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“互聯網+”時代的課堂變革

“互聯網+”時代,大(dà)數據、雲計(jì)算和移動互聯網等新一代信息技術(shù)對社會各個領域産生(shēng)深刻影(yǐng)響,教育也不例外。在學校(xiào)信息化教學實踐中,從(cóng)早期的輔助教學手段到與學科(kē)教學的深度融合,信息技術(shù)促使傳統課堂向數字化、智能化、泛在化方向發展,許多學校(xiào)開展“電子書(shū)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(shù)手段來(lái)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(shēng)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(wèn)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(xiào)教育信息化聚焦于教學、課堂、師(shī)生(shēng)活動的必然趨勢。關于智慧課堂的含義,從(cóng)不同的視角來(lái)看(kàn)有不同的理(lǐ)解。“智慧”通常包含心理(lǐ)學意義上的“聰敏、有見(jiàn)解、有謀略”和技術(shù)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(lǐ)解:一種是從(cóng)教育視角提出的,新的課程理(lǐ)念認爲,課堂教學不是簡單的知識傳授或學習的過程,而是師(shī)生(shēng)情感與智慧綜合生(shēng)成的過程,智慧課堂的根本任務是“開發學生(shēng)的智慧”,這裡(lǐ)“智慧課堂”的概念是相(xiàng)對于“知識課堂”而言的;另一種是從(cóng)信息化視角提出的,指利用先進的信息技術(shù)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,這裡(lǐ)是相(xiàng)對于使用傳統教學手段的“傳統課堂”。事(shì)實上,上述兩種視角的認識是緊密關聯的,利用信息技術(shù)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(shēng)的智慧發展。本文所使用的概念是側重于後一種視角而提出的。從(cóng)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(lǐ)論與實踐體(tǐ)系的邏輯起點。

從(cóng)信息化的視角來(lái)看(kàn),“智慧課堂”的概念是“信息化課堂”發展的結果。2008年(nián),IBM最早提出“智慧地球”概念,随後國(guó)内外出現智慧城(chéng)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”,并将其應用于教育領域,從(cóng)而率先提出智慧教育的概念及内涵。基于這一理(lǐ)解,現在人(rén)們廣泛應用的“智慧課堂”實質上就(jiù)是智能化課堂,是從(cóng)信息化的視角來(lái)界定的,即使用先進的信息技術(shù)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(guó)内的學校(xiào)或教育信息化企業發布的“智慧課堂”相(xiàng)關應用或産品研發項目,以及學者使用的智慧課堂概念進行了系統的梳理(lǐ)分(fēn)析,總體(tǐ)上大(dà)約有40多種,但(dàn)大(dà)都(dōu)是相(xiàng)同或相(xiàng)近的。目前,基于信息化視角對智慧課堂概念的理(lǐ)解或定義區分(fēn)度比較大(dà)的,主要有以下幾類:一是基于物聯網技術(shù)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(shù)于一體(tǐ)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(bái)闆、實物展台、即時反饋系統、智能終端等軟件(jiàn)、硬件(jiàn)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(shū)包應用的。有的研究者提出建立基于電子書(shū)包的“智慧課堂”系統,具有課前多媒體(tǐ)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,解決了Pad不受控、WiFi掉線、與電子白(bái)闆難以無縫對接等關鍵問(wèn)題,爲教師(shī)和學生(shēng)提供了一種高效的“教”與“學”模式。這一定義強調基于電子書(shū)包的“移動化”智能終端特點。三是基于雲計(jì)算和網絡技術(shù)應用的。有學者認爲,“智慧課堂”重點是課堂中的應用,是通過雲計(jì)算、網絡技術(shù)、應答系統等技術(shù)手段來(lái)支持個性化學習的有效開展,具體(tǐ)依托課前備課系統、多媒體(tǐ)教學系統、問(wèn)卷和答題系統等信息化技術(shù)手段爲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(shù)支持的課堂目标分(fēn)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)、高質高效和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(shù)的支持下,通過變革教學方式方法,将技術(shù)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(cóng)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,實質上是基于動态學習數據分(fēn)析和“雲+端”運用的新型課堂教學形态,是由系統(信息化平台和工(gōng)具)、人(rén)(教師(shī)和學生(shēng))及其活動(課前、課中、課後教學環節)等組成的現代信息化課堂教學體(tǐ)系。

“智慧課堂”體(tǐ)系總體(tǐ)上是由從(cóng)下至上的資源管理(lǐ)與服務、多元評價分(fēn)析、應用支持平台、師(shī)生(shēng)移動終端和教學應用環節五個部分(fēn)組成的智慧教學服務體(tǐ)系。其具體(tǐ)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,是實現智慧課堂教與學的基本支撐條件(jiàn),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(kē)數字化教材、微課及多媒體(tǐ)課件(jiàn)、各類題庫系統、教學動态數據和教育管理(lǐ)信息等資源庫,提供學習資源的管理(lǐ)和服務。二是多元評價分(fēn)析。這是智慧課堂的核心組成部分(fēn),是實現動态學習數據分(fēn)析和評價的關鍵。基于多元學習評價系統,實現課前、課中、課後的全過程動态測評和數據分(fēn)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、動态評價分(fēn)析系統、GPA綜合評價系統和教學質量評價系統等子系統。三是應用支持平台。應用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支持。應用支持平台實際上是由一類移動APP組成,提供智能終端的學習、管理(lǐ)和應用功能,包括微課制作(zuò)、微課應用、作(zuò)業平台、統計(jì)分(fēn)析、學習資源推送、溝通交流工(gōng)具和第三方APP應用等。四是師(shī)生(shēng)移動終端。移動終端是智慧課堂的主要應用工(gōng)具及應用方式。應用工(gōng)具包括智能手機(jī)、IPAD、可(kě)穿戴智能設備等,有教師(shī)端工(gōng)具和學生(shēng)端工(gōng)具兩種類型,分(fēn)别安裝不同的應用軟件(jiàn),提供教師(shī)的“教”與學生(shēng)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(tǐ)上由課前、課中、課後三個環節組成。課前環節包括學情分(fēn)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,智慧課堂概念的提出與發展既是信息技術(shù)在教學領域應用的産物,也是課堂教學自(zì)身(shēn)不斷變革發展的結果。尤其是近幾年(nián)來(lái),以大(dà)數據、雲計(jì)算和移動互聯網等爲代表的新一代信息技術(shù)迅猛發展及應用,信息技術(shù)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(zì)身(shēn)的研究和實踐探索,提出“互聯網+”時代基于動态學習數據分(fēn)析的智慧課堂定義。

所謂“智慧課堂”,就(jiù)是以建構主義學習理(lǐ)論爲依據,以“互聯網+”的思維方式和大(dà)數據、雲計(jì)算、移動互聯網等新一代信息技術(shù)打造的,實現課前、課中、課後全過程應用的智能、高效的課堂。其實質是基于動态學習數據分(fēn)析和“雲+端”的運用,通過數據化的決策分(fēn)析、即時化的評價反饋、立體(tǐ)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(zuò)交流和意義建構的理(lǐ)想學習環境,通過智慧的教與學,促進全體(tǐ)學生(shēng)實現符合個性化成長規律的智慧發展。

“互聯網+”時代,基于大(dà)數據、雲計(jì)算、移動互聯網等新一代信息技術(shù)構建的智慧課堂與傳統課堂相(xiàng)比,在信息技術(shù)與教學的融合創新及應用上具有豐富的内涵和重要的特色,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(xiào)構建的信息技術(shù)平台爲支撐,基于動态學習數據的收集和挖掘分(fēn)析,對學生(shēng)學習全過程的效果進行數據化呈現,使得(de)智慧教學過程從(cóng)依賴于存在教師(shī)頭腦中的教學經驗轉向依賴于對海量教學數據的分(fēn)析,一切靠數據說(shuō)話(huà),依靠直觀的數據精準地掌握學情,方便教師(shī)有的放(fàng)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反饋、課堂實時檢測評價和即時反饋、課後作(zuò)業評價和跟蹤反饋,從(cóng)而實現了即時、動态的診斷分(fēn)析和評價信息反饋,重構形成性教學評價體(tǐ)系。三是交流互動立體(tǐ)化。智慧課堂教學的交流互動更加生(shēng)動靈活,教師(shī)與學生(shēng)之間、學生(shēng)與學生(shēng)之間的溝通、交流與互動方式立體(tǐ)化,除了課堂内的師(shī)生(shēng)互動,師(shī)生(shēng)還(hái)可(kě)以借助雲端平台進行課外交流,實現師(shī)生(shēng)、生(shēng)生(shēng)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。智慧課堂爲學習者提供了極爲豐富的多媒體(tǐ)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(kě)以根據學生(shēng)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(shēng)固強補弱,提高學習成績。

智慧課堂将引發課堂教學的全面變革,對傳統教學結構産生(shēng)“革命性”的影(yǐng)響,在學校(xiào)教學實踐中具有重要的應用價值和意義。

教學理(lǐ)念與形态的變革。“互聯網+”時代,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(shī)的個人(rén)教學經驗對課堂上學生(shēng)的學習行爲進行判斷和制定教學決策;智慧課堂則從(cóng)依賴于存在教師(shī)頭腦中的教學經驗轉向依賴于對海量教學案例和行爲數據的分(fēn)析,一切靠數據說(shuō)話(huà),數據來(lái)源于學生(shēng)作(zuò)業、測試、學案、課堂即時反饋等學習全過程,依據對學生(shēng)學習行爲大(dà)數據的挖掘分(fēn)析與決策,用直觀的數據了解學生(shēng)對知識掌握的水平,用數據描述每一個學生(shēng)的個性化特征和差異,即時、精準地掌握來(lái)自(zì)全體(tǐ)學生(shēng)的第一手學情資料,及時調整教學策略,基于數據分(fēn)析提升教學機(jī)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(shù)、新媒體(tǐ)和智能終端爲學習者提供了豐富的認知工(gōng)具與支撐環境,爲師(shī)生(shēng)建立了更爲開放(fàng)的教室、更爲開放(fàng)的課堂活動。例如(rú),智慧課堂中沒有了傳統的講台、黑(hēi)闆和粉筆,課桌、座椅以分(fēn)組討(tǎo)論方式擺放(fàng),投影(yǐng)屏幕、電子白(bái)闆可(kě)以放(fàng)置在教室的前後左右任一個需要的地方,教師(shī)始終面向學生(shēng)教學并直接融入小組討(tǎo)論。

師(shī)生(shēng)角色與關系的變革。在傳統課堂教學中,教師(shī)是知識的傳授者、壟斷者,而學生(shēng)是被動接受知識的容器,是被教育的對象、被制造的“産品”。智慧課堂教學中,這種角色關系得(de)到了根本性的轉變。智慧課堂倡導教育爲學習服務,教師(shī)是學習服務的提供者、幫助者,協助學生(shēng)自(zì)主學習和知識構建。智慧課堂是“以全體(tǐ)學生(shēng)爲中心”,尊重學生(shēng)學習的主體(tǐ)地位,實現了“把課堂還(hái)給學生(shēng),讓學生(shēng)自(zì)己成爲學習的主人(rén)”。

教學目标與設計(jì)的變革。智慧課堂能夠将傳統課堂中難以描述與傳遞的隐性知識顯性化,使認知目标發生(shēng)了由低階至高階的變革,爲認知目标及教學設計(jì)的優化提供了重要條件(jiàn)。例如(rú),在認知目标及教學内容的選擇和确定上,基于動态學習數據分(fēn)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(lái)自(zì)一線學生(shēng)的學情分(fēn)析資料,弄清學生(shēng)已有的認知基礎,據此來(lái)設置教學目标,确定相(xiàng)适應的教學内容和教學方法,就(jiù)是要基于學生(shēng)的“最近發展區”設計(jì)問(wèn)題,做到有的放(fàng)矢,以學定教,提高智慧課堂教學的整體(tǐ)效能。

教學模式與方法的變革。從(cóng)以教師(shī)爲中心、強調知識傳授的傳統教學轉向以學生(shēng)爲中心、強調能力培養的新型教學;從(cóng)傳統多媒體(tǐ)教學的“望屏解讀(dú)”向師(shī)生(shēng)共同使用技術(shù)轉變,師(shī)生(shēng)、生(shēng)生(shēng)之間的溝通交流更加立體(tǐ)化,無障礙地進行即時交流互動;學習資源實現媒體(tǐ)化、智能化、碎片化,按需推送、實時同步;可(kě)實現導學式、互動式、合作(zuò)式、遊戲式、泛在式等各種教學方式。課堂教學流程和方法均發生(shēng)了變化,從(cóng)“先教後學”到“先學後教”“以學定教”,教師(shī)依據動态測評分(fēn)析,掌握每一個學生(shēng)的知識掌握情況和個體(tǐ)差異,有的放(fàng)矢,分(fēn)層教學,真正實現個别化教學和因材施教。

評價體(tǐ)系與策略的變革。基于動态學習數據分(fēn)析,教師(shī)能夠快(kuài)速地對學生(shēng)的學習全過程進行動态、實時的診斷評價和反饋,對教師(shī)的評價也從(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(fēn)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(shù),實現教育技術(shù)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,基于動态學習數據分(fēn)析的智慧課堂之關鍵目标與功能包括以下6個方面:

實現課堂動态開放(fàng)。智慧課堂本質上是一個動态開放(fàng)的系統,借助于雲計(jì)算、移動互聯網等新興信息技術(shù),運用智能手機(jī)、可(kě)穿戴計(jì)算設備等各種智能終端,使課堂系統超越了時空限制,動态的信息互通交流,實現了更爲開放(fàng)的教室、更爲開放(fàng)的課堂活動,使得(de)課前、課中、課後成爲一體(tǐ),單一、封閉的課堂教學向多元化的開放(fàng)式教學發展。同時,開放(fàng)的課堂有利于增強學生(shēng)學習的獨立性、自(zì)主性,鼓勵學生(shēng)自(zì)由、自(zì)主地學習,爲學生(shēng)激發潛能、發展智力提供了有利條件(jiàn)。

增進課堂高效互動。利用智能化的移動學習工(gōng)具和應用支撐平台,教師(shī)與學生(shēng)、學生(shēng)與學生(shēng)之間的溝通與交流更加立體(tǐ)化,能無障礙地進行即時交流,大(dà)大(dà)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(kě)以提前預知學習者潛在的學習需求,可(kě)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,基于動态學習數據分(fēn)析和即時教學評價信息反饋,實現交互式教學,增加師(shī)生(shēng)互動交互的深度和廣度。

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(kě)采取小組協商討(tǎo)論、合作(zuò)探究等學習方式,協作(zuò)群組服務能夠幫助有相(xiàng)同學習需求和興趣的學習者自(zì)動形成學習共同體(tǐ),通過平台獲取豐富的學習資源和信息動态,就(jiù)某個問(wèn)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,促進知識内化。同時,教師(shī)也可(kě)以通過平台對小組合作(zuò)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(tǎo)論和合作(zuò)探究。

促進個性化學習。大(dà)數據使實施個性化教學和因材施教具有了現實可(kě)能性,真正實現從(cóng)群體(tǐ)教育的方式轉向個體(tǐ)教育。基于大(dà)數據的學習分(fēn)析,能夠準确把握每個學習者掌握知識的狀況,實現對學生(shēng)的個性化學習能力的評估,使教師(shī)對每一位學生(shēng)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,在課後進行個别化的“微課”作(zuò)業和輔導,真正實現了以學生(shēng)爲中心的、“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(shī)不再是知識的傳授者、灌輸者,而是學生(shēng)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。課前,通過情境建構、問(wèn)題激發,教師(shī)引導學生(shēng)對預習内容産生(shēng)興趣,并積極主動地查閱資料、開動腦筋、探討(tǎo)研究教師(shī)推送的預習材料和測驗;課中,通過互動交流,教師(shī)引導學生(shēng)闡述自(zì)己對預習内容的認識過程、表達自(zì)己的觀點,引導學生(shēng)發現新的問(wèn)題、展開討(tǎo)論;課後,通過布置個性化的作(zuò)業及輔導,教師(shī)引導學生(shēng)形成對知識的整體(tǐ)掌握和更深入的理(lǐ)解。

提升課堂教學機(jī)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(jiàn)課堂上可(kě)能出現的所有情況。在智慧課堂教學中,更要求教師(shī)具備很強的随機(jī)應變的能力,根據教學進程中随時可(kě)能出現的新情況、新問(wèn)題,利用智慧課堂信息化平台提供的學生(shēng)信息支持,基于動态學習測評分(fēn)析和即時反饋,依靠數據科(kē)學決策,采取機(jī)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(fēn)體(tǐ)現智慧課堂中教師(shī)的教學智慧和教學藝術(shù)。




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