“互聯網+”時(shí)代,大(dà)數據、雲計(jì)算(suàn)和(hé)移動互聯網等新一代信息技術對(duì)社會(huì)各個領域産生深刻影響,教育也(yě)不例外(wài)。在學校信息化教學實踐中,從(cóng)早期的輔助教學手段到(dào)與學科教學的深度融合,信息技術促使傳統課堂向數字化、智能(néng)化、泛在化方向發展,許多學校開(kāi)展“電子書包”“智慧教室”“一對(duì)一數字化學習”“智能(néng)學習終端”等教學實驗,對(duì)智慧課堂教學進行了(le)有益的探索。智慧課堂的核心在于用(yòng)“互聯網+”的思維方式和(hé)最新的信息技術手段來(lái)變革和(hé)改進課堂教學,打造智能(néng)高(gāo)效、富有智慧的課堂教學環境,通過智慧的教與學,促進學生個性化成長和(hé)智慧發展,解決傳統課堂教學中長期存在和(hé)難以解決的問題,具有重要的現(xiàn)實意義。
智慧課堂的提出和(hé)發展實際上(shàng)是學校教育信息化聚焦于教學、課堂、師生活動的必然趨勢。關于智慧課堂的含義,從(cóng)不同的視(shì)角來(lái)看(kàn)有不同的理(lǐ)解。“智慧”通常包含心理(lǐ)學意義上(shàng)的“聰敏、有見解、有謀略”和(hé)技術上(shàng)的“智能(néng)化”兩個不同層面上(shàng)的含義。因此,對(duì)智慧課堂的概念有兩種視(shì)角的理(lǐ)解:一種是從(cóng)教育視(shì)角提出的,新的課程理(lǐ)念認爲,課堂教學不是簡單的知(zhī)識傳授或學習的過程,而是師生情感與智慧綜合生成的過程,智慧課堂的根本任務是“開(kāi)發學生的智慧”,這(zhè)裏“智慧課堂”的概念是相對(duì)于“知(zhī)識課堂”而言的;另一種是從(cóng)信息化視(shì)角提出的,指利用(yòng)先進的信息技術手段實現(xiàn)課堂教學的信息化、智能(néng)化,構建富有智慧的教學環境,這(zhè)裏是相對(duì)于使用(yòng)傳統教學手段的“傳統課堂”。事(shì)實上(shàng),上(shàng)述兩種視(shì)角的認識是緊密關聯的,利用(yòng)信息技術創設富有智慧的課堂教學環境,其根本目的也(yě)是促進“知(zhī)識課堂”向“智慧課堂”轉變,實現(xiàn)學生的智慧發展。本文(wén)所使用(yòng)的概念是側重于後一種視(shì)角而提出的。從(cóng)信息化視(shì)角建立“智慧課堂”的概念,是開(kāi)展信息化教學研究的前提,也(yě)是構建智慧課堂理(lǐ)論與實踐體系的邏輯起點。
從(cóng)信息化的視(shì)角來(lái)看(kàn),“智慧課堂”的概念是“信息化課堂”發展的結果。2008年,IBM最早提出“智慧地球”概念,随後國内外(wài)出現(xiàn)智慧城(chéng)市、智慧教育、智慧課堂、智慧學習等概念。實際上(shàng),IBM使用(yòng)與廣泛推廣“智慧地球”,并将其應用(yòng)于教育領域,從(cóng)而率先提出智慧教育的概念及内涵。基于這(zhè)一理(lǐ)解,現(xiàn)在人們廣泛應用(yòng)的“智慧課堂”實質上(shàng)就是智能(néng)化課堂,是從(cóng)信息化的視(shì)角來(lái)界定的,即使用(yòng)先進的信息技術實現(xiàn)教育手段的智能(néng)化,使課堂教學環境更加富有智慧,進而實現(xiàn)教育教學的智慧化。
最近,我們對(duì)國内的學校或教育信息化企業發布的“智慧課堂”相關應用(yòng)或産品研發項目,以及學者使用(yòng)的智慧課堂概念進行了(le)系統的梳理(lǐ)分析,總體上(shàng)大(dà)約有40多種,但(dàn)大(dà)都是相同或相近的。目前,基于信息化視(shì)角對(duì)智慧課堂概念的理(lǐ)解或定義區(qū)分度比較大(dà)的,主要有以下(xià)幾類:一是基于物聯網技術應用(yòng)的。有的學者定義“智慧課堂”是集物聯網和(hé)智能(néng)終端等新技術于一體的智能(néng)課堂。智慧課堂互動教學是一種由“互動教學系統”整合了(le)電腦(nǎo)終端、互動電子白(bái)闆、實物展台、即時(shí)反饋系統、智能(néng)終端等軟件、硬件的智能(néng)化教學方式。這(zhè)一定義強調基于物聯網的“智能(néng)化”感知(zhī)特點。二是基于電子書包應用(yòng)的。有的研究者提出建立基于電子書包的“智慧課堂”系統,具有課前多媒體電子教材預習、課中互動教學、課後微課程作(zuò)業輔導的功能(néng),解決了(le)Pad不受控、WiFi掉線、與電子白(bái)闆難以無縫對(duì)接等關鍵問題,爲教師和(hé)學生提供了(le)一種高(gāo)效的“教”與“學”模式。這(zhè)一定義強調基于電子書包的“移動化”智能(néng)終端特點。三是基于雲計(jì)算(suàn)和(hé)網絡技術應用(yòng)的。有學者認爲,“智慧課堂”重點是課堂中的應用(yòng),是通過雲計(jì)算(suàn)、網絡技術、應答(dá)系統等技術手段來(lái)支持個性化學習的有效開(kāi)展,具體依托課前備課系統、多媒體教學系統、問卷和(hé)答(dá)題系統等信息化技術手段爲個性化學習的開(kāi)展提供支持。這(zhè)一定義強調課堂中的“個性化”學習應用(yòng)的特點。四是基于技術支持的課堂目标分析的。有的學者專門(mén)研究認爲,“智慧課堂”的構建應以主動、輕松愉快(kuài)、高(gāo)質高(gāo)效和(hé)提升智慧爲根本目标,智慧的培養應貫穿于整個智慧課堂中。因此将智慧課堂定義爲:在信息技術的支持下(xià),通過變革教學方式方法,将技術融入課堂教學中,構建個性化、智能(néng)化、數字化的課堂學習環境,從(cóng)而有效促進智慧能(néng)力培養的新型課堂。
“互聯網+”背景下(xià)的智慧課堂,實質上(shàng)是基于動态學習數據分析和(hé)“雲+端”運用(yòng)的新型課堂教學形态,是由系統(信息化平台和(hé)工(gōng)具)、人(教師和(hé)學生)及其活動(課前、課中、課後教學環節)等組成的現(xiàn)代信息化課堂教學體系。
“智慧課堂”體系總體上(shàng)是由從(cóng)下(xià)至上(shàng)的資源管理(lǐ)與服務、多元評價分析、應用(yòng)支持平台、師生移動終端和(hé)教學應用(yòng)環節五個部分組成的智慧教學服務體系。其具體内涵:一是資源管理(lǐ)與服務。提供智慧課堂的教學内容基礎,是實現(xiàn)智慧課堂教與學的基本支撐條件,采取雲部署服務模式。基于資源管理(lǐ)平台,建立課程标準、全科數字化教材、微課及多媒體課件、各類題庫系統、教學動态數據和(hé)教育管理(lǐ)信息等資源庫,提供學習資源的管理(lǐ)和(hé)服務。二是多元評價分析。這(zhè)是智慧課堂的核心組成部分,是實現(xiàn)動态學習數據分析和(hé)評價的關鍵。基于多元學習評價系統,實現(xiàn)課前、課中、課後的全過程動态測評和(hé)數據分析,提供對(duì)學習和(hé)教學的形成性評價、總結性評價和(hé)診斷性評價服務,包括測試系統、動态評價分析系統、GPA綜合評價系統和(hé)教學質量評價系統等子系統。三是應用(yòng)支持平台。應用(yòng)平台是智慧課堂的基本工(gōng)具,爲智慧課堂的教與學終端提供應用(yòng)支持。應用(yòng)支持平台實際上(shàng)是由一類移動APP組成,提供智能(néng)終端的學習、管理(lǐ)和(hé)應用(yòng)功能(néng),包括微課制作(zuò)、微課應用(yòng)、作(zuò)業平台、統計(jì)分析、學習資源推送、溝通交流工(gōng)具和(hé)第三方APP應用(yòng)等。四是師生移動終端。移動終端是智慧課堂的主要應用(yòng)工(gōng)具及應用(yòng)方式。應用(yòng)工(gōng)具包括智能(néng)手機、IPAD、可穿戴智能(néng)設備等,有教師端工(gōng)具和(hé)學生端工(gōng)具兩種類型,分别安裝不同的應用(yòng)軟件,提供教師的“教”與學生的“學”的應用(yòng)程序和(hé)方法,實現(xiàn)對(duì)智慧課堂教學全過程溝通交流和(hé)信息服務支持。五是教學應用(yòng)環節,即智慧課堂的教學實際應用(yòng)程序、方式、步驟等。智慧課堂教學應用(yòng)總體上(shàng)由課前、課中、課後三個環節組成。課前環節包括學情分析、預習測評、教學設計(jì)等步驟,課中環節包括課題導入、探究學習、實時(shí)檢測、總結提升等步驟,課後環節包括課後作(zuò)業、微課輔導、反思評價等步驟。
實質上(shàng),智慧課堂概念的提出與發展既是信息技術在教學領域應用(yòng)的産物,也(yě)是課堂教學自(zì)身不斷變革發展的結果。尤其是近幾年來(lái),以大(dà)數據、雲計(jì)算(suàn)和(hé)移動互聯網等爲代表的新一代信息技術迅猛發展及應用(yòng),信息技術與教育教學的融合不斷深入,促使傳統課堂教學向信息化、智能(néng)化方向發展。我們結合自(zì)身的研究和(hé)實踐探索,提出“互聯網+”時(shí)代基于動态學習數據分析的智慧課堂定義。
所謂“智慧課堂”,就是以建構主義學習理(lǐ)論爲依據,以“互聯網+”的思維方式和(hé)大(dà)數據、雲計(jì)算(suàn)、移動互聯網等新一代信息技術打造的,實現(xiàn)課前、課中、課後全過程應用(yòng)的智能(néng)、高(gāo)效的課堂。其實質是基于動态學習數據分析和(hé)“雲+端”的運用(yòng),通過數據化的決策分析、即時(shí)化的評價反饋、立體化的互動交流和(hé)智能(néng)化的資源推送,創設富有智慧、有利于協作(zuò)交流和(hé)意義建構的理(lǐ)想學習環境,通過智慧的教與學,促進全體學生實現(xiàn)符合個性化成長規律的智慧發展。
“互聯網+”時(shí)代,基于大(dà)數據、雲計(jì)算(suàn)、移動互聯網等新一代信息技術構建的智慧課堂與傳統課堂相比,在信息技術與教學的融合創新及應用(yòng)上(shàng)具有豐富的内涵和(hé)重要的特色,主要包括四個特點:一是教學決策數據化。智慧課堂始終以學校構建的信息技術平台爲支撐,基于動态學習數據的收集和(hé)挖掘分析,對(duì)學生學習全過程的效果進行數據化呈現(xiàn),使得智慧教學過程從(cóng)依賴于存在教師頭腦(nǎo)中的教學經驗轉向依賴于對(duì)海量教學數據的分析,一切靠數據說話(huà),依靠直觀的數據精準地掌握學情,方便教師有的放(fàng)矢地安排及調整教學。二是評價反饋即時(shí)化。智慧教學中采取動态伴随式學習評價,即貫穿課堂教學全過程的動态學習診斷與評價,包括課前預習測評和(hé)反饋、課堂實時(shí)檢測評價和(hé)即時(shí)反饋、課後作(zuò)業評價和(hé)跟蹤反饋,從(cóng)而實現(xiàn)了(le)即時(shí)、動态的診斷分析和(hé)評價信息反饋,重構形成性教學評價體系。三是交流互動立體化。智慧課堂教學的交流互動更加生動靈活,教師與學生之間、學生與學生之間的溝通、交流與互動方式立體化,除了(le)課堂内的師生互動,師生還可以借助雲端平台進行課外(wài)交流,實現(xiàn)師生、生生之間的持續溝通,無障礙地進行任何時(shí)間、任何地點的交流互動。四是資源推送智能(néng)化。智慧課堂爲學習者提供了(le)極爲豐富的多媒體資源,包括微視(shì)頻、電子文(wén)檔、圖片、語音(yīn)、網頁等形式多樣的學習資源,而且可以根據學生的個性化特點和(hé)差異,智能(néng)化地推送有針對(duì)性的學習資料,滿足學習者富有個性的學習需要,幫助學生固強補弱,提高(gāo)學習成績。
智慧課堂将引發課堂教學的全面變革,對(duì)傳統教學結構産生“革命性”的影響,在學校教學實踐中具有重要的應用(yòng)價值和(hé)意義。
教學理(lǐ)念與形态的變革。“互聯網+”時(shí)代,數據改變教育是智慧課堂的核心理(lǐ)念。傳統課堂主要依靠教師的個人教學經驗對(duì)課堂上(shàng)學生的學習行爲進行判斷和(hé)制定教學決策;智慧課堂則從(cóng)依賴于存在教師頭腦(nǎo)中的教學經驗轉向依賴于對(duì)海量教學案例和(hé)行爲數據的分析,一切靠數據說話(huà),數據來(lái)源于學生作(zuò)業、測試、學案、課堂即時(shí)反饋等學習全過程,依據對(duì)學生學習行爲大(dà)數據的挖掘分析與決策,用(yòng)直觀的數據了(le)解學生對(duì)知(zhī)識掌握的水(shuǐ)平,用(yòng)數據描述每一個學生的個性化特征和(hé)差異,即時(shí)、精準地掌握來(lái)自(zì)全體學生的第一手學情資料,及時(shí)調整教學策略,基于數據分析提升教學機智,在課堂教學中實現(xiàn)了(le)基于證據的教育。
課堂環境與結構的變革。新技術、新媒體和(hé)智能(néng)終端爲學習者提供了(le)豐富的認知(zhī)工(gōng)具與支撐環境,爲師生建立了(le)更爲開(kāi)放(fàng)的教室、更爲開(kāi)放(fàng)的課堂活動。例如,智慧課堂中沒有了(le)傳統的講台、黑闆和(hé)粉筆(bǐ),課桌、座椅以分組讨論方式擺放(fàng),投影屏幕、電子白(bái)闆可以放(fàng)置在教室的前後左右任一個需要的地方,教師始終面向學生教學并直接融入小(xiǎo)組讨論。
師生角色與關系的變革。在傳統課堂教學中,教師是知(zhī)識的傳授者、壟斷者,而學生是被動接受知(zhī)識的容器,是被教育的對(duì)象、被制造的“産品”。智慧課堂教學中,這(zhè)種角色關系得到(dào)了(le)根本性的轉變。智慧課堂倡導教育爲學習服務,教師是學習服務的提供者、幫助者,協助學生自(zì)主學習和(hé)知(zhī)識構建。智慧課堂是“以全體學生爲中心”,尊重學生學習的主體地位,實現(xiàn)了(le)“把課堂還給學生,讓學生自(zì)己成爲學習的主人”。
教學目标與設計(jì)的變革。智慧課堂能(néng)夠将傳統課堂中難以描述與傳遞的隐性知(zhī)識顯性化,使認知(zhī)目标發生了(le)由低(dī)階至高(gāo)階的變革,爲認知(zhī)目标及教學設計(jì)的優化提供了(le)重要條件。例如,在認知(zhī)目标及教學内容的選擇和(hé)确定上(shàng),基于動态學習數據分析的智慧課堂,根據課前進行的數字化預習和(hé)預習測評情況的反饋,即時(shí)、精準地掌握來(lái)自(zì)一線學生的學情分析資料,弄清學生已有的認知(zhī)基礎,據此來(lái)設置教學目标,确定相适應的教學内容和(hé)教學方法,就是要基于學生的“最近發展區(qū)”設計(jì)問題,做到(dào)有的放(fàng)矢,以學定教,提高(gāo)智慧課堂教學的整體效能(néng)。
教學模式與方法的變革。從(cóng)以教師爲中心、強調知(zhī)識傳授的傳統教學轉向以學生爲中心、強調能(néng)力培養的新型教學;從(cóng)傳統多媒體教學的“望屏解讀”向師生共同使用(yòng)技術轉變,師生、生生之間的溝通交流更加立體化,無障礙地進行即時(shí)交流互動;學習資源實現(xiàn)媒體化、智能(néng)化、碎片化,按需推送、實時(shí)同步;可實現(xiàn)導學式、互動式、合作(zuò)式、遊戲式、泛在式等各種教學方式。課堂教學流程和(hé)方法均發生了(le)變化,從(cóng)“先教後學”到(dào)“先學後教”“以學定教”,教師依據動态測評分析,掌握每一個學生的知(zhī)識掌握情況和(hé)個體差異,有的放(fàng)矢,分層教學,真正實現(xiàn)個别化教學和(hé)因材施教。
評價體系與策略的變革。基于動态學習數據分析,教師能(néng)夠快(kuài)速地對(duì)學生的學習全過程進行動态、實時(shí)的診斷評價和(hé)反饋,對(duì)教師的評價也(yě)從(cóng)傳統的注重結果評價轉變爲動态過程評價,從(cóng)主觀評價轉向數字化客觀評價,依靠大(dà)數據分析實現(xiàn)精準評價診斷。
智慧課堂構建的目的,是利用(yòng)先進的信息技術,實現(xiàn)教育技術手段的信息化、智能(néng)化,創設富有智慧的教學環境,以支持智慧的教與學。“互聯網+”時(shí)代,基于動态學習數據分析的智慧課堂之關鍵目标與功能(néng)包括以下(xià)6個方面:
實現(xiàn)課堂動态開(kāi)放(fàng)。智慧課堂本質上(shàng)是一個動态開(kāi)放(fàng)的系統,借助于雲計(jì)算(suàn)、移動互聯網等新興信息技術,運用(yòng)智能(néng)手機、可穿戴計(jì)算(suàn)設備等各種智能(néng)終端,使課堂系統超越了(le)時(shí)空(kōng)限制,動态的信息互通交流,實現(xiàn)了(le)更爲開(kāi)放(fàng)的教室、更爲開(kāi)放(fàng)的課堂活動,使得課前、課中、課後成爲一體,單一、封閉的課堂教學向多元化的開(kāi)放(fàng)式教學發展。同時(shí),開(kāi)放(fàng)的課堂有利于增強學生學習的獨立性、自(zì)主性,鼓勵學生自(zì)由、自(zì)主地學習,爲學生激發潛能(néng)、發展智力提供了(le)有利條件。
增進課堂高(gāo)效互動。利用(yòng)智能(néng)化的移動學習工(gōng)具和(hé)應用(yòng)支撐平台,教師與學生、學生與學生之間的溝通與交流更加立體化,能(néng)無障礙地進行即時(shí)交流,大(dà)大(dà)提高(gāo)了(le)課堂互動能(néng)力和(hé)教學效率。通過情境感知(zhī)、數據挖掘等方法,可以提前預知(zhī)學習者潛在的學習需求,可以針對(duì)學習者的需要,通過資源訂閱和(hé)智能(néng)推送等方式,在第一時(shí)間推送最新的學習資源,基于動态學習數據分析和(hé)即時(shí)教學評價信息反饋,實現(xiàn)交互式教學,增加師生互動交互的深度和(hé)廣度。
促進合作(zuò)探究學習。根據意義建構的需要,依托信息化平台構建的學習環境,智慧課堂中可采取小(xiǎo)組協商讨論、合作(zuò)探究等學習方式,協作(zuò)群組服務能(néng)夠幫助有相同學習需求和(hé)興趣的學習者自(zì)動形成學習共同體,通過平台獲取豐富的學習資源和(hé)信息動态,就某個問題開(kāi)展深入的互動交流和(hé)探究,有利于實現(xiàn)對(duì)所學知(zhī)識的意義建構,促進知(zhī)識内化。同時(shí),教師也(yě)可以通過平台對(duì)小(xiǎo)組合作(zuò)進行實時(shí)的數字化評價和(hé)及時(shí)的反饋,指導、幫助學習小(xiǎo)組的讨論和(hé)合作(zuò)探究。
促進個性化學習。大(dà)數據使實施個性化教學和(hé)因材施教具有了(le)現(xiàn)實可能(néng)性,真正實現(xiàn)從(cóng)群體教育的方式轉向個體教育。基于大(dà)數據的學習分析,能(néng)夠準确把握每個學習者掌握知(zhī)識的狀況,實現(xiàn)對(duì)學生的個性化學習能(néng)力的評估,使教師對(duì)每一位學生的認知(zhī)度更清晰,有針對(duì)性地制定教學方案和(hé)輔導策略,推送個性化的學習資料,在課後進行個别化的“微課”作(zuò)業和(hé)輔導,真正實現(xiàn)了(le)以學生爲中心的、“一對(duì)一”的個性化教學。
實現(xiàn)引導性施教。在新的課堂教學模式中,教師不再是知(zhī)識的傳授者、灌輸者,而是學生學習的引導者、幫助者,在教學全過程中始終起着重要的引導性作(zuò)用(yòng)。課前,通過情境建構、問題激發,教師引導學生對(duì)預習内容産生興趣,并積極主動地查閱資料、開(kāi)動腦(nǎo)筋、探讨研究教師推送的預習材料和(hé)測驗;課中,通過互動交流,教師引導學生闡述自(zì)己對(duì)預習内容的認識過程、表達自(zì)己的觀點,引導學生發現(xiàn)新的問題、展開(kāi)讨論;課後,通過布置個性化的作(zuò)業及輔導,教師引導學生形成對(duì)知(zhī)識的整體掌握和(hé)更深入的理(lǐ)解。
提升課堂教學機智。課堂教學是千變萬化的,再好(hǎo)的教學預設方案也(yě)不能(néng)預見課堂上(shàng)可能(néng)出現(xiàn)的所有情況。在智慧課堂教學中,更要求教師具備很(hěn)強的随機應變的能(néng)力,根據教學進程中随時(shí)可能(néng)出現(xiàn)的新情況、新問題,利用(yòng)智慧課堂信息化平台提供的學生信息支持,基于動态學習測評分析和(hé)即時(shí)反饋,依靠數據科學決策,采取機智性行動,及時(shí)調整課前的教學預設,優化和(hé)改進課堂教學進程,充分體現(xiàn)智慧課堂中教師的教學智慧和(hé)教學藝術。