基于智慧课堂的教与学范文

基于智慧课堂的教与学篇1

[关键词]未来课堂；智慧学习环境；智能学习空间；设计

[中图分类号]G420 [文献标识码]A [文章编号]672-0008（2012）05-0042-08

一、引言

以计算机、通信、人工智能等为标志的信息技术快速发展及在教育教学领域的应用，使得我们传统的课堂也渐渐从普通教室转变为技术增强教室（Technology Enhanced Class-room）从单一技术的教室应用转变为泛技术的教学环境。这既是科学技术发展的必然结果，也是社会发展对技术教育教学应用的应然要求。正如美国前副总统阿尔·戈尔所说：“美国的每一个孩子都应当接受21世纪的教育，都应当使用21世纪的技术。”当今。我们所面临的学习者被称为是网络一代/数字后代（Digital Generation/Digital Natives），这一代的学习者正以与他们的父母截然不同的方式学习、玩乐、沟通、工作以及创造社群，他们利用网络，毫不费力地突破了地域和时间的限制，利用指尖横跨世界。他们崇尚自由和选择权，追求个性化，喜欢交谈、讨厌说教、天生就善于协作，他们会仔细监督你和你的组织，坚持做正直的人，就算是在上班或是上学。他们也想过得有趣些。速度才是生活的常态，创新就是生活的一部分。时代的发展要求我们培养出富有创造力和创新精神的学习者。课堂是教学的主阵地，理想的课堂应是互动的，知性灵动的天地。这些都需要我们改变现有的课堂的物理架构和教学样式。

从技术教育应用的历史来看，教育技术的发展史其实就是技术发展及其在教育教学领域应用的历史。技术的层出不穷，改变了信息的呈现、传输和存储，也改变了人类对于信息的获取和处理方式，但技术的不断推陈出新，同时也给教学者和学习者带来了很大的挑战，他们需要不断地去熟悉这些新技术，并将这些技术有效地应用于教与学的过程。幸运的是，随着社会对人的关注，技术也越来越智能化，从过去以技术为中心转向以人为中心，使人可以从繁杂的技术操作中解放出来，实现与技术、资源最为自然、和谐的交互，将自己的注意力集中于学习过程。借用环境行为学、社会学等学科的观点，“人塑造了环境，环境也塑造了人”。提高课堂主体对自身及其所处教与学环境的认识，建立和谐的人与环境之间的关系，是未来课堂研究的一个重要主题。

目前。国内外关于未来课堂（教室）研究已经引起了各国政府、全球知名企业、高等学校、科研院所以及中小学校等机构的关注，未来课堂设计与应用已经成为了教育技术学研究的一个新领域。

二、未来课堂的特性及教与学的特点

（一）未来课堂的概念界定及特性

关于未来课堂的界定，国内外的文献中目前尚无统一的论述，对于未来课堂，从名称上有“未来教室”和“未来课堂”两大类。

Clayton M.Christensen.Michael B.Horn and Curtis W.Johnson在“Disrupting Class”一书中指出，未来课堂是一个集成了技术与软件。提供给学生一些替代方法和选择以达到规定的目标的课堂。它们鼓励形成一个让学生一起工作计划，分享经验和教训和进行概念化的学习，而不是单纯记忆一些信息的环境。

美国的《每日论坛》报在其“Classroom of the Future，Here，Now”一文中指出，未来的课堂是一个学习环境，采用创新的教育活动，从课堂管理到教学的所有方面提高对技术的使用。它能使教学者和学习者成为优越的学习环境的一部分。

台湾的陈曼萃认为，未来教室是指这样一种教室环境，教学上，希望由过去单向的讲授教学。转变成为师生互动的学习模式，引发及提高学生的学习兴趣，并进而启发学生的创意与思考：同时。让学生有更大的自由可以依自己的喜好选择学习及进行探索的方式，以多元的管道汲取知识。包括使用各类的硬件载具，如计算机、学习机、电视、手机、电子书等。

台湾的赖阿福认为，未来教室可定义为一个高度信息化、互动性强、整合性佳的教学与学习环境，适合进行信息融入教学、数字学习，教师可运用多元教学策略在讲授、评量、诊断、互动、讨论、探究等教学过程中，除了能强化教学效能及学习成效外，亦能提升学习者的关键能力（包含问题解决、创意思考、批判思考、沟通表达、信息应用等能力）。

台湾资策会在“2009年的数位典藏与学习之产业发展与推动”计划中提出，未来教室为将新兴的数位教学终端设备与数位内容进行整合，辅以适当的教学模式与方法，发挥Ac-tive Learning（主动学习）的成效，培养学生高层次能力的教育体系与环境。未来教室即是将科技工具运用在教学上，且强调团体的交互式教学。并以学习者为中心设计教材，创造出协同合作之虚实整合学习环境。

台湾的《启动学习革命》一书中认为，“未来教室=无所不在的学习环境+电子书包+随意教室+远距实验室+高互动教室+相连教室”。在未来教室里，无处不可以学习，还可以跨班际、校际甚至国际进行交流。

未来教室是指将高新技术融入教育，创造全新的互动教育环境。未来教室的目标能力是培养学生的分析力、创新力，教学方式是多向的，以学生为中心进行学习，学生能够进行主动、探索性学习。

未来教室是一个集多媒体教室、计算机教室、微格教室、校园电视台等多种环境为一体的新形式教学环境，其中使用了包括电子白板、数字笔、电视（显示）墙、无线网络、数字摄像在内的多种技术，让学生充分体验到计算机技术发展所带来的便利。体验到利用新技术进行学习盼快乐。

未来教室便是利用先进的新一代信息科技，改变传统学校教室的学习环境，建立师生间双向互动的教育学习模式，不但能刺激学生学习动机与创新、探究之精神。更让教师能够丰富教材内容以及轻松教学。未来教室应该是一个广义的概念，包括教师的教学工具、学生的学习环境等。

英特尔全球教育总监Brian Gonzalez认为，未来的课堂是“颠倒的课堂”。是指教育者赋予学生更多的自由。把知识传授的过程放在教室外，让大家选择最适合自己的方式接受新知识；而把知识内化的过程放在教室内，以便同学之间、同学和老师之间有更多的沟通和交流。

王珠珠认为，未来教室是一个以学生为中心的教学的、鼓励学生多方面的进步的，是一个能够展现、呈现或者使用、分享或者多媒体的，应该是能够合作研究，能够便于信息交流的，应该是批判性思考，并且能够主动的计划和行动的这样一个真实和虚拟环境的整合的这样一个环境，或者叫结合的一个环境。

宋卫华认为，未来教室是一种利用电子白板技术、投影技术、智能空间技术、无线射频技术、物联网技术等手段，在现代创新教育理念的指导下，构建出以培养学生21世纪创新技能为目的，以互动为核心，能够激发学生学习兴趣，促进学生协作、探究学习的一种教室环境。

杨宗凯教授认为，未来的教室一定是云端教室，包括电子课本、电子课桌、电子书包、电子白板等，在资源方面，由模拟媒体到数字媒体，再到网络媒体，资源最终都在教育云上，内容达到极大丰富，从而满足个性化的学习。

通过对上述定义进行分析，可以看出，目前，已有对未来课堂（教室）的界定一个共有的趋势是关注于利用新兴的技术创建一个教与学的环境，促进学习者的学习和相关技能的培养。综合以上学者对未来课堂（教室）的概念界定研究，本文认为，未来课堂（Future Classroom/Classroom of the Future）是相对于传统和现代课堂而言的，是以人本主义、互动、环境心理学等相关理论和智能空间、云计算、人体工学等技术的支持下，以互动为核心，以充分发挥课堂组成各要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，实施教与学，以促进人的认知、技能和情感的学习与发展的教与学的环境与活动。

未来课堂的特性主要体现在未来课堂的人性化、混合性、开放性、智能性、交互性和生态性等方面。人性化主要体现在技术设计与应用上。更多地体现以人为本的精神：混合性则主要体现在未来课堂可以实现多种教与学活动的混合，正式学习和非正式学习结合，虚拟课堂和现实课堂的混合。不同交互类型的混合等：开放性主要体现在课堂教学组织形式的开放以及教学资源的开放：智能性则体现在未来课堂应是一个智能化的学习空间，具有自然便捷的交互接口，以支持教与学主体方便地获得未来课堂设备的服务：生态性则体现在未来课堂应是一种平等、和谐、开放的生态系统。

（二）未来课堂教与学的特点

未来课堂的教与学的过程是以学生为中心的、自主的、个性化的。在学习内容上，不管是哪个领域。都要学习批判性思维、复杂问题的解决、合作以及多媒体通讯等21世纪的专业知识与能力：从技术对学习的促进方式上看，作为以泛技术环境为特征的未来课堂，可以通过不同技术来支持不同类型的学习，多媒体的呈现形式、网络资源和网络社群可以为学生的学习创造机会：从学习的时间和场所上看，学生可以随时随地按需学习，技术为按需学习和全方位学习搭建了关键性的桥梁。使学习资源通过正式学习和非正式学习得以有效利用：从学习主体的广泛性角度看，未来课堂则是提供了灵活的信息呈现方式、学生知识表征方式和活动参与方式，体现为所有课堂教与学主体提供服务。使所有人都能够得到合适和有效地支持。

三、未来课堂：智慧学习环境

智慧学习环境目前也已开始受到教育技术学界研究者的关注，《开放教育研究》杂志从2012年开始开辟“智能学习环境”专栏，北京师范大学教育学部知识工程研究中心和加拿大Athabasca（阿萨巴斯卡）大学计算机和信息系统学院也联合主办了“北京师范大学一阿萨巴斯卡大学首届“智慧学习环境国际研讨会”。

智慧学习环境是数字学习环境的高端形态，是社会信息化背景下学生对学习环境发展的诉求，也是有效促进学习与教学方式变革的支撑条件。智慧学习环境的目标是使得学习场所能够感知学习情景，识别学习者特征，提供合适的学习资源与便利的互动工具，自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习。

智能空间（smart Space）是智慧学习环境的一种实体形式，也是智慧学习环境实现的基础，是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的工作或生活空间，具有自然便捷的交互接口。以支持人们方便地获得计算机系统的服务。智能空间作为信息时代的产物是具有动态、主动、可思维、开放、多变等特性的建筑空间。

参照NIST（美国国家技术标准研究院）给出的智能空间具备的功能和为用户提供的服务标准，我们认为，作为智能空间的特定应用形式，未来课堂也应是一个智能学习空间，它应包括能识别和感知课堂主体以及他们的动作和目的，理解和预测这些主体在完成教与学任务过程中的需求：课堂主体能方便地与各种信息源（包括设备和数据）进行交互：他们所携带或使用的移动设备可以无缝地与未来课堂这一智能学习空间的基础设施进行交互：未来课堂能够提供丰富的信息显示：提供对发生在未来课堂中的经历的记录，以便在以后检索回放：支持未来课堂中多人的协同工作以及与远程用户的沉浸式的协同工作等。

智能学习空间还是一个富交互环境，在未来课堂这一智能学习空间中，大量的计算设备、多模态交互技术模块、情景感知（Context Awareness）模块被嵌入并隐藏在实际的物理环境中这些模块互相协作并能主动为用户提供服务，使得智能空间拥有立体、连续的交互通道。按照智能空间发展的这三个阶段，从独立的智能空间一开放的智能空间一智能社区的演变。不同的智能学习空间之间也应该能够自发地发生交互。当一个空间的资源无法满足用户的需要时。智能空间应该根据用户的要求向临近的空间发出请求来完成用户的任务。

目前，国内外对智能学习空间的研究主要集中于有关智能教室的研究，笔者曾在智能教室的研究现状与未来展望一文中。对智能教室研究的国内外现状进行了系统的综述。目前如清华大学的Smart Classroom，Dell公司的intelligentclassroom，卓越电子的智能教室等。

也有学者从各自角度提出了关于智慧（能）学习环境的构想。钟国祥等提出，智能学习环境是从建构主义学习理论、混合学习理论、现代教学理论出发，以学习者学习为中心，由相匹配的设备、工具、技术、媒体、教材、教师、同学等构成的一个智能性、开放式、集成化的数字虚拟现实学习空间，认为其既支持学习者学习的自主建构，又提供适时的学习指导。马来西亚学者Chin认为，“智慧学习环境是一个以信息通信技术的应用为基础、以学习者为中心的且具备以下特征的环境：可以适应学习者不同的学习风格和学习能力：可以为学习者终身学习提供支持；为学习者的发展提供支持。黄荣怀等人认为，智慧学习环境是一种能感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源与便利的互动工具、自动记录学习过程和评测学习成果，以促进学习者有效学习的学习场所或活动空间。

在这些现有的项目中，尽管各个项目关注点会有差异，但是其核心思想是一致的，就是技术整合于教室及教学活动，为课堂教与学活动的顺利开展，及为学习者提供良好的个性化学习支持，注重学习者创新能力及创新精神的培养提供@技术、环境、人、资源各主体相互协调的智能学习空间。

在未来课堂研究方面，笔者曾利用质性研究法和文献研究法，对目前网络上公开的44篇中小学生所写的关于未来教室（课堂）的作文利用质性分析软件Nviv08.0软件进行了内容分析。提炼出当前中小学生对于未来课堂的想象与期望。基于作文内容分析建立的未来教室特点模型，如图1所示。

从模型图中研究者可以发现，学生们对于未来教室（课堂）特点的认识，主要体现在智能的、高科技的、人性化的、灵活的、有趣的、自由调节的、使用便捷的、安全的、心情愉悦的、生态的、环保的、无尘的等概念中。

另外，笔者基于对于未来课堂的定位和特性、学生理想中的未来课堂和未来课堂的目标进行分析的基础上，还采用了专家意见征询法，对来自于教育学、教育技术学、计算机科学与技术、建筑学、心理学等领域20位专家，对于未来课堂的认识进行了意见征询，借此构建了未来课堂的模型，如图2所示。

从未来课堂模型中。可以看出。未来课堂的设计主要从课堂环境设计和课堂教与学的活动设计两方面入手。未来课堂要能促进学习者的学习与发展，应使学习者在未来课堂中能够实现快乐学习和高效学习。而要做到这一点，需要学习者在未来课堂中进入到一个积极的心流状态。从心流理论研究可以得出，要使学习者获得这种心流状态，需要从学习环境和活动两方面进行考虑。其中环境部分包括未来课堂的物理环境和学习支持平台。物理环境中，未来课堂给课堂主体提供了高交互的教与学设备。能够有效支持课堂主体对于学习资源的获取、处理和呈现。智能环境控制则给课堂主体提供了良好的外在环境，从光、温、声、背景音乐、空气质量等方面根据课堂的实时状态进行调节。创意空间布局则主要考虑给学习者提供更为人性化的桌椅设施，以及根据教与学活动的需要能够方便实施桌椅的组合，形成学习小组，以利于小组学习活动的开展。

未来课堂中教的活动、学的活动和评的活动都是基于未来课堂云学习支持系统来实施的，所有学习资源的提取及课堂教学过程中生成的资源均来源于或进入到可进化的学习资源库中。课后的活动是课中教与学活动的延续，教师可以利用课堂实录系统记录的视频和学习支持平台记录的教学生成性资源进行分析，反思自己在教学过程中的经验和不足之处，并撰写反思，与同行交流，也可利用学习支持平台对学生在作业过程中提出的问题进行辅导交流。学生在课后也需要对自己的学习过程进行反思，撰写反思日志，并利用交互学习终端完成系统根据自己的学习情况推送的个性化作业。

未来课堂学习支持系统是未来课堂模型的重要支持部分，主要可以基于泛在网络实现高互动教与学设备、智能环控设备的接入与控制，支持未来课堂教与学等活动的开展。教师、学生可以通过交互终端接入未来课堂学习支持系统，进行教与学的活动实施，教研员、学校管理者、教师同事、家长等也可以接入未来课堂学习支持系统，参与教与学的过程，了解学与教的情况。

可进化的学习资源库是未来课堂学习支持系统的重要支撑。因为在未来课堂教与学的过程中有许多新生成的资源，而且未来课堂中的学习需要有情境性、适应性的资源，需要为学习者进行个体学习时所需的个性化学习资源需求提供支持。根据不同的要求，提供随需应变的学习资源服务。在未来课堂中，学习者需要的不是泛泛的学习资源，而是需要应时的、与学习目标、教与学内容相关的、能够切合学习者所处当前语境的资源。可进化的学习资源优势便在于它解决了资源的应时性。使学习资源有了适应性的特点。由于在未来课堂中，随着课堂主体与资源的交互，不断有新的生成性学习资源产生，也就是说学习资源能在与课堂主体进行交互的过程中，吸收资源使用者的集体智慧得以不断进化，这样就使得原本传统的静态化、结构封闭、内容更新迟缓的学习资源需要转变为动态生成、持续进化发展、结构开放的学习资源。不断保留在使用和交互过程中产生的生成性信息作为资源进化的养料，体现资源进化和学习者知识建构的历史路径，满足资源自身生命进化的需求。未来课堂中学习者的学习过程不仅仅是学习者与学习资源的交互，更重要的是在参与学习的过程中，吸取教学者、其他学习同伴、远程学习者或专家等人的智慧，建立起学习者学习的社会认知网络，收获持续获取知识的“管道”。透过学习资源在学习者、教师等人之间建立起动态的联系，共享学习过程中的人际网络和社会认知网络，满足社会化学习的需求。

由上可见，未来课堂是一个智慧学习环境，智能性是未来课堂的重要特性之一，未来的课堂应是这样一个富有技术、充分体现技术、人和谐交互的智慧学习环境。这个环境的组成既包括未来课堂物化形态上所呈现的智能学习空间，同时还包括在这个空间中对课堂主体所进行活动的智慧性支持。在这个环境中，技术也已成为一个具备一定智能的主体，与其他主体能够进行良好的互动，共同促进未来课堂教与学效率的提高。

四、未来课堂的智慧性体现

基于泛技术环境的支持，未来课堂的目标是旨在构建一个自然、和谐互动的学习空间。促进学习者进行个体学习和社会化学习，进而促进学习者的发展，在空间设计上也应能够体现绿色、环保，从信息化设计到体验性设计。

未来课堂作为一个智慧学习环境。其智慧性主要体现技术层面、环境层面和资源和服务层面等方面。

（一）技术层面——应用大量的智能技术

未来课堂作为一个泛技术支持下的教学环境，应用了大量的智能技术，主要实现信息的记录、传输、编辑的智能化，主体之间交互的多元化、便捷化。如RFID技术、泛在网络技术。智能学习空间（Smart learning space）是嵌入了计算、信息设备和多模态的传感装置的教学与学习空间，具有自然便捷的交互接口，以支持课堂主体方便地获得计算机系统地服务。人们在未来课堂里的学习过程就是使用计算机系统的过程，也是人与计算机系统不间断的交互过程。在这个过程中，计算机不再只是一个被动地执行人的操作命令的一个信息处理工具。而是协作课堂主体完成教与学任务的帮手，是人的伙伴，交互的双方具有和谐一致的协作关系。这种交互中的和谐性主要体现在人们使用计算机系统的学习和操作负担将有效减少，交互完全是人们的一种自发的行为。自发（spontaneous）意味着无约束、非强制和无须学习，自发交互就是人们能够以第一类的自然数据（如语言、姿态和书写等）与计算机系统进行交互。

（二）环境层面——实现智能环境

未来课堂中应用了许多电子设备，要做到环境的智能化，需要使电子设备消失在用户环境中，因此。需要“虚拟设备”来支持课堂主体与消失了的电子器件间的自然交互。通过智能化、个性化和相互连接的系统和服务创造所需的环境和功能。以此提高人们利用环境学习的质量。

空间可以感知人的存在。根据不同的人，空间就会有不一样的改变。

智能环境控制系统主要基于RFID等的物联网技术对课堂内的光、电、声、温根据学习者学习的需要进行控制，可以根据课堂外的光照条件调节照明，季节气候的不同调节温度，根据课堂内的声场环境调节声音系统等。如图3所示。

环境必须能识别生活在其中的人，适应他们，并从他们的行为中学习，可能的话还要具有情感。在环境智能的世界里，由组网的智能设备组成的电子系统将集成到人们的环境中，并为人们提供随时随地所需的信息、通信、服务和娱乐等服务。设备还能进一步适应甚至预备人们的需要。环境智能将以完全不同于现在的手柄式或固定的电子盒的方式出现。这些新系统将自然地融合到周围的环境中，并可以产生更为自然和隐含的交互方式。

智能环境重要的技术特性主要包括嵌入式（Embeded）。许多组网设备被集成到环境中。环境感知（context Aware）系统能识别你和你所处的环境上下文，个性化（Personlized）系统能调整自身以满足你的需求，适应性（Adaptive）能发生变化以响应你。预备（Anticipatory）系统无需有意识的干涉便能提前准备好你所想要的。

（三）资源层面

未来课堂可以通过云资源支持平台、智能课堂实录系统和交互白板实现资源的智能实时录制和资源存储。

智能课堂实录系统可以对课堂中的学习者的学习过程，包括自我学习和小组协作学习等过程进行记录，储存于云端资源服务平台中。可供学习者课后进行学习过程的回放，反思支持。

课堂智能实录系统是未来课堂物理架构的重要组成部分，实录系统能够自动跟踪课堂主体的状态和活动，自动调整镜头的景别。及实现聚焦和拾音电平的调整。并处理好不同摄像机之间的录制画面的同步。可以实现多摄像机、多场景切换式拍摄。

（四）服务层面

未来课堂应为课堂主体而建，终极目标在于促进学习者的个体学习和社会化学习，以促进学习者的发展，是一个充分发挥课堂主体的主动性、能动性，和谐、自由发展的教与学的环境与活动。未来课堂应为课堂教与学活动的实施提供完善的支持与服务。要实现这种支持与服务。需要未来课堂能够根据课堂实时情境。判断出课堂主体的需要，为教师和学生实现教与学过程的智能分析，资源的智能推送等。从而为每一个学习者能够实现个性化学习提供可能。

五、未来课堂——智慧学习环境的实现技术

未来课堂作为一个智慧学习环境，其实现技术主要包括硬件技术和软件技术两个层面，其中硬件技术主要包括所有设备之间的智能互联技术、多功能交互设备技术；软件技术则主要是指各主体间的信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等。

（一）硬件技术层面

要使得未来课堂成为一个智慧学习环境，需要有硬件技术的支持，这些硬件技术主要包括物联网技术、多功能交互设备技术等。

1.物联网技术

未来课堂是一个泛技术环境，是一个技术增强型课堂。未来课堂的物理架构是指在泛在网络环境支持下，由多屏显示、活动桌椅、智能环境控制系统、桌面平板电脑、无线反馈系统、视讯会议系统、智能课堂实录系统等部分构成。从未来课堂的物理架构可以看出在课堂中应用了许多新的技术，但这些技术在未来课堂中不应该是单独存在的客体，而都应成为彼此之间信息互通的主体，成为未来课堂的有机组成部分。目前，实现要实现这些设备之间的无缝链接，主要可以采取物联网技术来完成。

物联网（TheInternet of things）的定义通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备。按约定的协议。把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

从课堂教与学主体进入课堂开始，其身份信息将自动被读取。相应的设备都会根据读取的主体信息调节相应的设备状态。给主体提供相应的支持。以符合个性化学习的需要。体现所有学习主体的学习机会平等性、学习方式多样性、学习模式灵活性。

基于物联网形成的无缝学习环境和泛在网络技术可以让所有学生和教育工作者随时随地使用综合性的学习基础设施。

2.多功能交互设备技术

除了物联网技术以外，未来课堂的主要特性是其互动性，要实现各主体之间的良好互动。需要有多功能交互设备技术的支持。如多功能交互笔。多触点交互显示技术等。

在未来课堂这样一个包括多种显示设备的三维交互空间中。用传统的鼠标键盘进行交互是相当繁琐的。每个显示设备都需要单独配备鼠标或键盘，对于不熟练的计算机用户来说。这种交互方式效率很低。对某些操作，例如绘制图标。即使是熟练的计算机用户用鼠标和键盘也很麻烦。清华大学研究者设计实现了一种多功能交互笔uPen，它是一个具有压力传感器的触摸笔，可以发射激光，笔身上还有激光发射和鼠标左右键共三个功能按键。结合触摸板和计算机视觉技术。用户利用一只uPen就能够以便捷的方式在课堂中与各种显示设备进行交互。这种笔势交互的模式摆脱了鼠标键盘，使用户在课堂的各个位置都能与显示设备交互，而且交互方式统一便捷。每一支uPen在使用过程中能向系统发送惟一的ID信息。为多支uPen同时工作提供了基础。结合室内定位系统，就能够确定使用人员的当前交互状态，为系统的主动服务和用户相关的过程记录提供了可能。

多点触控技术是一项由电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。它是采用人机交互技术与硬件设备共同实现的技术，能在没有传统输入设备（如鼠标、键盘等）的情况下进行计算机的人机交互操作。多点触摸交互技术能支持同时多点触摸输入，使得触摸手势输入和多人协作交互成为了可能，可以提高交互的智能性、协作性和自然性，也推动了人机界面逐渐由图形用户界面（GUI）向自然用户界面的转变。将双手的手势动作定义成人们在日常生活中常用的自然动作并用来操作计算机，可以大大减少操作者的认知负担，降低学习操作的门槛。触摸手势交互作为一种更自然的人机交互方式，它符合用户的认知，提高了交互的自然性。

为满足人们简单、自然、友好、一致的人机交互需求，利用人在现实生活中的劳动技能和操作技巧，提高交互的自然性，该平台以用户为中心。相对于单手操作。双手交互不单是输入通道上的增加，而且体现了双手合作的特点，提高输入带宽和工作效率，使得传统的图形界面交互能够和双手多指交互相结合达到优势互补。如国防科学技术大学研发的基于手势的多指触摸协作交互平台。解决了多点触摸识别与定位、触摸手势识别、多人协作交互等关键技术，利用先进的光感应触控手段，实现了双手多指触摸操作的人机交互。开发了基于双手自然手势进行触摸交互的通用支撑软件，支持多人协作交互。通过触摸屏在图形界面上实现了一种自然、简单、高效的人机交互。支持自然手势的双手多指触摸人机交互系统，在触摸精度、显示面积和显示方式上与国际同期同类技术相比具有明显优势。

（二）软件技术层面

未来课堂设备的配置和连接从硬件技术层面来讲创建了智慧学习环境的物理基础，但要使其真正发挥各自的作用。成为一个智慧学习环境。则需要相应软件技术支持。这些软件技术主要是指各主体间信息的智能传输技术、控制技术及推理技术等，具体包括人工智能技术、上下文感知计算技术、和谐交互技术、计算机视觉识别技术和无缝数据管理技术等。

1，人工智能技术

人工智能技术是当前信息技术教育应用的一个研究热点，基于人工智能技术开发的智能教学系统使得计算机软硬件系统能够更好地服务于学习者的学习过程。以智能专家系统ITS（Intelligent Tutoring Systems）为例，ITS是一种能仿真人类教师的计算机教学系统，以学习者为主设计的教育软件，它能感知学习者的学习状态，而提供适合学习者程度及喜好的指导、决定学习者模块内容及选择特殊设计以辅助学习指导及练习（Shute&Psotka.，1995）。ITS利用AI技术推论学习者的学习状况、理解状态及分析学习者特质，进而决定教学的内容、时间点、与方式。这不但塑造了一对一教学的理想环境，同时也提供了针对不同学习者需求，量身定做的适性化（adap.tive）学习内容。ITS以学生模型（Student Model）、教学模块（Pedagogical Module）、领域知识（Domain Knowledge）、接口模块（Interface Module）四个组件来达成上述的各项功能。[删

在未来课堂中，学习者除了可以和实体课堂内的教学者、学习同伴进行互动外。还可以和学习支持系统中的智能型人进行互动，获得个性化的学习支持，智能性人中的“教学人”可分为“协助教学事物人”及“实际进行教学的仿真教学人”两种。台湾学者陈鸿裕的研究指出，协助教学事物的教学人主要的工作有：（1）自动负责同伴间的联络；（2）自动检视并提示学习进度；（3）自动收集课程的相关信息。而“实际进行教学的仿真教学人”则是代替教师实际进行教学的人，大部分的系统皆是以一个动态的3D人像作为沟通接口。以运用虚拟实境中丰富的沟通形式。与学习者在网络的虚拟实境中互动。

2.上下文感知计算技术

上下文感知是智能空间的重要特征。是提高计算系统交互智能性的核心技术。上下文感知计算是指利用上下文信息自动为用户提供适合当前课堂教与学情景的服务和支持。它主要涉及上下文信息的感知和表述、上下文建模和推理、上下文感知的应用等方面的内容。

上下文是指任何可用于表征实体状态的信息，这里的实体可以是个人、位置、物理的或信息空间中的对象。在实际应用中，上下文的种类可归纳为计算上下文、用户上下文及物理上下文等。上下文可分为低层上下文和高层上下文两个层次，低层上下文是指直接从相应的传感器获得的上下文：高层上下文和低层上下文往往是相互关联的，一般来说是根据低层上下文进行逻辑推理得到的。由于高层上下文更能体现用户主体的意图。因此人们对高层上下文更感兴趣。它成为判断用户主体当前意图，为用户主体提供相应服务和支持的重要依据。

3.和谐交互技术

未来课堂通过开发和集成先进的和谐交互技术，为学习者提供一个高效的信息获取、交流的工作空间。从而促使显著提高学习、讨论和协作效率。

在未来课堂中，多种来源的相关信息将集成显示在课堂的三维物理空间中，课堂教与学的主体可以在多个显示表面上以自然便捷的方式直接与信息系统交互。或与远程的专家或学习伙伴进行充分的协作交流，整个互动过程还将被自动存放为可索引的学习记录或参考案例。未来课堂这一智能学习空间是一个典型的多用户和谐人机交互环境，目标是促使学习者在复杂的情况下尽快地理解和掌握当前形势并快速地做出合理地决策。关键是要为开放式信息集成、多用户自然交互提供支撑技术。

基于普适计算的智能学习空间技术，能营造全方位信息显示与和谐交互环境，将大大提高教与学过程的快速性和可靠性。

4.计算机视觉技术

在未来课堂这一智慧学习环境中，人的行为识别理解、物品识别与定位，以及场景恢复等问题都需要利用计算机视觉技术作为主要或者辅助手段来解决。计算机视觉是用计算机或机器对生物视觉的仿真。是一门综合性的学科，它包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学，神经生理学和认知科学等。计算机视觉就是用各种成像系统代替视觉器官作为输入敏感手段，由计算机来代替大脑完成处理和解释。计算机视觉的最终研究目标就是使计算机能像人那样通过视觉观察和理解世界。具有自主适应环境的能力。

在未来课堂中，用到的与计算机视觉相关的技术主要有图像处理、图像识别和图像理解。图像处理技术把输入图像转换成具有期望特性的另一幅图像，图像处理主要利用图像处理技术进行预处理和特征提取：图像识别是指根据从图像抽取的统计特性或结构信息，把图像分成预定的类别，图像识别主要用于对人的动作、物品等的识别与定位等；图像理解不仅描述图像本身，而且描述和解释图像内容所代表含义，图像理解主要用于对场景的理解和对人的行为和意图的识别等。

5.无缝数据管理技术

从用户的角度来看，进入未来课堂后，不同计算设备上的信息被放置在一个系统中，用户无需关心信息的上传和下载，只需利用下文介绍的多功能交互笔就能在不同显示设备上方便地显示、切换、标注这些信息，使得用户的注意力能主要放在讨论和信息理解的过程中，无需过多理会计算系统的细节。远程用户被允许接入未来课堂后，也能利用无缝数据管理模块来提供和共享信息。

在多种显示设备集成的智慧学习环境中，课堂教学主体可以通过物理环境（如墙面、桌面）、日常用具（如笔、激光笔），新型信息设备（如PDA、麦克风阵列），以及语音命令等自然便捷的方式与信息系统交互，无需依赖传统的鼠标键盘，以使对计算机不熟练的人员也能够直观地访问、处理信息。原型系统主要通过语音命令和多显示表面上的笔式交互提供直接的支撑技术。

除了以上的硬件技术及软件技术外，未来用在未来课堂这一智慧学习环境中的技术还可能包括增强现实技术（AR）、多模态信息融合、自动记录决策过程、内容增加技术（如把有意义的元数据添加到现有的音频和视频内容中）、新的压缩和表现技术（使音频和视频能实时地产生复合型媒体）和适应技术等，以支持未来课堂用户主体和课堂技术、资源和环境间的自然交互等等。

六、结语

基于智慧课堂的教与学篇2

关键词：智慧课堂；大数据；动态学习数据分析；课堂教学结构

中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2015）22-0021-04

智慧教育、智慧课堂是当前教育信息化研究的一个新的热点问题，是信息技术与教育教学深度融合的产物。智慧教育的核心在于用最新的信息技术变革和改进课堂教学，打造智能、高效的课堂。当今社会进入大数据时代，大数据的出现将会对社会各个领域产生深刻影响。在教育领域也不例外，美国许多高校和基础教育领域十分重视大数据的应用，2012年美国国家教育部了《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》的报告，我国也有不少学校和教育软件企业进行教育大数据和学习分析技术的探索。因此，利用大数据技术分析和改进学习行为，变革传统课堂教学，构建基于动态学习数据分析的智慧课堂模式，具有重要的现实意义。

一、智慧课堂的提出及发展

人们对智慧课堂的理解总体上有两类，一类是从教育视角提出的，另一类是从信息化视角提出的，本文所使用的概念是后一类。在英语中，关于“智慧”的表达有三种，即Smart、Intelligent或Wisdom。2008年，IBM最早提出“智慧地球（Smart Planet）”，随后出现了智慧城市、智慧教育、智慧课堂等概念。IBM使用及广泛推广的“智慧地球”是“Smart Planet”。因此，现在人们所说的“智慧课堂”是智能化课堂（Smart Class），主要是从信息化的视角理解的，即使用先进的信息技术实现教育手段和课堂的智能化，进而实现教育教学的智慧化。

基于信息化的视角来分析，随着信息技术迅速发展及其在学校教育教学中的广泛应用，从早期的辅助手段向与学科教学的深度融合发展，传统课堂向信息化、智能化课堂发展，对智慧课堂的认识也在不断深化。目前对智慧课堂概念的定义也有多种类型。比如：有的学者定义“智慧课堂”是物联网和教育云端等新技术于一体的智能课堂；[1]有的认为“智慧课堂”重点在课堂中的应用，是通过云计算、网络技术、应答系统等技术手段来支持个性化学习的有效展开；[2]有的学者提出建立基于电子书包的“智慧课堂”系统，具有课前多媒体电子教材预习、课中互动教学、课后微课程作业辅导等功能，为实现“颠倒的课堂”和学生随时随地碎片化学习提供了全面支撑[3]等等。

实际上，智慧课堂的概念是随着信息技术在教学中的不断应用与融合而逐步发展的。当今社会进入教育大数据时代，基于大数据技术分析和改进学习行为、变革传统课堂已成为一种必然趋势。这里我们结合自己的研究，提出基于动态学习数据分析的智慧课堂概念。

二、智慧课堂的概念

所谓“智慧课堂”，是以建构主义学习理论为依据，利用大数据、云计算、物联网等新一代信息技术打造的智能、高效的课堂。其目的是基于动态学习数据分析和“云+端”的运用，实现教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化，全面变革课堂教学的形式和内容，构建大数据时代的信息化课堂教学模式。智慧课堂的提出与发展既是信息技术在教学领域应用的产物，同时也是课堂教学不断变革的结果。

对上述智慧课堂定义的理解，应重点把握以下几个方面的内涵：

1.智慧课堂的构建依赖于大数据学习分析技术

数据改变教育是智慧课堂的核心理念。对于具体的课堂教学来说，数据是反映教学效果的最为显著的指标，比如：学生识字的准确率、作业的正确率、多方面发展的表现率――积极参与课堂教学的举手次数，回答问题的次数、时长与正确率，师生互动的频率与时长等。在课堂教学中生成了海量的数据，对这些数据进行加工、挖掘和分析离不开大数据技术和方法。基于大数据的学习分析，智慧课堂从依赖于存在教师头脑中的教学经验转向依赖于对海量教学数据的分析，一切靠数据说话，依靠直观的数据对学生的学习行为进行判断和制定教学决策，实现了基于数据的课堂教学。

2.智慧课堂基于全过程动态学习评价和智能推送

传统课堂上每位教师常常要面对几十个学生，很难及时把握和照顾到每个学生的个体差异。智慧课堂基于全过程动态学习评价和智能推送，有效地改变了这一状况：通过课前富媒体预习材料和作业，进行预习测评和反馈，深化学情分析，优化教学设计，便于精准教学；通过课中推送随堂测验，进行实时检测数据分析和即时反馈，改进教学策略，调整教学进程；通过课后作业数据分析，实施针对性辅导，为学习者即时推送合适的个性化学习资料，实现个性化的学习支持。

3.智慧课堂采取“云+端”的教与学服务方式

智慧课堂的实施基于云计算技术、采取“云+端”的服务方式，部署和应用智慧课堂的信息化平台――智慧教室，其主体由微云服务器、端应用工具、云平台等组成。智慧课堂信息化平台提供学习资源管理与服务、教育信息管理、多元化评价等功能，通过教室内多种终端设备的无缝连接和智能化运用，打破了传统意义教室的黑板、讲台和时空概念，具备动态学习数据的采集和即时分析功能，实现了教与学的立体沟通与交流，使传统课堂发生了结构性变革。

4.课堂是翻转课堂进入2.0时代的最新成果

翻转课堂的基本要义是基于教学视频的应用将传统教学流程颠倒过来，从“先教后学”转变为“先学后教”。大数据时代强调数据分析和应用，基于大数据等信息技术的全面支持，从一般性观看视频转变为课前预习、测评分析及反馈，从“先学后教”转变为“以学定教”，从对课堂的控制转向基于数据的动态学习分析、即时反馈及据此实现的教学机智，已经从早期的“流程颠倒”的翻转课堂1.0转变为“结构性变革”的翻转课堂2.0，从而实现了大数据时代的“智慧课堂”。（传统课堂、翻转课堂与智慧课堂的关系见表1）

三、智慧课堂的信息化平台架构

智慧课堂常态化应用的前提是具有先进、方便、实用的工具手段。为此，需要构建基于学习动态数据分析和“云+端”应用的智慧课堂信息化平台。智慧课堂信息化平台应用功能的基本架构如图1所示：

在图1中，智慧课堂信息化平台的应用功能由从下至上的四个层次构成，主要包括：

（1）资源管理与服务层：主要是进行学习资源的管理和提供服务，包括课程标准、全科电子教材、各类题库系统、教学动态数据和教育管理信息。

（2）多元评价支持层：提供对学习和教学质量的形成性评价、总结性评价和诊断性评价服务，包括测试系统、GPA综合评价系统、教学质量评价系统和动态评价分析系统。

（3）端应用服务层：提供智能终端的学习、管理和应用功能，包括微课制作与应用、学习资源推送、端应用工具、第三方APP应用等。

（4）用户实现层：提供教师的“教”与学生的“学”的应用程序和方法，最终实现对课前、课中、课后的教学信息支持。

四、智慧课堂的教学结构模型

智慧课堂是基于动态学习数据分析实现的智能、高效的课堂，是利用现代信息技术对传统课堂不断改进的结果。大数据及学习分析等技术的应用，使得课堂教学结构发生了重要的变化，我们从与传统课堂教学结构的对比来分析智慧课堂的教学结构模型。

1.传统课堂的教学结构

传统课堂教学采用的是“5+4流程”结构，即包括教师“教”的5个环节和学生“学”的4个环节以及相互之间的联系方式，共同组成课前、课中、课后的完整课堂教学过程，构成了教学持续改进的过程循环。传统课堂的教学结构理论模型如图2所示：

课前环节

（1）教师备课：教师依据上一次课学生作业和教学经验进行备课。

（2）学生预习：学生对上一次课堂上布置的预习内容进行预习，但预习结果的反馈要到上课时间。

课中环节

（1）授课实施：教师依据备课方案进行讲授，学生跟随老师的思路进行听课。其间，老师根据学生的学习情况进行提问，部分学生代表回答问题，实现了部分互动。

（2）布置作业：教师布置课后的作业和预习任务。

课后环节

（1）完成作业：学生在课后完成作业，第二天或下一次上课时递交给老师。

（2）批改作业：老师在收到作业后完成作业批改，批改的情况往往难以及时反馈到下一节的备课中。

（3）评价反馈：老师将作业批改结果反馈给学生，通常需要两三天之后。

2.智慧课堂的教学结构

智慧课堂教学采用的是“8+8流程”结构，即包括教师“教”的8个环节和学生“学”的8个环节以及它们的互动关系，共同组成课前、课中、课后的完整课堂教学过程，构成了教学持续改进的过程循环。智慧课堂的教学结构理论模型如图3所示：

课前环节：

（1）学情分析：教师通过智慧教学平台提供的学生作业成绩分析，精确地掌握来自学生的第一手学情资料，确定本节课的教学目标；

（2）资源：根据教学目标和学情，教师向学生推送富媒体预习内容（微课、课件、图片、文本等），同时推送预习检测的内容；

（3）学生预习：学生预习教师推送的富媒体内容，并完成和提交预习题目，记录在预习过程中的问题；

（4）课前讨论：针对预习中的问题，学生在论坛或平台上进行相关讨论，提出疑问或见解；

（5）教学设计：教师根据学情分析结果，教学目标、教学内容，学生预习检测统计分析和讨论的情况，修改教学设计方案。

课中环节

（1）课题导入：教师采取多种方法导入新课内容，主要通过预习反馈（对学生提交的预习检测统计分析）、测评练习和创设情景等方式导入新课程，提示或精讲预习中存在的问题；

（2）展现与分享：学生展现课前自学成果，围绕新课导入进行演讲展示、分享观点，并重点听取在预习中理解不透的知识，积极参与课堂教学；

（3）新任务下达：教师下达新的学习探究任务和成果要求，并下达任务完成后的随堂测验题目，推送到每个学生终端上；

（4）合作探究：学生开展协作学习，主要包括分组合作探究、游戏教学等方式，教师设计活动，为学生分组，进行互动讨论，学生开展小组协作后提交成果并展示；

（5）实时测评和反馈：学生课上完成课程导入和新任务后，进行诊断服务，完成随堂测验练习并及时提交，得到实时反馈；

（6）精讲与点评：基于数据分析，教师根据测评反馈结果对知识点难点进行精讲，对薄弱环节补充讲解，重点进行问题辨析，通过多样化的互动交流解决学生在新任务中遇到的问题；

（7）巩固提升：学生针对教师布置的弹性分层作业和任务，对所学习的新内容进行运用巩固，拓展提升。

课后环节

（1）个性化推送：教师依据学生课堂学习情况，针对每个学生个性化的课后作业，推送学习资源；

（2）完成作业：学生完成课后作业并及时提交给老师，得到客观题即时反馈；

（3）批改作业：教师批改主观题，并录制讲解微课，推送给学生；

（4）总结反思：学生在线观看教师所录解题微课，总结所学内容，在平台或论坛上感想与疑问，与老师、同学在线讨论交流，进行反思。

五、智慧课堂的主要应用价值

基于动态学习数据分析的智慧课堂，对传统教学产生了革命性的影响，在教学实践中具有重要的特色和应用价值，主要体现在以下几个方面：

1.有利于构建建构主义理想学习环境

建构主义学习理论是现代教育技术领域的核心理论，为智慧课堂的构建奠定了坚实的理论基础。建构主义认为，知识是学习者在一定情境下借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，通过意义建构的方式获得。理想的学习环境包括情境、协作、会话和意义建构四大要素。智慧课堂依据建构主义理论设计课堂教学模式，能够非常好地满足建构主义学习理论对学习环境所提出的较高要求。智慧课堂按照知识建构螺旋上升的特点，围绕课前、课中、课后的教学闭环，利用多种新媒体、新技术和智能设备，基于动态学习数据分析和“云+端”的运用，能够创造和展示各种趋于现实的学习情境，增进师生间、生生间的立体化沟通交流，有利于开展协作、探究学习，实现学习者知识意义的建构。

2.促进课堂形态的重大变革

智慧课堂教学中现代信息技术手段的深度应用，使课堂形态发生了重大变革。新技术、新媒体和智能终端为学习者提供了丰富的认知工具与支撑环境，为师生建立了更为开放的教室和课堂活动。例如，云端智慧教室无传统的讲台与黑板，课桌以分组讨论方式摆放，在教学过程中采取多元的交互协作方式，教师面向学生教学并直接融入小组讨论；教师可以通过手中的任意移动终端设备（手机、PAD）实现书写并向教室内大屏幕投射，教师常用的PPT不仅仅可以一帧一帧展示用，而且可以进行任意的手写、标注、推演等，传统的课堂已经变成了数字化的“体验馆”、“实验场”。

3.创新课堂教学结构和模式

大数据背景下的智慧课堂教学，在教学观念、教学内容、教学方式和教学流程上都发生了重大变化，课堂教学模式得到了“颠覆”。从以教师为中心强调知识传授的传统教学转变为以学生为中心强调能力培养；从传统多媒体教学的“望屏解读”向师生共同使用技术转变，师生、生生之间的沟通交流更加立体化，无障碍地进行即时交流互动；学习资源实现富媒体化、智能化、碎片化，按需推送、实时同步。课堂结构发生了变革，教学进程从“先教后学”到“先学后教”、“以学定教”，学习与智能测评在前，教师依据课前测评分析，有的放矢，分层教学，通过微课吧、分组讨论、精讲点评、分层练习等方式组织更加个性化的课堂教学，课后教师能够给每个学生个性化的作业，真正实现了个性化教学和因材施教。

4.构建全过程学习评价体系

基于动态学习数据分析的智慧课堂，其核心是对学生的学习全过程进行动态、实时的诊断评价和反馈。利用大数据学习分析技术提供测评练习，教师能够快速地对学生的学习全过程做出诊断评价。例如，通过智能评测系统实现数字化作业或预习预设的问题评测，收集、判断学生已掌握的知识和技术，自动数据分析与反馈，为教师的备课提供了及时、准确、立体的信息，据此实现有的放矢的备课，选择适应的教学策略。通过随堂练习及评测系统，进行实时测评、统计，快速分析与反馈学生的课堂学习效果，及时调整课堂教学进度与内容，体现了教师的教学机智，展示了教学艺术。基于数据的分析成为引导学生学习的依据，通过课后作业数据分析和反思评价，对学生进行个性化的辅导和实现教学的持续改进。

5.实现智慧课堂的常态化应用

智慧课堂取得实际成效的前提是常态化应用，常态化应用的前提是具有先进、方便、实用的工具手段。通过开发应用智慧课堂信息化平台，提供“微课”制作与推送功能、动态学习评价与数据分析功能、灵活方便的智能终端应用功能等，实现常态化教与学的应用。例如，“微课制作与应用平台”相对于传统的教学视频制作和应用工具来说，更加简单、方便、实用，使得智慧课堂的实现，不再只是表演阶段，因为技术足够的简单与方便，教师能快速融入到日常教学之中；随堂录制的微课，因为其足够的“小”、足够的方便，让微课的制作与应用实现了常态化。师生“端应用工具”是具有即时通讯功能的教学工具，支持包括苹果、安卓、windows在内的多应用平台，可以实现师生在课堂教学中的立体沟通，同时师生间可以实现课前、课后的随时随地问答、讨论与教学交流，保证了基于“端”的教与学应用常态化。

参考文献：

[1]王盛之，毛沛勇.基于数字化教学案的智慧课堂互动教学系统实践研究[J].教学月刊（教学管理）中学版，2014（4）.

[2]邓光强.“智慧课堂”中的学生个性化学习[J].教育信息技术，2013（12）.

基于智慧课堂的教与学篇3

关键词：新课程改革；教学改革；高效课堂

《基础教育课程改革纲要（试行）》指出：改变过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。据此，近年来，吉首大学师范学院附属小学（以下简称“我校”）以“教与学方式转变”为课程改革突破口，努力构建“智慧高效课堂”，全面提升教育教学质量。

一、注重管理，健全机制

加强领导，健全机制是落实新课堂教学改革的重要保证。为保障智慧高效课堂教学改革的顺利推进，学校成立由校长任组长的领导小组，教科室具体负责推进智慧高效课堂教学工作的组织、实施和管理工作。同时建立理论学习、课题研究、校本教研和激励机制等制度，明确教研组、教师个人的职责，积极投入教研和培训所要需的经费，才能确保教与学方式转变工作的顺利开展。

完善硬件设施，添置现代化教学设备是构建智慧高效课堂的必要物质基础。学校筹措资金为所有教室安装多媒体、投影仪，为学生创建科学、便捷的展示交流互动平台。

加强班级文化和小组文化的建设，是构建智慧高效课堂的前提。撤销讲台，让教师走下讲台，成为名副其实的参与者、合作者。学生座位由秧田式变为小组式，面对而坐。全校每个班都有班名、班徽、班规，小组有组名、组徽、组训。各学习小组分有助教、学科组长、纪律组长等，每个学生都有自己的职责，真正做到让学生成为班级的主体、学习的主体，让每个学生都有事做，让每件事都有学生做。

二、理念引领，转变行为

新的教学观，教学从本质上成了一种“沟通”与“合作”的活动，其中“对话”是教学活动的重要特点。新课标下的教学方式与传统的教学方式最大的区别在于，新的教育教学方式要求完全以学生为中心，以学生的“学”为主，新课程理念提出了“积极倡导自主、合作、探究”的学习方式。学生是学习的主人，在充分的参与过程中体会到学习是一种莫大的乐趣。教学提倡为学生自主学习提供时间和空间、机会和权利，使个性得以充分发展。

新课程中，教师要有新的角色定位。教师不仅仅是知识的传授者，也是学习者、研究者；是学习活动的组织者；是学生学习的引导者；是学生学习的催化者、促进者；是教学活动的实践者、反思者；同时也是课程的开发者。

新课程下的课堂是对话、沟通、交往、合作、探究、展示的平台。课堂是新认识的生长点，新激情的鼓动器，学生带着疑问进课堂，带着更多的疑问出课堂。课堂还是一个基于共同目标的学习共同体，从“以讲为主”转变为“以学为主”，从以个体学习为主转变为以合作学习为主，从讲授型课堂转变为学习型课堂。

三、深化教研，促进发展

深化教研是课堂转变的关键。组织全体教师参加课堂教学改革培训，掌握智慧高效课堂模式的实施与操作是重要措施之一。此外，还应加强对教师课堂教学的管理：一是教师要重视课前预习提纲的设计和小组展示活动的设计。以同学科同年级资源共享的方式，做好导学案的编写与使用，在使用的过程中根据各班学生情况进行调整。二是注重学生良好行为习惯的培养和思维品质的提升，如对学生的预习、讨论交流、合作展示等进行方法指导及时纠正，避免出现“活”而无序、“活”而无效的课堂现象。

加强对教研活动的管理，加强教研组建设，深化教学研究制度，促进教师的专业成长也是构建高效课堂的重要举措。坚持每学期学科带头人、骨干教师、年级组长上示范课，全体教师上一节“智慧高效课堂”达标汇报课，加强教研活动的开展，切实转变教与学方式，构建智慧高效课堂，提升课堂教学水平。

四、典型引路，探索模式

为了促进教师群体的快速成长，我们可以采用以点带面的方式整体推进。想方设法给骨干老师“压担子”，研讨课、推门听课、家长开放课……一次次磨课，一次次研讨，一次次碰撞，一次次提升。让学校教科室的成员和学校各科组的骨干教师先后分别接受教科院、教育局领导、兄弟学校同仁、全校家长的听课，这既是压力，也是动力。学校还可以举办旨在促进年轻教师发展的“青年教师教学大比武”，这既是舞台，也是鞭策，年轻教师在这项活动中学以致用，教学能力将得到锻炼。随着“智慧高效课堂”不断深化，一批探索型、实践型、智慧型的“非传统名师”将迅速成长，自主学习、合作探究也会成为课堂教学的主旋律。

尊重首创精神，鼓励教师大胆探索，创新教育思想、教学模式和教学方法，形成个人教学风格。一次次研讨课后，可以在每个学科、每个年级树立教学改革的典型，成立骨干研究小组，推广先进经验，让他们以点带面，带动全员参与。

学校可以组织语文、数学等文字课（含科学、思想品德、英语等课程）教师编写《智慧导学案》，对教师课堂教学活动的组织开展进行指导，同时也为学生的课前预习提供借鉴。

经过探索与实践，初步构建“智慧导学”高效课堂模式：以学生为主体进行“自学―合作―探究―展示”，教师适时点拨、启发、引导。我校总结出的新课程下“六环互动导学”课堂基本流程也趋于成熟：“点燃智慧准备学――开启智慧自主学――发挥智慧合作学――展示智慧交流学――智慧达标创练学――智慧成长互相学。”

五、评价激励，促进成长

加强智慧高效课堂的督导评估和管理，建立评价奖励机制是构建智慧高效课堂的重要保障。

（1）应进行教学教研评价。制定“智慧高效课堂评价标准”，评价内容为：①学生学习状态：参与状态、交往状态、思维状态、情绪状态、持续状态、生成状态；②知识的形态：基础性、迁移性、过程性、策略性、实践性；③教师的导学策略：学习内容、学习目标、用什么样的学习方法来完成目标、学习目标逐项落实情况。

（2）应进行教师和教研组评价。为提升教师专业水平和科研能力，可以制定“教师教育教学评价细则”“校本教研教师个人评价量化表”“管理人员评价量化表”“教研组评价量化表”“年级组评价量化表”。

（3）还应进行学生评价。对学生的德、智、体、美、劳进行全面、客观、鼓励性评价，结合“学生素质报告册”，制定“智慧学习成长评价”：实行评语、等级、星级的发展性评价。

转变教与学方式，构建智慧高效课堂，是一个漫长而艰辛的过程，基础教育课程改革也是一项巨大的系统工程。作为教育管理者，应倾力于课堂教学改革，从教育科研的管理到经费安排到人员配备都应全方位支持，切实带领广大教师更新教育理念，转变教学行为，高效实现教学目标，为深化课程改革推波助澜。

基于智慧课堂的教与学篇4

【关键词】智慧课堂 教学模式 核心价值

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2016）01-0105-02

智慧课堂作为一种新颖的现代化教学手段，是一种促进学生主动学习和个性化发展的新型的教与学方式。笔者基于HappyClass智慧课堂软件系统，探索以电子书包为基础的智慧课堂，研究课前预习、课中互动教学和课后巩固复习的实施，实现翻转的课堂和学习者随时随地碎片化的学习。

HappyClass智慧课堂系统是运行在智慧课堂云终端上的一套软件系统，由电子书包、智慧课堂软件、智慧教学平台、微课大师软件、移动式充电柜和感知与控制模块等共同构成。依托智慧课堂提供的数字化的学习空间，课堂上师生使用移动平板电脑（Pad）就能开展各种探究学习、合作学习和个性化学习。

一 智慧课堂教与学的实施

1.课前多媒体微课程电子教材预习

课前，学生可以通过HappyClass智慧教学平台查看各学科的电子教学资源，观看教师制作的导学微课视频，并完成教师推送的预习任务，同时记录在学习过程中遇到的问题。

人教版必修三Unit 2 Healthy Eating的中心话题是健康饮食，在阅读电子课文之前，学生先完成智慧教学平台上教师推送的一份学习任务，包括对东西方的食物进行分类，并投票选出自己所喜爱的食物。学生可不定时地查看投票结果。学生还可打开教师推送的健康食物金字塔（Healthy food triangle）图表，初步了解健康饮食的知识。接着，学生点击智慧教学平台上的电子课本，根据自身的英语基础，采用适合自己的阅读速度、阅读次数等。然后，学生点击智慧教学平台上的微课，观看教师使用微课大师录制的两个短视频，第一个视频介绍课文背景知识，第二个视频是关于课文理解的重点和难点。学生可以自主观看、反复观看，随时随地进行碎片化学习，从而达到个性化学习的目的。最后，学生查看智慧教学平台上教师推送的学案，完成相关的练习，提交之后即时可以看到反馈的结果，教师可通过导学监控，全面掌握学生的预习情况。

2.课中互动教学

上课时，教师打开HappyClass智慧课堂平台系统的上课软件及PPT，要求学生连接平板电脑的网络后，开展多媒体互动教学。

必修三Unit 2 Healthy Eating，教师先用10分钟左右时间就学生课前预习普遍遇到的问题进行讲解。这个时间段，学生的电子书包（iBook）处于锁定状态。到课堂互动时间，教师才允许学生自由操作自己的iBook功能。课文中提到的烹饪种类很多，掌握其英文表达可以丰富学生的词汇量，教师通过点击“教师提问”实时地把问题发到学生的平板电脑上，学生在自己的平板电脑上作答，把答案上传。教师根据教学屏幕上汇总的全班学生的答案，有针对性地进行分析讲解，在白板上直接进行打圈画线批注等，并引导学生判断哪些是健康方式。

然后，学生进入智慧课堂平台系统的“分组互动”，讨论某一观点，各组学生首先选择支持的观点，然后将支持的理由通过输入、iBook手写和拍照等方式上传。学生可将讨论中遇到的困难及时反馈给教师，让教师辅助自己学习。由于Reading部分课文的故事尚未结束，教师可让学生猜测故事的发展和结局。学生两人一组交流讨论，展开想象的翅膀，写下一小段话。打字快的学生可以直接在平板电脑上写，然后上传；打字慢的学生先写在纸上，然后通过拍照上传。教师在不影响学生写作的情况下，使用“学生示范”功能，将学生iBook电子书包的屏幕传到投影上，实时查看学生写作的过程和情况。一节课结束后，HappyClass智慧课堂系统软件可呈现“课堂教学质量报告”，自动生成本节课教师所提的问题和学生回答的详情报告。

3.课后微课程作业辅导及成果展示

课后学生主要完成教师布置的网络作业，完成后直接核对答案，对于错误之处以及不理解的地方，可以选择性观看及反复观看教师提前录制好的作业辅导的微课程。课后，学生还可参加在线考试，并通过智慧课堂平台系统的“错题集”，查看自己作业和测试中的错题，以及查看自己的课题错题报告，了解自己的学习历程，这有助于提高学生及时修正、调整认知策略的元认知能力。教师对学生的作业和测试可按人批阅或按题批阅，可查看“常见错误报告”罗列出的学生在作业过程中错误的题目和错误的原因。

必修三Unit 2 Healthy Eating，学生们通过本单元的学习，小组合作制作一份“家庭晚餐健康食谱”的微电子书。通过电子书包丰富的数字化学习资源，学生应用信息技术自主学习、主动学习，将收集到的食谱在小组内汇总分类，交流讨论，制作出一份健康的家庭晚餐食谱，并填写在微电子书的图表里。微电子书还配上生动形象的图片、视频以及英文配音。在制作一本简单有趣的微电子书的知识建构的过程中，学生实现了知识创新。

二 智慧课堂对英语教学的核心价值

1.学科认知工具，加强深度学习

基于电子书包的智慧课堂是一种强大的认知工具，无论是课前导学微课还是课后微课程作业辅导，都有利于学习者认知技能的发展和习得；智慧课堂的作业和测试的“课题错题报告”有助于学习者反思学习过程，训练自身的计划、修正和调整等元认知策略。智慧课堂作为一种新型的教学形式，突破了传统教学中学习者被动接受信息的桎梏，激发了学习者主动认知、积极加工信息和全面建构知识的热情。智慧课堂共享的优质教学资源，促进了学习者的思维向深度发展，改变了学习者单纯作为接受者的角色，使之向创造者转化。上文提到的制作一份“家庭晚餐健康食谱”的微电子书，就是典型的英语学习者深度思考并发挥创造性的学习成果。

2.多样化学习载体，支持个性化学习

智慧课堂多样化的学习素材、学习载体，扩大了信息传递的渠道，为不同学习者的个性化学习开启了多元智能学习之门。智慧课堂的指导理念之一就是要引导学生主动学习、自主学习和个性化学习。课前、课后的微视频，学生可以根据自己的学习情况决定什么时间看视频、什么地方暂停、什么视频内容倒回去反复看，而相关的练习和在线测试又能帮助学生智能检测所缺的知识点并及时补救。教师也能随时随处掌握学生课上和课下的学习情况、练习和测试的答题情况。例如，教师可查看“常见错误报告”罗列出的学生在练习和测试过程中错误的题目和错误的原因，以及细读“课堂教学质量报告”，勾勒出学生学习的知识地图，制作有针对性的且能满足不同学生个性化学习的导学视频和微课程作业辅导等。智慧课堂给英语教学带来的核心价值之一就是：了解学生的英语学习个性特征，准确掌握学生的英语知识结构和技能提升之处。

3.互动教学，实现社会化学习

智慧课堂借助移动通信网络，共享的文件、数据和信息，极易实现跨时空、跨区域的交流。智慧课堂的电子书包，随时随处连接信息生态，既支持小群体的讨论与交流，也支持跨区域的讨论与交流，创建了一种信息化时代创新性的学习空间。必修三Unit 2 Healthy Eating，课中的互动教学就充分运用了智慧教学平台系统上教师提问、学生示范、分组互动、屏幕广播、课堂练习等功能，协助学生在互助教学中建立有意义的社会知识建构，而学生课前和课后的学习，更加凸显社会性学习的特点，智慧课堂将辅助个体的学习转化为支持合作学习的交流协作。在这个学习社区里，教师与学生之间、学生与学生之间以及学校与家长之间等存在着多种形态的互动关系。例如，通过智慧课堂教学软件的“家校互动”，学生可以查看学校推送的通知。

三 结束语

智慧课堂教学模式带来的是一场全新的教学改革，但是智慧课堂还存在一些不足：信息泛滥、交流互动浅层性、过多的学习材料和任务压榨了学生的业余时间、教师备课刻意追求微课的完美而忽视“教为指导、学为主体”的原则、过分依赖数字技术等。这些问题都将是我们在智慧课堂摸索中需要不断反思、不断改进的。但是，智慧课堂带给我们最大的价值观就是“变革”，教育信息化发展的客观规律必将推动智慧课堂、智慧教师和智慧校园的发展！

参考文献

[1]朱婉平.智慧教室建设与应用的实践探究[J].教育信息技术，2014（12）

基于智慧课堂的教与学篇5

【关键词】课堂教学；教学方式；学习方式；对接

随着新课程不断向纵深推进，人们的视域、视角和视点都随之发生新的改变，但稍加观瞻，不难发现，目前人们的目光仍滞留在对教学方式和学习方式的改变、指导层面上，关于教与学方式的优化整合的关注还不够，致使课堂教学的有效性难以得到实在的兑现。本文结合初中物理教学的实践，就物理课堂教学中，如何实现教与学方式的有效“对接”作一探析。

新课程标准强调，课堂教学是学生、教师、文本之间对话的过程。教学是教与学的交往、互动，师生双方在相互交流、沟通、启发、补充过程中，分享彼此的思考、经验和知识，交流彼此的情感、体验与观念，从而达到共识、共享、共进，实现教学相长和共同发展。作为课堂教学“场”中的教学方式和学习方式，在科学的运行中寻求有效的“对接”，才有望实现课堂教学的更有效、多产出和高附加值。

基于师生“学习共同体”和“共同发展体”，对教学方式和学习方式加以梳理、取舍、整治、改变、优选和调控，进行合度有效的合并和糅合，使教与学方式统筹兼顾、主动协调、相互契合、自我修复、自我完善、形成合力，催化以学促教有效性教学和以教促学有效性学习的同步展开、整体推进、共同生成，发生“谐振”，创造出新的“生产力”。教与学方式的“对接”，使原先固定内容、固定速度、固定标准的单向的课堂教学格局彻底被打破，意味着师生在态度、意识、习惯、情感和价值观等方面的优化整合，意味着个人与世界关系以及存在方式的和谐统一。

根据影响物理课堂教学的相关因素，实现教与学方式“对接”的现实路径是：

1.课堂教与学环境。课堂教学环境可以分为物化环境和心理环境，它们对教与学方式的影响无时、无处不在，但又不像教师、学生、教材那样直接、稳定和集中。课堂教学过程是师生交往、积极互动、共同发展的过程。具有不同智慧水平、知识结构、思维方式、认知风格的成员可以相互启发、补充、促进，从而产生“整体效应”。在物理课堂教学中，教师要善于弯下腰、蹲下身来，走近学生，成为课堂“生态文化”的同构者，成为学生亲密的伙伴，课堂教学“心理场”一旦形成，课堂教学效果就会产生事半功倍之效。

2.教学设计。苏霍姆林斯基曾说：“课堂上一切困惑和失败的根子，在绝大多数场合上在于教师忘却了儿童和教师的共同劳动。”建立师生平等合作关系，作为“学习共同体”，教师和学生共同分析、研讨、谋划，共同确定学习目标、制定计划、设定评价指标、学习策略等，对每一节课基础的、核心的内容进行有情意的商讨、有深度的开发、有力度的挖掘、有精度的提炼、有高度的观瞻，从而达到“组合质变”，产生“共生效应”。 教学方式对学生来说是一种天然的学习资源，学习方式对教师来说也是一种可再生的学习资源，两种资源的优化整合，将导致整体效益增值。在物理课堂教学中，将教案和学案有机整合，以学定教，主动迎合学法，新课设计、演示实验、学生分组实验、作业布置等，采取与学生共同协商、研习的方式，对每一个细节，都以学情为出发点，以学生的学为支点，以学生会学、乐学为旨归。

3.推进策略。采取“示范引领、行动跟进、以点带面、点面结合”的推进策略。正确处理好主导与主体、自主与他主、独立与合作、探究与接受、开放与规范等关系，从课堂教学过程最优化的角度，师生共同对教与学方式进行通盘考虑、精确权衡、动态考察，共同寻找最佳的高位“平衡点”。就物理课堂教学而言，其基本范式是先“入格”，后“出格”，以学生的学为参照物，以学生的“现有发展区”为基点，不断调整教学方式，使之与学生的学习方式同步，引导学生顺利走进“最近发展区”，实现教与学双赢。

4.组织形式。通过师生学术沙龙、座谈会等形式，对课堂教与学的全过程统筹兼顾、精心设计、有效调节、共同诊断、分析、评价和反思，组合个体的智慧能力、发挥整体效应，师生形成“学习型组织”。以课例研究为切口，通过研讨、交流，就教与学方式的同步展开、有效匹配、科学运作等进行系统整合，形成“伙伴式的团队文化”，共同解决实践中遇到的新问题。

5.优化评价。评价主体的多元性：以学评教、以教评学、家长和社会的评教评学；评价目的归一性：将教与学作为统一体，侧重于教与学的有效融合和整体效应、师生全面素质的共同发展和提高、良好课堂教学氛围的营造和生成、师生群体意识和相互适应能力等；评价内容的立体性：教与学对新课程标准中“三维目标”的立体达成；评价方式的多样性：对形成性评价和终结性评价同等重视。如：记“课堂日志和现场笔记”、建立“师生共同成长记录档案”、 师生共同分析单元检测和有关考试的得与失，并用表格形式进行适当细化，分析是教的原因还是学的原因等。

教学方式（或学习方式）会影响、激活与之相适应的学习方式（或教学方式），教学方式与学习两者之间既相互依存，又对立统一，所以，教与学方式最终走向和谐统一是实然的。

教与学方式的有效“对接”，是践行新课程核心理念、建构富有生命力的课堂“生态文化”、实现课堂有效教学的应然诉求。

参考文献

[1] 国家教育部.义务教育物理课程标准（2011年版） [M].北京：人民教育出版，2011（12）.

[2] 余文森.解读教与学的意义[M].上海：华东师范大学出版社，2005（7）.

[3] 皮连生.学与教的心理学[M].上海：华东师范大学出版社，2009（5）5.

基于智慧课堂的教与学篇6

1.要基于儿童立场

儿童立场是一堂好课的内核。作为未来公民，核心素养是学生在未来世界生存与竞争的必备要素。核心素养的培养必须基于儿童的立场，顺应儿童身心发展的规律。一堂好课一定是在了解学生的身心特征，体察学生在人际交往、情绪情感等非认知层面的发展需求以及分析学生已有的知识和要达到的目的的基础上展开的。在教与学的过程中，以儿童立场为课程建构的基本依据，顺应当下教育改革趋势与未来社会人才标准的需求，从而培养学生成为一个有梦想、有智慧的大写的人。

2.要开展教与学融合的合作教学

一堂好课是教与学的高度融合。纵观中国教育的历史长河，传统教师的角色，一方面是传道者，“师者，传道授业解惑也”；另一方面是控制者，中国古代敬奉“天地君亲师”，“师”为五尊之一。当代教师必须从传统角色的束缚中解脱出来，成为学习的促进者和合作者，实现教与学的融合。

在教学过程中，教师要重视学生提出的问题，培养学生的好奇心和求知欲，赞赏学生的探索精神和创新思维，为学生潜能的充分开发创造一种宽松的环境，而不是把学生当成装载知识的容器。因此，一个好的课堂一定是师生共同建构的，它通过多样、丰富的交往形式，有意识地培养学生倾听、交流、合作、分享的意识和交往技能。

3.要提高自身的教学实践能力

基于智慧课堂的教与学篇7

关键词：智能时代；传媒专业；智慧教育；生态系统构建

智能时代正在构筑一个崭新的数字化立体化环境，重塑和勾勒传媒行业的未来生态图景，作为实践性较强的传媒教育急需重新审视专业定位及行业人才需求，为专业变革注入新的活力和能量。智慧教育是智能时代背景下催生和倡导的新型教学形态，其教学理念的前沿性、教学工具的智能化、教学场景的交互式正在引发新一轮教育改革浪潮。传媒专业建设需与时俱进，与当下科学技术的发展和行业实践的进步相适应和匹配，运用智慧教育在多个层面和维度打破传媒专业发展桎梏并助力传媒专业学科再造、教学创新、师资专业和人才优化。

一、智慧教育的产生与运用

“智慧教育”的概念起源于2008年，其核心旨要是借助信息化技术让万事万物实现感知化、互联化和智能化。近年来，国家出台相关政策鼓励和推动智能技术运用于教育实践，支持以智能技术为基础，依托各类信息化设备及平台，积极开展智慧教育创新研究和示范，推动智能技术支持下教育模式变革和生态重构。[1]进入2020年，5G技术开始全面运用，其迅捷的速度、强大的容量、极致的体验为智能化运用提供技术支撑和运作基础，智能时代赋能智慧教育已进入高速发展阶段。智慧教育本质是一种智能化知识传播模式，以智能技术的融合为优势，以教师智慧实践为支撑，以学生智慧发展为旨归，主要解决教学设备落后、师资力量匮乏、教学资源不均等问题，其目的是优化教学过程，提高学生信息素养，促进教育现代化的发展进程。目前智慧教育的应用有以下几个维度：一是智慧教育工具的应用。先进的教学工具是提高智能教育效率的有效手段；二是智慧教育环境的建设。实现智慧教育过程的交互与渗透；三是智慧教育资源的开发。促进优质教学资源共享，实现课程资源的均衡分配；四是智慧教育策略的实施。包括宏观的教育制度策略和微观的教学环节策略两个方面。

二、智慧教育运用于传媒专业的价值与意义

新文科时代，传媒教育应真正践行马克思主义新闻观中与时俱进的精神，重视科技前沿动态，顺应时代的发展潮流。智慧教育本质是一种智能化知识传播模式，以智能技术的融合为优势，以教师智慧实践为支撑，以学生智慧发展为旨归，主要解决教学设备落后、师资力量匮乏、教学资源不均等问题，其目的是优化教学过程，提高学生信息素养，促进教育现代化的发展进程，是实现传媒专业新文科建设的有效途径和手段。对于传媒专业未来的发展前景具有重大的价值和意义。

（一）服务国家战略和新兴产业

传媒专业智慧教育的实践和改革是落实教育部实施卓越新闻传播人才教育培养计划2.0的集中体现，是对马克思主义新闻观教育新局面的开创，是对国家传媒教育“顶层设计”的贯彻落实。同时，伴随着传媒行业的裂变和升级，智慧教育的精准教学模式实现与新兴行业人才资源的优化配置。

（二）构建传媒专业智能教育范式

智慧教育有助于传媒专业主动适应智能化社会变革，及时融入技术变革的新趋势，更新课程设置、重构教学内容、创新教学形式，实现教学模式的多样化和立体化，打造部级一流课程，形成智能教育新范式。

（三）优化传媒专业师资力量

智慧教育有利于激活教师的流动机制，促进教学主体的多元化。基于传媒专业的交叉融合特性，智慧教育模式下的传媒教师将获得极大丰富，主要有三个来源：第一，吸纳其他学科背景的教师，综合运用线上线下的教学资源；第二，传媒行业一线教师，丰富实践教学；第三，经过培训和调整的传媒专业教师。

（四）培养卓越型创新型传媒人才

智慧教育能够深度实践产学一体化人才培养模式，构建具有传媒特色的人才培养方案，实现传媒专业在课堂教学、实践训练和学术研究等环节的改革创新，培养既懂传媒业发展规律又适应新传播环境的宽口径厚基础高素质的卓越创新型传媒人才。

三、智能时代背景下传媒专业智慧教育生态系统构建机制

传媒专业与国家政治、经济、技术等因素联系紧密，具有边缘性、交叉性和实践性等特征。智慧教育是实现传媒专业信息化和现代化的重要方向，是传媒专业从传统教学到智慧型教学转型的必然选择，传媒类专业智慧教育系统机制建设主要内容包括专业结构模式、专业资源构成、专业运作效率三个层面。

（一）智慧教育层次机制：革新传媒专业结构模式

智慧教育的层次机制围绕宏观、中观和微观三个层面，考察教育结构要素的相互关系和运行模式。教育的宏观层次与社会环境关系密切，是教育体系总体结构的集中体现；教育的中观层次是从学校职能组织入手，制定科学化、规范化、制度化的教学环节，是对教学过程的强化和管控；教育的微观层次是将宏观的共性要求和中观的个性要求有机融合并落实到具体的教学活动过程中。传媒专业结构革新以智慧教育的层次机制为准则，从宏观层次、中观层次、微观层次三个维度深入认识和理解传媒专业改革背景，借助智慧教育的优势，注重国家层面的“顶层设计”思路，挂钩传媒专业行业发展现实，依托智慧设施建设、智能化管理模式及教育系统，囿于外部环境—学校组织—教学主客体之间的多维交互，生成和建立传媒专业智慧管理和多重机制。

（二）智慧教育形式机制：调整传媒专业资源构成

智慧教育的形式机制是从教育形式的角度探索教学活动各要素间的资源构成。首先，是教学环境的资源构成，智慧教育环境主要包括物理环境、在线学习环境两个方面。在“智慧＋”背景下，智慧教育能够实现教育环境的智能感知、管理和控制，使教学过程由传统的平面、静态、单一场景转换为立体、生动、多维的交互呈示；[2]其次，是教学方式的资源构成，例如应用较为深广的翻转课堂、慕课、微课等，从本质而言，这类课程是在原有传统课堂面授教学的基础上，利用智能化工具实现教学资源的重组和调整；最后，是师资力量的构成，让行业资深从业者走进校园，加强学术型师资与业界师资相融合，实现师资资源的丰富和多元。图1传媒专业智慧教育形式机制智能时代使传统传媒专业教育工业时代特征、信息孤岛等壁垒日益凸显，专业资源构成混乱与异化。传媒专业建设需从智慧教育的形式机制着手，从教学环境、教学方式、师资力量三个层面进行资源的重新匹配和融合。线下物理教学环境与线上智能化工具的使用实现教学环境的重构；学术型师资和传媒业界师资的融合，实现教学资源的合理利用和多元化呈现。最终，提升传媒教育服务品质，消除信息孤岛和资源堰塞湖，实现传媒教育机制的协同发展。如图1所示。

（三）智慧教育功能机制：提升传媒专业运作效率

传统的教育功能机制包括激励机制、制约机制和保障机制，存在机制效率低下且缺乏适应能力等问题，条分缕析的标准化流程和按部就班的机械化运作远离了智慧教育的场域。智慧教育改变了这种局面，从行政化、程式化走向弹性化、自发化，激发教育活动和热情。激励机制调动教育主客体积极性，是推进教育进程的基本保证；制约机制是教育体系各部门间的分权和制衡，为教育运行提供自由环境；保障机制包括两种形式：一是教育经费、技术设备等物质保障。二是学校观念、政策的支持和推动。传媒专业应发挥智慧教育功能机制的效用，提升传媒专业运作效率。首先，运用形成性评价，形成激励机制。形成性评价是智慧教育的新型教学评价方式，具备连续反馈、及时改进和形成激励的功能，有助于增强教与学的活力和弹性；其次，传媒专业具有高度开放性、实战性等特征，组织机构应遵循传媒专业发展规律，破除束缚其改革发展的机制障碍，激发教学科研人员的积极性和主动性；最后，加强传媒专业与业界联系，投入资金支持，加强传媒专业与业界对话和合作，保障智慧教育平台建设、深耕智慧教育文化赋能。如图2所示。

四、智能时代背景传媒专业智慧教育生态系统构建路径

面对智能时代的冲击和挑战，传媒专业智慧教育生态系统的构建一方面要坚守学科立命之本，遵循专业发展逻辑和旨趣；另一方面需以行业动向为依托，培养适应时代和社会需求的人才为宗旨。其构建路径如下。

（一）运用智慧平台，架构跨界与融合的传媒专业生态体系

智慧平台是集成智慧教学终端和学习工具的综合学习设备，具有支持数据分析的泛在网络连接系统和汇聚多方资源的全面向交互能力。[3]例如：雨课堂、超星学习通、科大讯飞智学网等。智慧平台形式多样，包含在线课程课、拓展资源、教辅材料、测试题库动画教学工具等。智慧平台横向可以打通学科专业各领域资源，建设完整资源库；纵向服务于专业教学的各个成员，将教学过程完美串联。传媒专业需要借助智慧资源平台实现生态体系的重新架构。通过智慧资源平台渗透数学、哲学、经济、人工智能等领域，促进传媒专业与这些学科的交叉与融合，使传媒专业由工业化走入智能化。同时，实现教师对传媒专业优质学科融合教学资源的呈现和分享，优化学习过程完善学生深度学习体系。

（二）建设智慧教室，打造智慧化立体化传媒专业学习空间

智慧教室，是顺应智能时代新时代要求用于开放远程教育领域，利用智能技术、云计算技术、物联网技术等建立的信息化学习空间，包括标准智慧教室、研讨型智慧教室、阶梯智慧教室等形式和跨校区协作智慧教室等形式，每种形式的智慧教室各有优势（如图3）。智慧教室作为学生学习的空间和场域，其设计应根据不同学科专业的特征，体现服务教学的基本思路；其价值需通过对具体学习过程的支持来体现。总而言之，智慧教室应满足教与学的个性化需求,灵活而富有弹性的实施学习活动。[4]图3智慧教室的类型按照智慧学习空间的构成形式，传媒专业学习空间以智慧教室的建设为核心和基础：一是建立传媒教学智慧教室，多屏互动的教学场景实现学生与教师的深度交流，以学习者为中心的多感官体验能够提升学习能力和激发学习热情。智慧教室的参与感和实践导向有利于传媒创新创业课程的展开，例如互联网创业、传媒运营创新、媒体策划与创意等课程；二是开展虚拟仿真教学项目，例如浙江传媒学院的多讯道导播虚拟仿真实验，山东大学“基于多角色扮演的新闻交互式演练”虚拟仿真实验教学，虚拟仿真项目是传媒专业实验教学内容与技术更新的着力点，对传媒实验教学全媒体化、平台化、信息化有积极意义。

（三）完善智慧教育服务，搭建综合性个性化传媒专业服务体系

智慧教育的出发点和归宿是为学习者和教学者提供个性化、智能化的教学服务。智慧教育服务一方面要能通过联接教学社群、知识库和学情分析等方式接受学习者对教学的反馈，促进教学方法和教学内容的演进；另一方面要依托智慧教育云，为学习者提供符合智慧教育特征的个性化教学服务。如图4所示。传统传媒专业存在的最大问题是教与学的断层，缺乏一以贯之的专业教学核心匹配序列去引导和促进教与学的投入产出效果。针对此，传媒专业应通过完善智慧教育服务体系，形成教与学的交互模式。第一，智能教育通过大数据、区块链技术实现学情的精准分析，便于学生即时进行学习诊断并调整学习进度和方案；第二，通过教学社群划分课程主线，确定理论课程、实践课程、比赛课程及毕业设计等社群模块，与学习者学习社群对接，以作品或成果为产出标准，与传媒专业课程体系精准匹配；第三，借助智慧服务建立传媒专业知识图谱，通过信息抽取、实体融合、跨媒体计算等技术，构建高质量媒体知识图谱，精准构筑每位学生的学习场景，实现学习的自主性和个性化[5]。

五、结语

智慧教育是智能时代背景下的产物，传媒教育要以智慧教育的运行规律为基准，通过先进的教学理念和科学技术，融合多学科、投入新设备建设学习和实践平台。传媒专业的改革创新需要运用智慧教育模式从机制的理论建设和路径的实际运作两个层面进行探索和实践，机制的理论建设是新时代传媒专业教育改革的根本遵循和行动指南；路径的实际运作是新时代探求传媒专业教育创新的基本方法和有效途径。其最终归旨是打造国家一流传媒专业，培养复合型、全媒型、专家型、技能型传媒人才[6]。

参考文献：

[1]飞鹏,汤京淑.高校智慧教室的建设与评价——以北京语言大学为例[J].现代教育技术,2019(19).

[2]罗生全,王素月.智慧课程：理论内核、本体解读与价值表征[J].电化教育研究,2020(01).

[3]胡钦太,郑凯,胡小勇,林南晖.智慧教育的体系技术解构与融合路径研究[J].中国电化教育,2016(01).

[4]景玉慧,沈书生.智慧学习空间的教学应用及建议[J].现代教育技术,2017(11).

[5]徐晶晶,田阳,高步云,庄榕霞,杨澜.智慧教室中基于学习体验的学习者满意度研究[J].现代教育技术,2018(09).

[6]胡永斌,黄荣怀.智慧学习环境的学习体验:定义、要素与量表开发[J].电化教育研究,2016(12).

基于智慧课堂的教与学篇8

关键词：教育信息化；大数据；智慧教育；学习分析技术

中图分类号：TP3 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2013）24-0008-04

数据已逐渐成为信息时代社会发展最重要的资产，但在另一面，各种网络终端激增生成的海量数据，在网络世界中表现出无序生成与泛滥的特征：体量浩大，非结构化，价值大密度低，人们期望找到一种能够更加“智慧”的方式处理这些数据。2008年IBM公司提出了智慧地球（Smart Planet）的概念，采用新的信息处理技术把大量收集到、感知到的数据进行汇聚与分析，为人类生产、管理、消费等不同领域提供“智慧”，为人类社会实现所谓的智慧城市、智慧交通、智慧医疗等等。而作为在教育领域的延伸，“智慧教育”也同样成为了教育信息化发展的最新愿景。

一、大平台大数据对教育信息系统的重构

实现智慧教育的前提是应用新思维、新技术，重构已有教育信息系统，推动教育数据的汇聚、存储与处理，形成教育大平台与大数据。国家教育信息化规划中提出来的“两平台”（国家教育资源公共服务平台、国家教育管理公共服务平台）建设、基于云计算理念的智慧校园建设、大规模开放在线课程教学实践，在教育信息化建设的不同层次上为建设教育领域的大数据迈出了有历史意义的一步。

1.国家教育信息化“两平台”与大数据汇聚

国家教育资源公共服务平台、教育管理公共服务平台是目前国家在建的两个教育大平台，其目标是汇聚教育管理、教学支持领域的海量信息，形成有效支持教育教学过程、教育管理的教育大数据。其中国家教育资源公共服务平台采用资源征集、资源汇聚、资源共建、资源捐赠几种方式实现教育教学资源数据的汇聚；国家教育管理公共服务平台采用学生和教师“一人一号”、学校“一校一码”的思路，全面准确地汇聚全国学生、教师和学校办学条件的动态数据。这些大数据成为我们观察、监测教育系统的“显微镜与仪表盘”，成为智能化教育分析与决策的基石。

2.云计算理念下的“智慧校园”建设

传统的数字校园建设导致大量的信息孤岛与数字鸿沟，云计算为新时期的教育信息化建设带来了新思路。“集中力量办大事”、“集中建设、分散使用”的建设方式，将更有利于教育信息资源的收集、存储、共享与应用，有利于形成区域性的教育大数据。基于教育云的信息化系统建设，对传统的校园网络系统进行重新整合与优化，将促进学校教育系统的深刻变革。应用云计算技术开发的教育信息服务平台，有助于将越来越庞大复杂的教育管理、教务教学、课改教研、教育资源、安全管理等应用，抽象为简单、个性化、智慧型、支持多终端且具有良好用户体验的应用，让每一个用户都可以通过个人电脑、移动终端、数字电视等设备访问所关注的教育服务，最终实现任何人在任何时间、任何地点，以任何方式开展的数字化学习。

3.基于开放资源与网络自组织的社会化课程学习

近年来大量涌现的网络自组织学习模式、MOOC（Massive Open Online Course）社会化学习模式，以更大范围的开放、深度协作为基础，聚合了大量的非结构化教育数据，如开放教育课程资源、网络学习过程数据等等，突破了以学校传统课程体系为核心、以LMS（Learning Management System）为基础的网络课程模式。社会化深度协作的开放式教育平台，实现了人类有史以来最大范围的教育资源分享与教育合作，是大数据时代的课程教学大平台。

二、基于学习分析技术的智慧教育教学

教育信息化语境中的“智慧教育”最早是受“智慧地球”概念的启发而延伸过来的。IBM公司倡导的“智慧地球”是应用物联网、移动通讯、智能分析等新一代信息技术，促进世界更全面地互联互通，改变政府、企业和人类的生产、协作与管理方式，让所有事物、流程、运行方式都实现更深入的智能化，最终让人类能够更透彻地感应和度量世界的本质和变化。智慧教育的本意也是应用新一代信息技术，变革今天依然停留在工业时代的“教学工厂”式学校教育，提升教育系统的效率和智能化程度，为信息社会培养适应时展的人才。随着教育信息化的发展，不同国家、不同研究团体也将赋予智慧教育不同的内涵，它最终将是信息时代教育发展的一种形态，是未来教育的常态。

1.智慧教育的发展愿景

最早倡导智慧教育概念的是IBM公司，IBM公司认为未来智慧教育的内涵是[1]：（1）以学生为中心：教学活动以学生为中心而设计；关注个性化学习与发展；（2）实时统计与分析：对教学、教育资源的科学分配、集中管理、实时监测；“对教学效果和学生学习进展与技能水平的实施评估和考量；针对不同角色的实时的统计分析，支持管理方（教育局）、服务方（学校、第三方教育机构）、公众等多视角多层次的统计分析；（3）集成管理：对教学过程和管理过程的集成化操作和处理；对教育辅助设施的智能化管理；对优秀教育教学管理体制、流程和规范的快速复制和推广；对个人和群体教育信息的完整性记录和管理；（4）多样化的互动式体验：多样化的教学工具和方式；无地域和时间限制的公众在线学习；互动式的、体验式的教学模式；（5）共享资源：高度集成的资源共享；随处随时可得的优质资源。

韩国政府发展智慧教育（SMART Education）的目标是培养在21世纪社会中能够引领国际社会，具有创造力和个性的全球化人力资源。韩国认为SMART Education=Intelligent Customized Teaching & Learning[2]，即智慧教育是智能化的、可定制的个性化教与学。SMART的内涵包括：Self-directed（自我导向）；Motivated with fun（通过兴趣激发学习动机）；Adaptive based on level（支持分层适应式教学）；Resource Free（丰富的免费教学资源）；Technology embedded（技术融入）。

台湾学者张奕华则把SMART Education中的SMART阐释为[3]：Student-centered approach（以学生为中心的教学）、Motivate students to learn（通过多元取向引起学生学习动机）、Accessing online education（无处不在的学习机会）、Resource availability and diversity（丰富的学习资源）、Technology support and service（技术支持与服务）。

由此可见，智慧教育发展的愿景是在新一代信息技术支持下，尊重每位学习者的个性化与多元化发展需要，创建智能化的教育环境，推动信息时代的教与学变革，以最有效的方式促进学习者的知识建构与智慧发展。

2.学习分析技术解决问题的途径

基于大数据的数据挖掘与学习分析技术是实现智慧教育的两大基石。根据Johnson等学者对学习分析技术（Learning Analytics）的定义，学习分析指的是对学生生成的海量数据进行解释和分析，以评估学生学业进展，预测未来表现，并发现潜在问题。数据可以来自学生的显性或隐性学习行为，如完成作业、参加考试、参与课外活动、论坛发帖等。目前学习分析技术已引起全球教育界的关注，美国教育部教育技术办公室2012年10月的《通过教育数据挖掘和学习分析提升教与学：议题简述》（Enhancing Teaching and Learning Through Educational Data Mining and Learning Analytics： An Issue Brief）一文，提出应用数据挖掘和学习分析技术解决教学实际问题的一些基本途径，明确了学习过程八大领域问题的解决途径[4]：学习者知识模型（学习者的前序知识、高层次思维掌握情况如何）；学习者行为建模（学习者的学习行为是否是主动、有意义的）；学习者学习体验建模（学习者对学习体验满意吗？）；学习者学习档案（学习者喜欢加入什么样的学习小组？）；知识领域建模（如何保证学习内容符合学习者认知层次？如何建立这些学习内容的学习路径？）；学习要素和设计原则分析（哪些要素能提升学习者的学习？哪些设计最符合学习者？）；趋势分析（哪些方面发生变化了？如何发生变化的？）；适应性和个性化分析（如对学习者的下一步建议等）。

3.可汗学院的学习分析技术

广受全球关注的可汗学院的成功有三个因素：微课堂式的授课课件、颠覆性的教学流程（由传统的教学过程优化为技术支持的“先学后教”）、学习分析技术的应用。可汗学院平台提供了强大的学习分析功能，其教学活动分为学业成就（Accomplishments）、重要统计（Vital Statistics）、社区（Community）三个部分，每次进入学习页面都提示“建议的下一个学习活动”。系统随时监测各学习者的行为，如教师发现某个环节或知识点的教学视频被学生们反复浏览和点击时，要意识到这可能对学生而言是一个学习难点，或者自己的讲解有问题，需要据此调整教学。可汗学院为应用学习分析技术促进教学提供了一个典型、成功的案例。

三、智慧教育的发展路径

信息技术对教育的“革命性影响”产生了没有？如果要让这种“革命性”影响发生，教育信息化的发展路径是什么？“翻转课堂”、MOOC等新型教学模式让人们看到了希望，但如何让工业时代的学校教育模式真正适应信息时代人才培养的需要，使其发展成为信息时代的智慧教育模式，还需要教育界不断探索，在制定清晰的发展路径的基础上，进行广泛深入的实践。

1.以促进智慧学习（Smart Learning）为核心

美国教育部在《美国教育技术发展计划2010》（简称NETP2010）中，提出了以“应用技术推动学生的学习”作为促进美国教育系统变革的路径，其关键是以使用技术帮助学生改善学习为起点，让学生掌握适应信息时代的学习与生存方式，从而促使传统教学做出改变，继而促使课程、教师、学校、政策等要素做出相应的变化[5]。这一路径基本包括[6]：（1）建立面向21世纪的学习模型。重新审视信息时代的学习目标，人们需要学什么和怎么学，21世纪需要怎样的学习，信息时代需要什么样的学习方式，其最终目标是将21世纪的技术引入到有意义学习中，推动和鼓励每个年龄段的学生取得成就，让所有学习者在校内外都享有参与式的学习体验，使其成为全球性网络社会中积极的、富有创造力的、有知识、有道德的参与者；（2）用技术支持学习评价。其目标是各级教育系统将充分利用技术的力量来测量各要素，尤其是学生的21世纪技能和复杂思维能力，并使用评价所得的数据来促进教育系统的持续改进。（3）应用技术促进教师专业发展及课堂教学方式变革。技术可以为教师团队提供各种支持，包括教学资源的获取、教师间的协调、师生的互动等，帮助学校发展具有在线教学技能的师资力量。NETP2010提出了一个连接课堂教学、社区学习、资源环境的“联结”教学模型，通过网络虚拟环境和在线社区来连接教学、教师与学习者，实现学生的个性化学习、增强学生的学习动机。（4）完善信息化基础设施。为促进学生的学习与教师的有效教学，通过整合新一代网络技术、云计算技术、开放教育资源等，为师生提供随时随地的支持服务。（5）不断测量和改进教育系统，提高学校的生产力。用技术重构教育系统的基本过程与结构，从衡量“在座位上的学习时间”转移到衡量“学习效率”，充分利用技术来改善学习结果。这种由“转变学习方式”驱动的发展路线，是一种“自下而上”的变革模式，它对推动我国智慧教育的发展有着非常积极的借鉴价值。

2.基于云计算的信息化建设模式

基于云计算、传感技术、物联网和海量信息处理等新技术的教育系统让教育信息化进入了全新发展的阶段。利用云计算对传统的教育信息系统、校园网络系统进行整合与优化，建构教育云服务平台，形成新一代的数字校园系统、智慧校园系统，实现对教育信息系统的重构，聚合更大范围的教育资源，建立可流动、可获取、可应用的大规模非结构化教育数据，形成教育大数据，以支持教育教学的智能决策、实施、评价等全过程。在教育云时代，数字校园不再孤立，所有的教师、学生都能随时随地共享优质的教育资源，教育大数据将有助于推动教育评估、教育决策，创新教育实践，为教育教学过程的智能化支持提供了巨大机遇。

3.大数据支持的课程教学模式创新

借助海量开放教育资源、大平台（如国家资源公共服务平台），学生不再局限于在课堂上进行学习，云平台的各种资源为学生提供了一个无墙的课堂。各种新型的课程教学方式，将突破学校教学时空的局限，推动学校的教学模式由封闭走向开放。在课程教学组织方式上，从结构化良好的封闭式课堂教学逐步发展到半开放的混合式课程、完全开放的社会化课程教学，教学时空、师生关系进一步多元化。如翻转课堂拓宽了课堂的教学时空，构建了一个“半开放式”的教学系统；MOOC课程则是完全依赖于网络的社会化学习，是基于自组织的深度协作式、开放式教学。在课程评价方式上，借助于基于大数据的学习分析技术，对学生的知识建构与复杂能力评估，将为学生学习提供更加个性化、有效的支持，实现“智慧化”学习。这些课程教学模式的创新丰富了智慧教育的内涵和实践。

四、结束语

大数据时代的教育创新以变革工业时代的“教学工厂”，构建适应信息时代人才培养需要的教育模式为根本目标，智慧教育将是教育信息化发展的新阶段，是人文、科技与教育的高度融合，也将是信息时代教育发展的未来。

参考文献：

[1]IBM.Education for a Smarter Planet The Future of Learning[EB/OL].http：///smarterplanet/us/en/education_technology/ideas/.

[2]SunghoHwon， PPT： Educational Technology in Korea， Issues&Challenges， 2012.

[3]张奕华.智慧教育与智慧学校理念[J].中国信息技术教育， 2013，（6）：15-17.

[4]U.S. Department of Education Office of Educational Technology.Enhancing Teaching and Learning through Educational Data Mining and Learning Analytics： An Issue Brief[DB/OL]. http：//www.ed.gov/edblogs/technology/files/2012/03/edm-la-brief.pdf.

[5]柯清超.技术推动的教育变革与创新[J].中国电化教育，2012，（4）：9-13.