信息技術(shù)環(huán)境下智慧課堂的概念、特征及實(shí)施框架

崔曉慧 朱軒

摘 要：智慧課堂是信息技術(shù)與教育教學(xué)高度融合而產(chǎn)生的新型課堂，代表了未來課堂教學(xué)的發(fā)展與改革方向。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、泛在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展與完善為實(shí)現(xiàn)智慧課堂提供了可能。在已有研究基礎(chǔ)上界定了智慧課堂的內(nèi)涵，追溯了智慧課堂的發(fā)展并概括出了信息技術(shù)環(huán)境下智慧課堂的特征，構(gòu)建了智慧課堂的概念框架，期望能夠?yàn)橹腔壅n堂的實(shí)施提供一定的指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：智慧；智慧課堂；概念框架

中圖分類號(hào)：G423.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在社會(huì)信息化、經(jīng)濟(jì)全球化以及知識(shí)爆炸的時(shí)代，知識(shí)型的人才已不能滿足社會(huì)的需要，社會(huì)需要更多創(chuàng)新型的人才，需要具有終身學(xué)習(xí)能力的人才。作為高等技術(shù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的搖籃——高等職業(yè)教育，應(yīng)時(shí)刻關(guān)注社會(huì)發(fā)展的需要，將學(xué)生培養(yǎng)成為社會(huì)所需要的創(chuàng)新型技術(shù)應(yīng)用人才。然而受中國(guó)傳統(tǒng)文化及凱洛夫教育思想的影響，目前高職的課堂教學(xué)任然以“學(xué)科、教師、課堂”為中心，仍然是一種以知識(shí)為本位的課堂，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行機(jī)械訓(xùn)練的課堂。如何讓課堂教學(xué)通過知識(shí)的傳遞達(dá)成智慧生成的藝術(shù)的目的，如何讓課堂充滿智慧，是當(dāng)今教育者共同的心愿。隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，課堂教學(xué)方式正發(fā)生著深刻的變化，一種充分運(yùn)用信息技術(shù)的新教育形態(tài)——“智慧課堂”悄然而生。而物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、泛在網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)的飛速發(fā)展為智慧課堂的實(shí)施提供了有效的技術(shù)支持。本文基于以上背景及現(xiàn)狀解讀了信息技術(shù)環(huán)境下智慧課堂的概念及特征，并提出了信息技術(shù)環(huán)境智慧課堂的實(shí)施框架，以期從本質(zhì)上對(duì)智慧課堂的實(shí)施提出有意義的參考。

一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著加拿大阿爾伯特大學(xué)教育學(xué)教授馬克斯？范梅南的《教學(xué)機(jī)智——教育智慧的意蘊(yùn)》的熱銷，智慧教育無疑是近幾年來的熱點(diǎn)話語，而信息技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智慧教育的平臺(tái)無疑為智慧教育注入了新的血液。雖然智慧課堂還沒有一個(gè)正式的官方定義，但智慧課堂的理念已日趨成熟，在教育界引發(fā)了教育教學(xué)改革的新思潮。通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，智慧課堂的研究主要有以下幾個(gè)方面：

一是智慧課堂本質(zhì)特征的研究。通過閱讀智慧課堂、智慧學(xué)習(xí)相關(guān)文獻(xiàn)資料，可以發(fā)現(xiàn)許多學(xué)者關(guān)于智慧課堂的內(nèi)涵討論在一定程度上體現(xiàn)了技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用。智慧課堂是指教師通過自己的教學(xué)智慧為學(xué)生創(chuàng)建的自主的、活動(dòng)的、情感的、生活的、趣味的課堂，從定義可以看出對(duì)其特征的描述主要是對(duì)教與學(xué)特征的概括。現(xiàn)有的智慧課堂的定義是由智慧教育衍生而來的，“主張借助信息技術(shù)的力量，創(chuàng)建具有一定智慧的（如感知、推理、輔助決策）的學(xué)習(xí)時(shí)空環(huán)境，旨在促進(jìn)學(xué)習(xí)者的智慧全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展”，對(duì)其特征的描述主要是從技術(shù)的角度來分析的，他們認(rèn)為智慧課堂具有“資源分層共享”“實(shí)時(shí)內(nèi)容推送”“學(xué)習(xí)情境采集”“智能學(xué)習(xí)分析”“即時(shí)反饋評(píng)價(jià)”“協(xié)作互動(dòng)交流”和“移動(dòng)通信互聯(lián)”等技術(shù)特征。

二是智慧課堂環(huán)境構(gòu)建的研究。智慧課堂環(huán)境是實(shí)現(xiàn)智慧課堂的根本保證，因此智慧課堂環(huán)境的構(gòu)建對(duì)教育研究者來說亦是至關(guān)重要的課題。關(guān)注和研究智慧課堂的研究者特別是一些一線教師，已經(jīng)開展了智慧課堂的實(shí)踐，并嘗試打造智慧課堂生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建適合培訓(xùn)學(xué)生智慧學(xué)習(xí)和教師智慧教育的空間與環(huán)境。如黃榮懷教授根據(jù)智慧課堂“智慧性”的本質(zhì)特征，利用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、富媒體等技術(shù)構(gòu)建了“SMART”智慧課堂概念模型。

三是智慧課堂學(xué)習(xí)模式及案例的研究。盡管目前教育研究者在如何設(shè)計(jì)智慧課堂學(xué)習(xí)模式方面的探討相對(duì)較少，但也有部分研究者提供了有益的理論分析與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。研究者們結(jié)合現(xiàn)有教學(xué)實(shí)際，將信息技術(shù)充分融合到課堂教學(xué)中讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中達(dá)到智慧生長(zhǎng)的目的。例如在《基于智慧課堂的學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)與效果研究》一文中，研究人員設(shè)計(jì)了基于智慧課堂的學(xué)習(xí)模式，將學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)分為課前、課中和課后三個(gè)環(huán)節(jié)，并將模式運(yùn)用于實(shí)際的教學(xué)中檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的效果。

二、智慧與智慧課堂

（二）智慧與智慧課堂的含義

在《現(xiàn)代漢語詞典》中，智慧是“辨析判斷、發(fā)明創(chuàng)造的能力”，是“不斷認(rèn)知和思考的能力”。《牛津英語詞典》里對(duì)“智慧”一詞作了更詳盡的界定：“對(duì)于有關(guān)人生和行為的問題能夠做出正確判斷的能力；在目標(biāo)與手段的選擇中表現(xiàn)出判斷的公正合理，能夠真實(shí)判斷什么是正確或適宜的，并有意去采取相應(yīng)的行動(dòng)；具有感知和采用最佳途徑去實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的能力；具有認(rèn)知判斷能力強(qiáng)以及審慎的特點(diǎn)。”由此可以看出：首先，智慧是在知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成的反思力、判斷力和創(chuàng)造力，是智慧主體高階思維能力和解決復(fù)雜問題的能力的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)。其次，智慧有著向善求美的道德觀和價(jià)值觀，即利用知識(shí)和創(chuàng)造力達(dá)到利人利己的“善益”。

以上可以看出，它與強(qiáng)調(diào)記憶力、觀察力、想象力和判斷力的智力（Intelligence）不同，它是人類先天遺傳與后天環(huán)境交互作用的結(jié)果，而后者對(duì)智慧的影響較大。因此，要促進(jìn)學(xué)習(xí)者智慧的發(fā)展，就需要為學(xué)習(xí)者創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，智慧教育應(yīng)運(yùn)而生。智慧課堂的構(gòu)建是智慧教育環(huán)境下的一種新訴求，是實(shí)現(xiàn)智慧教育的核心組成部分。對(duì)于什么是智慧課堂，目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)尚沒有統(tǒng)一的論述，但從許多教育家的論述中，不難概括出智慧課堂的概念。例如我國(guó)著名教育家陶行知先生認(rèn)為“教學(xué)生學(xué)就是對(duì)于一切問題不是要先生產(chǎn)現(xiàn)成的解決方法來傳授給學(xué)生，而是要把這個(gè)解決方法如何找來的手續(xù)、程序安排停當(dāng)，指導(dǎo)他，使他以最短的時(shí)間經(jīng)過相類似的經(jīng)驗(yàn)。”智慧課堂從其目的上來說是指讓學(xué)生用創(chuàng)新思維發(fā)現(xiàn)問題、用智慧方式解決問題的課堂，是促進(jìn)學(xué)生智慧生長(zhǎng)的課堂。而信息技術(shù)的發(fā)展為智慧課堂帶來了新的契機(jī)，它在學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)、學(xué)習(xí)過程的互動(dòng)等方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。因此，信息時(shí)代的智慧課堂與農(nóng)業(yè)時(shí)代、工業(yè)時(shí)代的智慧課堂在基本內(nèi)涵、方法手段、支持環(huán)境上存在差異。可以將智慧課堂定義為：教師運(yùn)用教學(xué)智慧將信息技術(shù)融于課堂教學(xué)中，為學(xué)習(xí)者構(gòu)建情境化、智能化、互動(dòng)化的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、創(chuàng)造性地解決問題并最終促進(jìn)學(xué)生智慧成長(zhǎng)的新型課堂。

（二）智慧課堂溯源

讓學(xué)生到達(dá)最高的善——“智慧”是教育永恒的追求，關(guān)于智慧課堂的思想可以在許多著名的教育家的論述中找尋到它的痕跡。古希臘著名的教育家、哲學(xué)家蘇格拉底認(rèn)為教育應(yīng)該是“通過認(rèn)識(shí)自己達(dá)到獲得知識(shí)，最終成為有智慧、有完善道德的人。”因此，作為學(xué)生的引路人和指導(dǎo)者，應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生在自我認(rèn)識(shí)中，去探索、尋找永恒的真理。而信息化環(huán)境下的智慧課堂可以追溯到1997年錢學(xué)森先生的所提出的“網(wǎng)絡(luò)交換信息空間中的智慧科學(xué)”（Science of Wisdom in Cyberspace），即“大成智慧學(xué)”。IBM首席執(zhí)行官彭明盛在2008年所作的報(bào)告——《智慧地球：下一代領(lǐng)導(dǎo)議程》在推進(jìn)智慧課堂發(fā)展的過程中具有較強(qiáng)影響力。報(bào)告中提出借助傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)等新一代信息技術(shù)，地球上“幾乎所有東西——任何物理對(duì)象、過程或者系統(tǒng)——都可以被感知化、互聯(lián)化和智慧化（Instrumented ，Interconnected and Infused with Intelligence）。”智慧城市、智慧交通、智慧醫(yī)療等許多新的概念在“智慧地球”思想的滲透下不斷被催生而出。如美國(guó)的迪比克市與IBM在2009年9月共同宣布，將在未來成為美國(guó)第一個(gè)“智慧城市”。在“智慧”無處不在的時(shí)代大浪潮下，智慧課堂應(yīng)運(yùn)而生。

（三）智慧課堂的特征

課堂英文名“schoolroom”，是指教與學(xué)行為發(fā)生的場(chǎng)所，包涵學(xué)習(xí)者、促進(jìn)者、 活動(dòng)、資源、工具、設(shè)備六個(gè)要素。新一代信息技術(shù)催生了新的課堂形態(tài)——智慧課堂，與傳統(tǒng)的知識(shí)課堂的相比，信息技術(shù)環(huán)境下的智慧課堂在內(nèi)容的呈現(xiàn)、學(xué)習(xí)內(nèi)容的獲取、交流互動(dòng)等多個(gè)方面有著自己的本質(zhì)特征：

1.情境感知性

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等智能技術(shù)為智慧課堂提供了技術(shù)支撐，學(xué)習(xí)環(huán)境可以被感知，可以動(dòng)態(tài)地記錄學(xué)習(xí)過程，可以量化、表達(dá)和預(yù)測(cè)學(xué)習(xí)者的思維過程和學(xué)習(xí)需要。智慧課堂以情境感知為基本支撐，在學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源適應(yīng)性推送的基礎(chǔ)上為學(xué)生設(shè)計(jì)更具適應(yīng)性、靈巧性的學(xué)習(xí)環(huán)境。智慧課堂的情境感知性主要體現(xiàn)在利用數(shù)據(jù)智能化挖掘技術(shù)和GPS、RFID、QRCode以及各類傳感器感知數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)者的個(gè)性差異（如能力、風(fēng)格、偏好、認(rèn)知）、知識(shí)背景、學(xué)習(xí)狀態(tài)（如焦慮、煩躁、開心）、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)需求以及學(xué)習(xí)所處的物理位置信息，可以使資源按需獲取和使用，讓不同的學(xué)習(xí)者達(dá)到知識(shí)與智慧的交融，最終到達(dá)創(chuàng)新思維能力提升的目標(biāo)。

2.全向交互性

課堂活動(dòng)的本質(zhì)是交互，智慧課堂支持全方位的交互，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是媒體交互。通過語音、身體等方式與多媒體設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)行交互，系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)地記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，為資源的智慧推送與決策提供數(shù)據(jù)支持。二是師生互動(dòng)。通過面對(duì)面或者網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)師生之間隨時(shí)、隨地的互動(dòng)交流，促進(jìn)深層學(xué)習(xí)發(fā)生。三是生生互動(dòng)。通過面對(duì)面或者網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)思想的碰撞與交流，協(xié)作解決問題。

3.學(xué)習(xí)體驗(yàn)性

從課堂教學(xué)的過程價(jià)值來看，課堂教學(xué)應(yīng)重視學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在智慧課堂中，因環(huán)境具有感知性、適應(yīng)性、生動(dòng)性等特征，可以引起學(xué)生一定的態(tài)度體驗(yàn)，從而幫助學(xué)生理解教材，從而使學(xué)習(xí)者能夠更加輕松地投入學(xué)習(xí)；在智慧課堂中，生動(dòng)的學(xué)習(xí)場(chǎng)景、先進(jìn)的設(shè)備和豐富的資源，可以引導(dǎo)學(xué)習(xí)者積極參與，從而在情境化、移動(dòng)化、感知化的學(xué)習(xí)活動(dòng)中靈巧、高效地運(yùn)用知識(shí)解決問題，在實(shí)際的體驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)智慧的成長(zhǎng)。

4.工具多樣性

信息技術(shù)的發(fā)展為學(xué)習(xí)者提供了效能、信息獲取、交流互動(dòng)、思維認(rèn)知、情境創(chuàng)設(shè)等豐富的學(xué)習(xí)工具，這些工具可以幫助學(xué)習(xí)者學(xué)生對(duì)概念本體知識(shí)、方法本體知識(shí)和應(yīng)用本體知識(shí)進(jìn)行有意義的建構(gòu)，可以幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行語義網(wǎng)絡(luò)組織，讓學(xué)生成為獲取知識(shí)的主動(dòng)建構(gòu)者，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化。

5.智慧推送

智慧課堂可以達(dá)成“學(xué)習(xí)資源按需獲取，教與學(xué)可以按需開展”的美好愿望，按需推送是智慧課堂的另一重要特征，通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的興趣、需求和知識(shí)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性推送學(xué)習(xí)資源、服務(wù)、工具和人際關(guān)系資源。

三、智慧課堂的概念框架

新一代信息技術(shù)給課堂教學(xué)帶來了無限的生機(jī)，催生了新的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，加快了教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，讓學(xué)生擁有了更廣闊的學(xué)習(xí)天地。智慧課堂是在智慧環(huán)境中開展的以學(xué)習(xí)者為中心，促進(jìn)學(xué)生智慧生長(zhǎng)的課堂。智慧課堂的概念框架如圖1所示，體現(xiàn)了“需求智慧感知，資源和服務(wù)智慧推送，教師引導(dǎo)學(xué)生智慧生長(zhǎng)”的思想。

從圖1可以看出，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)、智慧教育云平臺(tái)等技術(shù)以及各種智能學(xué)習(xí)終端是智慧課堂實(shí)施的技術(shù)基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)能夠感知學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)需求，記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過推理學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)特征，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，并根據(jù)所分析的數(shù)據(jù)建立學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)模型，并上傳到智慧教育云平臺(tái)。泛在網(wǎng)絡(luò)為實(shí)現(xiàn)跨情境的無縫學(xué)習(xí)提供網(wǎng)絡(luò)保障。教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容并結(jié)合學(xué)生的需求設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)和數(shù)字資源并上傳到智慧教育云平臺(tái)中。智慧教育云平臺(tái)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)所感知的數(shù)據(jù)以及大數(shù)據(jù)所計(jì)算出的學(xué)習(xí)者特征模型為學(xué)習(xí)者智慧化的推送資源和服務(wù)。

根據(jù)教學(xué)活動(dòng)開展的地點(diǎn)不同，智慧課堂的實(shí)施可以分為兩種：一種是網(wǎng)絡(luò)課堂。這種課堂可以由學(xué)習(xí)者主動(dòng)發(fā)起，主動(dòng)提出學(xué)習(xí)需求，在學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程中系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)者的知識(shí)結(jié)構(gòu)，智慧教育云平臺(tái)中過濾出最優(yōu)的學(xué)習(xí)資源推送給學(xué)習(xí)者。另一種是實(shí)體課堂。根據(jù)學(xué)習(xí)者的行為、感情等個(gè)性化特征的變化為學(xué)生推送相關(guān)的資源，教師利用這些資源去引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并創(chuàng)造性的解決問題，促進(jìn)學(xué)生的智慧生長(zhǎng)。從智慧課堂的概念框架可以看出，新技術(shù)的出現(xiàn)為智慧課堂的開展提供了可能，但不是擁有這些技術(shù)的課堂都稱之為智慧課堂。教師在智慧課堂的實(shí)施過程中有著重要的作用，如何利用技術(shù)設(shè)計(jì)課堂教學(xué)活動(dòng)和資源并有效地的開展教學(xué)是學(xué)生智慧得以發(fā)展的關(guān)鍵，因此在智慧課堂實(shí)施的過程中，要防止“唯技術(shù)論”的發(fā)生。

四、結(jié)語

在技術(shù)的推動(dòng)下智慧課堂正在成為信息時(shí)代課堂教學(xué)改革的“方向標(biāo)”。智慧課堂需要一個(gè)龐大的系統(tǒng)支持，包括智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、智慧備課、智慧評(píng)價(jià)、智慧資源推送等核心要素。高職教育的最終目標(biāo)培養(yǎng)智慧型應(yīng)用人才，因此在實(shí)施教育教學(xué)的過程中要打造和諧的、可持續(xù)發(fā)展的智慧課堂教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)。

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