我國智慧課堂研究現狀述評

姜叢雯 傅樹京

摘要 ：課堂作為教育信息化的微觀層，是學校開展教學活動、實現教育目標的主陣地，只有實現智慧課堂的構建才能推動智慧教育的進程，這使得智慧課堂的研究與應用成為智慧教育研究的重要方向之一。文章通過對與智慧課堂貼合度高的近30篇期刊論文進行整理分析，以期更好地把握國內有關智慧課堂的理論研究現狀，尋求研究新方向。

關鍵詞：智慧課堂;研究現狀;教育技術;教學模式

作為新一輪科技革命和產業變革的核心驅動，人工智能正不斷地影響社會發展和人類生活。為更好地應對本次產業變革的挑戰，國家頒布一系列政策文件，強調智慧教育將成為推動教育信息化又一輪創新發展的新浪潮。課堂作為教育信息化的微觀層，是學校實現教育目標的主陣地，是教育信息化價值能否實現的出發點和落腳點。只有實現智慧課堂的構建才能推動智慧教育的進程，這使得智慧課堂成為智慧教育研究的重要方向之一。

本文通過中國知網（CNKI）以“智慧課堂”、“智慧教室”、“智能課堂”為檢索詞，以題名或關鍵詞或主題為檢索項，以核心期刊、CSSCI為來源類別，對2008-2018年的期刊論文進行檢索，從檢索到的

218條結果中按相關度排序并選取與智慧課堂貼合度高的近30篇期刊論文進行整理分析，以期更好地把握國內有關智慧課堂的理論研究現狀，尋求研究新方向。

一、智慧課堂概念及特征

理解智慧課堂，我們首先要明確“課堂”這一概念。王鑒教授將課堂的含義概括為三個遞進的層次：首先，課堂是教室（classroom），是學校教學活動發生的主要場所;其次，課堂是狹義的發生在教室內的教學活動;第三，課堂是課程與教學活動的綜合體，包括課程、教學活動、教學環境、師生關系等多要素間的互動關系[1]。第一層次從空間角度出發，第二層次從行為角度出發，第三層次從課程與教學角度出發。本文所探討的課堂不是課程教學研究的對象，而是外在物理環境與內在教育教學活動的結合體，是實現教師、學生、教學要素、教室環境等多要素和諧互動的活動空間。

1.??? 智慧課堂的概念

什么是“智慧課堂”？國內諸多學者都對智慧課堂及相關概念進行過界定與分析。總的來看，當前對“智慧課堂”的概念界定主要有兩類：

第一類基于教育教學視角，將“智慧課堂”與傳統課堂對立起來，強調課堂要以學生為主體、注重學生的情感體驗與合作探究。吳永軍認為智慧課堂是充滿智慧的課堂，是教育思維和教育情感互動的產物，是師生智慧互動共生的過程與結果[2]。顧建芳提到智慧課堂是課堂的一種類型，是基于智慧的課堂，是以學生為主體，以能力為重點，以素養為目標的課堂[3]。

第二類基于新興信息技術視角，認為智慧課堂是利用智能化技術支持教師的精準化教與學生個性化學的新型空間。陳衛東等認為智能教室是一個對教室所裝備的視聽、計算機、投影、交互白板等聲、光、電設備進行控制和操作，方便師生接入資源，以自然的人機交互為特征的，依靠智能空間技術實現的增強型教室[4]。何克抗認為智慧教室是利用EDM（Educational Data Mining）和LA（Learning Analytics）技術，幫助教師有效開展智能決策、智能實施和智能評價的全新教與學的方式[5]。何文濤等認為智慧教室是指配置了多種現代媒體技術以供教學使用的物理空間和信息空間[6]。劉軍認為智慧課堂是在技術與教學雙向深度融合基礎上實現教學流程再造的發展空間，是采用智能形態的技術構建富有智慧的課堂教學環境以滿足學習者個性化學習需求的課堂[7]。可以看出，這一類型的智慧課堂能夠在一定程度上實現個別化教學，并對學生的學進行有效干預。但是該類對智慧課堂概念的界定看重新興智能技術設施的配備與應用，將課堂技術化作為其追求的目標，存在使教師的教與學生的學成為技術附庸的潛在問題。

筆者在文獻搜索過程中還發現部分與“智慧課堂”相關或類似的主題研究，如“智慧教室”“智能教室”“未來學習空間”等，各概念間并沒有明確的區分界限。可見“智慧課堂”的概念在我國尚未達成統一共識，這與該領域研究尚處于起步階段有關。

2.??? 智慧課堂的特征

為更深入地理解“智慧課堂”，部分學者在進行概念界定的同時對智慧課堂的特征做了進一步說明。黃懷榮等利用“SMART”概念模型，從五個維度分析了智慧教室的精準性、多樣性、便捷性、高效性、互動性與智能性[8]。陳衛東將未來課堂的特性概括為人性化、混合性、開放性、智能性、生態性和交互性等六個方面[9]。孫曙輝等認為智慧課堂具有高效互動性、個性化學習、開放合作性[10]。劉邦奇認為智慧課堂的核心特征主要有教學決策數據化、評價反饋及時化、交流互動立體化、資源推送智能化四個方面[11]。

綜上所述，可以將智慧課堂的特征總結為以下三個方面：第一，智能精準性。依托新興智能技術，獲取學生學習的精準數據并及時反饋給教師，實現對全課堂行為的實時監控，做出有針對性的課堂管理策略。第二，有效互動性。基于精準數據獲取，實現課堂“師-機-生”多要素間的良性互動。第三，開放共生性。通過智能化信息技術的應用實現物理空間環境與虛擬現實環境的融合，打破傳統課堂的界限，使得泛在學習和個性化定制學案的生成均成為可能。

二、智慧課堂實現技術

智慧課堂實現技術是指從教育技術學科視角，對如何將物聯網、大數據、云計算、“互聯網+”等新興智能技術應用于智慧課堂的構建，實現傳統課堂從物理空間環境上向智慧性轉變。隨著新技術的開發與引入，智慧教室從設計到裝備的選擇逐漸多樣化，更加注重從用戶體驗感出發，以人為本，用智能化促進師生互動溝通。

智慧課堂實現技術研究在智慧課堂研究中起步較早，早在2003年清華大學已推出“Smart Classroom”（智能空間遠程教育）項目以解決遠程教學中受空間與設備限制的問題。近幾年，國內對智慧課堂實現技術的探索性研究逐漸成熟，很多學者，如陳衛東、許亞鋒等研究團隊對智慧課堂實現技術都進行了縱向深入的系列探討。

1.??? 智慧課堂實現技術構成

陳衛東等對當前智能教室構建的三種技術基礎——分布式侍候計算技術、交互電子白板技術和智能空間技術進行功能特性分析，總結出未來智能教室功能模塊架構，這對我們重新認識未來課堂、推動課堂改革具有理論指導意義[9]。在此基礎上，陳衛東在其博士論文中對未來課堂開發實現的主要技術，如云端技術、泛在網絡技術、多屏顯示技術、智能環境控制技術、交互顯示終端與互動反饋技術等做了進一步的詳細闡述，為未來課堂實驗室物理形態空間的開發與建設提供關鍵技術支持[9]。卞金金等建構了依托于情景采集、移動通信互聯、數據挖掘、智慧終端設備等新技術的智慧課堂學習模式，并針對課前、課中、課后的教學活動特征進行技術支持，以實現智慧課堂中技術與學習的雙向融合[12]。綜上可知，我國對于智慧課堂實現技術的構成

研究多集中在理論探究階段，并且隨著新興智能技術的不斷發展與更新，能夠應用于智慧課堂的關鍵技術還將不斷豐富，僅通過本文階段性的文獻梳理，尚且無法對實現技術進行全面呈現。但總體來看，智慧課堂實現技術以計算力和深度學習算法為基礎和關鍵技術，通過與大數據相結合，為實現智慧課堂智能化、多元互動學習環境提供技術支持，是助推智慧教育發展的關鍵要素之一。

2.??? 智慧課堂實現技術框架

許亞峰等提出了“改進的PST框架”，以細化未來學習空間設計、開放、評價的具體步驟[13]，為未來學習空間的應用與實踐提供了可操作性指導。其團隊認為技術是未來課堂設計的重要實踐要素，利用技術增強未來學習空間已然成為趨勢，在建設與應用中既要考慮到教育和空間對技術的要求又要兼顧技術對教育和空間的反作用，智慧課堂技術具有一定的創新價值[14]。另外，許亞鋒結合PST（Pedagogy-space-technology）框架針對人工智能時代學習空間的變革進行了系統分析，并從規劃、陳設、技術與環境四個維度對學習空間進行綜合技術設計，最終建立了智能學習空間層級模型，并對智能應用進行科學闡釋，兼具理論與實踐價值[15]。朱家華等分析了當前基于互動媒體技術的智慧教室物化技術與理想化互動媒體物化技術，并對互動媒體支持的智慧教室模型進行建構，以打造互聯網-物聯網-通信網三網一體適應學習者多元化學習的智慧教室[16]。

總體來看，智慧課堂實現技術框架的研究是從技術視角出發，通過對技術框架的合理建構，不僅加速新型智能技術在教育領域的應用，也幫助教師有效地理解智慧課堂內在技術原理。同時也要認識到，片面依靠教育技術，并不是推動教育變革，實現智慧教育的關鍵。智慧課堂的真正落地，還須要立足教學全過程，加強對教師進行相關新興信息技術的培訓與實踐，實現技術與教育的深度融合。

三、智慧課堂教學應用

智慧教學是智慧課堂的中心環節，是實現智慧教育的重要載體。因此，在對智慧課堂實現技術進行研究的同時，對智慧課堂教學流程、教學模式的研究也逐漸增多，并呈現由普遍型教學模式研究向具體學科型教學模式研究的發展趨勢，這也反映出當前我國智慧課堂教學研究的發展趨向，逐漸從技術依賴向技術應用轉變，從教師教學信息化向教師的教與學生的學雙向融合、互動和諧的智慧性方向發展。

1.??? 通用型教學模式分析

陳衛東認為：“技術不能自動改變教學效果，真正影響教學效果的是教師的教學模式。”[9]因此，其構建了一種凸顯未來課堂特征的教學模式以指導教學實踐，并以語文和數學學科為例設計了兩堂未來課堂教學應用案例，對智慧課堂的教學實踐具有現實指導意義。孫曙光等利用微云服務器、終端應用工具和云平臺技術手段，構建基于動態學習數據分析和“云端”應用的智慧課堂信息化環境，實現教與學有效互動的“3+10”教學模式[10]。劉邦奇通過創設智慧型學習環境，提高教學過程中的數據分析、評價反饋、交流互動和資源推送能力，以全體學生為中心設計出“三段十步”的智慧教學流程模式，從而實現課堂中教與學立體化融合交互[11]。晉欣泉等基于智慧課堂教學理論框架及其5J模型，由課前精心設計、課中精致教學、課后精益輔導三個教學環節構成智慧課堂教學模型[17]。

綜上可見，通用型智慧課堂教學模式的研究多從教學論角度出發，將智慧課堂看作新興信息技術與課堂教學深度融合的新形態，以智慧課堂實現技術研究成果為基礎，對新興智能技術與教學過程各環節無縫隙對接進行設計與探究，全面變革傳統教學的形式與內容，以促進課堂師生互動與深度體驗，更好地運用技術實現教育教學目標。同時，此類研究能夠加速“互聯網+教育”的融合程度，幫助我們在教育領域加快“互聯網+”“大數據”“云計算”等智能技術創新應用的同時，回歸智慧課堂的功能價值，讓智慧課堂真正為智慧教育的發展帶來實效，具有一定的實踐價值。

2.??? 具體學科教學模式分析

在通用型教學模式研究逐漸成熟的基礎上，很多學者也著手具體學科教學模式的探究。如唐燁偉等對小學數學的智慧課堂構建與教學策略進行研究[18];龐敬文等對小學英語的智慧課堂與教學策略進行探究并提出具體實踐建議[19];劉忠強等對中學語文的智慧課堂構建與教學策略進行分析研究[20];項發見對高中物理云網端智慧課堂信息化環境的建構與教學的過程進行分析研究[21];張新改對英語智慧課堂的建構及教學活動三階段進行分析研究[22]。

綜上可知，相比于通用型教學模式的研究成果，具體學科教學模式的研究尚且處于初期階段，可將其看作對通用型智能技術模式的課堂應用與深入推廣。總的來說，具體學科教學模式的探究多從學科素養出發，通過分析具體學科在不同學段的教學目標，對智慧課堂智能化技術環境下的教學流程與形態進行創新，從而有針對性地培養學生的學科思維，推動學生智慧的生成。另外，還在教學設計、教學實施及教學評價等方面對教師能力提出了更高的要求，這對教師了解智慧課堂教學模式，有效利用智慧課堂開展教學活動、實現教學目標具有指導意義。

四、研究結論與未來啟示

通過文獻梳理可知，當前關于智慧課堂的技術裝備以及與之匹配的教學模式的研究為實現智慧課堂教育價值起到一定促進作用。從研究價值取向看，發現當前智慧課堂的研究大都堅持以人為本的理念，以為師生提供便捷有效的智能化服務為目標。從研究層次角度看，對智慧課堂的研究大致經過從基本概念界定，到智能化技術設計，再到技術與教學的深度融合這三個階段，體現出研究范圍的擴大，研究視角的交叉融合，研究程度的加深，為教育信息化提供了理論和實踐支持。

雖然研究成果不斷豐富，但仍有部分問題亟待解決：首先，學界尚未對智慧課堂的概念及內涵特征形成定論。這將造成各研究成果間缺乏集中與關聯，不利于系統性理論的形成。其次，新興信息技術與課堂教學缺乏深度融合。現階段對智慧課堂教學研究仍未擺脫傳統教學模式：課前備課預習、課中師生自主、課后復習。僅注重多媒體教學手段的替換：由交互式投影變為個體移動終端、由有線網絡學習轉向無線網絡泛在化學習，未能有效地打破傳統課堂結構，也未凸顯教師在智慧課堂教學中面臨的新挑戰及應對策略。第三，缺乏從教師角度進行系統研究。教師既是學校教育教學組織內的專業組織人員，又是課堂組織結構中的領導者。當前國內僅有部分從人工智能背景下對教師角色轉型的宏觀研究，后續對智慧型教師的研究還須加大力度。

面對智能化信息技術對教育領域帶來的巨大沖擊與影響，雖然教師職業不會被替代，但隨著智慧課堂外在環境與教學模式的智能化升級，對學生學習的自控力、注意力與協作力提出更高的要求，并可能會產生新課堂問題行為，后續研究可以從教師角度，對智慧課堂管理模式、教師行為轉變等進行深入探究。教師如何形成有效的智慧管理模式，發揮課堂領導力？隨著新技術在課堂中的廣泛應用，教師行為空間是擴大還是縮小？教師如何提高信息技術創新能力，從而不被淪為智能技術發展的附庸？對這些問題的思考，對于優化智慧課堂內在價值、指導教與學活動具有理論與實踐雙重意義。

參考文獻：

[1]王鑒.課堂研究引論[J].教育研究，2003（06）.

[2]?? 吳永軍.關于智慧課堂的再思考[J].新課程研究：基礎教育，2008（04）.

[3]?? 顧建芳.小學智慧課堂的內涵及實踐策略[J].上海教育科研，2017（10）.

[4]?? 陳衛東，葉新東，張際平.智能教室研究現狀與未來展望[J].遠程教育雜志，2011，29（04）.

[5]?? 何克抗.智慧教室+ 課堂教學結構變革——實現教育信息化宏偉目標的根本途徑[J].教育研究，2015，36（11）.

[6]?? 何文濤，楊開城，張慧慧.智慧教室環境下協作學習的運行特征分析[J].中國電化教育，2018（08）.

[7]?? 劉軍.智慧課堂：“互聯網+”時代未來學校課堂發展新路向[J].中國電化教育，2017（07）.

[8]?? 黃榮懷，胡永斌，楊俊鋒等.智慧教室的概念及特征[J].開放教育研究，2012，18（02）.

[9]?? 陳衛東.教育技術學視野下的未來課堂研究[D].上海：華東師范大學，2012.

[10] 孫曙輝，劉邦奇，李新義.大數據時代智慧課堂的構建與應用[J].中國信息技術教育，2015（Z1）.

[11] 劉邦奇“.互聯網+”時代智慧課堂教學設計與實施策略研究[J].中國電化教育，2016（10）.

[12] 卞金金，徐福蔭.基于智慧課堂的學習模式設計與效果研究[J].中國電化教育，2016（02）.

[13] 許亞鋒，張際平.面向體驗學習的未來課堂設計—基于改進的

PST框架[J].中國電化教育，2013（04）.

[14] 許亞鋒，葉新東，王麒.未來課堂的設計框架研究[J].遠程教育雜志，2013，31（04）.

[15] 許亞鋒，高紅英.面向人工智能時代的學習空間變革研究[J].遠程教育雜志，2018，36（01）.

[16] 朱家華，崔鴻，劉家武.基于互動媒體技術的智慧教室設計思考[J].實驗室研究與探索，2018，37（12）.

[17] 晉欣泉，田雪松，楊現民，等.大數據支持下的智慧課堂構建與課例分析[J].現代教育技術，2018，28（06）.

[18] 唐燁偉，樊雅琴，龐敬文，等.基于網絡學習空間的小學數學智慧課堂教學策略研究[J].中國電化教育，2015（07）.

[19] 龐敬文，王夢雪，唐燁偉，等.電子書包環境下小學英語智慧課堂構建及案例研究[J].中國電化教育，2015（09）.

[20] 劉忠強，鐘紹春，鐘永江，等.基于CASH課程理念的中學語文網絡學習空間建設策略研究[J].中國電化教育，2018（06）.

[21] 項發見.基于云網端智慧教學的實踐思考與案例研究[J].中學物理教學參考，2018，47（21）.

[22] 張新改.大數據時代英語智慧課堂的構建[J].教學與管理，2018（36）.

[作者：姜叢雯（1989-），女，山東諸城人，首都師范大學教育學院，博士研究生;傅樹京（1961-），女，北京人，首都師范大學教育學院，教授，博士生導師。]

【責任編輯 孫曉雯】

該文為北京市社會科學基金項目“人工智能背景下教師功能空間研究”（18JYB009）的階段性成果