“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧課堂的構(gòu)建與應(yīng)用研究

尹立坤

(蘇州工業(yè)園區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇 蘇州 215000)

·現(xiàn)代教學技術(shù)·

“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下智慧課堂的構(gòu)建與應(yīng)用研究

尹立坤

(蘇州工業(yè)園區(qū)教師發(fā)展中心,江蘇 蘇州 215000)

在信息技術(shù)與學科教學深度融合的研究實踐中,課堂教學改革的研究視角已從應(yīng)用信息技術(shù)“優(yōu)化教學”轉(zhuǎn)向“改變學習方式”.在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,新一代信息技術(shù)與課堂教學的深度融合,使得智慧課堂應(yīng)運而生.本文從信息技術(shù)應(yīng)用的視角界定智慧課堂的內(nèi)涵,并對智慧課堂進行概念架構(gòu)、理論模型構(gòu)建和實踐特征分析,最后基于案例闡述了智慧課堂的實踐應(yīng)用.

智慧課堂； 大數(shù)據(jù)； 教學模型

《國家中長期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)》中強調(diào):“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響”,[1]它確立了教育信息化在整個教育發(fā)展浪潮中的關(guān)鍵戰(zhàn)略地位.在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的背景下,云平臺、物聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)學習空間、泛在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)飛速發(fā)展,將信息技術(shù)與課堂教學深度融合推向新的高度,由此,經(jīng)過翻轉(zhuǎn)課堂實踐的醞釀,智慧課堂應(yīng)運而生.

1 智慧課堂的界定

從多媒體教學軟件、學習管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)互動學習平臺到智慧教育云平臺,信息技術(shù)正以其不可替代的優(yōu)勢,推動課堂教學改革向縱深發(fā)展.在核心素養(yǎng)理念指導(dǎo)下,課堂教學不再是以信息技術(shù)手段優(yōu)化教學,而是在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下創(chuàng)新學習方式、促進學習主動發(fā)生;從傳授知識、培養(yǎng)技能轉(zhuǎn)向關(guān)注人的成長.

關(guān)于“智慧課堂”的內(nèi)涵,華東師范大學祝智庭教授指出,[2]智慧課堂是用智慧教育理念再塑翻轉(zhuǎn)課堂,智慧課堂將課堂由課內(nèi)延伸到課外,由物理環(huán)境延伸到網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境,形成了智慧學習空間.東北師范大學唐燁偉等學者將智慧課堂定義為,在信息技術(shù)的支持下,通過變革教學方式方法、將技術(shù)融入課堂教學中,構(gòu)建個性化、智能化、數(shù)字化的課堂學習環(huán)境,從而有效促進智慧能力培養(yǎng)的新型課堂.作為課程改革最終落腳點的課堂教學,其“智慧”特征應(yīng)從“學習者的智慧學習活動”和“智慧學習空間構(gòu)建”兩方面進行把握,才具有實際價值.因此,本文將“智慧課堂”界定為:從學生核心素養(yǎng)出發(fā),充分發(fā)揮信息技術(shù)手段的動態(tài)記錄、大數(shù)據(jù)分析、智能決策與資源推送等優(yōu)勢,構(gòu)建智慧學習空間,創(chuàng)新學習方式,讓學生在主動探究中獲得思維發(fā)展、技能習得和創(chuàng)新能力的一種課堂學習模式.

2 智慧課堂的構(gòu)建

2.1 智慧課堂的概念架構(gòu)

智慧課堂將學習資源、師生活動搬上云端,創(chuàng)造智能化的學習空間,讓學生在智慧學習中發(fā)展高階思維、[3]獲得理論知識、習得應(yīng)用技能、提高核心素養(yǎng).為此,我們嘗試進行智慧課堂的概念架構(gòu),如圖1所示.

圖1 智慧課堂的概念架構(gòu)

從圖1中可以看出,物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、泛在網(wǎng)絡(luò)等新一代信息技術(shù),構(gòu)成了虛擬的智慧學習空間,為學習提供資源的分層共享、智能感知、大數(shù)據(jù)分析、智能推送和即時反饋服務(wù).教師和學生在物理空間進行面對面的互動交流,完成創(chuàng)新思維碰撞、情感互動體驗等學習活動,由此實現(xiàn)OTO(即Online To Offline線上線下)的智慧課堂學習模式.

2.2 智慧課堂的理論模型

智慧課堂作為新一代信息技術(shù)與教學深度融合的產(chǎn)物,重點在于以學生為主體的智慧學習活動設(shè)計和智慧學習空間構(gòu)建,重塑和升級了混合學習模式的表現(xiàn)形態(tài).為此,本文嘗試從學生核心素養(yǎng)出發(fā),理解智慧課堂的內(nèi)涵,構(gòu)建智慧課堂的理論模型,如圖2所示.

圖2 智慧課堂的理論模型

從布魯姆的教育目標分類理論出發(fā),將教學目標劃分成記憶理解、應(yīng)用分析、評價創(chuàng)造3大層次,基于新一代信息技術(shù)組建智慧學習空間,師生雙方在智慧學習空間中進行教與學的活動.

課前,學生登陸云端平臺,感知[4]學習情境,了解學習背景,自主完成前置任務(wù),獲得學習疑問.教師通過云端平臺,收集學習者特征,獲取前置學習的數(shù)據(jù),進行學情分析,結(jié)合分析結(jié)果,進行內(nèi)容整合[5]和教學優(yōu)化.

課上,學生基于云端學習的疑問,尋求同伴互助或教師指導(dǎo),基于引導(dǎo)問題在智慧教育云平臺和物理空間自如切換,進行探究活動.教師引導(dǎo)學生選擇符合自身需求的學習路徑,開展個性化指導(dǎo),并突出面授優(yōu)勢,組織群學探究,引發(fā)創(chuàng)新思考,發(fā)展高階思維.[6]

課后,學生基于云端平臺,獲得經(jīng)過大數(shù)據(jù)分析的學習結(jié)果反饋,進行學習路徑的自適應(yīng)調(diào)整,并以拓展任務(wù)為驅(qū)動,[7]開展深度學習;教師獲取學生學習的大數(shù)據(jù)分析結(jié)果,對本次學習進行評價反饋和教學反思,獲取后續(xù)教學需要調(diào)整的方向,總結(jié)演繹本次教學的課堂生成成果.

2.3 智慧課堂的實踐特征

與以往的信息化課堂相比,智慧課堂在實踐中具有鮮明的特征,突出表現(xiàn)在以下幾個方面.

學習決策數(shù)據(jù)化.智慧課堂對學習者的學習行為進行動態(tài)數(shù)據(jù)收集,即時數(shù)據(jù)分析,實時診斷反饋,從而有針對性地調(diào)整學習路徑,進行學習決策.例如針對初中物理“光的反射”教學設(shè)計,教師設(shè)計課前活動為:學生在云端平臺中,通過動畫演示,利用激光筆、不透明障礙物、玩偶和平面鏡等進行光的反射實驗,記錄實驗數(shù)據(jù),探究反射角與入射角的關(guān)系,然后課上進行數(shù)據(jù)分析,得出“入射角等于反射角”的結(jié)論;但在面授教學前,教師通過學習跟蹤數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),很多學生將反射角標錯為“反射光線與鏡面的夾角”,于是教師及時調(diào)整學習路徑,設(shè)計了課上實驗“玻璃紙上的反射光”,讓學生自主標記有關(guān)光的反射的名詞,并通過投影儀,一起做“找茬糾錯”游戲,由此實現(xiàn)精準高效的數(shù)據(jù)化決策.

交流互動多維化.智慧課堂借助物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù),讓學習者通過語音、身體等方式與多媒體設(shè)備或系統(tǒng)進行交互;借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)讓教師準確獲取學習者的學習風格、行為偏好等信息;借助泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)跨情境的無縫交流和學習.以高中物理“電場強度”教學為例,首先,教師通過云端平臺在課前對學生學習興趣、動手操作能力、思維習慣等方面進行了調(diào)查,并發(fā)現(xiàn)學生在自主學習中對“點電荷周圍場強方向”理解存在偏差,由此通過人機互動、師生互動挖掘不同學生在本課學習中的潛在學情;其次,通過模擬動畫展現(xiàn)“場源電荷不同位置場強方向和大小”的虛擬情境,實現(xiàn)人機互動、生生互動;最后,面授環(huán)節(jié)設(shè)計“光芒四射”游戲(一個學生站在中間扮演場源電荷,其他學生處于場源電荷中的某一位置,用右手指向該位置電場強度),強化學生理解,由此實現(xiàn)了線上線下、師生互動、生生互動、人機互動等多維互動方式,進而啟發(fā)學生深度思考,發(fā)展高階思維.

學習支持智能化.智慧課堂的學習支持將教師“耳聽眼觀的經(jīng)驗性支持”轉(zhuǎn)化為“依據(jù)學習跟蹤數(shù)據(jù)做出的客觀性支持”.例如,以“電場強度”教學為例,教師通過學生課前學習的跟蹤數(shù)據(jù),將學生分為A、B、C 3個層級(A級學生學習興趣濃厚,基礎(chǔ)扎實,成績穩(wěn)定;B級學生學習興趣不濃,基礎(chǔ)不扎實,但有潛力;C級學生學習能力偏弱,成績不理想),通過異質(zhì)分組,為不同級別的學生構(gòu)建學習伙伴,提供學習支持;其中,在對“根據(jù)庫侖定律和電場強度的定義式推導(dǎo)點電荷場強的計算式”知識點進行處理時,設(shè)置了“能用公式進行計算”、“能嘗試推導(dǎo)公式”、“不做推導(dǎo)要求”的分層要求,并推送不同的學習支持資源,以實現(xiàn)智能化的學習支持.

3 智慧課堂的應(yīng)用——以“凸透鏡成像的規(guī)律”教學為例

智慧課堂是翻轉(zhuǎn)課堂的重塑和升級,在此,參照智慧課堂的理論模型,以初二物理“凸透鏡成像的規(guī)律”課題為例,闡述智慧課堂的具體應(yīng)用.

3.1 教學實踐環(huán)節(jié)

從課前、課上和課后3個學習階段,學生活動和教師活動兩個維度,進行了教學環(huán)節(jié)的實踐應(yīng)用,如表1所示.

表1 “凸透鏡成像的規(guī)律”教學環(huán)節(jié)

3.2 應(yīng)用結(jié)論分析

通過“凸透鏡成像的規(guī)律”的智慧課堂應(yīng)用實踐,可以看出智慧課堂更關(guān)注學生核心素養(yǎng),更具智能化特征,更具課堂的深度互動,更注重學生思維品質(zhì)的培養(yǎng).主要表現(xiàn)在:智慧課堂從學生核心素養(yǎng)出發(fā),教學活動不再直接作用于知識點的總結(jié)和落實,而是更加強調(diào)讓學生在探究活動中理解知識,在習得經(jīng)驗中應(yīng)用知識,在任務(wù)創(chuàng)新中進階思維.例如，課上教師組織以“生活中的凸透鏡使用案例”為主題的頭腦風暴活動,幫助學生遠離“說教式的經(jīng)驗介紹”,主動建構(gòu)生活中的凸透鏡使用經(jīng)驗,同時為課后“設(shè)計凸透鏡生活化應(yīng)用的創(chuàng)新作品”提供知識儲備和引導(dǎo)支持.智慧教育云平臺全方位記錄學生的學習軌跡、學習行為和學習風格等過程性數(shù)據(jù),幫助教師即時優(yōu)化教學策略、調(diào)整教學節(jié)奏、智能推送資源,增強學習支持;幫助學生準確定位學習路徑,增強協(xié)作互動,發(fā)展高階思維.

4 結(jié)束語

新一代信息技術(shù)手段正突飛猛進地改寫著人們的學習方式,智慧課堂已成為課堂教學改革的風向標,但對智慧課堂的探索仍有待深入,例如如何在智慧課堂中發(fā)展深度思維和創(chuàng)新能力,如何對學習者的情感態(tài)度進行數(shù)據(jù)挖掘和分析,如何制定適合不同學情的個性化學習方案等問題,都有待于我們深入研究和思考.

1 中華人民共和國中央人民政府. 國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)[EB/OL].http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm,2013-04-29.

2 祝智庭.智慧教育新發(fā)展: 從翻轉(zhuǎn)課堂到智慧課堂及智慧學習空間[J].開放教育研究,2016,(2):18-26,49.

3 卞志榮,劉琦,薛麗娟. 基于學習進階理論下的原始問題教學設(shè)計策略研究[J].物理教師,2017,38(6):9-14.

4 卞金金,徐福蔭.基于智慧課堂的學習模式設(shè)計與效果研究[J]. 中國電化教育,2016(2):64-68.

5 尹立坤.基于有效教學的翻轉(zhuǎn)課堂現(xiàn)狀反思與實踐研究[J].鄖陽師范高等專科學校學報,2016(6):120-123.

6 尹立坤.“學教整合”視閾下職業(yè)學校信息技術(shù)學科教學初探——基于無錫市五年制高職校的調(diào)查[J].江蘇教育研究,2013(18):75-77.

7 尹立坤.基于“翻轉(zhuǎn)課堂”構(gòu)建職校生包容性學習環(huán)境的探索實踐[J].吉林廣播電視大學學報,2015(12):37-38.

2017-07-18)