智慧教室環境下的課堂交互研究

摘要：全球教育信息化的大背景下，教育模式的創新越來越多元化。智慧課堂，是基于信息技術，運用“互聯網+”的思維方式和物聯網、大數據、云計算等新一代信息技術構建的，集合了實時內容推送、學習情境采集、智能學習分析的教育課堂模式。課堂交互主要是在師生、生生之間的言語中展開，在智慧課堂模式下，課堂交互行為發生了一定的變化，溝通與交流的研究將會成為教育技術研究的重點。本文基于當前的智慧課堂的內涵，基于當前的前沿科學技術，探討在智慧教室的構建下，課堂的交互研究。

關鍵詞：智慧教育;智慧課堂;交互

中圖分類號：G434;G622.4??????????????文獻標識碼：A

收稿日期：2020-05-18

作者簡介：梁曦（1989-），男，初級實驗師，本科，研究方向：計算機科學與技術、多媒體技術。

1前言

科學技術改變著人們的生活，尤其是在教育領域，信息技術的延伸使得教育教學模式的創新層出不窮。實際上智慧教育模式已經在國外得到踐行，教育平臺Unimersiv公司也很早就推行了基于VR技術的沉浸式教育課堂[1]，學生頭戴顯示設備可以漫步在羅馬競技場中、搭乘太空梭探索銀河系的奧秘等，身臨其境地學習宇宙航天、地理歷史和生物學等知識。美國Labster與三星GearVR和Oculus公司為學生模擬出了一個法醫課堂[2]，學生佩戴虛擬現實眼鏡沉浸在犯罪現場進行偵查，在虛擬現實實驗室進行DNA分析，從而使學生掌握DNA的相關知識，如此沉浸式的學習效果下，學生的學習體驗更為深刻。智慧課堂模式，可以解決傳統課堂教學中無法實現的教學場景，能把抽象的知識內容立體化、形象化，通過與環境中的事物進行交互，得到如現實般的感受和體驗。

交互是存在的兩個和兩個以上的交互主體間相互交流，彼此影響進而改變行為的過程。教育中的交互十分重要，其過程本質上是教學主體基于媒介進行教學信息的互相傳遞。主體、媒介和目的是交互中的三要素，在智慧課堂的教學模式下，過去的教師權威模式得到轉變，學生的主體性得到凸顯。媒介方面，信息技術成為智慧課堂的交互媒介，帶來了新的交互形式。交互目的上，隨著教育理念的深入，交互目的是讓學生的認知結構發生良好的改變，能夠完成知識的意義建構。可見，在智慧課堂的教育模式下，課堂交互的主體、媒介、目的三要素都發生了一些新的變化，因此研究智慧課堂的交互具有重要意義。

2?智慧課堂交互概述

2.1?智慧課堂的內涵

智慧課堂理念的提出是由智慧教育衍生而來，智慧教育是教育信息化的載體和助推器，是信息技術與課程的深度融合。美國是最早開啟智慧教育探索的，“為未來而學習：重新構想技術在教育中的角色”就提出“智能教育推進戰略”，從智慧教育的基礎設施、智慧課堂的虛擬現實交互、運用增強現實技術的創新，智慧教育人才的培養等方面的計劃。我國的教育信息化文件在很久之前也提出了智慧教育理念，但是一直未能突破技術瓶頸。隨著大數據、物聯網、人工智能、VR虛擬技術的日漸成熟，智慧課堂的建構也被提上日程。

智慧課堂是以學生為主體，通過創設豐富的信息技術環境、學習資源，創建虛擬、交互式的課堂情境，支持學生開展自主、合作探究學習過程，培養學生創造性思維、問題解決能力為目標，在教師引導及自主合作探究的教學過程中完成對知識的意義建構。這就是智慧課堂的內涵所在。

2.2?智慧課堂的教學理念

目標：以學生為主體，支持學生開展自主、合作探究學習，培養創造性思維。

教學模式：以教師為主導、學生為主體的“雙主”教學模式。

教學內容：可以是單元主題式的，也可以是教師自身建構的一切可以調用的文本、視頻、音頻等資源內容。

特點：相比較傳統課堂模式，智慧課堂可以滿足課堂教學的情境創設需求。如在眾多學科中的危險的實驗，昂貴的實驗器材都能夠得到解決。在教學效率上，師生通過與虛擬場景中的物體進行交互活動，引導學生知識的積累和習得。

2.3?智慧課堂的教學交互

交互的性質會隨著行為的目的性，媒介特點，主體類型而發生變化。從教學交互的主題、媒介、目的和方式看，智慧課堂相對于傳統課堂的交互有著新的變化，具體如下表所示：

傳統課堂的交互是直接的回答、提問、求助等方式的交互，而在智慧課堂上，學生與技術之間基于設備媒介展開的交互，學生與學習資源之間的多元交互，以創造性的思維，解決問題的能力、智慧生成為目的。

3?智慧課堂的建構與交互行為分析

3.1?智慧課堂生成

智慧課堂模式是由虛擬教學環境、教師、學生、教學內容等元素構成，由老師、學生一起參與其中，學生完全不受真實環境下的任何事物干擾，完全沉浸于課堂里。

3.2?場景創建

從技術端來看，多媒體、交互電子白板、人工智能、傳感、大數據等先進技術的加持下，這些綜合應用是智慧課堂的建構基礎。

首先，智慧課堂的建構中需要的調動一切教學資源，運用信息技術創設沉浸式學習環境，如整合3D虛擬場景、720°全景視頻、景點全景圖以及景點主題視頻等交互資源，為學生帶來身臨其境的學習場景。建構主義學習理論認為學習總是與一定的“情境”相聯系，還原歷史場景、仿真現實環境、虛構未來空間。只有逼真的教學場景才能讓學生有更強的“代入感”，但場景的建構中千萬不能有冗余的、與課堂教學無關的信息。智慧課堂的生成所形成的媒介特點決定了這樣的環境下的交互必然不能以傳統課堂的交互模式進行，因此實施多元交互勢在必行。

3.3?交互模式

從學生視角，在智慧課堂所塑造的情境中，教學場景不是簡單地還原書上呆滯的圖文信息，而是通過一個個虛幻而又真實的三維立體模型再現，同時提供多樣化的功能，讓學習者通過多樣化的方式進行交互，例如在教學資源中實現交互，以圖文動態的3D模型的信息，實現更為真實的聽覺、觸覺信息，高度還原最真實的體驗。另外，場景中還可以實現多樣化的游戲環節，智力闖關型、小組合作型、競賽升級型，將教學內容融入游戲和探索中，使教學內容立體化、直觀化，激發學生的學習興趣。另外，教師在課堂中組織的小組合作和小組討論活動，有助于培養學生的團隊協作能力。在小組活動中，培養了學生的包容力、溝通能力、謙虛的品質、對同伴的信任與責任感等。

3.4?交互角色定位

在新的交互媒介下，智慧課堂對于師生的定位也發生了轉變。教師主導、學生主體的“雙主”教學模式下，學生可能會陷入移動設備的體驗中，分散學生的注意力。所以在師生的互動中，師生之間的角色內容也需要作出變化，學生沉浸在智慧情境中，教師的組織、指導和幫助對找準學習目標十分必要。

智慧課堂很大程度上依賴于移動設備，在教師組織小組討論活動時，學生可能會出現交談與教學內容無關的情況，這可能是由于教師組織不當造成的，也可能是學生自制力不強導致的。學生依然是真正的課堂主人，通過自主發現、探索或者小組合作的形式解決問題。教師需要為學生的合作和引導設計問題，例如設計任務驅動，讓學生在智慧課堂中去自我建構、展開合作、探究學習。智慧課堂的交互應突出“以學生為本”的發展性評價，對學生在智慧課堂情境下的探索表現進行評價。

4?結語

信息技術環境下，技術促使課堂交互呈現多元化樣態，能夠幫助學科教師更好的認識教育教學本質。在建構主義教育理念的影響下，教育改革強調將課堂的主人翁地位還給學生，通過創新的技術加持，豐富學生的學習體驗。智慧課堂在教育信息化的推進下得到普及和發展，智慧課堂的生成也帶來了交互的轉變，從交互的三要素出發，主題、媒介、目的發生了新的變化，因此在智慧課堂下的交互也有了新的變化。本文對智慧課堂的交互展開了分析研究，分析指出智慧課堂上，學生與技術之間基于設備媒介展開的交互，學生與學習資源之間的多元交互，以創造性的思維，解決問題的能力、智慧生成為目的，這些新的變化需要一線教師在智慧課堂的建構中明確角色定位，在交互上通過任務驅動與問題情境驅動，充分調動學生的原有思維經驗與知識基礎，積極開展合作討論，教師從中起承轉合，起到引導的作用，明確自身角色定位。但同時也要注意到，針對不同學科、不同內容的智慧課堂的呈現形態和技術手段是豐富多樣的，面向智慧生成的教育交互也需要更多的時間來探索和研究。

參考文獻：

[1]黃志芳，周瑞婕，萬力勇.混合學習環境下交互式課堂生態系統設計及實證研究[J].電化教育研究，2020（04）：78-85.

[2]王冬青，韓后，邱美玲，等.基于智慧課堂動態生成性數據的交互可視化分析機制研究[J].電化教育研究，2019（05）：90-97.

Abstract： Under the background of global education informatization， the innovation of education model is becoming more and more diversified. Smart classroom is based on information technology， using the "Internet +" way of thinking and the Internet of Things， big data， cloud computing and other new generation of information technology to build， a collection of real-time content push， learning situation collection， intelligent learning analysis of education classroom mode . Classroom interaction is mainly carried out in the language between teachers and students. Under the smart classroom mode， classroom interaction behavior has undergone certain changes. The study of communication and exchange will become the focus of educational technology research. Based on the connotation of the current smart classroom and the current cutting-edge science and technology， this article discusses the interactive study of the classroom under the construction of the smart classroom.

Keywords： Wisdom education; Wisdom classroom; Interaction