教育信息化背景下高校智慧教學模式實施策略研究

覃基笙

（廣西師范大學 教育學部，廣西 桂林 541004）

隨著國家對創新型人才需求的增加和教育水平的不斷提高，人們對教育的要求和重視程度也越來越高。傳統課堂教學模式養成了師生應試教育的思維，極易使學生思想固化，導致學生失去自主學習、探究、思考問題的意識，難以將課堂中學習的理論知識應用到實際生活中，造成教學質量不佳的現象。為了實現高校教育的現代化、科學化和多樣性，將信息化技術和互聯網作為課堂教學的技術支持已經成為各大院校和教育工作者研究的主要內容[1]62-69。智慧教學模式充分發揮了互聯網和信息化技術對教育發展的引導性作用，不斷驅動教育信息化背景下教學改革和發展，提升學生的綜合素養，促進高校學生個性化發展。

智慧教學指構建出與先進技術手段相融合的教學環境，幫助教師在課堂教學中采取更高效的教學方法，使學生在學習過程中滿足個性化發展需求。開展智慧教學需要利用智慧化設備構建課堂教學環境，采取智能高效的教學策略完成教學任務，引導學生完成教學活動，實現現代智慧教學的價值。智慧教學發展的目標是培養學生的自主學習能力，使學生在學習中逐漸形成科學、合理解決學科問題的能力，培養學生獨立思維的習慣，促進學生向多元化方向發展[2]80-85。智慧教學是先進的技術手段與課堂教學深度融合，是教學行業發展的新形勢、新階段。智慧型教學環境對教師的學習能力和信息化教學能力要求較高，需要進一步培養和提升教師的信息技術應用能力，鼓勵教師積極參與智慧教室新型教學模式的構建。

一、智慧教學模式的優勢

近年來，云計算、5G、大數據等先進信息技術飛速發展，移動終端在學生群體中應用普遍，通過構建信息化教學環境，探究具有先進智慧的教學方法，在教學過程中培養學生的智慧學習能力，促進了學生個性化發展。因此，智慧教學是實現教育現代化的必經之路，是教育教學發展的必然趨勢。

（一）實現數字化教學

教育信息化背景下實施智慧教學模式，主要是通過先進的技術手段和互聯網制作成云課堂、微課視頻、慕課、語音包等，輔助教師開展課堂教學[3]76-77。學生可以通過儲存的視頻或遠程網絡學習、鞏固知識，根據自身的學習情況和時間開展自主學習，或通過大數據提供的資料分析自己學習中存在的問題。智慧教學可以將課堂教學進行數據化表現，并將課堂教學信息儲存在數據庫中，讓學生可以根據自身的需求隨時進行學習和補充，有利于提升教學效率，促進學生個性化發展，提升學生的綜合能力。

（二）提升課堂教學趣味性

教育信息化時代，先進技術與教育有機融合形成的智慧教學模式，是教學現代化發展的趨勢，符合學生的發展需求，提升了課堂教學的趣味性，學生可以根據自己的興趣挖掘知識。采取智慧教學模式進行教學，可以提升學生的課堂參與度，并根據大數據信息制定符合學生學習實際和學習興趣的方法，大幅提升教學效率。此外，教師是智慧教學的實施者，需要通過大數據信息觀察和分析學生的學習狀態，發現學生學習過程中存在的問題，最大限度地做到因材施教，發揮出智慧教學的優勢。此外，智慧教學需要計算機數據輔助教學，可以為教師設計教學活動提供數據，有助于教師進行課后總結和評估，有利于教師根據分析結果完善教學計劃。

（三）使教學框架具有條理性

智慧教學模式是一種運用多種技術手段搜集、分析信息數據開展教學的模式，集中體現出教育信息化時代教學的優勢。課堂教學數據和學生學習的數據均可以儲存在大數據中，并利用計算機技術或程序自動分類，是教師在智慧教學模式的協助下，幫助學生深入理解學科知識，引導學生更有條理地歸納知識，逐漸形成層層分析的學習習慣，有效拓展學科知識，培養學生自主學習和創新思維能力。將分散性知識點系統化整理，使教學框架具有條理性，讓學生對教學內容有更加清晰的認識和理解。

（四）增加課堂互動

與傳統課堂教學模式相比，智慧教學模式最突出的優勢即建立了新型“交互課堂”，促進了師生、學生間的交流互動。智慧教學模式主要利用三種方式增強課堂教學交互性。首先，智慧教學模式可以將學生的聽課狀況實時反映到數據系統，課堂教學過程中可以在學生的移動終端同步播放與學科內容相關的幻燈片，遇到復雜的知識點，學生可以及時反饋給教師，便于教師進行重點解析。其次，部分智慧教學中添加了彈幕形式，有效提升了學生的課堂參與度，營造出活躍輕松的課堂氛圍。最后，智慧教學增加了學生提問、回答問題的機會，并可以實時將學生的表現儲存在數據中，為最終考核提供依據。

二、智慧教學模式中常用的技術

智慧教學模式中最關鍵的技術支撐有大數據平臺、云計算、物聯網技術和泛在網絡，其中，大數據平臺和物聯網技術為智慧教學提供數據支持，而云計算和泛在網絡是開展智慧教學的基礎，在強大的技術手段支持下，高校智慧教學才能得到持續、健康的發展。

（一）大數據平臺

大數據被提出至今已經逐漸成為最熱門的IT技術，其來源極為廣泛，包括傳感數據、多種交易數據、交互數據等。大數據平臺是多種獲取、存儲、分析、管理、共享、可視化技術等的集合體。大數據平臺的存在意義并不是為了儲存龐大的數據信息，而是為了對某些有意義的數據進行專業的分析處理。大數據具有兩個重要特征，即數據流動增長和跨領域數據交叉融合。大數據平臺的核心處理技術包括云計算平臺、大規模并行處理數據庫、互聯網、分布式數據庫、分布式文件系統和可進行擴充處理的存儲系統[4]285-288。隨著教育信息化進程的不斷推進，教學過程、科研過程、教學管理和學生學習會產生大量數據，大數據平臺為教學信息化提供了有力支持。

（二）物聯網技術

物聯網技術指利用全球定位系統、紅外感應器、信息傳感器、激光掃描器等各種信息傳感工具，實時采集所有需要連接、互動、監控的過程或物體數據等各類信息，采集其光、熱、聲、電、生物、化學等信息，與互聯網一起構成一個巨大的網絡，以實現物體和人、物體彼此間的泛在連接[5]56-58。所有的事物均與網絡聯系在一起，便于控制、識別和管理。物聯網技術的基礎是信息采集，主要利用電子標簽和傳感器等形式完成，一般傳感器可以收集采集點的環境參數，電子標簽標記采集點信息。采集信息結束后利用無線網絡將信息上傳到網絡信息中心存儲，并通過各類先進的智能技術分析和處理上傳的數據，產生智能控制的效果。物聯網技術可以為課堂教學、教學管理或課外學習提供技術支撐，豐富教學資源、優化學習環境、改進學生學習方式、提高教學管理效率、節約教學管理成本。

（三）云計算

“云”本質上指網絡，狹義上講云計算是一種為使用者提供資源的網絡，使用者可以根據自己的需求下載和使用云計算中的資源。云計算中的“云”強調了計算的分布性和泛在性，是并行式計算、分布性計算和網絡技術等發展的成果。云計算包括虛擬化技術，具有高性價比、高靈活性和可擴展性[6]89-96。與物聯網技術相比，云計算在教學中的應用更成熟和普及，已經獲得了良好的使用效果。云計算在教育教學中的應用主要集中在共享教育資源方面，例如，各種學習平臺、學習軟件、硬件和學習資源等，能夠有效解決教育信息化發展進程中出現的信息孤島、重復投資等問題。此外，云計算可以為學生打造云學習環境，學生利用軟件或其他學習終端可以不受時空約束享受各類學習服務。學生學習過程中生成的各類數據會實時保存到云端，確保學習記錄和學習數據不會丟失，為以后的學習評價和復習等提供數據支持，提高學習效率，節約教學成本。

（四）泛在網絡

泛在網絡指人處于網絡環境中，可以不受時空限制，使用網絡與任何人或物進行信息交換。泛在網絡是跨應用、跨網絡、跨行業、異構多技術的協同和融合發展的產物。泛在網絡可以將物理空間和信息空間無縫鏈接，輔助使用者實現在任何地點、任何時間，與任何人、任何物進行順暢的溝通交流，使用者可以利用合適的網絡與移動終端設備進行連接，獲取個性化、前攝性信息服務[7]133-135。智慧教學環境中，泛在網絡可以將使用者學習、工作和生活連通，將社會教育、家庭教育和學校教育連通，將學習機、PC、手機、電視、平板等各類教學終端連通[8]18-22。

構建高效、完善的智慧教學模式需要綜合應用多種先進的信息技術手段，除上述常用的四種智慧技術外，定位導航系統、增強現實技術等技術的不斷發展，也為智慧教學模式的構建和發展提供了重要的技術支持。

三、現代信息技術應用特點

智慧教學模式是一種既迎合了社會發展，又符合時代進步趨勢的新型課堂教學模式，主要利用互聯網和信息化技術進行教育資源開發和教學過程實施，提升學生的探究欲望和學習興趣，使教師在先進設備和大數據平臺的輔助下，減輕教學負擔，提升教學效率。智慧教學模式中常用現代信息技術的特征如下：

（一）大數據平臺特點

其一，大數據平臺可以實時監測教育情況，剖析教育中存在的問題。互聯網的出現為廣大師生自由評論和發言提供了平臺和機會，尤其是各種交流軟件的出現，成為師生交流溝通的重要渠道，利用大數據平臺可以精準把控師生交流動向，迅速分析預測教育發展方向，分析教育過程中出現的各種問題。其二，根據大數據提供的實時、全面、持續的資料可以評估教育現代化和信息化發展水平和趨勢，對國家整體教育發展水平或地區教學現代化和信息化水平做出準確評估，同時根據評估標準自動分析教育中存在的薄弱環節。其三，利用大數據平臺可以采集學生學習過程中的各種數據，教師可以根據數據和分析對學生做出發展性評價，幫助學生制定科學、合理、個性化的學習方案，提高課堂教學效率。

（二）物聯網技術特點

其一，物聯網能夠監測學生體質健康狀況，學校可以為學生佩戴具有體質監測功能的傳感器，可以實時、持續關注學生的心率、脈搏、體溫等身體狀況，形成區域性或全國學生健康狀況數據庫。其二，物聯網可以采集學習情境相關數據，利用傳感器和定位系統，收集學生學習相關信息，為學生推送適合的學習資源、服務等，促進學生個性化發展。其三，物聯網技術可以將現代教學理念和先進的傳感技術結合在一起，幫助學生開展課外教學活動，還可以利用智慧教學技術幫助學生開展各種教學實踐活動，培養學生的創新思維和探究能力。其四，物聯網技術可用于管理各種教學設備，例如會議設備、教室設備、實驗室設備等的分布狀況，為這些教學設備粘貼標簽或配備傳感器，并分配人員管理，進行統一管理，有效檢測各項教學設備的工作狀態，減少因設備故障造成的教學問題。

（三）云計算特點

其一，云計算可以將分布在不同區域的服務器利用互聯網連接在一起，實現海量數據分析處理、大規模計算以及信息服務需求。其二，虛擬化技術突破了時空限制，是云計算的限制特點之一，可通過虛擬教學平臺完成對移動學習終端的數據遷移、數據備份和數據擴展等。其三，云計算具有高效運算能力，在教學服務器上增加云計算可以大幅提高計算速度，且在一定程度上優化了物理資源，節約了計算成本。

（四）泛在網絡特點

其一，泛在網絡使用者可以在互聯網、移動網、電信網和衛星圖等多種網絡之間無阻礙享受高品質的網絡信息服務，是智慧教學能夠無縫訪問、全面連通的基礎技術支持。其二，泛在網絡是支持云計算、大數據等技術發揮智慧作用的依托。目前，泛在網絡已經被用于多個領域，如教育、環保、后勤、金融服務、家庭網絡、醫療保健、政府管理、各類辦公室智能化和自動化服務等。其三，泛在網絡可將數字資源、泛在網絡環境和先進的移動技術高效整合在一起，構建成易于掌握、識別和獲取知識的信息共享系統即為泛在圖書館，泛在圖書館可以確保使用者在尊重知識產權的前提下，利用不同的學習終端隨時隨地獲取圖書資源信息。

四、智慧教學模式實施策略

由于知識的獲取和能力的形成需要有長期的良性循環過程，只有不斷積累知識點，持續深入探索未知知識，才能形成“智慧”。智慧教學模式需要借助有效教學策略和先進技術手段不斷促進學生進步，幫助學生優化知識結構，提升學生綜合素養和實踐創新能力。

（一）構建合理教學內容結構

傳統教學內容結構屬于線性思維，注重不同知識點之間的邏輯關系和遞進關系，以引導學生掌握基礎知識和基本技能。與傳統教學相比，智慧教學更加注重學科知識的智慧價值和社會價值，注重教學內容的客觀性、社會性和智慧性。首先，教學內容必須具有客觀性，雖然不斷有研究懷疑和解構部分知識的確定性，但建立在自然科學基礎上的學科知識是不容否認的，這些知識維持并帶動了人類社會的運轉。教師組織和安排基礎性知識時要確保知識的邏輯性和嚴謹性，為學生提供知識模板和學習支架，引導學生構建自己的知識體系，不斷加深對學科知識的記憶和理解。其次，教學內容應該具有社會性，知識的產生和傳播會受到文化模式和傳統習俗的影響，具有一定的價值性、情境性和文化性，教師組織和設計教學內容時要賦予知識一定的社會性，便于培養學生對知識的理解和運用能力。教師運用先進的智能技術創設情境化問題時，應該注重問題的引導性和啟發性，在情境中融入生活內容，在引導學生解決問題的過程中，培養學生解決問題的能力。最后，智慧教學的教學內容必須具有智慧性，各學科知識都蘊含著無盡的智慧，只有教師精心設計教學方案，才能幫助學生將知識轉變為智慧。教師組織教學內容要具有探究性、挑戰性，教師圍繞探究問題對學生做出指導和引導。學生在解決問題的過程中達成目標，不斷發現問題，解決問題，智能技術為學生提供學習資源和學習服務，幫助學生驗證假設，逐漸接近探究目標，形成創新思維能力。

（二）教學組織形式具有多樣性

目前，高校教學主要依賴教師課堂教學，束縛了學生的創造力，降低了學生對知識的探究欲望。智慧教學可以將研究、學習、創造有機結合，通過智能技術引導學生在學習中研究，在研究中學會創新。首先，要充分利用校園網絡空間，鼓勵學生開展自主學習，使學生掌握基礎知識和基本技能。教師要預設問題交流、操作演示和案例研究等學習活動，為學生提供學習模板，引導學生自主學習和反思。對于自主學習能力較差的學生，教師提供的學習模板可以幫助他們構建系統的學習框架，控制學習進度，逐步提升學生的自主學習能力。自主學習網絡空間要支持學生在線交流，輔助學生進行自主學習。此外，教師對學生自主學習成果點評時，要以鼓勵和表揚為主，維持學生的學習興趣。其次，智慧教學要充分利用各空間教學資源，引導學生在線合作探究問題。智慧教學模式下設置探究性問題時，可以圍繞學科的隱性知識和應用型知識展開，在挖掘學科知識點間的邏輯性的同時注重知識的實際應用，學生通過在線協作、交流和資源整合等技術手段掌握解決問題的方法。智能學習空間為學生提供了資源共享、知識交換和交流合作的機會，有助于學生解決學科問題，構建知識體系，培養學生獨立探究能力、交流協作能力和深度反思的學習習慣。最后，教師可以將學生分成不同小組，鼓勵學生開展空間團隊合作，同一團隊擁有同一任務和目標，在網絡學習空間交流溝通、彼此監督、分享學習經驗，利用智能技術求證假設，鍛煉實踐能力，共同制定問題的解決方案和完成路徑。以智能技術輔助學生開展深度學習，通過解決問題培養學生問題解決能力和應對復雜學習情境的智慧能力。

（三）構建多元動態評價體系

教學評價是研究學生所學與教師所教的價值的過程，智慧教學模式可以利用智能技術和大數據構建多元動態評價體系。評價主體主要包括教師評價、學生互評和學生自評；評價方式主要包括總結性評價和形成性評價；評價內容主要包括學生對知識的掌握程度、對知識的探究能力、自主學習能力、問題分析解決能力和與他人的協作能力。用學生的學習效果評價教師的教學質量是智慧教學評價的主要思想，因此，評價主體首先應該是學生。在智慧教學模式中，學生參與的教學活動除課堂學習和課外探究外，還包括線上教學活動。大數據等智能技術可以采集學生在線學習的各類數據，包括課前預習、出勤狀況、互動情況等，教師可以根據這些數據了解學生的課堂參與度，例如，學生在課堂教學中的學習積極性、協作能力和自主探究能力，對知識的掌握程度等，進而對學生的學習成果做出評價，并發現教學過程中存在的問題，進一步提升教學質量。

如今，大數據、物聯網、移動終端、云計算等新一代智能技術的迅速發展，使教育信息化建設從數字化邁入智能化時代，智慧教學成為教育發展的新趨勢。利用智能技術和設備輔助教學，可以使學生在使用現代科技的同時，不斷提升和發展自我，成為現代社會需要的人才，符合現代教育發展理念。