智慧教育在高中信息技術教學中的創新與應用研究

馬浩淼，巴吉

（陜西師范大學 計算機科學學院，陜西 西安）

一 引言

《中小學信息技術課程指導綱要(試行)》通知中指出，高中信息技術課程上機課時至少是信息技術課程總學時的百分之七十[1]。在高中階段信息技術中，通過實踐，能夠有效鍛煉和發展學生的動手能力和創新性思維能力。然而傳統的信息技術教學多注重對知識的傳授，而缺乏對知識的內在聯系與實際應用的引導[2]。隨著信息社會的飛速發展和新課程改革的推進，高中生的綜合素質被提出了進一步要求，如何在高中信息技術課堂中創新教學實踐，培養學生綜合能力是信息技術教學的迫切需要。在普通高中信息技術課程標準(2017年版)中，倡導信息技術課程使用智慧教育教學[3]。智慧教育作為一種新的教育形式,越來越受到人們的重視。智慧教育利用信息技術構建智能化的教學環境,利用技術幫助教師改變傳統的教學方式,實施更加靈活的教學方法,優化各種復雜繁重的學習任務,逐步激發學生的學習興趣,進而引導學生更深入地學習。

二 智慧教育的內涵與特征

“智慧”被引入教育中，賦予了它巨大的價值。智慧教育應該是數字化教育現代化和加強的一種形式，它的內容和特點在國內學者中也有不同觀點。祝智庭教授在《智慧教育:教育信息化的新境界》中從處于信息時代的角度解析了智慧教育的基本內涵[4]，即通過營造智能學習環境和使用智能教學方法，學習者可以促進智能學習，提高他們的成功預期，即培養高智商、高創造力的人，使學生成為學習的主人，學習和創新不同的技能。金江軍[5]認為智慧教育是教育信息化發展的高級階段，是教育行業的智能化,與傳統教育信息化相比，表現出集成化、自由化和體驗化三大特征。其基本方針應包括以下四點[6]：第一，信息技術與各學科教學深度融合。改革課堂是智慧教育改革的首要，逐步深入學科教學。如今，電子書包、平板電腦和其他移動設備的引入使課堂變得更加智能，教學形式更加多樣化。此外,開發一種支持不同學科教學的專用軟件，使學科知識的教學和學科能力的培養更加舒適有效。第二,教育資源的無縫整合與共享“開放共享”教育一直是智慧教育的理念。學生可以根據自己的需要，隨時隨地獲得所有教育資源。第三,開放式學習無處不在。對學習的探索可以隨時發生，但傳統的學習是以課堂為載體的。智能教育通過云計算、物聯網、移動通信等信息技術連接學校、家庭、社區和圖書館[7]，通過網絡將知識傳遞給人們，它為人類的學習提供了無限的可能，學習活動的固定場所不再是教室或學校，學習可以在任何地方發生，人們可以在任何時間、任何地點學習。智慧教育環境下的學習將走向泛在學習。泛在學習不是以某個個體為核心的運轉，而是點到點的、平面化的學習互聯。“泛在”包括三個方面的內涵，即無處不在的學習資源、無處不在學習服務和無處不在的學習伙伴[8]，最終形成一個技術完全融入“學習”的和諧教育信息生態[9]。第四，虛擬現實技術是信息時代發展的必然產物，智能教育可以利用虛擬現實技術創造一個虛擬的學習環境。生活在學習環境中，實現虛擬與現實的結合，實現物理環境與虛擬環境的無縫融合。

三 傳統高中信息技術教學存在的問題

（一） 教學資源緊缺

信息技術教學資源是一所對高中信息技術教師人才培養體系中不可或缺的關鍵組成要素，隨著我國中學學校招生規模的推進和擴大，學生人數日益增多，對有限的資源開啟了激烈的爭奪，尤其是在優質教學設備、優秀學科講師、先進學習教室等方面變現更為迅猛，從而導致教學資源極其緊張。教學資源的緊缺會阻礙部分學生對于信息技術學科知識的深入學習，無法及時與教師展開互動，可能會逐步喪失研究興趣甚至浪費優質人才資源。同時，學生人數增多而教師人數配備不同步，會使教師同時段教授的學生數量大幅增加，對高中信息技術學科教師教學和工作帶來極大壓力，影響信息技術課程教學質量。

（二） 教學課時不足，教學手段創新疲乏

信息技術學科課程設置的本質要求是：學生在掌握階段性及基礎知識的前提下，能夠對所學知識進行拓展延伸和創新應用。然而，當前國內大部分高中對于信息技術專業課程的課時設置存在明顯不足的狀況，導致在信息技術實際教學的過程中任課教師不得不壓縮教學內容、縮短上機操作時間，以應付教學進度，熄滅了學生求知的熱情，同時也熄滅了學生在課堂上趁熱打鐵的學習精神。同時，有些信息技術教師都是按照教材照本宣科，讓學生對自己所學信息技術知識知道得不全面，理解得也不透徹，教師對教學手段的創新能力明顯不足，進一步挫傷學生學習興趣。

（三） 教學實操缺乏，形式單一

信息技術學科作為實踐性、實驗性極強的學科，應配套大量的計算機實操環節作為教學補充和拓展。然而，在國內計算機實操教學僅僅是附屬于課堂理論教學，且大都是根據計算機相關課程教材指導書完成對理論的驗證。高中信息技術教師往往把課程教學領域局限在教材上，教師在教學過程中往往只在組織課程后才改變教學實踐，最終導致教學實踐的不連貫性，不利于學生知識的發展。在教學過程中也不能引用和參考和學生的生活和學習相關的優秀的課外案例和教學案例，所以學生沒有辦法驗證學生自己所學的知識。上述三方面的缺點共同導致了信息技術課程教師難教、學生難學的局面，如圖1所示。

圖1 傳統高中信息技術教學現狀圖

四 智慧教育在高中信息技術中的發展趨勢

教育部2018年重點提出啟動《教育信息化2.0行動計劃》，推進“智慧教育”創新示范。這是教育部文件中首次出現“智慧教育”，標志著智慧教育正式納入國家教育信息化發展戰略體系。智慧教育是“互聯網+”教育的新形式，是智慧時代呼喚、與時代相適應、以時間為己任的新型教育。

目前，我國已進入信息時代，互聯網技術發展越來越迅猛。但是，對于教育來說，還比較落后。在教師主動施教、學生被吸引的情況下，教學更加直觀。信息時代的教學更注重信息素質和綜合素質的培養。教育要與時俱進。目前，中國的教育主要集中在高考項目上。然而，國家也越來越重視對學生全面發展的培養，并在新課程改革中一再要求學生全面發展。智能課堂時代的到來，可以幫助教師共同教育和培養學生，使信息技術課堂教育在一定程度上不再枯燥乏味，使學生在擁有網絡的情況下，能夠學到越來越全面的知識，從而得到充分的發展。在學習方面，教師提倡學生主動學習新內容與新知識，學生一定要注重在學習方法上的相互討論、交流協作能力，以實現學生自身的學習目標。與此同時，對于信息技術課程而言，由于教學方式單一、教學效率不高，智慧教學模式尚未找到適當的引入方式，如何科學有效地應用于信息技術課堂有待進一步研究。

五 智慧教育在高中信息技術教學中的創新與應用

信息技術、通信技術和個性化（基于個體差異）發展的五大核心目標之一是為學習者提供支持，這也是踐行2035年中國教育現代化進程中提出的“因材施教”“面向所有人”的教育理念的有效途徑。

智能教學模式的總體目標是實現以學生為中心的教學目標，幫助教師和學生高效、智能地完成教學過程。通過大數據分析技術獲得的模型為學生提供定制的知識推薦和支持協助教師進行智能教學。從本質上講，智能環境是一種借助師生智慧，充分發揮主體性，營造環境氛圍，促進智能教學有效實施的教學活動。同時，智能化教學的發展有賴于信息技術和設備的可用性來開展教育活動。智慧教學改變了過去的教學模式，它不再和過去一樣被迫讓學生接受知識，而是學生自己自愿或者主動獲取一些知識，發展高中學生自己的思維，進而能夠在這種智能環境的條件下讓高中學生全面發展。可以說，智能教學的實現可以提高學生的學習有效性，從而促進其多方面的發展。智慧教學的重點是教學環境和教學模式的創新與改革。

智慧教學模式的構建要從三個環節入手：教師布置任務，學生在課前看微課等形式來自主學習、高效課堂教學和課后學生自己需要反思及鞏固提高，從而促進學生們的學習質量，提高學習的熱情。與傳統課堂的不同之處如表1所示。

表1 傳統課堂與智慧課堂的比較

智慧課堂與傳統課堂的教學流程最大的不同之處在于智慧課堂中通過學生的學習數據給予師生教學和學習的反饋，具體流程如圖2、圖3所示。

圖2 傳統課堂流程圖

圖3 智慧課堂流程圖

（1）智慧教學模式是基于大數據來掌握教學信息、分析學習情況以實現數字化教學的智能化教學模式。因此，數據是教師開展一切教學活動的基礎和源泉，通過數據的收集和分析，了解學生的信息，找出學習過程中存在的問題，從各方面綜合評價高中學生，促進學生全面發展。

（2）智慧教學模式的核心是提高學生的綜合素質能力和提高學生的跨學科學習能力，所以智慧教學模式的構建必須以學生為中心，緊緊圍繞如何促進學生提升學習質量這一首要目標來進行，從而提高學生的個性化發展。

教師要構建智慧教學課堂，運用智慧教學方法，創建課內以及課外相結合教學模式和線上教學和線下教學一體化的有機結合教學模式，為高中學生提供個性化的學習環境和智能化的學習環境，改變傳統的教學結構，形成新的“以學生為中心”的教學結構。同時，通過智慧教學環境精準評估教學效果，讓信息技術學科的教師了解學生個體的學習情況，進而根據資質施加教育“因材施教”。

六 解決的教學問題

（一） 扭轉教師陳舊教學理念，推動創新智慧教學手段

為了更好地對信息技術知識內容進行智慧化教學，同時，信息技術學科的教師要及時更新原有的教學觀念，主動學習和接受新的智能教學觀念。主動運用互聯網信息技術的智慧教育與智慧學習融合授課模式，在互聯網平臺上深挖優秀信息技術課程智慧教學資源，利用微課等更多的手段來開展信息技術教學，利用以上的教學方法不僅能夠吸引學生的注意力，而且能夠提高學生對信息技術課程的學習興趣，同時也提升高中學生的自身智慧教育能力。

（二） 創新教師智慧教學模式，形成自適應智慧教學綜合體系

在智慧教育和智慧學習的進一步融入高中信息技術學科的趨勢下，要求高中信息技術教師對于課堂的把握不再局限于傳統說教式課堂教學模式，教師結合自適應教學形式和特點，主動采用多元化、個性化的創新型智慧教學模式，其流程圖如圖4所示，將教師與學生放在同一教學和學習的位置上，強調師生在信息技術課堂中共同學習、共同進步的智慧教學狀態。教師在教學階段中拓展教學時空，打造具有個人鮮明特點的翻轉課堂、構建開放式教學體系，運用混合教學手段、借助教育平臺和移動終端，形成智慧型的學習環境，培養創造性思維，實現智慧學習。

圖4 智慧教學模式流程圖

（三） 綜合利用智慧終端，擴展延伸課堂知識

隨著智能教學和智能學習在信息技術課程中的滲透，智能移動終端在教學過程中的作用越來越突出。所以，為了改善當前高中信息技術學科教學對于課后學生學習無法捕捉和跟蹤的現象,智能移動終端需要合理應用。也就是說，高中信息技術教師可以使用一些社交軟件(微信、QQ)等，及時回答學生提問，協助學生在更多的時間內能夠掌握相關知識，收集和統計學生學習情況及學習難點，再備課時有針對性地開展智慧化課程預構。同時,教師也可以使用QQ和微信與學生互動,研討信息技術知識與信息技術思想,為學生創造良好的學習環境。

（四） 培養學生智慧學習方式，完善專業知識智慧評估

因為在高中信息技術課上，在不同的班級不同的學生的學習水平和不同學生的知識接受的程度上有很大的區別與差異，學生對自身學習生涯預設目標也不盡相似。但是部分學生存在自身學習欲望不強烈、學習目標模糊不清等問題，因此必須盡快輔助學生在學習信息技術課程的過程中培養出適合學生自身實際情況的智慧型學習方式。學生在信息技術課上能夠提高或者增強學習的信心，鼓勵學生深化所學的知識。培養高中學生足夠的信心和夯實扎實的知識基礎的條件下，可以更好地根據自身情況，展開下一步學習計劃。對學生的成績和對學生在學習過程中的成就進行詳細評估，評估人才成長機制，完善智慧評估，以滿足不同學校階段和學生的最終需求。

七 結語

綜上所述，智慧教育在高中信息技術教學中占有重要地位，是提高高中信息技術教學水平和質量的重要途徑，作為高中信息技術教育工作者要充分意識到智慧教育在教學中的作用和價值，改變傳統的教學方式，將智慧教育運用到信息技術教學活動中，激發學生對信息技術學習能力的思考，為今后深入研究信息技術打下良好的基礎。