張興旺，謝艷萍，宋運(yùn)賢，2，張亞楠，吳曉敏

(1.淮北師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235000；2.淮北師范大學(xué) 信息學(xué)院，安徽 淮北 235000)

當(dāng)前，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)社會(huì)生活各領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，對(duì)教育領(lǐng)域的影響日趨明顯，教育信息化正迎來新的創(chuàng)新發(fā)展機(jī)遇[1].2016年，教育部發(fā)布的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中指出：“要依托信息技術(shù)營造信息化教學(xué)環(huán)境，促進(jìn)教育理念、教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容改革，適應(yīng)信息時(shí)代對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需求”.時(shí)隔2年，2018年教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中再次強(qiáng)調(diào)：“要依托互聯(lián)網(wǎng)和各類智能終端，積極開展智慧教育創(chuàng)新研究和示范，推動(dòng)新技術(shù)支持下的教育模式變革和生態(tài)重構(gòu)”.在上述政策的引領(lǐng)下，近年來慕課(MOOC)、小規(guī)模限制性在線課程(SPOC)、微課、翻轉(zhuǎn)課堂、智慧課堂等基于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的教學(xué)模式迅速興起，其中智慧課堂更是受到了學(xué)界的廣泛關(guān)注.

智慧課堂的概念源于學(xué)界對(duì)智慧教育的研究，是在“互聯(lián)網(wǎng)+”和信息技術(shù)迅速發(fā)展的背景下逐漸形成的.從現(xiàn)有文獻(xiàn)來看，關(guān)于智慧課堂的定義尚沒有統(tǒng)一論述，許多研究者從各自的研究領(lǐng)域和研究角度提出了不同的概念.綜合來看，智慧課堂的內(nèi)涵主要包括三方面[2]：一是以建構(gòu)主義、人本主義、交互式教學(xué)等先進(jìn)教育理論為指導(dǎo)，圍繞教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)習(xí)者智慧的生成.二是注重新一代信息技術(shù)在教學(xué)中運(yùn)用，突破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的立體溝通和交流.三是基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)教學(xué)全過程進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋，為學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持服務(wù)和智能推送.

作為信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合形成的一種新型教學(xué)模式，智慧課堂具有情境感知、立體交互、智能推送、無縫連接和可視化等特點(diǎn)[3].智慧課堂對(duì)于創(chuàng)新教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量，培育高素質(zhì)人才具有重要的實(shí)踐價(jià)值.《環(huán)境生態(tài)學(xué)》是高校環(huán)境類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，側(cè)重于研究人類干擾對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響以及生態(tài)系統(tǒng)自身的變化，是以生態(tài)學(xué)理論為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展起來的一門綜合性交叉學(xué)科.已有研究表明，《環(huán)境生態(tài)學(xué)》課程存在教材內(nèi)容重疊過多、學(xué)時(shí)不足、教學(xué)中難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和難以發(fā)揮學(xué)生主體地位等問題[4].本文依托省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目《環(huán)境生態(tài)學(xué)》智慧課堂，基于超星泛雅平臺(tái)從教學(xué)資源建設(shè)、教學(xué)過程設(shè)計(jì)和教學(xué)效果評(píng)價(jià)三個(gè)方面介紹智慧課堂教學(xué)模式的構(gòu)建和實(shí)施過程，以期解決《環(huán)境生態(tài)學(xué)》教學(xué)中的不足，為其他課程的智慧課堂建設(shè)提供借鑒.

1 智慧學(xué)習(xí)資源建設(shè)

智慧課堂的實(shí)施前提是依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建智慧化學(xué)習(xí)資源.隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的不斷融合發(fā)展，促成了雨課堂、智慧樹、藍(lán)墨云班課、超星泛雅等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的面世.這些平臺(tái)各有所長，其中超星泛雅以其“簡、通、活”的特點(diǎn)以及良好的用戶體驗(yàn)，在高校師生中受到普遍歡迎[5,6].該平臺(tái)是超星集團(tuán)開發(fā)的一款全新教育產(chǎn)品，以泛在教學(xué)與混合式教學(xué)為核心理念，集課程建設(shè)、課程學(xué)習(xí)、教學(xué)互動(dòng)和教學(xué)效果評(píng)估為一體，為實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)課堂向智慧課堂的轉(zhuǎn)變提供了有力保障.

基于超星泛雅平臺(tái)，從以下兩方面開展智慧學(xué)習(xí)資源建設(shè)：一是優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)教學(xué)知識(shí)節(jié)點(diǎn)化.智慧課堂網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容并不是傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容簡單數(shù)字化的過程，而是要對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理和優(yōu)化，將其分解為一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn).圍繞每個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)教案、制作短視頻和PPT，并將其上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，供學(xué)生自主學(xué)習(xí).每個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)力求短小精練、重點(diǎn)突出，易于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過各個(gè)“知識(shí)節(jié)點(diǎn)”之間的遞進(jìn)學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生掌握課程內(nèi)容，構(gòu)建完整的知識(shí)體系.二是基于教學(xué)內(nèi)容，建立完善的智慧化輔助教學(xué)資源.圍繞線上教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建豐富的輔助教學(xué)資源，為智慧教學(xué)的開展提供支持.輔助教學(xué)資源主要包括以下內(nèi)容：(1)為每個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)制作隨堂測(cè)驗(yàn)和課后作業(yè)，以便及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況.(2)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)主題討論、搶答、分組任務(wù)等，以便教學(xué)過程中隨時(shí)調(diào)用.(3)創(chuàng)建課前預(yù)習(xí)資料、課后拓展資料、章節(jié)思考題等學(xué)習(xí)資源，將其上傳至云平臺(tái)，供學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)鞏固.

除了上述的學(xué)習(xí)資源外，一些常規(guī)的教學(xué)材料，如教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)參考書、課程簡介和教學(xué)團(tuán)隊(duì)等相關(guān)資料也可上傳平臺(tái)，以充實(shí)和完善網(wǎng)站資源.

2 智慧課堂教學(xué)模式設(shè)計(jì)

智慧課堂教學(xué)模式主要采取“線上”“線下”兩種形式開展教學(xué)活動(dòng).“線上”教學(xué)并不是“線下”教學(xué)的簡單重復(fù)，而是整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中的必要環(huán)節(jié).在教學(xué)過程中，教師要以智慧化教學(xué)目標(biāo)為指導(dǎo)，合理安排好“線上”“線下”的教學(xué)內(nèi)容(圖1)，使其充分發(fā)揮教學(xué)互促、教學(xué)互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)建“線上”“線下”教學(xué)閉環(huán)，拓展教學(xué)時(shí)空，提升教學(xué)實(shí)效.下面我們以《環(huán)境生態(tài)學(xué)》教材中“生物群落的種類組成”內(nèi)容為例，從課前、課中和課后三個(gè)階段介紹智慧課堂的教學(xué)過程(圖1).

圖1 智慧課堂教學(xué)模式框架設(shè)計(jì)

課前，我們將“生物群落的種類組成”分解為“物種組成的性質(zhì)分析”“物種組成的數(shù)量特征”和“物種多樣性測(cè)定”三個(gè)知識(shí)節(jié)點(diǎn)，分別為每個(gè)知識(shí)點(diǎn)制作了PPT、教學(xué)短視頻和隨堂測(cè)試，向?qū)W生推送學(xué)習(xí)資源并設(shè)置任務(wù)點(diǎn)，學(xué)生通過超星學(xué)習(xí)通APP登錄平臺(tái)(超星泛雅平臺(tái)的移動(dòng)客戶端)自主完成學(xué)習(xí)任務(wù).此外，將教學(xué)班級(jí)隨機(jī)分為2組，設(shè)置分組任務(wù).要求每個(gè)小組通過中國知網(wǎng)搜索并下載2篇關(guān)于植物群落結(jié)構(gòu)和物種多樣性的文獻(xiàn)，在認(rèn)真研讀文獻(xiàn)后，回答以下三個(gè)問題：(1)文獻(xiàn)中野外調(diào)查采用了什么方法？(2)外業(yè)調(diào)查測(cè)量了哪些指標(biāo)？(3)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析了哪些指標(biāo)？每個(gè)小組圍繞這三個(gè)問題完成一份學(xué)習(xí)報(bào)告并上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，同時(shí)推選一名小組代表作課堂交流發(fā)言.通過課前學(xué)習(xí)和分組任務(wù)的完成，學(xué)生對(duì)本節(jié)課的內(nèi)容有了較好的儲(chǔ)備，同時(shí)提高了教學(xué)的參與度；教師通過平臺(tái)數(shù)據(jù)分析功能，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，為線下教學(xué)的開展奠定了良好的基礎(chǔ).

課中階段是智慧課堂的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在進(jìn)行課堂教學(xué)的同時(shí)，借助超星學(xué)習(xí)通APP投屏功能開展在線課堂，加強(qiáng)師生之間多維度的互動(dòng).根據(jù)課前布置的分組任務(wù)，讓兩個(gè)小組代表分別介紹文獻(xiàn)解讀以及對(duì)三個(gè)問題的回答情況，在學(xué)生講解過程中，將其完成的分組任務(wù)學(xué)習(xí)報(bào)告同步在投屏上.教師對(duì)兩位同學(xué)的回答進(jìn)行引導(dǎo)、歸納和總結(jié)，提取本節(jié)課相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)鍵內(nèi)容，如樣地調(diào)查、群落成員型的分類(優(yōu)勢(shì)種、建群種、伴生種和偶見種等)、種群的個(gè)體數(shù)量特征(密度、蓋度、頻度、多度等)、綜合特征(優(yōu)勢(shì)度、重要值等)和物種多樣性(豐富度指數(shù)和多樣性指數(shù))等.根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)的反饋情況，對(duì)于容易理解的內(nèi)容一帶而過，對(duì)本節(jié)課的難點(diǎn)內(nèi)容如“物種多樣性指數(shù)的計(jì)算”進(jìn)行重點(diǎn)講解.在教學(xué)過程中使用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)選人、搶答、投票、測(cè)驗(yàn)等功能，實(shí)時(shí)將存儲(chǔ)于云端的教學(xué)資源推送給學(xué)生.通過這種方式，一方面增加了課堂教學(xué)的趣味性，促使學(xué)生時(shí)刻保持注意力，另一方面也加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解.在課堂教學(xué)的最后，引導(dǎo)學(xué)生繪制本節(jié)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)的思維導(dǎo)圖并上傳至投屏，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，同時(shí)布置本節(jié)內(nèi)容的思考題.

傳統(tǒng)教學(xué)模式，課堂教學(xué)結(jié)束后師生間的交流互動(dòng)會(huì)減少.智慧課堂教學(xué)模式可以使教學(xué)過程在時(shí)空上得以拓展，師生間的交流互動(dòng)更加立體深入.在課后階段，教師通過APP推送課后作業(yè)、主題討論等內(nèi)容，以便學(xué)生及時(shí)復(fù)習(xí)鞏固，提高學(xué)習(xí)效率.將搜集到的中國森林大樣地監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的研究文獻(xiàn)、筆者課題組野外開展群落調(diào)查的圖片等資料上傳至平臺(tái)，供學(xué)生下載學(xué)習(xí)，增加學(xué)生對(duì)本節(jié)課內(nèi)容的學(xué)習(xí)興趣.針對(duì)本節(jié)課教學(xué)難點(diǎn)“生物多樣性指數(shù)的計(jì)算”，推送分組任務(wù)，要求學(xué)生思考如何應(yīng)用excel對(duì)生物多樣性指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，讓數(shù)據(jù)分析更加高效；同時(shí)推送一些文獻(xiàn)資料，引導(dǎo)學(xué)生解決這一問題.學(xué)生遇到疑問時(shí)，可以通過平臺(tái)在線討論、交流，分享自己的觀點(diǎn)，教師通過平臺(tái)可以及時(shí)查看學(xué)生對(duì)課后學(xué)習(xí)內(nèi)容的完成情況，并幫助解決提出的問題.依托超星泛雅平臺(tái)開展的課后學(xué)習(xí)活動(dòng)，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力，還有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性.

3 智慧課堂實(shí)施效果評(píng)價(jià)

選擇我校2019級(jí)環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)兩個(gè)教學(xué)班作為對(duì)照組(n= 52人)和實(shí)驗(yàn)組(n= 57人)，開展智慧課堂教學(xué)模式實(shí)施效果評(píng)價(jià).兩個(gè)班級(jí)的學(xué)生在年齡、性別、上一年度綜合測(cè)評(píng)成績等方面的基礎(chǔ)資料無明顯差異.對(duì)照組采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，實(shí)驗(yàn)組采用智慧課堂教學(xué)模式，兩個(gè)班級(jí)的授課教師、教材、學(xué)時(shí)、教學(xué)大綱均相同.課程結(jié)束后，采用兩種方式評(píng)價(jià)教學(xué)效果.(1)選擇問卷星網(wǎng)站制作問卷，在兩個(gè)班級(jí)開展教學(xué)滿意度調(diào)查.每份問卷由6個(gè)問題組成，根據(jù)不同的教學(xué)方式對(duì)這6個(gè)問題的影響程度，以匿名方式對(duì)每項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行評(píng)分(1～10分).(2)對(duì)兩個(gè)教學(xué)班的期末考試成績進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析.兩個(gè)班級(jí)采用同一套試卷進(jìn)行考試，由教學(xué)團(tuán)隊(duì)中其他教師根據(jù)往年的試卷、教學(xué)大綱進(jìn)行命題并批閱，授課人不參與試卷的命題和批閱.運(yùn)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，比較對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組之間是否存有差異.

教學(xué)滿意度問卷調(diào)查共回收有效問卷106份，實(shí)驗(yàn)組在學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)效率、師生之間的交流互動(dòng)、自主學(xué)習(xí)能力、解決問題能力和課堂趣味性方面的平均得分均高于對(duì)照組(表1)，說明實(shí)驗(yàn)組的教學(xué)滿意度要高于對(duì)照組.統(tǒng)計(jì)分析表明(表1)，兩組數(shù)據(jù)之間的差異顯著(P< 0.05)，其中智慧課堂教學(xué)模式在增加師生之間的交流互動(dòng)、提高課堂教學(xué)趣味性方面遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)教學(xué)模式(P< 0.01).對(duì)兩個(gè)教學(xué)班期末考試成績的分析表明，實(shí)驗(yàn)組平均成績(82.18 ± 10.14)要高于對(duì)照組(78.86 ± 11.01)，但兩組成績之間并無顯著差異(P= 0.09，P> 0.05).

表1 不同教學(xué)模式下的教學(xué)滿意度問卷調(diào)查結(jié)果

4 結(jié) 語

基于超星泛雅平臺(tái)的智慧課堂教學(xué)模式，有效解決了《環(huán)境生態(tài)學(xué)》傳統(tǒng)教學(xué)中存在的學(xué)時(shí)不足、難以發(fā)揮學(xué)生主體地位等問題.通過課前、課后階段智慧教學(xué)資源的推送，突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)空限制，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)信息的快速傳遞和反饋.課中階段，在分組任務(wù)引導(dǎo)下的“翻轉(zhuǎn)課堂”，有效提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.此外，在“線下”教學(xué)中，借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的教學(xué)功能開展教學(xué)活動(dòng)，讓課堂教學(xué)變得生動(dòng)、有趣，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

盡管智慧課堂教學(xué)模式存在諸多優(yōu)點(diǎn)，但在構(gòu)建和實(shí)施過程中還需注意幾點(diǎn).首先，“線上”教學(xué)內(nèi)容要精心設(shè)計(jì).在智慧教學(xué)過程中，“線上”教學(xué)并不是線下教學(xué)的重復(fù)，而是一脈相承，層層遞進(jìn)的關(guān)系[7].“線上”教學(xué)是一個(gè)個(gè)獨(dú)立的知識(shí)節(jié)點(diǎn)，通過這些知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，為“線下”教學(xué)構(gòu)建知識(shí)體系奠定良好基礎(chǔ).其次，課前、課中和課后的教學(xué)環(huán)節(jié)要圍繞智慧教學(xué)目標(biāo)開展，三個(gè)不同的教學(xué)階段要形成教學(xué)閉環(huán)，為達(dá)成共同的教學(xué)目標(biāo)設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)活動(dòng).再次，要構(gòu)建合理的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，只有將“線上”“線下”教學(xué)活動(dòng)納入到課程考核中，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性.最后，教師需要具備較高的信息化教學(xué)能力.依托互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)開展教學(xué)活動(dòng)，需要教師掌握網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)各種教學(xué)功能的使用，只有熟練地使用智慧化教學(xué)工具，才能更好地組織教學(xué).