陳志強+高靜慧

摘要：在大數(shù)據(jù)、人工智能和云技術(shù)的背景下，傳統(tǒng)的多媒體教育技術(shù)不僅無法支撐教學(xué)改革的推進，而且制約了一些先進的教學(xué)理念的落地。本文從山東省淄博市教育信息化現(xiàn)狀出發(fā)，分析了教育信息化技術(shù)不能滿足教學(xué)改革和教學(xué)實踐的突出問題，并提出了教學(xué)系統(tǒng)的核心需求，探討了其對學(xué)校創(chuàng)新教學(xué)模式、改革教學(xué)方法的影響，以期改善教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：智慧課堂；教學(xué)系統(tǒng)；思維可視化；師生互動；教學(xué)過程生成

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2017）20-0076-04

● 研究背景

1.國家對教育信息化發(fā)展提出的要求

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出：優(yōu)先發(fā)展教育，提高教育現(xiàn)代化水平，強化信息化技術(shù)應(yīng)用。提高教師應(yīng)用信息技術(shù)水平，更新教學(xué)觀念，改進教學(xué)方法，改善教學(xué)效果。

《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進教育信息化工作的指導(dǎo)意見》也提出：鼓勵教師利用信息技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)模式，推動形成“課堂用、經(jīng)常用、普遍用”的信息化教學(xué)新常態(tài)，全面提升教師的信息化教學(xué)能力和學(xué)生的信息素養(yǎng)。

2017年9月，教育部最新發(fā)布的《關(guān)于進一步推進職業(yè)教育信息化發(fā)展的指導(dǎo)意見》對信息技術(shù)與課堂的深度融合提出了更具體的要求，鼓勵開展信息化環(huán)境下的職業(yè)教育教學(xué)模式創(chuàng)新研究與實踐，大力推進信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合；用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)教學(xué)；推進網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間的建設(shè)與應(yīng)用，加強教與學(xué)全過程的數(shù)據(jù)采集和效果分析；鼓勵教師充分、合理運用數(shù)字教育資源開展教學(xué)；推廣遠程協(xié)作、實時互動、翻轉(zhuǎn)課堂、移動學(xué)習(xí)等信息化教學(xué)模式，最大限度地調(diào)動學(xué)習(xí)者的主觀能動性，促進教與學(xué)、教與教、學(xué)與學(xué)的全面互動，進一步提高教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.淄博市教育信息化現(xiàn)狀分析

山東省淄博市在《關(guān)于開展“四位一體”框架下推進新型智慧城市建設(shè)的總體規(guī)劃》中提到，將進一步加強信息化惠民服務(wù)，讓信息化服務(wù)教育，提高多媒體教室普及率、師生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間覆蓋率、學(xué)習(xí)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋率等?！笆濉逼陂g，淄博市教育信息化建設(shè)進入一個高速發(fā)展的階段，全市十個區(qū)縣一千余所學(xué)校全部接入互聯(lián)網(wǎng)，通過數(shù)字化校園驗收的學(xué)校達到573所，多媒體教室的覆蓋率普及率達93%，各級各類學(xué)校建成“一對一”教學(xué)班達到541個，其中部分學(xué)校實現(xiàn)了全年級、全班級、全覆蓋的“一對一”教學(xué)，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境大幅改善，信息化應(yīng)用基礎(chǔ)進一步夯實。

然而，我市多媒體教室的裝備水平不一，有的相對落后，即使裝備時間不久的學(xué)校，由于受多媒體技術(shù)水平限制和在裝備選擇上有誤區(qū)，也會存在課堂教學(xué)系統(tǒng)不能滿足教育教學(xué)改革需求的弊端，因而限制了先進教學(xué)理念的實施。針對上述問題，2017年，淄博市教育信息化工作推進辦公室開展了一系列的調(diào)研活動，如召開專題會議進行研討、考察調(diào)研多家信息技術(shù)公司和產(chǎn)品、試點引進智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)等，在建設(shè)智慧城市的框架下積極打造智慧教育，充分發(fā)揮示范引領(lǐng)作用，促進教師利用信息技術(shù)改進教學(xué)方法、創(chuàng)新教學(xué)模式。

● 教學(xué)系統(tǒng)的問題研究

教學(xué)系統(tǒng)是教育系統(tǒng)的子系統(tǒng)，是指為了實現(xiàn)某種教學(xué)目的，由各教學(xué)要素有機結(jié)合成的具有一定教學(xué)功能的整體。智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)主要是指整合應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云技術(shù)、人工智能等技術(shù)為師生提供更加智能的信息技術(shù)支持的教學(xué)系統(tǒng)。教學(xué)過程中的教師和學(xué)生都是富有活力的生命個體，只有教學(xué)設(shè)備不斷地更新和完善，才能為師生更好地開展教學(xué)活動提供強有力的平臺支撐。但是，隨著教學(xué)改革和教學(xué)實踐的不斷深入，廣大師生對信息技術(shù)的需求矛盾越來越突出，教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展也還沒有徹底變革，筆者結(jié)合當(dāng)前一些常見的教學(xué)系統(tǒng)的特點和教學(xué)需求，分析了其存在的主要問題。

1.教學(xué)情境的強預(yù)設(shè)性

以往常用的幾種多媒體教學(xué)手段都有很強的教學(xué)預(yù)設(shè)屬性。不僅教學(xué)效果對教師的設(shè)計水平有較高的依賴，而且整個教學(xué)過程也會嚴重依賴課前的教學(xué)設(shè)計，即使在教學(xué)過程中有新的生成和討論熱點，但教師在教學(xué)預(yù)設(shè)的制約下，為了整節(jié)課的教學(xué)計劃正常進行，會有意識地忽略、轉(zhuǎn)移在教學(xué)互動中產(chǎn)生的新情境，即便這種情境要比原有的預(yù)設(shè)好。這樣會造成“信息化填鴨教學(xué)”現(xiàn)象的發(fā)生，不利于學(xué)生思維的培養(yǎng)和能力的形成。

2.教學(xué)設(shè)備的弱關(guān)聯(lián)性

多媒體教學(xué)設(shè)備在不斷完善，而各種設(shè)備之間相互獨立的現(xiàn)象卻普遍存在，如電腦、白板、觸控大屏、實物展廳、錄播設(shè)備之間相互獨立；設(shè)備操作也很繁瑣，各種多媒體產(chǎn)生的素材不能同時呈現(xiàn)，教學(xué)資源獲取不夠暢通，只能簡單依賴控制終端進行硬切換、訪問端口切換，這增加了教師使用和普及的成本及難度，在一定程度上影響了教學(xué)效果。

3.教學(xué)互動的弱參與性

（1）學(xué)生在教與學(xué)的過程中，不能及時將自己的所思所想以及隨堂作業(yè)轉(zhuǎn)化為課堂的教學(xué)素材。

（2）多媒體設(shè)備操作缺乏便利性、統(tǒng)一性，對學(xué)生而言，操作使用多媒體設(shè)備難度較大，導(dǎo)致學(xué)生不能及時參與到課堂的展示活動中。

（3）多媒體教學(xué)素材相對固定，缺乏屬性操作，教師不能根據(jù)需要及時、簡潔地對教學(xué)素材進行二次處理。

4.教學(xué)內(nèi)容的弱生成性

當(dāng)前，在眾多的多媒體教學(xué)系統(tǒng)中，還沒有一種系統(tǒng)可以為廣泛的多元教學(xué)過程生成提供支撐，這在一定程度上阻礙了教學(xué)改革與教育信息化的同步推進。PPT、微課、在線點播等教學(xué)手段還是一種線性的教學(xué)思維，排斥各種不同的教學(xué)生成和思維發(fā)散的出現(xiàn)，這會阻礙學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

5.教學(xué)過程的不可再現(xiàn)性

教學(xué)是一項創(chuàng)造性的工作，正如哲學(xué)家所說的“一個人不可能兩次踏進同一條河里”一樣，即使是教學(xué)過程的參與因素不變，教學(xué)過程也很難實現(xiàn)完整的“再現(xiàn)”。雖然錄播、微課、在線直播課堂信息技術(shù)的發(fā)展能在一定程度上解決這個問題，但還是不能滿足教學(xué)一線的需要。首先，錄播、在線直播課堂對硬件要求較高，只能在部分學(xué)校建設(shè)個別教室；其次，微課、錄播視頻后期制作成本太高，難度大，周期較長，這些導(dǎo)致其不能作為常規(guī)教學(xué)的主要手段；最后，錄播、在線直播課堂等對使用者的信息技術(shù)專業(yè)水平要求較高，普通教師難以掌握，這也在一定程度上制約著它的推廣與應(yīng)用。endprint

● 智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)需求與應(yīng)用探析

隨著云技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能技術(shù)的推廣和廣泛應(yīng)用，整個社會對智能終端設(shè)備的使用深度、廣度也不斷加強，但當(dāng)前大多數(shù)多媒體教學(xué)設(shè)備、軟件、理念相對滯后，而師生對新的教育信息技術(shù)需求卻越來越強烈。本文通過對多媒體教學(xué)現(xiàn)狀的長期調(diào)查與研究，分析了其中的主要原因，并結(jié)合當(dāng)前成熟的信息技術(shù)和教學(xué)實際中對信息技術(shù)服務(wù)教學(xué)的需求，提出了十一個關(guān)鍵需求點，即直觀、兼容、智能、互聯(lián)、生成、共享、互動、便捷、開放、多元和分類。

山東省淄博市在小學(xué)、初中、高中、中職學(xué)校都開展了試點工作，建設(shè)了“未來教育”智慧課堂，經(jīng)過半年多的實踐應(yīng)用，不僅顛覆了廣大教師對多媒體教學(xué)系統(tǒng)的原有認知，也創(chuàng)新了教學(xué)模式，變革了教學(xué)方法，改善了教學(xué)效果，得到師生的一致好評。筆者結(jié)合十一個核心需求分別探討了“未來教育”智慧課堂在實際教學(xué)中的應(yīng)用價值。

（1）兼容。“未來教育”智慧課堂基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，高度整合了先進教學(xué)設(shè)備和海量教育資源，完全可以兼容原來的觸控一體機、資源平臺等教學(xué)資源。一方面，現(xiàn)有硬件設(shè)備在得到充分利用的同時，也能適應(yīng)將來設(shè)備的升級與更新，充分發(fā)揮設(shè)備的效能，減少了重新購置全套設(shè)備的浪費，也減少了在資金、時間方面的消耗；另一方面，軟件的兼容性高，熟悉而便捷的軟件操作邏輯也非常有利于普通教師的使用和推廣，試點學(xué)校三個月就完成了一個“未來教育”智慧課堂功能教室的全部建設(shè)。

（2）直觀。計算機的廣泛發(fā)展得益于Windows的“所見即所得”理念，“未來教育”教學(xué)系統(tǒng)的操作軟件可以實現(xiàn)教學(xué)“思維可視化”，教師更容易掌握，從而更好地為教學(xué)服務(wù)。智慧課堂建成后一個月，各學(xué)科的骨干教師已經(jīng)可以熟練利用新的教學(xué)系統(tǒng)開展教學(xué)和教研活動。

（3）便捷?！拔磥斫逃敝腔壅n堂使用觸控一體機、手持終端進行教學(xué)，解決了講臺操控對教師行動的限制。在教學(xué)過程中生成的素材都可以利用手持終端分享到大屏幕使用，二次處理也很便捷。所有的操作功能鍵都在屏幕四周，直觀便捷。在教學(xué)過程中，系統(tǒng)可以將各種元素便捷地處理成數(shù)字化語音、視頻、圖片、圖像等，操作簡單不需要利用第三方工具，這能進一步提高教學(xué)效率。

（4）共享?！拔磥斫逃敝腔壅n堂利用云技術(shù)，可以把課堂上學(xué)生精彩的講解視頻、精妙的解題過程、典型的發(fā)言語音、漂亮的作業(yè)等一秒上傳到云平臺，既可以作為日后教與學(xué)的素材，又可以作為學(xué)生在線學(xué)習(xí)的教學(xué)資源，可謂“一舉多得”。

（5）互動。“未來教育”智慧課堂在軟件系統(tǒng)上，運用現(xiàn)代信息技術(shù)，建立了功能齊全、交互迅速、使用便捷的“思維可視化”未來課堂教學(xué)支撐平臺。互動包含兩個方面：一方面是人機互動。支持觸摸技術(shù)能讓學(xué)生零距離地參與到教學(xué)互動中，發(fā)揮他們參與的積極性、主動性，開發(fā)創(chuàng)造性。另一方面是人員互動。支持“分屏互動”有利于開展小組教學(xué)；支持“多屏互動”便于開展“一對一教學(xué)”，實現(xiàn)師生之間、生生之間的充分互動，讓思想迸射出更多的火花。

（6）生成?！拔磥斫逃敝腔壅n堂教學(xué)系統(tǒng)提供的技術(shù)支持。課前通過以學(xué)定教、盤活資源、活化資源進行備課；課中通過以教促學(xué)、互動教學(xué)、移動教學(xué)、多屏互動、生成資源進行個性化上課；課后通過課堂觀察的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)支持的評價方式進行檢測，資源和技術(shù)開放、易用。整個過程都是在動態(tài)生成，課堂效果更加精彩。

（7）智能。“未來教育”智慧課堂是一個數(shù)據(jù)精細采集、學(xué)習(xí)準確分析、按需精準推送的個性化教與學(xué)平臺。它能運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，實現(xiàn)學(xué)生終端數(shù)據(jù)的接收、處理，數(shù)據(jù)的實時分析，給出教師需要的分析報告，讓教與學(xué)更加高效、智能。

（8）互聯(lián)。教室設(shè)施支持物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，空氣、溫度、濕度可控，實現(xiàn)環(huán)境的舒適性、人性化、生態(tài)化。“未來教育”智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)是“教育云”支撐的優(yōu)化課堂教學(xué)“班班通”和轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式“人人通”的系統(tǒng)，能讓課堂走出教室，突破時空限制，實現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的互聯(lián)，讓溝通與協(xié)作隨行。

（9）開放。信息技術(shù)應(yīng)支持促進教學(xué)的發(fā)展。以往的多媒體系統(tǒng)大多數(shù)采用“一對多”的廣播式教學(xué)，這種教學(xué)方式已經(jīng)阻礙了教學(xué)理念、教學(xué)方法的發(fā)展。智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)支持師生常常用、天天用，通過自主、合作、協(xié)作學(xué)習(xí)完成學(xué)習(xí)行為的轉(zhuǎn)變。課堂內(nèi)學(xué)習(xí)內(nèi)容生動有趣，學(xué)習(xí)過程靈活互動、學(xué)習(xí)行為更加主動；課堂外通過精準推送的學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)處處可學(xué)、時時能學(xué)的個性化學(xué)習(xí)。這是充分發(fā)揮教師教育思想的教學(xué)平臺，是放飛學(xué)生創(chuàng)意，充分體現(xiàn)學(xué)生自主、合作、協(xié)作學(xué)習(xí)的平臺。

（10）多元。智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)支持對既定素材處理的不同屬性操作，并且屬性操作精練、多元，教師可以根據(jù)需要進行選擇組合，更好地實現(xiàn)自己的教學(xué)意圖。教學(xué)現(xiàn)場教師可以通過手機、PAD、展臺、錄播高清攝像頭、無線攝像頭等現(xiàn)場采集素材，并能非常簡便地把所采集的素材立刻轉(zhuǎn)化為實時的教學(xué)素材，能讓課堂更高效、更有針對性。

（11）分類。傳統(tǒng)教學(xué)受到教學(xué)時間緊張、學(xué)生數(shù)量多等現(xiàn)實條件的限制，“因材施教”是廣大教師有心無力的一件事，而大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能發(fā)展到今天，給“因材施教”插上了翅膀。智慧課堂教學(xué)系統(tǒng)能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況匹配分發(fā)不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，然后由系統(tǒng)進行初步的處理分析，最后教師通過分析報告就能掌握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并及時調(diào)整教學(xué)設(shè)計，對學(xué)生進行個性化指導(dǎo)。

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作者簡介：陳志強（1984.5—），助理講師，學(xué)士，主要研究項目有“中等職業(yè)學(xué)校信息化教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究”和“中職教師教育科研能力提升研究”等。

一般資助項目：2017年度山東省職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目“中等職業(yè)學(xué)校信息化教學(xué)現(xiàn)狀與發(fā)展策略研究”（2017434）。endprint