以學習者為中心：未來課堂的環境建設①

摘要課堂是一個“軟”“硬”兼備的生態系統。未來課堂的環境設計應以學生為中心，更加舒適、方便、個性化、人性化、生態化。在“未來課堂”建設中，尤其是在信息通信技術（ICT）環境下，學校管理者應通過環境舒適、裝備先進、操控便利、互動實時的硬環境建設，以及教學資源、教學模式、人性化管理創新等軟環境建設，構筑支持課堂主體充分發展的互動學習空間。

關鍵詞未來課堂；課堂物理空間；信息通信技術；人工智能；虛擬現實；互動課堂

中圖分類號G63

文獻標識碼B

文章編號1002-2384（2018）04-0005-03

未來，正來、已來。當前，對于面向未來的課堂革新已經有了諸多探討與實踐。為了讓學生擁有更加良好的學習體驗，傳統課堂的轉型已經成為教育研究者和實踐者同時關注的一個重點。這種轉型不僅僅是教育教學理念和方法的改變，也包括基于信息技術應用的課堂物理空間改進以及信息裝備的智能化設計。從環境建設的視角，在信息通信技術（ICT）環境下，“未來課堂”（Future Classroom）該如何實現課堂硬環境的舒適、智能、靈活、互動，以及軟環境的教學資源、教學模式、人性化管理的創新？我們希望借助此文，為學校管理者重構新型課堂教學空間提供些許參考。

一、未來課堂的涵義與特征

1. 課堂是“軟”“硬”兼備的生態系統

課堂是一種學習環境，是影響學習者學習的外部因素和條件。在具體涵義上，課堂除了指必要的物理空間外，更重要的是學習行為的發生地。有學者認為，學習環境應包括物理環境、知識環境和情感環境三個方面。[1]其中，物理環境是指進行教學的物理空間，知識環境是指支持學習目標的軟件或工具，情感環境則是指與學習結果一致的體現適合學生的正確的價值氛圍。從這個意義上說，學習環境中的物質條件通常是指物理空間和技術支撐，或稱硬環境；而非物質條件主要是指人與人之間的關系、課堂氛圍、教學策略、學習方式等，即軟環境。綜上所述，作為一種學習環境，課堂也體現出一定的生態要素，主要是為教與學的活動創設充分條件，能更好地促進教師的教和學生的學。

2. 未來課堂是支持課堂主體發展的互動空間

當前，許多教育研究者從不同視角對未來課堂進行了界定。有觀點認為，未來課堂以互動為核心，建構一個服務和支持課堂教學主體的發展，各構成要素和諧共存的教與學的活動及環境。[2]也就是說，未來課堂本身應成為教與學過程的重要組成部分，無論是課堂的外在物理環境，還是課堂教與學過程中形成的心理環境，均需要關注課堂主體的用戶體驗。也有觀點認為，未來課堂是利用先進的新一代信息科技，改變傳統學校教室的學習環境，建立師生間雙向互動的教育學習模式。[3]未來課堂中的學生學習方式變革，不僅能夠有效激發學生的學習動機，培養學生的創新精神與探究能力，而且能夠使教師教得輕松、有效。也就是說，未來課堂應該體現“美麗、靈感、新穎、靈活、有趣、愉快、自適應、生態、安全”等特征，其中信息通信技術（ICT）的運用尤為重要。[4]

這些表述充分勾畫了未來課堂應當具備的鮮活性與生命特征。綜上，未來課堂的設計應該以學生為中心，滿足多種形式的知識學習和能力提升，更加凸顯學習過程的個性化、人性化、便利化，以及舒適、快樂和有效。

二、未來課堂的硬環境建設：以學習者為中心，舒適、智能、互動

無論技術的發展如何之快，對未來課堂的硬環境建設目標應定位于：以學習者為中心，凸顯個性化，能充分發揮學習者的主動性和能動性，助力學生自由和諧發展的條件與環境。實現這一目標的具體表現應體現在課堂的環境舒適、裝備先進、操控便利、互動實時等幾個方面。

1. 環境舒適：體現人性化、生態化

課堂環境舒適重點體現以生為本，關注人性化、個性化與生態化的目標。這些目標應體現在課堂物理空間布局的合理性方面，不僅涉及燈光照明、空氣質量、溫度濕度等要素，而且包括教室內外墻的背景色彩、學生的桌椅設計，以及生均面積等因素。比如：課堂照明的布局，不僅要考慮照明必須達到一定的照度標準（300lx），更重要的是光照一定要柔和、均勻、無閃爍、無眩光等。而目前傳統課堂中的照明多數采用的是熒光燈，而且還加了鏡反射底板，這樣的配置似乎是達到了照度的要求，但其結果是直接眩光、不均勻、刺眼等，這無疑是造成學生視力下降的源頭之一。對于溫度、濕度、空氣質量等的控制擬采用物聯網技術，使孩子們在舒適的溫濕度中、PM2.5相對小的環境下進行學習。此外，桌椅的設計更應該體現人體工學的要求，不僅軟硬適度，可以調節高低、旋轉，而且應該能夠進行靈活組合，方便實現個人、小組、全班形式的學習與互動。

毫無疑問，環境舒適有助于學習者放松神經系統，形成放松性警覺（Relaxed alertness）狀態，在心理和生理，以及思維和情緒等方面感到安全，更易于進入高效學習狀態和產生較強的學習動機。

2. 裝備先進：彰顯先進性、功能性

裝備先進是一個相對概念，因為新科技的高速發展永遠超出人們的想象與認識。裝備先進在課堂環境中的作用不僅僅是體現課堂的信息化和現代化程度，更重要的是如何對教學活動進行有效支持，以及助力師生信息素養的提升。比如：采用各種視音頻數據實時采集技術，及時地將課堂信息進行采集、分析、處理、存儲，為課堂內實時互動提供支撐，也可為課后數據分析或挖掘提供支持。采用具有交互功能的觸控屏技術所構建的多屏課堂環境，可以助力于課堂內人與技術、技術與環境之間的無縫鏈接，讓教師的教更為生動形象，讓學生的學更加直觀便捷。

信息通信技術一定會朝更加智能、便攜、互聯、移動和人性化的方向發展。為此，未來課堂的物理環境設計還需要為未來技術的更新、拓展和應用預留空間。比如：以無線高速網絡適應各種設備的無線化；電源的使用需求越來越多時，如何安裝充足的、確保安全的、易清潔的電源插座；虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、人工智能（AI）等技術如何進課堂。

3. 操控便利：關注智能性、自如性

操控便利是為了最大限度減少師生在使用裝備操作上的負載，它體現在未來課堂裝備控制的智能性、自如性和便利性，各種設備均以一鍵操作完成，其中還包括學生通過學習終端便利地獲取資源、上傳資源、發送答案、生生互動等。隨著信息通信技術的智能程度越來越高，師生操控各種設備的便利性和自如性也會越來越高。例如：自動識別技術可以清楚記錄和分析教師或學生在課堂的行為表現，觸控屏或多屏顯示技術（可觸控、書寫、同屏、異屏等）可以讓教師在課堂任何位置自如地講解或與學生互動，而學生使用智能終端可以一鍵實時地記錄整堂課或片段教學內容，課后可以進行編輯整理等。

4. 互動實時：強調流暢性、及時性

互動實時體現在未來課堂互動的多維、多樣、流暢和實時性，重點是實現學生參與的主動、協同、有效性和個性化等。互動實時性能較好地實踐“互動課堂”的概念。[5]互動課堂體現的是師生的積極主動參與、協同、思考、問題解決。多維與多樣性體現在師生、生生、資源、內外等方面的互動。比如：教師在講授完任何一段教學內容后，即刻可以通過自己的PAD或觸控屏向全班學生發送提問，學生通過學習終端及時回答；通過實時統計分析后的數據，教師就可以及時了解全班學生對教學內容的掌握程度以及存在的問題，以便及時調整教學進程和策略。此外，教師也可以將全班學生任意分組，讓各小組基于學生終端進行問題討論與交流，然后實時地通過多屏顯示來呈現每個小組的討論和交流結果，并進行點評與比較。當然，未來課堂的互動實時都是在高速無線網絡環境下實現的。

三、未來課堂的軟環境建設：以教與學為目標，有效、靈活、生態

未來課堂的軟環境是通過硬環境的支撐來實現的，具體表現為資源的豐富、教學的靈活、人性化管理等方面，以及由此帶來的課堂教學變革與學習方式創新。

1. 教學資源的豐富：滿足充分性、適用性

資源的豐富是指課堂教與學資源的充分、適合與好用性，是以滿足不同教學和學習對象的實際需求、各個學科與課程的需要為主要目標，而不是以數量多少來衡量。而且，教學資源的豐富還意味著它們既可以在教學中方便使用，也可以讓學生在隨時隨地進行自主或探究性學習時使用。對未來課堂的教學而言，適合教師使用的有教學設計、演示課件、虛擬實驗、測試題庫類資源，適合學生使用的有思維可視化、微課視頻、項目探究類資源。當然，這些資源通常應統一存放在學校的云平臺上，集中管理、共建共享。

2. 教學方式的靈活：實現豐富性、有效性

所謂教學的靈活，主要體現在課堂教學方式或模式的多樣、靈活與有效。如可采用如下教學模式：思維可視化模式、協同探究模式、基于情境或問題（PBL）的探究模式、體驗與實踐模式、互為評價與反思模式、多屏互動模式等。比如：在基于云平臺的教學環境中，教與學的空間可以向更大的范圍拓展延伸，即突破有限的物理空間，實現課內課外的聯通，并將課前、課中、課后很好地銜接起來，也可開展翻轉課堂和E-Learning等教學模式。這種靈活性還體現在，未來課堂不僅僅只是教與學的空間，也可以視作實驗、體驗、創客教室等，因為課堂的物理環境和教學資源的支撐已經完全可以讓學生在這里進行探究、體驗、操練等多種活動，從而改變傳統課堂功能單一的狀況。

3. 人性化管理：追求課堂的人本化、生態化

人性化管理是按照人本主義取向進行課堂管理，不是要求學生百依百順，而是盡量向學生提供機會，發掘學生在學習中的歸屬感、成就感、自我認同感。依靠信息技術數據采集與分析的支撐，能夠幫助教師真實、實時了解每位學生的狀況和行為表現等，實現對學生的深度關注和有針對性的幫助。例如：某位學生在聽到什么話的時候微笑點頭，在某道題上逗留了多久，在不同學科課堂上開小差的次數分別為多少，會向多少同班同學發起主動交流等。[6]通過對這些實時的、多維的、高度個性化的數據進行分析，不僅能夠解答教師授課是否吸引學生、提問是否符合學生認知水平、何種互動方式受到學生歡迎等問題，更重要的是教師對每位學生的引導是精準的、使之心服口服的。

面向未來的教育、未來的學校，我們需要更多地思考如何為學生創設開展創新性學習的課堂環境，讓新型教學空間的構建真正服務于教育教學創新和學生的未來發展。

參考文獻：

[1] 李芒，李仲秋，黃建榮.網絡探究式學習的心理學習環境設計[J].中國電化教育，2003，（7）.

[2] 葉新東，陳衛東，張際平.未來課堂環境的設計與實現[J].中國電化教育，2014，（1）.

[3] 田學松.初探云端的“未來教室”[J].中國信息技術教育，2011，（11）.

[4] David M. Innovative designs for school，classroom of future[DB/OL][2018-03-09]https：// www.education.gov.uk/publications/standard/ publicationDetail/ Page1/DfES%200162%202003/.

[5] 張際平，陳衛東.教學之主陣地：未來課堂研究[J].現代教育技術，2013，（10）.

[6] 張韞.大數據改變教育[J].上海教育，2013，（4）.

注釋：

① 本文系教育部人文社科重點研究基地重大項目“新技術、媒體影響力與第三空間教育”（項目編號：2007JJD880228）的研究成果之一，華東師范大學“985工程教師教育創新基地和優勢學科平臺建設”（項目編號：79003004）子項目“教師實踐創新的主陣地：未來課堂研究”的研究成果之一。