智慧教室的“智慧性”分析與應用思考

曾馨瑤 胡衛星

摘要：智慧教室的出現是教育技術發展到一定階段的產物，也是當下一種新興的信息化教學形式和教學手段。本文分析了智慧教室應用的場景，對智慧教室的智慧性應用進行了反思，以期能夠幫助師生盡快適應信息化教育發展的各種需求，重新構建學校課堂教學生態的新局面。

關鍵詞：智慧教室;應用場景;評價反思

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）02-0079-04

教室作為學生在校學習的主要學習環境，其優良程度會直接影響學生的學習與身心發展狀況。[1]因此，建設新型教室環境，促進信息技術與具體學科教學活動的融合是當前教育變革的重要舉措之一。2009年IBM公司首次提出“智慧地球”的概念之后，“智慧教室”概念也隨之產生并得以實現和廣泛應用。近年來，人們采用智慧教室實現了教學環境和教學模式的改革創新，達到了優化教學資源、激發學生學習動機和改善教學效果的目標。

● 智慧教室的“智慧性”理解

智慧教室的出現在一定程度上可解決優質教學資源無法共享、教學方式缺乏互動性和接入能力差等問題。

1.作為信息技術與教學相融合的典型智能化學習環境

黃榮懷等人在2012年提出了智慧教室的“SMART模型”，指出智慧教室的智慧性主要包括教學內容的優化呈現（內容呈現）、教室的布局與管理（環境管理）、學習資源的便利獲取（資源獲取）、課堂教學的及時深度互動（及時互動）、情境的感知與檢測五個維度。[2]隨后，聶風華等人在2013年從系統組成角度構建出由基礎設施、網絡感知、可視管理、增強現實、實時記錄、泛在技術等活動模塊組成的“iSMART模型”。[3]智慧教室的“SMART模型”，其核心點在于師生教學交互應用環節的設計與應用。它除了可以實現對智慧教室內部環境及設備進行智能化監控和管理之外，還實現了師生交互過程中對學生學習成果的即時監測與反饋，能夠輔助學生更好地完成相應的學習任務，從而實現深度學習。而“iSMART模型”則側重于更為具體的操作性技術功能模塊的組建，強調智慧教室作為一個為師生提供智能化學習空間的系統工程，它的核心環節是在技術與教學活動的有機融合中，實現師生教學方式的重大變革，特別強調各種智能化信息技術的功能發揮與教學實踐應用。[4]

2.作為技術賦能學生核心素養培養的渠道

作為一種能夠提供智慧生成性教學活動的新興信息化課堂環境，智慧教室要實現對學生核心素養的持續培養，就需要有明顯不同于以往傳統物理性課堂的“智慧性”：第一，在育人目標上，強調將學科核心素養和學生綜合能力結合，并有效滲透到日常教學活動實踐中;第二，在教學流程上，強調學生在學習中的自主性和能動性，看重學生彼此之間的對話、溝通、交往、合作、探究和個性展示等;第三，在教學生態上，要求實施精準教學、有效教學和多元教學等，強調知識學習與社會實踐之間的結合;第四，在學習技術上，強調各種智能教學技術的應用以促進創新探究教學的生成;第五，在教學評價上，要求能夠從一元走上多元，增加綜合性、過程性和增值評價等。

● 智慧教室的智慧性應用實踐場景

1.重構學習環境

智慧教室的出現打破了傳統教學中學生只能在特定地點被動接受知識的局面。胡衛星等人提出智慧教室應以滿足實際教學需求為出發點來建構，尤其要注重教室環境的智慧性教學支持功能的開發與應用。[5]從中可以看出，智慧教室作為一種智能化教學環境，是為了更好地提供教學內容和革新教學方式，而不只是單純地為了改造教室的物理空間。在各種智慧性教學技術手段的支持下，新型學習環境不應被傳統物理空間和時間所束縛，而應以學生為主體作為指導思想，調動學生的學習積極性和主動性，開展探究式、合作式、共享式和生成性的教學。

2.重塑教學模式

智慧教室中可開展的教學模式有翻轉課堂模式、小組協作型、自主探究型、講授型、游戲化教學模式、體驗式學習模式、虛實結合—遠程協同模式等。[6]相較于傳統教學模式，智慧教室中的這些新型教學模式通過技術與教育深度融合創新，將課程教學活動的實施與管理變得更加輕松便捷，課堂教學活動互動更加簡單高效，學生學習活動的過程評價更加實時公平，課堂教學活動信息反饋即時生效。

3.生成教學新數據

在智慧教室的系統建設與應用實踐中，教學數據重組再生是極其重要的一環。教學數據的重組是將師生在課堂教學過程中產生和積累的各種數據重新加工處理。一方面現有的智慧教室均能提供教學過程數據采集和智能關聯分析，及時反饋教師在教學過程中出現的問題;另一方面智慧教室也可以直觀體現師生實時的教學活動，并對其做智慧的動態分析，為多元化教學評價和實時信息反饋提供有力支撐，指導教師靈活調整教學進程，促進師生的深度交互。通過對教學數據的再分析加工，基于新教學數據的深度挖掘，教師能夠對學生的學習情況和活動表現進行有針對性的講解和答疑反饋，完成面向學生的因材施教指導，讓教育教學活動變得更加高效和有針對性。

4.教學服務賦能

智慧教室助力教學改革，可不斷地完善整合現有的教學服務體系。基于智慧教室的投入與使用，一線學校可通過名師講座、整合教學服務體系、種子環境培養、教學成果打造等提供與教學業務深度融合的教學服務。通過智慧教室的教學服務功能對學校的教師進行一體化配套培訓，助力教師用好用活智慧教室，為師生帶來全新的學習體驗，實現教學活動全程全方位協同育人。同時，通過智慧教室中網絡協同的電子化操作，尤其是“無紙化”課堂教學的實施與開展，可給予學生獲取知識多元化的新途徑，也能輕松地實現教學數據和管理工作的區域共建共享與共用，解決好優質教學資源配置不均衡的問題。

● 智慧教室的智慧性應用反思

在當前的一線教學實踐中，智慧教室的應用呈現出前所未有的高速發展勢頭，先進教育理念與最新信息技術的結合正在不斷推動教學改革的持續創新與深入發展。但同時也應該看到，我國的智慧教室建設應用水平整體上仍處于初步發展階段，盡管取得了豐碩的研究成果，但是在實踐應用方面仍然還有一些問題亟待解決。

1.成功之處

第一，開放學習空間，多樣化獲取學習資源。智慧教室順應現代技術發展和學習需求的新變化，旨在使學生的學習由傳統的接受學習轉變為個性化自主探索學習。學生可以通過智慧教室提供的在線互動、雙師課堂、錄播課堂等多元化學習方式，隨時隨地享受到各種優質學習資源。第二，富媒體信息表征，使教學內容更豐富，更有過程性。智慧教室通過多終端的交互性教學活動，將教學資源、教學服務與教學數據等深度融合，打造出全新的現代化學習環境。基于富媒體表征的豐富多彩的教學內容能夠充分調動學生的學習熱情，提高學生的學習參與度。第三，綠色教學，使教學環境環保健康。智能性的空氣質量監測、環境危險防范和智能環控等為師生營造了綠色健康的學習空間。各類設備的實時監控，有效地控制資源浪費和降低使用成本，教室設備的智能化操作滿足了現今社會節能環保與綠色健康的教學活動訴求。第四，師生深度交互，拉近師生距離。在智慧教室中，提倡改變以教師為中心的傳統教學模式。師生可以通過使用各種無線終端設備進行適應性教學，滿足學生的個性化學習需要。形式多樣的智能化信息呈現方式也給予了學生更多的學習自由，幫助學生增強了學習活動的效果體驗感。第五，可視化數據，實時掌握教學情況。可視化數據能夠全程實時記錄課堂教學活動，全面互聯云端網絡資源，實時感知師生的講授與學習狀態。教師可以根據在教學過程中產生的數據實時掌握學生的學習情況，學生可以自由地進行個性化表達。

2.不足之處

第一，缺乏系統的整體規劃設計。缺乏系統思考是當下智慧教室建設與應用所面臨的難題之一。大多數學校為了改革創新而建設智慧教室，雖然建設的初衷是好的，但是許多設計方案沒有設計源頭，盲目地跟從是許多學校和地區智慧教室設計的“通病”。第二，運維管理難度較大。多形式的技術堆砌和多終端的技術設備增大了智慧教室日常運維管理的難度，使數據無法統一共享和使用。現有的運維方式落后，且仍以人工為主。運維人員往往因為缺乏經驗，常無法正確處理智慧教室出現的動態問題。第三，教師無法熟練操作軟件應用。由于面向一線教師的智慧教室使用培訓的不足，教師往往對智慧性教學感到無所適從，導致教師不會用和不愛用等系列問題出現。第四，無法實現真正的教學創新。很多時候，智慧教室依舊是以教師為中心的教學模式應用，尤其是要面對考試競爭的壓力，智慧教室的應用難以實現立竿見影地促進教學創新發展的效果。由于對提高學生考試成績的幫助不大，且大多數教師擔心教學任務和進度難以及時完成等，所以在應用中經常會出現忽略學生學習自主性的現象，從而導致并未真正實現教學創新。第五，面向群體有限。智慧教室的應用主要面向的是廣大中小學生和一線教師，用來解決中小學課程與教學改革進程中所面臨的各種教學實踐問題。但在信息技術的支撐下，目前還沒有辦法面向所有的學生和教師，應用人群僅限于學校中的少數教師和部分學生。

● 智慧教室的未來應用展望

利用先進的教學設備和現代化的教學手段，智慧教室不僅為教育的信息化和現代化發展提供了有力支撐，更為師生的發展提供了無限可能。筆者認為，智慧教室的未來發展將具備以下幾點特征。

第一，教學活動中心的轉移。李康康等人認為應將智慧教室從以“教”為中心的教學應用轉移到以“創新能力培養”為中心的新應用模式上，在教學過程中實現教學活動主體的變遷。[7]2015年9月教育部頒布的《關于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導意見（征求意見稿）》，首次明確把STEAM教育列入到現有的教學活動體系中。它強調以激發學生的好奇心為出發點，充分調動學生學習興趣，運用情境式和任務驅動型的教學方法以培養學生的創新能力。[8]基于STEAM教育中跨學科綜合實踐的教育理念，需要創建智慧性的學習空間來支持，促進研究性、混合式和合作式等學習方式的學科教學深度應用，以此來提升對學生綜合能力和核心素養的培養，而這也正是智慧教室得以興起發展的根本之處。

第二，教學評價系統的重構。教學活動流程環節的監控是智慧教室構建與應用過程中最為重要的一環，合理的教學評價體系可為智慧教室的未來發展提供強大的應用支撐。智慧教室的評價體系應充分結合數據挖掘、學習分析和內容分析等技術，實行表現性與發展性評價的有機結合。不僅要通過數字化學習分析評價系統采集和存儲數據，實現評價多樣化和個性化的效果，[9]而且可以借助可視化分析和大數據挖掘技術，建立教學活動的全程可預測分析模型，圍繞學生的核心素養、自我發展規劃和教師的教學反思，制訂出個性化的量性評價體系，這也是未來智慧教室智慧性發展體現的重要標志之一。

第三，軟硬件系統的整合。教學活動的有效開展離不開師生的積極主動參與，智慧教室中系統軟硬件設備是否能便捷使用直接影響到師生互動活動的質量和水平。智慧教室是一個能夠實現各種硬件設備和軟件資源互聯互通的高度集成化的信息系統。[10]各種信息化硬件設備是智慧教室的系統根基，各種應用軟件是智慧教室“智慧性教育應用”的關鍵所在。軟硬件之間的高度整合，有助于形成一個互通共享的精準學習環境，以實現具備包容性、便捷性和廣泛性的數字化教學活動。智慧教室的未來建設發展，切忌一味地堆砌硬件設備，這會造成智慧教室應用效率的低下，而應該根據教學活動的需要，加大教學應用資源的研發。基于資源應用的教學方式變革，會極大地促進師生參與教學活動的積極性和主動性，形成良好的教學生態，進而取得卓越的教學效果。

總之，智慧教室的構建與應用給一線學校的教育教學改革帶來了新的機遇和挑戰。一方面智慧教室倡導的智慧性教育發展要求為學生核心素養的培養提供了新的發展途徑和智力支持;另一方面智慧教室又需要教師和學生積極轉變觀念，完成教學方式的變革，適應最新的智慧技術應用要求。伴隨著智慧教室構建與應用的日趨成熟，一個高效互動的智慧性教學場景終將形成，并得到深入而廣泛的應用。

參考文獻：

[1]陸根書，楊兆芳.學習環境研究及其發展趨勢述評[J].高等工程教育研究，2008（02）：55-61.

[2]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（02）：22-27.

[3]聶風華，鐘曉流，宋述強.智慧教室：概念特征、系統模型與建設案例[J].現代教育技術，2013（07）：5-8.

[4][10]劉李春，王庭觀.智慧教室的系統模型與特征探析[J].中國教育信息化，2017（21）：56-60.

[5][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）：127-132.

[7]李康康，趙鑫碩，陳琳.我國智慧教室的現狀及發展[J].現代教育技術，2016（07）：25-30.

[8]仲立新.未來的學習空間新范式[J].上海教育，2021（01）：24-25.

[9]李振超，陳琳，鄭旭東.大數據理念下的發展性學習評價系統設計研究[J].現代教育技術，2015（06）：108-114.