摘 "要 "智慧教室是教育教學(xué)與技術(shù)融合的重要物理形態(tài)之一，基于智慧教室的教學(xué)應(yīng)用場景逐漸多樣化。列舉并分析智慧教室支持下的四種典型教學(xué)應(yīng)用場景，系統(tǒng)闡述智慧教室環(huán)境下教與學(xué)資源的生成路徑與教學(xué)流程，以期為國內(nèi)智慧教學(xué)發(fā)展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 "智慧教室；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教與學(xué)；PBL協(xié)作學(xué)習(xí)；AI“雙師”課堂；深度互動(dòng)教學(xué)；微課

中圖分類號：G434 " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）11-0007-03

0 "引言

近年來，推進(jìn)教育改革和教育信息化的政策文件相繼出臺，對信息時(shí)代的教育提出新要求，要求促進(jìn)信息技術(shù)與教育的深度融合，其關(guān)鍵點(diǎn)是要重視智慧教學(xué)環(huán)境和數(shù)字教育資源體系的構(gòu)建。在此背景下，國內(nèi)中小學(xué)及高校紛紛建設(shè)智慧教室，力求學(xué)校教育跟上信息時(shí)代發(fā)展的步伐，與時(shí)俱進(jìn)。

在政策和技術(shù)支持下，智能形態(tài)的學(xué)習(xí)和教學(xué)模式層出不窮，在智慧教室中進(jìn)行的教學(xué)應(yīng)用也越來越多樣化，如數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教與學(xué)、PBL協(xié)作學(xué)習(xí)、深度互動(dòng)教學(xué)、AI“雙師”課堂等。本文系統(tǒng)列舉四個(gè)典型的基于智慧教室的教學(xué)應(yīng)用場景，并分析其教與學(xué)資源生成的路徑和教學(xué)運(yùn)行機(jī)制，以期為國內(nèi)智慧教學(xué)發(fā)展提供借鑒和參考。

1 "智慧教室的內(nèi)涵

從物理層面看，智慧教室是包含多種現(xiàn)代媒體技術(shù)以供教學(xué)使用的信息空間和物理空間[1]。

智慧教室空間布局非常靈活，可隨意調(diào)整課桌椅，按需形成空間區(qū)隔；多種設(shè)備終端互聯(lián)；多臺電子屏幕能夠支持全方位多模態(tài)的學(xué)習(xí)；為教室內(nèi)師生提供方便快捷的網(wǎng)絡(luò)信息檢索、分析、呈現(xiàn)服務(wù)；將物理空間、社區(qū)空間、資源空間有機(jī)融合，能夠增強(qiáng)課堂交互和智慧性，改善課堂學(xué)習(xí)環(huán)境。

目前，國內(nèi)關(guān)于智慧教室建設(shè)的頂層指導(dǎo)性文件當(dāng)屬廣東省教育廳2018年印發(fā)的《廣東省中小學(xué)智慧教室建設(shè)指南（試行）》[2]，其關(guān)于智慧教室建設(shè)的指標(biāo)內(nèi)容如表1所示[3]。從教育層面來看，智慧教室能夠?qū)崿F(xiàn)師生深度互動(dòng)，便捷獲取學(xué)習(xí)資源，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)；有利于實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變、創(chuàng)設(shè)實(shí)踐智慧教育的技術(shù)融合的學(xué)習(xí)環(huán)境。在智慧教室中，學(xué)生不僅可以從環(huán)境中汲取資源和服務(wù)，更可以與環(huán)境進(jìn)行良好互動(dòng)。建構(gòu)智慧時(shí)代的新教育，本質(zhì)上就是要進(jìn)行包括方法、策略、模式等教育教學(xué)的創(chuàng)新，而在智慧教室環(huán)境下，更有利于教師構(gòu)建多樣化的教與學(xué)形式。

2 "基于智慧教室的經(jīng)典教學(xué)應(yīng)用場景闡述

2.1 "數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教與學(xué)

在學(xué)校教育中會產(chǎn)生大量且復(fù)雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)行為記錄數(shù)據(jù)、測試評價(jià)數(shù)據(jù)、教學(xué)管理數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)者個(gè)性化數(shù)據(jù)等?；谥腔劢淌覐?qiáng)大的技術(shù)支持，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教與學(xué)，通過智慧教室中的智能教學(xué)平臺，收集、處理和分析師生過程性和個(gè)性化的數(shù)據(jù)，更好地幫助教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋，針對性地對學(xué)習(xí)與教學(xué)進(jìn)行干預(yù)和提升，如在課堂中改變教學(xué)策略，組織不同的學(xué)習(xí)方式，課后對個(gè)別學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。數(shù)據(jù)支持使教學(xué)評價(jià)的途徑變得多樣化，考試測驗(yàn)成績等終結(jié)性評價(jià)不再是唯一標(biāo)準(zhǔn)。在智慧教室中，通過分析課堂教學(xué)數(shù)據(jù)的反饋，教師能夠快速了解學(xué)情，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，可以對不同情況采取最有效的技術(shù)手段支撐，采用更有效快捷的方法研判學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，真正做到智慧性地因材施教。

2.2 "PBL協(xié)作學(xué)習(xí)

在智慧教室中進(jìn)行的協(xié)作學(xué)習(xí)因技術(shù)支持而變得不同，教師端和學(xué)生端設(shè)備能夠通過信息感知將師生輸入或輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，使協(xié)作學(xué)習(xí)智能化、高互動(dòng)。尤其在空間布局方面，常見的智慧教室的座椅布局有圓桌式和秧苗式[4]：在圓桌教室中，學(xué)生按小組圍桌而坐，縮短生生之間的距離，教師靈活巡視，能更方便地指導(dǎo)每組的學(xué)習(xí)情況，非常適合小組協(xié)作學(xué)習(xí)，可有效提升課堂活動(dòng)參與度；秧苗式布局類似于常規(guī)教室座椅的布局，一橫一豎整齊排列，適合單純的知識講授教學(xué)。兩種布局的桌椅都可以靈活拆分與拼接，且智慧教室存在多個(gè)電子屏幕，教學(xué)內(nèi)容可以全方位多角度展現(xiàn)，更加清晰。如在圓桌式的智慧教室教學(xué)中，教師布置一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生立即可以以圓桌為小組進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，生生之間拉近距離，每個(gè)小組都能夠通過距離自己最近的電子屏幕清晰地看到項(xiàng)目任務(wù)要求，并通過學(xué)生平板自主搜索項(xiàng)目資料并討論。物理、科學(xué)等需要做實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，在小組實(shí)驗(yàn)遇到問題或結(jié)束討論需要展現(xiàn)成果時(shí)，利用智慧教室的無線投影功能可將小桌上的操作過程投放在大屏幕上，使每位學(xué)生都能夠清晰看到。

總之，在智慧教室中，基于項(xiàng)目的協(xié)作學(xué)習(xí)能夠更加順利、高效、智能地進(jìn)行。

2.3 "深度互動(dòng)教學(xué)

良好的課堂互動(dòng)是實(shí)施有效教學(xué)的基礎(chǔ)，對教學(xué)質(zhì)量的影響非常大，良好的課堂交互可以有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，使學(xué)生保持專注力，保持課堂參與度，進(jìn)而激發(fā)對學(xué)習(xí)的深度思考。傳統(tǒng)教學(xué)中缺乏豐富的技術(shù)支持，教師遵循固定的教學(xué)流程用大量時(shí)間講解知識，進(jìn)行板書，互動(dòng)時(shí)間非常少，更多是流于表面，使課堂低效枯燥。在智慧教室中，利用教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)，通過系統(tǒng)即時(shí)的學(xué)情反饋，教師可靈活調(diào)整下一步教學(xué)環(huán)節(jié)，使師生互動(dòng)有更強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性，產(chǎn)生更多樣化的教學(xué)循環(huán)[5]；還可利用系統(tǒng)中的搶答、小競賽等游戲功能，增進(jìn)互動(dòng)的趣味性。

王曉晨等[6]選取一線城市的部分中小學(xué)智慧教室，使用中小學(xué)課堂互動(dòng)觀察工具（CIOSM）進(jìn)行了54節(jié)小學(xué)英語常態(tài)課的課堂互動(dòng)觀察，研究結(jié)果表明，每節(jié)課的互動(dòng)時(shí)長都占當(dāng)堂課總時(shí)長的60%以上。技術(shù)的賦能大大減少了教師的勞動(dòng)時(shí)間，學(xué)生有更充足的時(shí)間表達(dá)自己的觀點(diǎn)。在智慧教室環(huán)境下，能夠進(jìn)行更充分的課堂互動(dòng)，學(xué)生課堂參與度得到顯著提升，大部分學(xué)生能夠較好地跟隨教師設(shè)定的教學(xué)流程，在師生互動(dòng)和小組協(xié)作中積極交流，認(rèn)知交互和情感交互都能得到較好的支持。這種轉(zhuǎn)變將大大改善傳統(tǒng)教室的教學(xué)交互不足、深度不夠的情況。

智慧教室中的課堂互動(dòng)，除了人際互動(dòng)以外，也存在人機(jī)互動(dòng)，即師生與教學(xué)媒體設(shè)備的操作互動(dòng)：學(xué)生可在平板上自行搜索學(xué)習(xí)資源，觀看微課，做課堂筆記和測試題；教師在系統(tǒng)上發(fā)布任務(wù)和學(xué)習(xí)資源，使用系統(tǒng)功能輔助教學(xué)，并進(jìn)行課堂實(shí)錄，無形中提升信息化教學(xué)能力，使用各類教學(xué)設(shè)備更加得心應(yīng)手，也能夠使學(xué)生學(xué)會利用數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，提高學(xué)生的數(shù)字化自主學(xué)習(xí)能力。

2.4 "AI“雙師”課堂

“雙師”課堂是國家教育扶貧政策中促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源均衡化發(fā)展的有效實(shí)踐行動(dòng)，早期的“雙師”課堂的實(shí)施方式主要是將優(yōu)秀教師錄制的教學(xué)資源光盤配送到教育資源匱乏的欠發(fā)達(dá)地區(qū)，替代性地完成一些特定的教學(xué)任務(wù)，但只能夠滿足最基礎(chǔ)的掌握知識與技能的教學(xué)目標(biāo)。在技術(shù)賦能的時(shí)代，“雙師”課堂發(fā)展為線上線下融合的“雙師”課堂：在線上，通過優(yōu)秀教師遠(yuǎn)程直播或優(yōu)秀教學(xué)視頻的錄像進(jìn)行授課，在線下設(shè)置輔助教師在教室中解答學(xué)生疑問、處理突發(fā)情況、把控課堂節(jié)奏等，或是由本地教師學(xué)習(xí)觀看優(yōu)質(zhì)授課視頻，將內(nèi)容吸收內(nèi)化，加工處理成適合本班學(xué)情的教學(xué)資源，再傳授給學(xué)生。線上線下融合的“雙師”教學(xué)可以實(shí)現(xiàn)知識、技能、情感態(tài)度價(jià)值觀的教學(xué)目標(biāo)，但需要以智慧教室為實(shí)施載體。

在AI賦能的時(shí)代，出現(xiàn)AI“雙師”課堂[7]，教育人工智能設(shè)備作為AI代理、AI助手、AI教師等多種角色與真人教師在智慧教室中共同承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，以提升學(xué)生信息素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)能力、合作交流能力和高階思維等綜合素養(yǎng)為主要目標(biāo)。AI+智慧教室，為課堂提供更加超前的技術(shù)化環(huán)境，多模態(tài)的信息輸入方式為課堂提供充足的教學(xué)資源。

如科大訊飛的智慧課堂，AI以不同的角色和功能出現(xiàn)在同一課堂的學(xué)生端與教師端，作用于教學(xué)、學(xué)習(xí)、評價(jià)、測試、管理五個(gè)方面，涵蓋課前、課中、課后三個(gè)階段。在教師層面，AI充當(dāng)一個(gè)全能的助教，在課前提供海量的備課資源，通過課前預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)預(yù)判學(xué)情，以幫助教師制定更合適的教學(xué)策略，在教學(xué)實(shí)施過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測，記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，能夠有效地幫助教師分析學(xué)生的思維走向，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的教與學(xué)。在學(xué)生層面，AI能夠作為一個(gè)學(xué)習(xí)伙伴，通過分析預(yù)習(xí)、學(xué)習(xí)、復(fù)習(xí)情況，提供針對性的練習(xí)題與指導(dǎo)。在教學(xué)管理方面，AI將收集的教與學(xué)的過程數(shù)據(jù)形成可視化分析報(bào)告，幫助優(yōu)化管理策略；并且還能夠搭建家校互通平臺，家長端也能夠接收到數(shù)據(jù)報(bào)告，讓家長更了解孩子的學(xué)習(xí)情況。

3 "智慧教室的教學(xué)資源及運(yùn)行機(jī)制分析

3.1 "資源支持

在智慧教室中，設(shè)備提供給學(xué)生的學(xué)習(xí)資源是支持學(xué)習(xí)目標(biāo)及任務(wù)達(dá)成的多維資源，以數(shù)字化形式存在，主要分為學(xué)習(xí)支持資源和教學(xué)支持資源兩大類型[8]。教育教學(xué)資源主要包括電子教材、微課資源、學(xué)科題庫、再生資源和資源制作工具。教師可在智慧教室中利用智能錄播系統(tǒng)，將知識點(diǎn)錄制成微課，微課是智慧教室中能夠提供的最重要的教與學(xué)的資源之一，既是學(xué)習(xí)工具，也是教學(xué)工具和資源開發(fā)工具。智慧教室的設(shè)備支持上課過程實(shí)時(shí)錄制，簡單剪輯后便可作為微課資源發(fā)送給學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)。

智慧教室學(xué)習(xí)資源的形成路徑是基于微云服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的，微云服務(wù)器是智慧課堂信息化平臺的三大核心組件（云—臺—端）之一，可以在教室內(nèi)構(gòu)建無線局域網(wǎng)、跨平臺多屏互動(dòng)、上傳和本地化存儲、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等一系列功能。微云服務(wù)器構(gòu)建的課堂信息化環(huán)境支持多種移動(dòng)設(shè)備組建局域網(wǎng)，在無互聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)下，教室里的師生也可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的通信交互，支持教師的手持設(shè)備屏幕投送到大屏幕或?qū)W生設(shè)備，可將課堂教學(xué)全過程錄制下來，形成新的教學(xué)資源并上傳至云平臺。微云服務(wù)器的構(gòu)成與功能如表2所示。

3.2 "教學(xué)運(yùn)行機(jī)制

智慧教室環(huán)境下的教學(xué)十分依賴技術(shù)與設(shè)備。以AI“雙師”課堂為例，在備課階段，教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，向?qū)W生發(fā)放預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，AI對學(xué)生的學(xué)習(xí)形成數(shù)據(jù)反饋，幫助教師制定教學(xué)策略，并向?qū)W生推送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源；課中，知識性內(nèi)容由AI進(jìn)行講授和個(gè)性化輔導(dǎo)，并監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教師把控教學(xué)實(shí)施和教學(xué)節(jié)奏，著重學(xué)生的素養(yǎng)提升，學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)和AI的個(gè)性化輔導(dǎo)，提高解決問題的能力；課后，學(xué)生進(jìn)行知識的內(nèi)化并提交作業(yè)，AI進(jìn)行作業(yè)批改和智能評測，生成智能診斷報(bào)告并提供給教師，教師進(jìn)行評價(jià)，制作成學(xué)習(xí)檔案，可一鍵發(fā)送給家長端，最后整合AI的數(shù)據(jù)集成與教師的評價(jià)，可進(jìn)行下一輪的學(xué)情評估。在整個(gè)AI“雙師”課堂實(shí)施過程中，AI與真實(shí)的師生進(jìn)行有機(jī)協(xié)同，環(huán)環(huán)相扣，形成良好的智慧課堂生態(tài)體系。

4 "結(jié)束語

在智慧教室產(chǎn)生和發(fā)展過程中，一部分教師利用智慧教室構(gòu)建越來越多的教學(xué)應(yīng)用場景，但從整體上看，目前我國大中小學(xué)對智慧教室的利用并不充分，大部分學(xué)校只是響應(yīng)國家的號召，實(shí)現(xiàn)了智慧教室從無到有。筆者相信，隨著技術(shù)的迅速發(fā)展和一線教育工作者的努力，基于智慧教室的教學(xué)應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)多模態(tài)發(fā)展。

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