智能教室環境中課堂教學變革的目標與路徑

黃威榮 蹇孝玉 吳賢瓊 鄧燕艷

摘要：以智能教室為代表的信息技術在教育領域跨界融合，推動了教育的創新和變革，轉變了課堂的教學形態、交互形態和資源形態，為學習者提供了不同于以往的教育形式。以此為出發點，對智能教室環境中的教學過程、教學互動、課堂管理和教學評價等方面進行探討，分析課堂教學變革的路徑，促進課堂教學發展。

關鍵詞：智能教室，課堂教學，教學變革

教育部《關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》中明確要求“要全面促進信息技術與教育教學融合創新發展”。隨著融合創新發展的不斷推進，智能教室逐漸進入課堂。縱觀應用，雖然智能教室有著眾多的優點，但在課堂教學中的實際使用效果仍遠未達到理想狀態，如何優化智能教室的使用，充分利用其優點將改進教師教學與促進學生學習有機結合起來，全面促進教學變革、提高教學效果，是亟待解決的問題。

目前業界對智能教室的界定還不統一，有人認為智能教室是繼電子教室、多媒體教室、智慧教室之后在其基礎上配備各種人工智能設備的一種新型教室，也有人認為智能教室就是智慧教室。作者將智能教室界定為“利用物聯網技術連接各種教學設施，利用互聯網技術連接教師、學生及資源，運用人工智能、人機交互、大數據等技術增強信息呈現，利用智慧學習空間優化交互環境、適應多種方式、促進個性化教學活動無縫開展的新型教室形態”。

一、智能教室環境中課堂教學變革的目標

1.從多媒體教學形態到智能教學形態

智能教室產生以前，以多媒體教室為核心設備的多媒體教學形態長期占據著課堂。與傳統課堂教學相比，多媒體教學形態只是改變了信息呈現方式，對教學過程中的教學交互方式、教學管理與評價過程的改變有限，對師生之間的交互關系及效果反饋幾乎未能改變，同傳統課堂一樣，師生之間的交互關系在課堂之外難以發生。智能教室產生以后，教學過程中的教學資源、教學方式、教學管理與評價過程發生了革命性的變化，如圖1所示。

智能教學形態中，在智能教室及智慧學習空間的支持下，黑板被巨大的顯示屏幕所整合，教學資源由傳統的課本資源及學校資源轉變為線下線上相結合的教學資源，大量的教學資源存儲在云端，師生可以進行即時訪問與下載;通過集成學習終端、多屏互動等技術為學生提供了智能化互動空間，交互方式由基于課堂教學的師生面對面交互轉變為以生成性教學為主的多元化交互，突破了多媒體教學中只能課內交互的屏障，實現了師生之間的課外交互;智能教室中教學行為采集與動態分析，使課堂教學管理由傳統管理轉變為以教學過程實時監控為基礎的學生學習行為管理，實時有效呈現每個學生的學習狀態，更有利于教師及時管理課堂、調節教學行為，教學評價方式轉變為依托教學行為數據支持的綜合性評價和學生行為評價。

2.?? 從技術性交互到概念性交互

教學交互是影響教學效果和學習成效的重要因素之一[1]，教與學的過程相互依賴，一個行為變化會影響另一個行為甚至一系列行為的發生。因此，在教學過程中師生雙方需要根據不斷變化的行為需求，對自身行為作出調整以響應交互過程的有效進行。MOSS等人將與交互式電子白板相關的交互劃分為技術性交互、物理性交互和概念性交互三類[2]。技術性交互重點關注針對技術功能進行的交互;物理性交互重點關注針對學生操作實現的交互;概念性交互重點關注與課程概念及觀點進行的交互、探索和建構，這種分類同樣適用于智能教室環境中。

在多媒體教學形態階段，課堂中教師多以演示型課件進行授課，交互方式往往停留在技術性交互及物理性交互的層面上，學生難以達到概念性交互的層次，缺乏“人-機-人”互動。在智能教學形態階段，強大的功能使它具有更加有效的交互及具有強大沖擊力的視覺效果，為課堂教學提供“人-機-人”的全方位、多層次的交互方式，學生通過訪問在線教學資源平臺主動構建知識，交互方式從技術性交互、物理性交互達到概念性交互，促使學生對學科核心知識的理解更加深入透徹。

3.?? 從封閉教育資源到開放教育資源

提倡教育創新的今天，由教育信息技術引發的教育變革逐漸深入，特別是以課程為載體的資源開放尤為突出。課程學習中，要全面提升學生的各種能力，就要拓寬視野、轉變課程觀、擴充資源占有量，不能局限于課堂，要充分利用一切有利于學科素養形成與發展的校內外課程資源。

智能教室的實時聯網功能，為師生提供了獲取開放教育資源的可能性，互聯網絡上來自全世界的內容和信息整合在一起形成的龐大資源庫，使學習者能隨時隨地獲取各類所需要的資源，“知識圍墻”被徹底打破。學生通過學習終端獲取教材以外的開放教育知識，知識的深度、廣度得到拓寬，激發學生的求知、探索心理，對學習容易產生興趣;教師通過教學終端創建課程資源和相關主題，與其他優秀的教師建立學習社群、分享教學經驗，教師之間進行多元化互動，實現學與教的深度融合。

二、智能教室環境中課堂教學變革的路徑

1.?? 以生成性教學為出發點，變革教學過程

生成性教學理論奠基者葉瀾認為，課堂教學的豐富性主要是在過程中展現，傳統教學存在的根本缺陷是把豐富復雜、變動不居的課堂教學過程簡括為特殊的認識活動[3]。要改變這個缺陷就必須突破傳統教學框架，而且要使過程本身具有生成新因素的能力。教學過程應該是一個漸進的、多層次和多角度的非線性序列。多媒體教學形態階段，教學過程高度結構化、固定化，教師通過設計好的環節預先制作多媒體課件，授課時按照既定的順序線性地播放課件，教學設計顯得封閉，忽略了教學的生成性[4]。

智能教學形態是相對于多媒體教學形態而言的，在智能教室環境中充分利用各種物理環境和學習支持環境，全面發揮各要素的作用。教師可以隨時對教學內容、教學模式、教學過程進行調整，可以對課件內容進行編輯與修改，將與學生互動過程中生成的新知識點添加到教學資源中;學生可以根據學習目標、思維方式、學習內容特點對學習活動進行不同順序的組織，形成多個不同的學習活動序列，根據自己的學習需求、學習偏好、認知水平等，自主選擇學習活動序列[5]。

2.?? 以智能教室為載體，變革教學互動

師生互動是課堂教學的核心，學生只有通過與教師互動才能在課堂學習中更加有效地實現意義建構。在多媒體教學形態階段的課堂教學中，師生之間、學生之間的互動方式主要是言語互動，形式較為單一，教學互動大多在技術性交互層面。

智能教室借助先進科技來打破學習空間限制，強調并賦予學生更大的主動性[6]，實現了教學互動方式的重大突破，創設了師生之間、學生之間、人機之間全方位、多層次的互動機制，互動形式、互動內容多元化，技術支持、互動參與深度化，教學資源從單向傳播變為雙向甚至多向傳播，有效促進了教師、學生、資源、環境等各教學要素之間的高度耦合。應用于常態化教學中，教師可以實現課堂實時控制、資源實時管理，通過應答反饋，與學生建立互動關系，實現“人-機-人”的多元化交互方式，為學生營造一個數字化、個性化和智能化的教學環境[7]，教師利用智慧學習空間共享教學資源開展網絡教學，學生通過智慧學習空間獲取學習資源進行自主學習，使教學互動最終達到概念性交互的層次。

3.?? 以智能教室為紐帶，變革課堂管理

課堂需要管理才能順利展開，管理是教學秩序與質量的基本保證[8]。傳統的課堂管理依賴于學生的配合，主要采用管、控、壓等手段以管束學生的課堂行為，缺少對學生心理的觀察。

智能教室環境中采用不同于傳統教學的模式，為學生創設參與度高、激勵性好、成就感強的教學過程，教師利用智慧學習空間賦予學生行動選擇權限，為學生提供某些期待的行動選項，并著力增強這些行動選項的魅力，引導學生順其自然地進行選擇，促使學生做出負責任而又有積極意義的課堂行動[9]。教師利用課堂實錄功能記錄課堂行為，通過課后分析，優化課堂管理行為，充分利用智能教室為學生創設良好的學習氛圍，提高學習參與度，讓學生在學習中不斷地獲得成就感和滿足感，激發內在學習動機，提高課堂效率。

4.以行為采集為依據，變革教學評價

教學評價是改進教學的重要手段，傳統課堂評價多采用評課表記分、口頭提意見的經驗主義聽評課方式進行。在這種方式中，一是評價支撐材料少，評價標準難以統一、結果難以量化;二是評價只能在校內，學生家長無法參與。

智能教室環境中，利用聯網的各種移動智能終端，對現場“教”與“學”行為進行伴隨式采集和編碼，經過后臺智能化、即時化分析處理，在智慧學習空間中生成直觀、簡潔、針對性強、圖文并茂的數據分析報告，為課堂評價提供客觀的量化依據。采集的視頻支持回溯，教師在課后可以直接查看原始視頻與分析報告，依據教學行為采集觀察課堂教學，有效提高課堂觀察的效率和質量，提高教學能力;家長與學生也可以通過報告了解學生學習情況以及教師教學情況，從而為學校建設、教師專業發展提供評價反饋。專家、同行、學生、教師、教學管理者和學生家長都能參與到評價中，促進傳統單一的教學評價轉向教師學生自評、專家同行點評、家長參評的多元化評價，使評價更加科學、更有說服力。如圖2所示。

在智能教室環境中，還可以跨區域組建教研組實施網絡教研，通過強強聯合、以強帶弱、整體聯動的發展模式，促進區域教學共同發展。

三、結語

未來課堂的形式必定是以智能教室為主的，智能教室進入課堂，對原有教學方法、教學模式和教學資源等都產生了重要的影響，使課堂教學發生革命性的變化，強有力地增強了信息技術與教學內容、教學方法等相關教學要素進行流程再造與重塑，最終達到技術與教育教學深度融合。這種融合產生的教學變革是一個逐步漸進變革的過程，遵循一定目標與路徑，打造出新的教育生態。智能教室在課堂教學中的應用，對教師的教學設計、教學實施、自我調控能力提出了更高層次的要求，促使教師重新認識并設計教學，構建面向未來創新人才培養的新型課堂。在此過程中，教師要深入學習，深層次地挖掘智能教室的更多功能，不斷提高教學應用水平，更加有效地促進學生學習、提高教學質量。

參考文獻：

[1]? 陳蓓蕾，張屹，楊兵，等.智慧教室中的教學交互促進大學生深度學習研究[J].電化教育研究，2019（03）.

[2]? 吳筱萌.交互式電子白板課堂教學應用研究[J].中國電化教育，2011（03）.

[3]? 葉瀾.讓課堂煥發出生命活力——論中小學教學改革的深化[J].教育研究，1997（09）.

[4]? 劉春燕.基于交互電子白板的數學課堂教學優化策略研究[D].長春：吉林大學，2011.

[5]? 趙琳，解月光，楊鑫，等.智慧課堂的“動態”學習路徑設計研究[J].中國電化教育，2017（11）.

[6]? 胡衛星，田建林.智能教室系統的構建與應用模式研究[J].中國電化教育，2011（09）.

[7]? 韓后，王冬青，曹暢.1：1數字化環境下課堂教學互動行為的分析研究[J].電化教育研究，2015，36（05）.

[8]? 赫爾巴特.普通教育學[M].李其龍，譯.北京：人民教育出版社，2002.

[9]? 龍寶新.助推式課堂：課堂管理方式變革的新路徑[J].教育發展研究，2018，38（18）.

[作者：黃威榮（1977-），男，貴州晴隆人，貴州師范大學教育學院/智慧教育研究中心，副教授，碩士生導師，碩士;蹇孝玉（1995-），女，貴州余慶人，貴州師范大學教育學院，碩士研究生;吳賢瓊（1992-），貴州黎平人，貴州師范大學教育學院，碩士研究生;鄧燕艷（1996-），四川樂至人，貴州師范大學教育學院，碩士研究生。]

【責任編輯 孫曉雯】

*該文為貴州省教育廳高校人文社會科學研究課題“師范生教育信息技術應用能力混合式培養研究”（2015SSD20）、貴州省2015年教育科學規劃課題“中小學教師信息技術應用能力結構體系研究”（2015A056）、貴州師范大學2016年省級本科教學工程建設項目“教育技術學專業綜合改革”（2016ZZ1）的部分研究成果