于高中生來說，學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷、社會(huì)生活的環(huán)境、家庭背景等都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響，這種影響會(huì)直接映射在信息技術(shù)的學(xué)習(xí)中，主要體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)知識(shí)的基礎(chǔ)認(rèn)知能力上，因此，信息技術(shù)課堂教學(xué)中教師要把握學(xué)生的主體差異性，實(shí)行個(gè)性化教學(xué)，以滿足這種特殊性。智慧教學(xué)所展現(xiàn)的個(gè)性化教學(xué)與學(xué)習(xí)方式、分層教學(xué)、差異化教育可以根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)技能進(jìn)行教學(xué)，真正做到因材施教，教師通過個(gè)性化智慧教學(xué)平臺(tái)，發(fā)布不同層次的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可根據(jù)自己的需要選擇交互平臺(tái)上的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，從而達(dá)到個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（三） 互動(dòng)研學(xué)

傳統(tǒng)課堂主要以教師的教為中心，知識(shí)傳遞往往是線性單向的[7]。而現(xiàn)階段課程改革指出人才的培養(yǎng)要面向全面化發(fā)展，而且提出了信息技術(shù)課程教學(xué)的四大核心素養(yǎng)，對(duì)學(xué)生有了進(jìn)一步的要求，知識(shí)的傳遞由單向轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向，這時(shí)學(xué)生需要給教師反饋，從而實(shí)現(xiàn)雙向的有效互動(dòng)。智慧教學(xué)能夠創(chuàng)新師生的互動(dòng)方式，并且不受時(shí)間空間、教學(xué)場地的限制，打造全方位的互動(dòng)，使教學(xué)更加高效。在互動(dòng)研學(xué)的過程中，教師引領(lǐng)學(xué)生，以學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，問題為依托，研究為過程，利用智慧教學(xué)平臺(tái)開展互動(dòng)研學(xué)，創(chuàng)新能力得到提升，促進(jìn)全面發(fā)展。

五 智慧教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

在智慧教育理論的支撐下，以滿足學(xué)生的需要為目標(biāo)，重視思維過程的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)處理實(shí)際問題以及獨(dú)立自主學(xué)習(xí)的能力，在智能平臺(tái)上構(gòu)建學(xué)生具有個(gè)性化的學(xué)習(xí)活動(dòng)和軌跡，在課程的前、中、后等教學(xué)階段，構(gòu)建教學(xué)閉環(huán)，如圖2所示。

圖2 智慧教學(xué)模式下的教學(xué)閉環(huán)

下面，筆者以廣東教育出版社《信息技術(shù)基礎(chǔ)》第四章第二節(jié)《用智能工具處理信息》為例，構(gòu)建智慧教學(xué)模式在高中信息技術(shù)中的教學(xué)閉環(huán)。

（一） 階段一：課前“智學(xué)”

對(duì)于信息技術(shù)這門課程來說，傳統(tǒng)課堂的課前預(yù)習(xí)在學(xué)生看來可有可無，預(yù)習(xí)也基本以教材為主，沒有針對(duì)性，教師也無法得知學(xué)生是否預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)的效果也無法量化。在智慧教學(xué)中，教師要與年級(jí)組教師共同交流，深入探究教材，優(yōu)選微課，設(shè)置教學(xué)目標(biāo)、核心問題以及課堂練習(xí)。通過智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)送教學(xué)資源（任務(wù)單、導(dǎo)學(xué)案、微課），主要用于面向個(gè)體的知識(shí)傳授，讓學(xué)生明白需要學(xué)習(xí)的知識(shí)或技能，學(xué)生課前充分思考，完成預(yù)習(xí)任務(wù)，如圖3所示。

圖3 課前“智學(xué)”的流程

基于此，筆者將《用智能工具處理信息》教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)如下。

①通過操作軟件，能從中了解到智能信息處理工具是如何進(jìn)行處理的，簡單了解模式識(shí)別和自然語言理解的工作原理。

②掌握手寫輸入、在線翻譯、文字識(shí)別等工具的使用方法，認(rèn)識(shí)到智能處理與一般處理工具的不同之處。

③在實(shí)踐活動(dòng)中領(lǐng)略智能信息處理的魅力，形成對(duì)人工智能的探索愿望，體驗(yàn)人工智能應(yīng)用領(lǐng)域和價(jià)值。

針對(duì)上述目標(biāo)，借助網(wǎng)絡(luò)資源，選取合適的視頻微課，設(shè)計(jì)配套的導(dǎo)學(xué)任務(wù)單，學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，對(duì)于無法解決的問題放在課中的內(nèi)化環(huán)節(jié)完成。

智慧教學(xué)模式下，學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)測評(píng)，智慧教育學(xué)習(xí)平臺(tái)會(huì)記錄學(xué)生做題情況和結(jié)果，進(jìn)而生成個(gè)人學(xué)習(xí)軌跡，教師根據(jù)學(xué)生個(gè)人學(xué)習(xí)軌跡選擇教學(xué)策略、促進(jìn)教學(xué)反思、優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，促進(jìn)師生便捷化溝通，達(dá)到“智學(xué)”的目的。

（二） 階段二：課中互動(dòng)研學(xué)

1.整合環(huán)節(jié)

學(xué)生是帶著已有的認(rèn)知和問題來到課堂的，但這些知識(shí)并沒有形成體系，所以教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)問題，創(chuàng)設(shè)情境，問題的設(shè)計(jì)不僅需要考慮到教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，還要利用好課前學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，幫助教師定位學(xué)生的問題所在，進(jìn)而展開個(gè)性化教學(xué)。教師可以利用知識(shí)圖譜、思維導(dǎo)圖以及軟件助手等來幫助學(xué)生在頭腦中構(gòu)建起知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過關(guān)鍵詞索引將知識(shí)整合到自我知識(shí)結(jié)構(gòu)中。

筆者以三個(gè)活動(dòng)為中心，創(chuàng)設(shè)情境開展《用智能工具處理信息》的教學(xué)，師生在這個(gè)情境下，積極主動(dòng)地利用各種平臺(tái)上的信息資源，共同探索和互動(dòng)，利用活動(dòng)教學(xué)和智慧教學(xué)，給學(xué)生提供認(rèn)知停靠點(diǎn)。以活動(dòng)一為例：從學(xué)生不認(rèn)識(shí)的字切入，使用手寫輸入這一功能。進(jìn)而提出問題：為什么你不認(rèn)識(shí)這些漢字？為什么計(jì)算機(jī)能夠認(rèn)識(shí)它們？由此引出模式識(shí)別的概念。通過體驗(yàn)手寫輸入鍵盤這一過程，共同推理手寫輸入的這幾個(gè)過程對(duì)應(yīng)的是模式識(shí)別的主要過程：信息錄入、處理、對(duì)比和識(shí)別，最后得出模式識(shí)別的一般過程。這一環(huán)節(jié)以激發(fā)學(xué)生情感為出發(fā)點(diǎn)，通過對(duì)手寫輸入這一過程進(jìn)行聯(lián)想類比，最終歸納總結(jié)得出結(jié)論，三維目標(biāo)相互滲透，對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，有利于學(xué)生整合知識(shí)。

整合環(huán)節(jié)教師根據(jù)學(xué)生課前活動(dòng)數(shù)據(jù)以及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，挖掘出隱性知識(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行元認(rèn)知層面的引導(dǎo)，使學(xué)生能夠建立完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以便在解決問題的過程中更快地提取知識(shí)，科學(xué)地整合知識(shí)，高效提高解決實(shí)際問題的能力。

2.內(nèi)化環(huán)節(jié)

這一階段是新知內(nèi)化的核心環(huán)節(jié)，也是學(xué)生發(fā)揮主要作用的核心環(huán)節(jié)。通過之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，會(huì)質(zhì)疑認(rèn)知沖突，產(chǎn)生問題。教師要引導(dǎo)學(xué)生以問題為驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行互動(dòng)研學(xué)，智慧教學(xué)使得教育方法變得靈活多樣，教育組織形式可以擴(kuò)展為“自主、討論、研究”，學(xué)生在自主或組內(nèi)進(jìn)行研討探究的過程中發(fā)現(xiàn)、總結(jié)、拓展、創(chuàng)新，智慧學(xué)習(xí)平臺(tái)上記錄教師的組織設(shè)計(jì)和學(xué)生的學(xué)習(xí)痕跡與思考。

筆者在這一環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了自主探究的教學(xué)，為《用智能工具處理信息》教學(xué)目標(biāo)設(shè)置任務(wù)：利用在線翻譯功能，完成以下詩句的翻譯。具體要求：將《再別康橋》的詩句進(jìn)行中文和英文翻譯。

問題1：最后的結(jié)果與我們的原文相比，有什么不同？

問題2：那么翻譯工具是如何做到的呢？

問題3：翻譯工具還是模式識(shí)別的應(yīng)用嗎？

通過以上問題體現(xiàn)自然語言理解是如何實(shí)現(xiàn)的，除對(duì)比識(shí)別外，還要進(jìn)行理解和分析，最終形成自然語言。

內(nèi)化環(huán)節(jié)基于復(fù)雜問題的互動(dòng)研學(xué)，教師通過設(shè)置任務(wù)和問題，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，教師在設(shè)計(jì)任務(wù)問題時(shí)要針對(duì)教學(xué)目標(biāo)設(shè)置問題串，也要留有一定的探索、獨(dú)立思考、思維拓展的空間。之后進(jìn)行組內(nèi)研討和展示，使學(xué)生的知識(shí)從表層簡單的梳理整合到深層的內(nèi)化，培養(yǎng)探究性思維，有效促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

3.遷移環(huán)節(jié)

遷移階段主要通過課堂練習(xí)來完成，布魯納認(rèn)為評(píng)價(jià)是對(duì)知識(shí)轉(zhuǎn)化的一種檢驗(yàn)。傳統(tǒng)的信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)具有主觀性，往往借助于教師的個(gè)人喜好和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，而智能評(píng)估在平臺(tái)上分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，評(píng)估整體水平。評(píng)估階段包括學(xué)生教師評(píng)估、學(xué)生互評(píng)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，智能學(xué)習(xí)環(huán)境的分析與評(píng)價(jià)。這些數(shù)據(jù)為學(xué)習(xí)診斷提供數(shù)據(jù)支持。

這一階段筆者設(shè)計(jì)在模式識(shí)別的一般過程時(shí)，筆者設(shè)計(jì)教學(xué)流程如下。

我們手寫輸入的這幾個(gè)過程對(duì)應(yīng)的是模式識(shí)別的主要過程：信息錄入、處理、對(duì)比和識(shí)別。那么我們就可以推理出模式識(shí)別的一般過程。

練習(xí)：指紋鎖是一種智能化的設(shè)備，它是以指紋為識(shí)別載體和手段的，其原理是提取人體指紋圖像的特征進(jìn)行對(duì)比識(shí)別，這一過程可以分為以下步驟，其順序應(yīng)該是（ ）。

①指紋圖像采集 ②指紋圖像處理 ③控制門鎖開啟④匹配指紋圖像的特征 ⑤提取指紋圖像的特征

A.①②⑤④③ B.①⑤②④③ C.①②③④⑤D.①④⑤②③

文字識(shí)別與指紋識(shí)別類似，所以可以對(duì)比得出答案。這一環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)是模式識(shí)別的一般過程，學(xué)生掌握起來順序會(huì)有偏差，所以針對(duì)這類知識(shí)點(diǎn)，采用即講即練的方式，更有利于學(xué)生構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。

遷移環(huán)節(jié)通過具體的習(xí)題來調(diào)動(dòng)學(xué)生所學(xué)知識(shí)，學(xué)生針對(duì)具體的習(xí)題構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的遷移。通過這一過程，學(xué)生進(jìn)行自我反饋，提高學(xué)習(xí)的自覺性；教師也可以得到及時(shí)可靠的教學(xué)反饋，用于教學(xué)反思和進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)[8]。

（三） 階段三：課后自適應(yīng)學(xué)習(xí)

課后是知識(shí)的鞏固提升階段，在信息技術(shù)傳統(tǒng)課堂學(xué)生根據(jù)知識(shí)要點(diǎn)重復(fù)思考，作業(yè)批改沒有針對(duì)性。而智慧教學(xué)中，教師根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)報(bào)告、課堂測試結(jié)果、個(gè)人學(xué)習(xí)軌跡等，發(fā)現(xiàn)本班部分學(xué)習(xí)困難學(xué)生，本節(jié)課的重難點(diǎn)和遺留問題。通過有針對(duì)性地推送個(gè)性化的資源和作業(yè)，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣、能力等進(jìn)行分層選擇。

這一階段一方面可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)，學(xué)生及時(shí)獲得結(jié)果，提交的作業(yè)還可以進(jìn)行互評(píng)，有利于知識(shí)的外化和轉(zhuǎn)移，這種群體互評(píng)還可以拓展學(xué)生的思維空間，另一方面，教師能夠布置分層作業(yè)，這對(duì)于信息技術(shù)這門學(xué)科來說具有很大的意義，還可以從學(xué)生的課后數(shù)據(jù)中獲得反饋，這些反饋可以幫助教師找到適配的教學(xué)內(nèi)容和形式，繼而優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，所以說，這一階段是一個(gè)智慧教學(xué)閉環(huán)的結(jié)束，也是新的智慧教學(xué)閉環(huán)的開始。

六 結(jié)語

智慧教學(xué)是一種創(chuàng)新型教學(xué)模式，摒棄傳統(tǒng)教學(xué)方法，以豐富的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為支撐，引進(jìn)智慧教育理論，能將信息技術(shù)手段和豐富的教育學(xué)習(xí)資源整合起來，不僅改變教師的教，而且改變學(xué)生的學(xué)。有了智慧教學(xué)方法的幫助，學(xué)生可以提升學(xué)習(xí)效率和信息技術(shù)綜合運(yùn)用水平，并且滿足教學(xué)過程中師生的有效互動(dòng)的需求，解決了當(dāng)前信息技術(shù)教學(xué)模式單一、學(xué)習(xí)資源匱乏等問題，使信息技術(shù)課堂教學(xué)更高效。