信息技術環境下智慧課堂的概念和特征

周青云，肖葉枝，曾鈺，溫滿華

（廣東電網有限責任公司培訓與評價中心，廣州 510520）

0 引言

隨著世界互聯網的快速發展，許多產業和技術面臨著改革，在傳統的以PPT和口述方式的教學活動中顯得過于枯燥和不利于提高學生學習的興趣，同時也不利于在學生與教師之間進行互動交流，因此傳統的教學模式已經逐漸不適應當前社會的發展需要。

關于現代教育模式[1]和教學過程是許多教育工作者和研究者關注的非常重要的研究課題，也是國家教育正在改革的方向和未來教育發展的趨勢，在教育教學管理上應該是以學生自主學習為主和加強教師的引導作用，實現以學生為主的教學模式。教師通過課前大量的備課工作，在教學內容中展現一些數字化的數據信息和有針對性的重難點知識點，引發學生討論和提出自己的問題，在教學中可以插入一些視頻、圖片、動畫等相關信息資源使學生能夠理解所學的內容和開闊知識的視野。而在學完每一節課程時可以探討的方式解決教師隨堂作業，教師可以通過作業完成的質量對課程進行一個總結和概括并且對重難點進行分析。

云計算、大數據、物聯網、移動互聯網[2]等新興信息技術的迅猛發展為現代教育模式和教學方法提供全新的發展契機，基于傳統的教學方式與現代化的教學方式相互結合，融入一些在傳統教學模式中所沒有的特征，既可以體現傳統教學中出現的“教”與“學”，也體現了現代教育中的現代化和數字化。當前先后出現了MOOC[5]、SPOC、微課等智慧課堂教學模式，MOOC模式是一種參與者和課程資源都分散在網絡中的新式課堂教學模式，只有在課程是開放的、參與者達到一定規模的情況下，這種學習才會更加有效，SPOC教學模式是一種教師和學生互動和自主學習的模式，在這樣的模式中教師可以根據自己的偏好和學生的需求，自由設置和調控課程的進度、節奏、和評分系統，學生通過在系統中自由討論和學習完成規定的作業，微課模式是指運用信息技術按照認知規律呈現碎片化學習內容、過程及擴展素材的結構化數字資源，具有教學時間短、資源容量較小、資源組成結構情景化，使用方便等特點。

現代信息化技術背景下，智慧教育與教學模式的概念和本質內涵是什么？本文首先探討智慧課堂的本質需求及其內涵；其次分別介紹云計算、大數據、物聯網、移動互聯網等新技術為智慧課堂提供的便利和優勢；然后分析了當前MOOC、SPOC、微課等智慧課堂的特點；最后基于以上分析給出了現代信息技術環境下智慧課堂的概念定義及其新特征。

1 智慧課堂的教學剖析

智慧課堂是將一些現代新興技術，將課堂打造成一個智能化、多功能化和交互化的教學場景和模式。其課堂場景要素和教育過程大致如圖1所示，在優質平臺中存在有優質課堂平臺、信息中心、網絡直播、教研直播平臺和內網直播平臺等幾個平臺。在不同的平臺中，分別扮演者不同的角色和有著不同的作用，教師可以在直播平臺中視頻講解課程相關知識點和學習目標，在優質課堂中使學生與教師進行互動、探討問題和解決問題，通過數據中心可以看到學生的學習情況并得到相應的結果。

圖1 智慧課堂架構和要素

1. 1智慧課堂的特征含義

智慧課堂[2]是一種全面、多功能、多元的教學方式，其主要集中體現在“智能”方面，通過智能化教學工具和信息化發展的大數據作為輔助環境，教師為學生提供引導，通過智能化教學工具和信息化發展的方式完成教學任務，主要分為智慧教學模式、價值觀培養模式和實踐教學模式等三個部分，相互之間具有促進作用的同時又相輔相成，形成相互之間統一的關系，對于教育的價值觀的培養可以讓學生更加清楚終身學習制從而形成一個不斷學習的過程。在社會中形成一種良好的學習氛圍，尊重知識，尊重人才，尊重技術的價值觀念帶動全社會積極的向前發展，這對于國家科學技術的發展顯得非常重要。只有不斷地學習，不斷地創造才可以涌出符合我國國情和國家需要的高素質學生；根據信息時代創新驅動發展的要求重建新的教育發展模式和教育新秩序，注重培養學生的高級思維能力和創新驅動能力，培養符合社會需要的真正人才。

智慧課堂本質是一種依賴于新技術發展的教育發展形態，其主要可以概括為以下幾個特點：第一，智慧教育的目標是實現信息技術和學科教學在教育系統中不斷地的深度融合，這也是將來教育大的發展趨勢和方向，這種教學方式體現了智能化，共享化特點的同時又兼具傳統教育的教與學相融合的教學方式；第二，不斷實現教育資源的開放共享理念和數據資源的共享理念，通過互聯網數據資源完成全球教學資源的共享和多途徑實現全球數據的服務共享；第三，在大環境下，智慧課堂教育為我們提供了無限的學習空間和相對輕松的教學環境，學習者可以不受時間、區域地理位置和環境的影響，可以隨時在線學習，對于不懂的內容可以進行全方位的專題學習和針對性的復習；第四，全球和各國都在大力倡導“綠色發展”，而“綠色教育”的教學方式是一種新型的教育發展模式，綠色高效的課堂管理理念，這種資源共享的課堂教學理念可以減少書本紙張的消耗，從而有效提高教學質量和降低教育產生的成本，有利于教育更好的全民化發展；第五，教育教學的本質是教與學的結合體，而關注學生在教學中的情感表達是課堂教學中的產生互動方式的一個非常重要的環節，在教學中應該是一個學生與教師之間全方位的互動過程，智慧課堂支持全方位的交互，服務和共享學習，這種教學模式對于培養學生的口語表達能力和問題的解決能力顯得非常重要。

1. 2智慧課堂教學的環節

智慧課堂以現代信息技術為載體，結合傳統教學模式下教與學信息技術的發展模式[4]。學生和教師可以在這樣的發展模式下接觸更多的外來知識，不受到某些條件的限制，這樣就可以更好地發揮信息化時代的最大特征；智慧課堂是基于數字化共享支持的要求教師對學生數據建設、實現個性化、立體化、交互的學習方式，同時智慧課堂是基于數據決策，表現為根據學生個體差異定制相關的學習過程，感知學習情況，豐富學習內容和教學中的資源，對學習過程與效果進行精準化，智能化的跟蹤，實時得知學生的學習情況和效果，指定針對性不同的教學策略。其整個教學過程的各環節如圖2所示。

在優質課堂平臺中教師與學生產生的互動模式可以以相互討論和互助的方式解決沒有解決的問題，及時溝通和反饋學習情況，為教學提供更加完美地解決“教”與“學”的方案，智慧課堂作為現代化教學方式，信息中心可以及時收集學生在課堂中學習的反饋信息，并且呈現圖像、數據、專題討論等方式。而在直播平臺中學生可以對不懂的知識點進行相關的重放回顧、談論和反饋等，是信息化發展的需要和未來教育發展的趨勢。實現智慧課堂教育與學生教學價值觀相互結合起來，構建一個完整的、活躍的、持續的課堂教學生態環境，增強學生發散思維有很大的幫助，培養學生的自主學習能力。

圖2 智慧課堂各環節

2 智慧課堂教學發展新契機

現代信息技術的教育理念為以素質教育和教學改革方向思想為指導，指定以學生為中心，提高學生的能力和實現學生的全面發展為本的教學目標。改善在教學中創新的思想觀念，促進教育改革和創新變革，提升在課堂教學中的效率，把促進學生的學習效果、復習效率及問題的解決能力、實踐能力以及創新發展能力為培養的中心點。在傳統的觀念中，教師扮演著一個知識傳遞者的角色，主要以授課為主；這種方式對于發展學生的積極性和增強學生在實踐中的作用存在著一定的限制，會使在課堂中產生一些相對不好的影響。智慧課堂要求首先教師必須從主要身份變為輔助作用，積極引導學生的自學能力和實踐能力。作為一個引導者，教師所解決的是一種基礎的，理論知識層面的教學活動。可以通過一些信息技術模擬一些相似的技術環境，從而可以從實踐出發更好地掌握相關的知識，讓學生真正感受到信息技術工具帶來的實用性和強大，通過實踐的機會，掌握一些社會發發展需要的技術。

2. 1 云計算助力智慧課堂

圖3 智慧云課堂

在智慧課堂中，運用、智能技術、數據分析技術等新興技術實現課堂教學的信息化、智能化，從而可不斷地提高學生學習的高效性和便捷性。典型的智慧云課堂如圖3所示。學生可以通過網絡連接通信設備和通信終端，這樣在教師授課之前可以通過在終端預習所學的內容，并且教師可以通過在網絡中上傳一些問題和教學的重難點，學生帶著問題和重難點的知識去預習本文的內容，并且不受地位置和區域時間的限制，可以隨時進行解答和學習，在實際授課過程中教師可以對問題的重難點和解答和討論情況進行分析，得出學生學習效果的結論，同時對還沒有解決和問題進行引導和討論，產生隨堂作業和課后作業，學生對課后作業做完后提交，然后教師可以隨時的修改和評價得出學生的學習情況，而在智能化云平臺的端系統中，通過數據分析反饋信息、合作探究、展示與分享等方式對數據進行分析和得出結論，完成一系列的教學活動。

2. 2 大數據助力智慧課堂

在大數據助力智慧課堂模式中，主要通過大數據支持，在一些數字教學資源中獲取所需要的數字資源，并且通過數字資源學習平臺學習我們所需要的知識點，其中的大數據支持智慧課堂如圖4所示；學生可以過得智慧教育云平臺中獲取推送的資源服務，而教師可以備課和設計教學資源并且上傳入智慧教育云平臺中，同時也可以設計課程形成教育資源，大數據通過物聯網建立相關的數據資源并且集中傳入平臺中。

圖4 智慧課堂中的大數據分析

在智慧課堂中，通過大數據的支持，可以讓學生了解到更多的知識，學習到一些課堂知識之外的知識點，開闊學生學習的視野，隨著信息的普及，課堂教學活動出現了一些豐富的形式，如文字、圖片、聲音、視頻和動畫等，教師在教學中可根據教學的需要選擇相應的形式，并且可以時刻關注學生的學習效果并且得到及時的調整。

同時可以根據教育資源和學生流量的大數據統計分析，判斷熱點課程、冷門課程及其成因。此外，通過聽課學生流量的統計分析，可以獲知受眾的興趣愛好和關注點及其人群特點等，從而為進一步提供針對性更強的教學資源提供決策輔助和改進措施。

2. 3 移動互聯網助力智慧課堂

隨著移動網絡的發展，終生學習也成為了一個值得重視的話題，各種各樣的學習軟件、網站和App的出現，使得學生可以通過這些終端設備，不受到時間和地點的限制進行有效的學習，并且學習過程更加的靈活、便捷和永久性。隨著移動互聯網5G和大數據的到來，移動端更加便捷。圖5是雨課堂的教學模式圖，在這樣的圖中通過手機移動端進入課堂學習，并且完成相關的任務和練習，并且在課后進行相關的測評，得出學習的結果。

圖5 雨課堂的教學模式

2. 4 物聯網助力智慧課堂

智慧教室[7]是一種與傳統的教室不一樣的教學場所，智慧教室是一種新型的、智能化的教育形式，與傳統的教學模式有很大的不一樣，集中體現在智能化的特點，智慧教室運用現代化的智能手段干涉整個教學過程，這樣會使課堂教學變得簡單化、高效化、智能化、獨立地開發學生自主思考與學習能力。智慧教室物聯網設備能夠體現物聯網的三個基本層次(應用層、網絡層和感知層)，同時在使用智能教室時，可以不斷運用物聯網設備實現教學的智能化和信息化，并為學生或教師的教學活動和教育開發提供可靠地平臺和相關的技術支持。

3 當前智慧課堂特點分析

3. 1 MOOC智慧課堂

MOOC[6]是一種網絡開放平臺課程學習方式，其主要是通過網絡學習的方式完成相關的學習任務，并且具有一定的開放性，是目前學習模式中相對比較成熟和比較快捷方式的學習方式，其基本教學結構模式如圖6所示。

圖6 MOOC智慧課堂模式結構圖

MOOC智慧課堂具有一下特點：

（1）大規模的：MOOC課程是一種大規模的在線學習課程，在這樣的學習課程中，不同的人和不同的學習方式都有著不同的區別。

（2）開放課程：是一種開放的學習方式。共享相關的學習資源，在這樣的學習課程中，學生之間可以加入相關的談論中，并且發表自己的看法。

（3）網絡課程：是一種高線的學習的在線課程，通過網絡進行授課，不受到時間和地點的限制，可以隨時的學習。

3.. 22 SSPPOOCC智慧課堂

SPOC[9]智慧課堂是一種在MOOC基礎上形成另外一種教學模式，其相關的教學流程圖如圖7所示；在這樣的一個教學模式中，首先需要調查了解需求，針對不懂的知識點和帶著問題建立相關的課程，在課程中包含課程教學設計、重塑知識結構、設計評價方法和備課人員，然后通過SPOC課程委員會判定課程的合格程度，通過合格程度的結果進行課程實施和期終考核方式。

圖7 SPOC教學模式結構圖

SPOC是一種小規模、限制性、交互性廣度小、深度高、在線教學模式與傳統的教學模式相互結合的教學模式，在這樣的教學模式中，主要體現在側重于知識的建構與創造能力，學習者可以通過教學團隊、在線平臺等方式進行學習和輔導，同時所開設的課程主要是以到達一定標準的學生的課程，注重知識的分享和創造，其基本的結構流程圖如圖7所示，可以得出在整個結構流程圖中，得出首先需要對課程進行一個相關的調查學習。

3.. 33微課

微課[10]是與傳統模式不一樣的學習模式，在這樣的模式中，具有主題突出和情景真實等特點，并且視頻比較短小精悍，可以不斷的進行重復學習。在移動端在線學習的模式，微課使用更加方便，其教學特點和微課結構特征如圖8所示。

圖8 微課教學模式結構特征圖

微課的核心組成是課堂教學視頻，同時還包含著該教學主題相關的教學設計、素材課件、教學反思和練習測試等內容。

主要特點是教學時間短，視頻課程是微課的主要核心內容，同時該視頻內容以精簡為主，教學內容少，對于內容的表達上主要是講解課程和主要部分，挑選一些難懂、難理解和難以講解的知識點以視頻的形式表達，資源容量小，主題比較突出等特點。

4 智慧課堂的新概念及新特征

在智慧課堂[8]中，鼓勵開放學生思考問題的習慣，勇于提出質疑問題的能力，充分發揮學生思維活躍的優勢，在實踐中不斷尋求解決問題的最優解，培養自學能力和創新能力。因此這樣創新能力的培養在課堂教學中得到充分的提高，使學生充分融入“教”與“學”的討論中，以更好地教學理念和更好的教學方式增強學生的創新思維。

在傳統的觀念中，教師扮演著一個知識的傳遞者的角色，主要以授課為主的教學方式，這種方式對于發展學生的積極性和增強學生在實踐中的作用存在著一定的限制，這樣就會使在課堂中產生一些相對負面影響。而在智慧課堂中首先教師必須從主要身份變為輔助作用，積極引導學生的自學能力和實踐能力，而作為一個引導者，教師所解決的是一種基礎的理論知識層面的教學活動，與當前的人才需求方式不相符合，而我們可以通過，一些信息技術模擬一些相似的技術環境，從而可以從實踐出發更好地掌握相關的知識，讓學生真正感受到信息技術工具帶來的實用性和強大，通過實踐的機會，掌握一些社會發展需要的技術。

在智慧課堂中，運用移動技術，智能技術，數據分析技術等新興技術實現課堂教學的信息化、智能化，從而不斷地提高學生學習的高效性和便捷性。但是智能課堂中，學生的學習效果也是一個值得關注的重點，教師引領學生之間相互學習，帶動積極性的同時也會遇到一些問題，例如：教師引導學生積極回答教師在課堂中設定的問題，不懂的問題在課后可以回放、談論的方式解決，這樣可以更好地掌握所學知識的運用能力和查漏補缺，這對于教師的專業水平提出了更高的要求。教師的課堂設計和知識的框架更加緊密、新穎和有目標性，這樣才可以更好地吸引學生，否則會使課堂的學習效率達不到效果，從而造成資源浪費。

5 結語

隨著移動互聯網、5G和大數據時代的到來，越來越多的外部知識涌入，我們需要有辨別有用知識和無用知識的能力。世界發展的技術朝著智能化、多應用化和共享化發展，轉變學生上課的關注度，將學生在課堂上被動的學習方式轉變為主動的學習方式是當前教育亟待解決的問題。不斷促進學生的自主學習能力和自主創新能力，開發學生獨立的思維方式，進而提高學習效果。伴隨著信息技術的發展，先后出現了一些智慧教學模式，如：MOOC模式、SPOC模式和微課模式等。

智慧課堂，是運用一些現代的智能技術將教學資源進行整合，同時融入傳統資源，實現教、學結合的新模式。而教師從主導身份變為引導者，引導學生學習，同時通過云計算平臺和數據中心收集學習大數據。通過數據進行分析，可以充分展現教師教學效果、學生的學習效果、統計教學規律、發現教學問題、提供教學反饋、優化教學過程。