“互聯網+”時代的課堂變革
2016年10月9日 江蘇教育新聞網
互聯網+”時代，大數據、云計算和移動互聯網等新一代信息技術對社會各個領域產生深刻影響，教育也不例外。在學校信息化教學實踐中，從早期的輔助教學手段到與學科教學的深度融合，信息技術促使傳統課堂向數字化、智能化、泛在化方向發展，許多學校開展“電子書包”“智慧教室”“一對一數字化學習”“智能學習終端”等教學實驗，對智慧課堂教學進行了有益的探索。智慧課堂的核心在于用“互聯網+”的思維方式和最新的信息技術手段來變革和改進課堂教學，打造智能高效、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智慧發展，解決傳統課堂教學中長期存在和難以解決的問題，具有重要的現實意義。
智慧課堂的提出和發展實際上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，從不同的視角來看有不同的理解。“智慧”通常包含心理學意義上的“聰敏、有見解、有謀略”和技術上的“智能化”兩個不同層面上的含義。因此，對智慧課堂的概念有兩種視角的理解：一種是從教育視角提出的，新的課程理念認為，課堂教學不是簡單的知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“開發學生的智慧”，這里“智慧課堂”的概念是相對于“知識課堂”而言的;另一種是從信息化視角提出的，指利用先進的信息技術手段實現課堂教學的信息化、智能化，構建富有智慧的教學環境，這里是相對于使用傳統教學手段的“傳統課堂”。事實上，上述兩種視角的認識是緊密關聯的，利用信息技術創設富有智慧的課堂教學環境，其根本目的也是促進“知識課堂”向“智慧課堂”轉變，實現學生的智慧發展。本文所使用的概念是側重于后一種視角而提出的。從信息化視角建立“智慧課堂”的概念，是開展信息化教學研究的前提，也是構建智慧課堂理論與實踐體系的邏輯起點。
從信息化的視角來看，“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，隨后國內外出現智慧城市、智慧教育、智慧課堂、智慧學習等概念。實際上，IBM使用與廣泛推廣“智慧地球”，并將其應用于教育領域，從而率先提出智慧教育的概念及內涵?；谶@一理解，現在人們廣泛應用的“智慧課堂”實質上就是智能化課堂，是從信息化的視角來界定的，即使用先進的信息技術實現教育手段的智能化，使課堂教學環境更加富有智慧，進而實現教育教學的智慧化。
最近，我們對國內的學?；蚪逃畔⒒髽I發布的“智慧課堂”相關應用或產品研發項目，以及學者使用的智慧課堂概念進行了系統的梳理分析，總體上大約有40多種，但大都是相同或相近的。目前，基于信息化視角對智慧課堂概念的理解或定義區分度比較大的，主要有以下幾類：一是基于物聯網技術應用的。有的學者定義“智慧課堂”是集物聯網和智能終端等新技術于一體的智能課堂。智慧課堂互動教學是一種由“互動教學系統”整合了電腦終端、互動電子白板、實物展臺、即時反饋系統、智能終端等軟件、硬件的智能化教學方式。這一定義強調基于物聯網的“智能化”感知特點。二是基于電子書包應用的。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、課后微課程作業輔導的功能，解決了Pad不受控、WiFi掉線、與電子白板難以無縫對接等關鍵問題，為教師和學生提供了一種高效的“教”與“學”模式。這一定義強調基于電子書包的“移動化”智能終端特點。三是基于云計算和網絡技術應用的。有學者認為，“智慧課堂”重點是課堂中的應用，是通過云計算、網絡技術、應答系統等技術手段來支持個性化學習的有效開展，具體依托課前備課系統、多媒體教學系統、問卷和答題系統等信息化技術手段為個性化學習的開展提供支持。這一定義強調課堂中的“個性化”學習應用的特點。四是基于技術支持的課堂目標分析的。有的學者專門研究認為，“智慧課堂”的構建應以主動、輕松愉快、高質高效和提升智慧為根本目標，智慧的培養應貫穿于整個智慧課堂中。因此將智慧課堂定義為：在信息技術的支持下，通過變革教學方式方法，將技術融入課堂教學中，構建個性化、智能化、數字化的課堂學習環境，從而有效促進智慧能力培養的新型課堂。
“互聯網+”背景下的智慧課堂，實質上是基于動態學習數據分析和“云+端”運用的新型課堂教學形態，是由系統(信息化平臺和工具)、人(教師和學生)及其活動(課前、課中、課后教學環節)等組成的現代信息化課堂教學體系。
“智慧課堂”體系總體上是由從下至上的資源管理與服務、多元評價分析、應用支持平臺、師生移動終端和教學應用環節五個部分組成的智慧教學服務體系。其具體內涵：一是資源管理與服務。提供智慧課堂的教學內容基礎，是實現智慧課堂教與學的基本支撐條件，采取云部署服務模式?；谫Y源管理平臺，建立課程標準、全科數字化教材、微課及多媒體課件、各類題庫系統、教學動態數據和教育管理信息等資源庫，提供學習資源的管理和服務。二是多元評價分析。這是智慧課堂的核心組成部分，是實現動態學習數據分析和評價的關鍵?；诙嘣獙W習評價系統，實現課前、課中、課后的全過程動態測評和數據分析，提供對學習和教學的形成性評價、總結性評價和診斷性評價服務，包括測試系統、動態評價分析系統、GPA綜合評價系統和教學質量評價系統等子系統。三是應用支持平臺。應用平臺是智慧課堂的基本工具，為智慧課堂的教與學終端提供應用支持。應用支持平臺實際上是由一類移動APP組成，提供智能終端的學習、管理和應用功能，包括微課制作、微課應用、作業平臺、統計分析、學習資源推送、溝通交流工具和第三方APP應用等。四是師生移動終端。移動終端是智慧課堂的主要應用工具及應用方式。應用工具包括智能手機、IPAD、可穿戴智能設備等，有教師端工具和學生端工具兩種類型，分別安裝不同的應用軟件，提供教師的“教”與學生的“學”的應用程序和方法，實現對智慧課堂教學全過程溝通交流和信息服務支持。五是教學應用環節，即智慧課堂的教學實際應用程序、方式、步驟等。智慧課堂教學應用總體上由課前、課中、課后三個環節組成。課前環節包括學情分析、預習測評、教學設計等步驟，課中環節包括課題導入、探究學習、實時檢測、總結提升等步驟，課后環節包括課后作業、微課輔導、反思評價等步驟。
實質上，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的產物，也是課堂教學自身不斷變革發展的結果。尤其是近幾年來，以大數據、云計算和移動互聯網等為代表的新一代信息技術迅猛發展及應用，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、智能化方向發展。我們結合自身的研究和實踐探索，提出“互聯網+”時代基于動態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論為依據，以“互聯網+”的思維方式和大數據、云計算、移動互聯網等新一代信息技術打造的，實現課前、課中、課后全過程應用的智能、高效的課堂。其實質是基于動態學習數據分析和“云+端”的運用，通過數據化的決策分析、即時化的評價反饋、立體化的互動交流和智能化的資源推送，創設富有智慧、有利于協作交流和意義建構的理想學習環境，通過智慧的教與學，促進全體學生實現符合個性化成長規律的智慧發展。
“互聯網+”時代，基于大數據、云計算、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上具有豐富的內涵和重要的特色，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臺為支撐，基于動態學習數據的收集和挖掘分析，對學生學習全過程的效果進行數據化呈現，使得智慧教學過程從依賴于存在教師頭腦中的教學經驗轉向依賴于對海量教學數據的分析，一切靠數據說話，依靠直觀的數據精準地掌握學情，方便教師有的放矢地安排及調整教學。二是評價反饋即時化。智慧教學中采取動態伴隨式學習評價，即貫穿課堂教學全過程的動態學習診斷與評價，包括課前預習測評和反饋、課堂實時檢測評價和即時反饋、課后作業評價和跟蹤反饋，從而實現了即時、動態的診斷分析和評價信息反饋，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，除了課堂內的師生互動，師生還可以借助云端平臺進行課外交流，實現師生、生生之間的持續溝通，無障礙地進行任何時間、任何地點的交流互動。四是資源推送智能化。智慧課堂為學習者提供了極為豐富的多媒體資源，包括微視頻、電子文檔、圖片、語音、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差異，智能化地推送有針對性的學習資料，滿足學習者富有個性的學習需要，幫助學生固強補弱，提高學習成績。
智慧課堂將引發課堂教學的全面變革，對傳統教學結構產生“革命性”的影響，在學校教學實踐中具有重要的應用價值和意義。
教學理念與形態的變革。“互聯網+”時代，數據改變教育是智慧課堂的核心理念。傳統課堂主要依靠教師的個人教學經驗對課堂上學生的學習行為進行判斷和制定教學決策;智慧課堂則從依賴于存在教師頭腦中的教學經驗轉向依賴于對海量教學案例和行為數據的分析，一切靠數據說話，數據來源于學生作業、測試、學案、課堂即時反饋等學習全過程，依據對學生學習行為大數據的挖掘分析與決策，用直觀的數據了解學生對知識掌握的水平，用數據描述每一個學生的個性化特征和差異，即時、精準地掌握來自全體學生的第一手學情資料，及時調整教學策略，基于數據分析提升教學機智，在課堂教學中實現了基于證據的教育。
課堂環境與結構的變革。新技術、新媒體和智能終端為學習者提供了豐富的認知工具與支撐環境，為師生建立了更為開放的教室、更為開放的課堂活動。例如，智慧課堂中沒有了傳統的講臺、黑板和粉筆，課桌、座椅以分組討論方式擺放，投影屏幕、電子白板可以放置在教室的前后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組討論。
師生角色與關系的變革。在傳統課堂教學中，教師是知識的傳授者、壟斷者，而學生是被動接受知識的容器，是被教育的對象、被制造的“產品”。智慧課堂教學中，這種角色關系得到了根本性的轉變。智慧課堂倡導教育為學習服務，教師是學習服務的提供者、幫助者，協助學生自主學習和知識構建。智慧課堂是“以全體學生為中心”，尊重學生學習的主體地位，實現了“把課堂還給學生，讓學生自己成為學習的主人”。
教學目標與設計的變革。智慧課堂能夠將傳統課堂中難以描述與傳遞的隱性知識顯性化，使認知目標發生了由低階至高階的變革，為認知目標及教學設計的優化提供了重要條件。例如，在認知目標及教學內容的選擇和確定上，基于動態學習數據分析的智慧課堂，根據課前進行的數字化預習和預習測評情況的反饋，即時、精準地掌握來自一線學生的學情分析資料，弄清學生已有的認知基礎，據此來設置教學目標，確定相適應的教學內容和教學方法，就是要基于學生的“最近發展區”設計問題，做到有的放矢，以學定教，提高智慧課堂教學的整體效能。
教學模式與方法的變革。從以教師為中心、強調知識傳授的傳統教學轉向以學生為中心、強調能力培養的新型教學;從傳統多媒體教學的“望屏解讀”向師生共同使用技術轉變，師生、生生之間的溝通交流更加立體化，無障礙地進行即時交流互動;學習資源實現媒體化、智能化、碎片化，按需推送、實時同步;可實現導學式、互動式、合作式、游戲式、泛在式等各種教學方式。課堂教學流程和方法均發生了變化，從“先教后學”到“先學后教”“以學定教”，教師依據動態測評分析，掌握每一個學生的知識掌握情況和個體差異，有的放矢，分層教學，真正實現個別化教學和因材施教。
評價體系與策略的變革。基于動態學習數據分析，教師能夠快速地對學生的學習全過程進行動態、實時的診斷評價和反饋，對教師的評價也從傳統的注重結果評價轉變為動態過程評價，從主觀評價轉向數字化客觀評價，依靠大數據分析實現精準評價診斷。
智慧課堂構建的目的，是利用先進的信息技術，實現教育技術手段的信息化、智能化，創設富有智慧的教學環境，以支持智慧的教與學。“互聯網+”時代，基于動態學習數據分析的智慧課堂之關鍵目標與功能包括以下6個方面：
實現課堂動態開放。智慧課堂本質上是一個動態開放的系統，借助于云計算、移動互聯網等新興信息技術，運用智能手機、可穿戴計算設備等各種智能終端，使課堂系統超越了時空限制，動態的信息互通交流，實現了更為開放的教室、更為開放的課堂活動，使得課前、課中、課后成為一體，單一、封閉的課堂教學向多元化的開放式教學發展。同時，開放的課堂有利于增強學生學習的獨立性、自主性，鼓勵學生自由、自主地學習，為學生激發潛能、發展智力提供了有利條件。
增進課堂高效互動。利用智能化的移動學習工具和應用支撐平臺，教師與學生、學生與學生之間的溝通與交流更加立體化，能無障礙地進行即時交流，大大提高了課堂互動能力和教學效率。通過情境感知、數據挖掘等方法，可以提前預知學習者潛在的學習需求，可以針對學習者的需要，通過資源訂閱和智能推送等方式，在第一時間推送最新的學習資源，基于動態學習數據分析和即時教學評價信息反饋，實現交互式教學，增加師生互動交互的深度和廣度。
促進合作探究學習。根據意義建構的需要，依托信息化平臺構建的學習環境，智慧課堂中可采取小組協商討論、合作探究等學習方式，協作群組服務能夠幫助有相同學習需求和興趣的學習者自動形成學習共同體，通過平臺獲取豐富的學習資源和信息動態，就某個問題開展深入的互動交流和探究，有利于實現對所學知識的意義建構，促進知識內化。同時，教師也可以通過平臺對小組合作進行實時的數字化評價和及時的反饋，指導、幫助學習小組的討論和合作探究。
促進個性化學習。大數據使實施個性化教學和因材施教具有了現實可能性，真正實現從群體教育的方式轉向個體教育。基于大數據的學習分析，能夠準確把握每個學習者掌握知識的狀況，實現對學生的個性化學習能力的評估，使教師對每一位學生的認知度更清晰，有針對性地制定教學方案和輔導策略，推送個性化的學習資料，在課后進行個別化的“微課”作業和輔導，真正實現了以學生為中心的、“一對一”的個性化教學。
實現引導性施教。在新的課堂教學模式中，教師不再是知識的傳授者、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著重要的引導性作用。課前，通過情境建構、問題激發，教師引導學生對預習內容產生興趣，并積極主動地查閱資料、開動腦筋、探討研究教師推送的預習材料和測驗;課中，通過互動交流，教師引導學生闡述自己對預習內容的認識過程、表達自己的觀點，引導學生發現新的問題、展開討論;課后，通過布置個性化的作業及輔導，教師引導學生形成對知識的整體掌握和更深入的理解。
提升課堂教學機智。課堂教學是千變萬化的，再好的教學預設方案也不能預見課堂上可能出現的所有情況。在智慧課堂教學中，更要求教師具備很強的隨機應變的能力，根據教學進程中隨時可能出現的新情況、新問題，利用智慧課堂信息化平臺提供的學生信息支持，基于動態學習測評分析和即時反饋，依靠數據科學決策，采取機智性行動，及時調整課前的教學預設，優化和改進課堂教學進程，充分體現智慧課堂中教師的教學智慧和教學藝術。
