基于智能化教育場景的智慧課程建設

楊明媚

未來教育的圖景是以“學”為核心的教育新場景，傳統的以“教師、課堂、教材”為中心的教學供給方式，將被以“學生、場景、資源”為中心的教學供給方式所取代。信息技術的蓬勃發展為學生打開了智慧教育之門，深入不同的智能化教育場景，學生能體驗各種不同的創新性學習方式，將學習的重心由知識技能的獲得轉向素養能力的遷移，滿足自適應、社群性、碎片化、個性化學習的需求。近年來，蘇州市金閶實驗小學校（以下簡稱“學校”）著力探索基于智能化教育場景的智慧課程建設，充分發揮信息技術與人工智能的課程應用優勢，營造“學生—教師—課程—環境”之間的多維交互場景，推動學校教育高質量發展。學校曾獲評中國STEM 教育種子學校、江蘇省智慧校園示范校、蘇州市四星級智慧校園，《智慧教育推動教與學的改變》獲全國第十五屆校園影視教育成果一等獎。

學校基于智能化教育場景的智慧課程建設，主要有以下四個方面的實踐舉措。

一、構建智能化教育場景

“場景”，原本是一個影視用語，指在特定時間、空間內發生的行動，或者因人物關系構成的具體畫面，是通過人物行動來表現劇情的一個個特定過程。構建智能化教育場景是借助現代信息技術，為學生創設集成化、智能化、開放性的學習場域和情景，讓學生在學習過程中能夠對學習細節擁有真實的認知體驗，進而產生群體互動的耦合，形成學生與學生、學生與教師、學生與場景的有效互動。學校通過物理空間的打造和虛擬場景的創設，全面升級智慧教育環境，形成立體式智慧課程實施場景。

（一）打造功能化物理空間

空間是為人服務的。校內空間的打造是為了滿足師生課程探索、學習、研究、開發等不同需求。基于需求導向，學校重新規劃原有物理空間，合理改造部分專用教室，增添智能化場室，形成滿足各種功能要求的教育場景群。學校根據智慧課程建設的需要打造了四大智慧課程中心場館。“智慧課程教學中心”設有“未來教室”“云體驗中心”和“云教室”三個場域，服務于國家課程與信息技術融合課程的教學，把以講授為中心的課堂轉變為以學習為中心、以素養為本的課堂，激發學生學習原動力，使其樹立自主探究意識，外顯思維活動，習得系統化學習能力。“智慧課程活動中心”建有創客工作室、VR 創意空間、機器人創新實驗室、創意搭建實驗室、百變模型實驗室、電路拼搭實驗室等特色場域，服務于校本智慧課程的實施，將信息技術與創新創造融合在一起，為學生提供基于真實情境的探究性學習場所。“智慧課程傳媒中心”包括“創意錄播空間”和“數字電視臺”兩大場室，為學生思政融合課程的落實提供實施場所，通過智能技術平臺記錄學習過程，宣傳學習成果。“智慧課程教研中心”主要有“人工智能行為分析實驗室”和“同城幫扶直播室”兩大空間，在信息技術與智能技術深度融入教育的過程中，促進教師在課程實施過程中提升課程研發、實施能力。四大智慧課程中心場館的建設將學校變成一個模擬的學習、研究場，實現了智能化教育場域內學習者、創意內容、創新方式等全方面的鏈接，促進學生知識技能習得與學會學習、解決問題、創新實踐等素養的同步發展。

（二）創設互動式虛擬場景

四大智慧課程中心場館內信息化教學設備齊全，配備了LED顯示屏、電子課桌、智能雙板、納米雙板、移動一體機、希沃一體機等教學硬件，以及一些可移動、可穿戴的高科技設備與教學軟件，比如體感游戲機、VR眼鏡、高性能筆記本、全景相機、可視化編程軟件、3D建模軟件等。這些硬件與軟件都成為創建虛擬教育場景必不可少的互動工具。深入教育場景的智慧課程注重學生學習的“在場感”，教師通過恰當的技術與學習內容的整合，創設出多元化的互動場景，轉變學生的學習方式，促進智慧學習在學生身上有效發生。通過體感游戲機、VR 眼鏡創造出具備3D、4D 效果的虛擬教育場景，利用交互設備的可視化特點，學生在不受時空限制的虛擬教育場景下提高微創新能力。過程性虛擬場景通過希沃一體機、移動一體機、普羅米修斯互動課桌記錄學生個人的思維軌跡和學生小組分工合作的過程，展現動態學習過程。創造性虛擬場景通過可視化編程軟件、3D 建模軟件實現學生與創新內容的深度互動，進而產生新的創意與創作。互動式虛擬場景的創設使學生隨時隨地置身于智慧課程的場景中，體驗智慧課程的奧妙。

二、開發多維度課程體系

智慧課程是以培養學習者的深度學習能力和創造創新能力為宗旨，借助智慧課程平臺，通過開展智慧教學與智慧學習活動，為學習者提供智慧服務、智慧資源和智慧評價的課程。［1］學校的智慧教育課程體系建設指向校園文化的濡染與發展、學生創新素養的提升、教育的高質量發展。喚醒學生自然天性的創新意識、驅動學生自主全面的創新能力、激活學生彰顯個性的創新品質，是智慧教育課程設置的關鍵所在。學校根據學生身心發展特點，以年段為標準設定難度，以促發學生深層體驗為驅動力，從國家課程的校本化實施和校本課程特色化開發兩個層面整合設計有層次、有體系的智慧課程。

（一）學科融合智慧課程建設

國家課程是實施智慧教育的重要載體，國家課程的校本化實施是智慧教育的有效途徑。學校的智慧課程開發，首先從創造性地落實國家課程入手，在各個學科課程中融入信息技術與人工智能，開發人文、科學、思政三個融合課程模塊。其次，學校從三個課程模塊的國家課程中選擇主題，讓學生開展項目化學習（如表1所示）。比如，在人文融合課程中，低年級語文識字教學以“趣味漢字”為主題，利用希沃白板技術開展漢字偏旁、部首及其組合、對比的研究，同時滲透一些漢字演變的文化知識。在科學融合課程中，高年級的數學教學以“確定位置”為主題，創設海上營救的情境，結合無人機編程知識開展研究，將學生的空間思維能力從二維拓展至三維。在思政融合課程中，各年段均有不同的愛國、愛家鄉的教育內容，學校選取這些教育元素，結合“四史”教育，建設紅色思政長廊，并帶領學生開展學校、蘇州、國家歷史文化的項目化學習研究，開展紅領巾“云課堂”“云尋訪”等活動，豐富學生的感知，并引導學生運用多種手段展示學習研究成果。學科融合智慧課程的建設以學科知識為根本，以現代技術為保障，以教師開發為路徑，通過建設一個個主題式的項目研究課程資源包，逐步構建學校豐富多元的課程體系。

（二）校本拓展智慧課程建設

校本智慧課程的開發是學校智慧教育實施的特色。學校基于現有的智能化教育場景、信息化設施設備以及特色教師資源開發校本拓展智慧課程，使之成為國家課程的深化與延展，滿足學生多元化需求，全面提升學生的信息素養。在課程的分類上，對智慧學習的三種方式——智慧體驗、智慧探究、智慧創意進行設置，并結合低中高年級學生年齡、學習特點，開發18 門智慧課程，形成了“三橫三縱”校本拓展智慧課程體系（如下頁圖1 所示）。校本拓展智慧課程主要通過社團活動開展。以智慧探究類課程為例，低年級開設入門級的電子百拼、WeDo 機器人課程，中年級開設進階版的美科創客、EV3機器人課程，高年級開設高階版的VEX 機器人、虛擬機器人、FLL 機器人課程，循序漸進，以跨學科、多任務為驅動，鍛煉學生在真實問題的探究中創造性解決問題的能力。智慧創意類課程則以培養學生創新思想為主旨，以語言、藝術、信息、科技的學習為啟發點，拓展學習內容，鼓勵學生天馬行空的創想。語言創想主要開展創意配音課程，放飛思想的翅膀；藝術創想主要進行數字繪畫、VR 創意設計、Flash 動畫設計課程，創生個性化的作品；信息、科技類創想主要開展創意搭建、Scratch 創意編程、3D 創意設計、無人機編程等課程，讓學生感受技術的魅力。

表1 學科融合智慧課程架構表

三、落實規范性課程實施

在前教育信息化時代，課程的實踐形態主要表現為教師與學生基于單一的課程媒介開展受情境限制的課程活動。在當前智慧課程的發展過程中，基于人工智能技術的有機深度融合和智慧化立體課程空間的建構，智慧課程的實踐形態也相應發生了改變。［2］學校從傳統物理形態與智慧課程新形態之間的有機統一入手，從課程運行的制度規范與課程學習的具體落實兩方面保障多維度智慧課程實施。

（一）頂層設計課程運行機制

智慧教育的建設是在多主體參與下共同實現的，建立各主體之間的協調聯動機制和凝聚多主體的建設力量是智慧教育走向高質量發展之路的關鍵。［3］同樣，智慧課程的實施也是一個系統工程，需要學校多部門協同參與，發揮各自作用，形成有力的運行機制。學校通過厘清管理框架內各主體的權責分工，統籌各方動力要素，產生協同效應，引領智慧課程的高效實施。課程教學部和德育引導部架構課程框架、研發課程文化，教師發展部組織教師開展教學研究、培訓，后勤服務部加大硬件建設、完善教育場景。學校設有首席信息官，配備專職信息化管理人員，每門學科安排一名信息素養強的教師負責推進信息技術與本學科教學的創新融合，全力保障智慧課程的開展。高度重視智慧教師的培養，開展多種形式的信息技術培訓，使全體教師都能夠符合智慧課程的教學要求。經過努力，學校全體教師通過國家中小學教師信息技術應用能力工程培訓，全員完成江蘇省中小學信息技術應用能力提升工程2.0 培訓。同時，學校積極推進兩大教師團隊建設，將青年教師與骨干教師結對組合成學科融合智慧課程研修團隊，開展豐富的項目化教學研究活動；將信息化特長教師與外聘專業教師結對組合成校本拓展智慧課程研修團隊，開展多元化的社團活動與競賽研究。評選“智慧教師”，激勵表現突出的教師成長。學校從管理、培訓、教研和評價四個維度提升智慧師資水平，促進智慧課程實施與學校教育高質量發展的深度契合。

圖1 校本拓展智慧課程架構圖

（二）促發學習方式轉變

根據多維度智慧課程體系，學校從兩條路徑開展課程實施：一是通過集體備課從學科課程中選擇項目化學習主題，整合利用學期中的機動課時實施學科融合智慧課程；二是利用“5+2”課后服務時間規劃社團活動時間表，開展校本拓展智慧課程的教學活動。盡管課程實施的路徑不同，但實施方式有相通之處：一是均在學校智能化教育場景中開展教學，充分發揮物態環境和虛擬現實情境對教學的促進作用；二是依托信息技術打造豐富而真切的智慧學習場景，推動學生個性化自適應學習，走出“教學千人一面”的困境，讓學習回歸本質，營造出最符合學生發展需求的、屬于未來的智慧學習生態圈。教師深入教育場景的智慧課程學習，注重為學生搭建個性化學習平臺，拓展智能化學習路徑，創設任務型驅動情境。學生在教師的引導下積極探索四種智慧學習方式——未來教室環境下的“自助式學習”、電子課桌環境下的“社群式學習”、交互一體機環境下的“沉浸式學習”、智慧課程活動中心環境下的“探究式學習”，打破自身與資源、技術之間的藩籬，實現學習方式的有效轉變，促進自我意義建構、合作共贏和創新實踐。

四、探索發展性課程評價

走向基于大數據的發展性評價是學習評價的發展大勢，該評價的核心既體現在大數據方面，又體現在智能化提取、智能化歸納、智能化批改、智能化判別、智能化呈現等方面。［4］學校積極探索智能化推動下的智慧課程評價，對課堂行為生成動態進行分析，對學生學習進行過程性追蹤，形成教學和學習的發展性評價，為改進教與學提供依據。

（一）智能化推送教學實況

學校借助人工智能行為分析實驗室的AI分析技術，開展人工智能課堂行為分析課題研究，實現對課堂教學的數字化評價。AI 課堂行為分析系統可以通過人臉識別定位、行為分析、專注度分析技術，實現對教師表情、動作、提問以及學生參與度等要素的大數據分析，形成數據報表，反饋課堂教學實效，為改進課堂教學、提升課程教學質量提供可靠參考意見。課堂教學的數字化評價，通過各種可視化技術，將巨大、繁雜和難以理解的數據可視化，精準地提供給教師，推動教師實現從“經驗教學”到“精準教學”的轉變。

（二）智能化分析學習軌跡

學校借助姑蘇區云平臺的學業大數據系統和寫實系統，實現對學生學習軌跡的智能化分析，幫助學生實現由“集體化學習”向“個性化學習”的轉變。學業大數據系統對學生的各項學習指標進行監測、追蹤、定位，計算學生的學習表現和學習目標之間是否存在差異。一旦學習表現低于學習目標，系統就會發布“預警”，教師就會為學生定制個性化的輔導策略。針對階段性學習中的共性問題，教研組進行集體研究，推送“助學單”“微視頻”等學習資源，及時進行干預，提高學生學習實效。在寫實系統中，教師和學生可以上傳智慧課程學習中的各種資源、學習動態、學習成果，為學生的智慧學習軌跡畫像。

基于智能化教育場景的智慧課程建設是一種順應新時代要求、追求教育高質量發展的實踐探索。在實踐過程中，我們聚焦新問題，追尋新方向，樹立新理念，利用信息技術賦能課程建設，加速推進信息技術與教育教學的深度融合，為學校“十四五”期間的高質量發展擘畫出美好藍圖。