[摘? ?要] 智慧課堂是智慧教育的主陣地、主場景，也是學校教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心場域。在教學數(shù)字化變革實踐中，智慧課堂發(fā)揮著重要的引領和推動作用。文章首先分析了教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型提出的背景，將教學數(shù)字化變革劃分為數(shù)字技術支持下的教學改進、教學革新、教學轉(zhuǎn)型三個階段。其次闡述了智慧課堂三輪迭代發(fā)展的歷程，分析了課堂層面、學科層面和學校育人層面的數(shù)字化轉(zhuǎn)型本質(zhì)屬性。進而提出智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有教學人本化、數(shù)據(jù)要素化、業(yè)務全景化、教學智能化、發(fā)展生態(tài)化特征，以及由理念、技術、平臺、數(shù)據(jù)、模式、生態(tài)、目標等要素構成的邏輯框架。最后重點討論了智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進策略，包括重塑優(yōu)質(zhì)教學新理念、構建智能高效新環(huán)境、打造數(shù)據(jù)驅(qū)動新動力、創(chuàng)新智能教學新模式、構筑多維一體新生態(tài)，著力打造“五新”課堂教學形態(tài)，推動教學系統(tǒng)性變革，實現(xiàn)教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級。智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型對于深化教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型認識、推動教學數(shù)字化變革實踐具有參考意義。

[關鍵詞] 智慧課堂； 教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型； 智能升級； 邏輯框架； 推進策略

[中圖分類號] G434? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] A

[作者簡介] 劉邦奇（1962—），男，江蘇靖江人。教授，主要從事智能教育應用（行業(yè)）、教育信息化治理與評價、智慧教學研究。E-mail：lbq-nj@163.com。

一、引? ?言

智慧教育是數(shù)字時代教育的新形態(tài)[1]，是當前教育系統(tǒng)革新的有效推動力[2]。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型借助技術塑造以改變和創(chuàng)新教學模式、形態(tài)和架構，變革傳統(tǒng)教育模式走向智能教育模式[3]。而智慧課堂是智慧教育/智能教育的主場景，也是學校教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心和主陣地[4]。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR、區(qū)塊鏈等新興數(shù)字技術的加速發(fā)展與應用，智慧課堂日漸流行，成為大數(shù)據(jù)與智能時代課堂變革的主要形態(tài)[5]?；诩夹g整合的智慧課堂專門研究與實踐至今已有十多年的歷程，2011年行業(yè)內(nèi)首次使用信息技術支持的智慧課堂概念[6]，2015年提出智慧課堂的正式定義[7]，2017年在教育部文件中首次提出智慧課堂構建與應用[8]，2022年教育部工作要點明確提出，“加快推進教育數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級”“探索大中小學智慧課堂建設”[9]。智慧課堂被賦予了更多的教育使命和更高的價值期望[10]，在教育信息化走向數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展新階段，智慧課堂將成為引領和推動教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新引擎、新動力。因此，當前對技術與教學整合的課堂變革歷程進行重新審視，分析智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的理念和框架，提出基于智慧課堂推進教學數(shù)字化發(fā)展的實踐策略，有利于進一步深化新階段技術支持的教學變革，加快推動教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展。

二、數(shù)字技術推進教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的

提出與發(fā)展

（一）數(shù)字技術推進教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的提出背景

數(shù)字技術引發(fā)數(shù)字化轉(zhuǎn)型最早起源于科技和產(chǎn)業(yè)領域。國外把數(shù)字變革劃分為三個階段：從模擬轉(zhuǎn)向數(shù)字格式、便于計算機存儲和計算的數(shù)字化轉(zhuǎn)換（Digitization）階段，用數(shù)字技術優(yōu)化業(yè)務流程、實現(xiàn)一定價值增值的數(shù)字化提升（Digitalization）階段，以數(shù)字化重構業(yè)務邏輯、重塑系統(tǒng)、創(chuàng)造新的價值的數(shù)字化轉(zhuǎn)型（Digital Transformation）階段[11]，稱之為“3D模型”。2020年，美國高等教育信息化協(xié)會（EDUCAUSE）發(fā)布的年度報告中將3D模型引入到教育領域[12]。我國在數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐中，把數(shù)據(jù)作為數(shù)字化變革的關鍵要素。 2020年，“數(shù)據(jù)”被列為與土地、勞動力、資本、技術并列的第五大生產(chǎn)要素[13]，激發(fā)數(shù)據(jù)要素的潛在價值成為驅(qū)動數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新動力。

在教育領域，技術與教學整合促進教學變革始終是教學技術應用關注的重點。我國教育信息化領航者何克抗先生對技術與課程整合進行了系統(tǒng)的研究，從信息技術與課程整合發(fā)展到信息技術與課程深度融合，并提出了智慧學習環(huán)境下的課堂教學結(jié)構性變革理論[14]，直接指向課堂教學的革命性轉(zhuǎn)變。顧小清等研究技術創(chuàng)新課堂教學，將技術與教學整合應用劃分為技術平移應用、技術融合應用、技術創(chuàng)新應用三個階段[15]。美國學者Ruben R. Puentedura提出技術與教學整合的SAMR模型[16]，包括替代、擴增、修改、重塑四個階段，據(jù)此可將技術與教學整合應用的形態(tài)變革劃分為三個層級：從替代到擴增屬于“輔助層級”，技術發(fā)揮輔助性支撐作用，實現(xiàn)用技術改進學習；從擴增到修改屬于“提升層級”，技術發(fā)揮增強和提升作用，實現(xiàn)用技術增強學習；從修改到重塑屬于“重塑層級”，技術發(fā)揮重塑和創(chuàng)新作用，實現(xiàn)用技術創(chuàng)新學習。基于該模型的教學形態(tài)變革三個層級反映了技術與教學整合由淺入深、逐步深化，實現(xiàn)教學系統(tǒng)的逐步改進、提升和重塑。

本研究根據(jù)上述3D模型和SAMR模型分析，結(jié)合我國教育領域數(shù)字技術應用實際，提出數(shù)字技術支持的教學變革走向數(shù)字化轉(zhuǎn)型的三個發(fā)展階段。如圖1所示。

（二）教學數(shù)字化變革從改進、革新走向轉(zhuǎn)型重塑

1. 數(shù)字化轉(zhuǎn)換——輔助教學手段改進、效率提升

教學數(shù)字化變革，第一個就是轉(zhuǎn)換階段[17]。該階段為教學數(shù)字化變革的起步階段，體現(xiàn)為通過數(shù)字化轉(zhuǎn)換輔助教學改進。從技術應用特征看，教學技術從模擬格式轉(zhuǎn)向數(shù)字格式，主要借助電子計算機、數(shù)字媒體、局域網(wǎng)等數(shù)字技術，作為輔助教學的手段，對教學業(yè)務數(shù)字化更便于計算、處理，幫助師生改進教與學；從數(shù)據(jù)價值發(fā)揮看，教育教學中的數(shù)據(jù)作為教學信息記錄下來，通過開發(fā)多媒體教學系統(tǒng)、教學管理信息系統(tǒng)、信息資源庫等，建立教學信息資源系統(tǒng)，用于支撐教學業(yè)務運行，體現(xiàn)了教育數(shù)據(jù)價值的第一層級釋放；從教學系統(tǒng)變革看，教學手段的數(shù)字化轉(zhuǎn)換有利于提升教學效率，對教學系統(tǒng)及要素功能起到改進、擴增作用，但不改變教學系統(tǒng)的結(jié)構。

2. 數(shù)字化升級——促進教學方式變革、模式革新

該階段為教學數(shù)字化變革的提升階段，基于數(shù)字技術與教學的整合應用，呈現(xiàn)為數(shù)字技術對教學業(yè)務的“數(shù)字化”影響特征，即通過數(shù)字化升級促進教學革新。在技術應用方面，基于互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術，構建網(wǎng)絡化、數(shù)字化學習環(huán)境，打造數(shù)字化教學資源和服務平臺，支撐教與學改革，優(yōu)化教學業(yè)務流程，使得學習得到增強和提升；在數(shù)據(jù)挖掘利用方面，教育數(shù)據(jù)在教學業(yè)務運作中發(fā)揮重要支撐作用，大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)全量數(shù)據(jù)的挖掘處理，支持多模態(tài)學情數(shù)據(jù)分析、教學決策預測、教學干預調(diào)整等，促進教學流程與結(jié)構優(yōu)化，實現(xiàn)教育數(shù)據(jù)價值的第二層級釋放；在教學系統(tǒng)變革方面，“網(wǎng)絡化”“數(shù)字化”引發(fā)了教學方式的變革，對系統(tǒng)的功能起到優(yōu)化與增強作用，教學系統(tǒng)結(jié)構發(fā)生局部改變，有助于教學模式的革新。

3. 數(shù)字化轉(zhuǎn)型——驅(qū)動教學形態(tài)重塑、體系創(chuàng)新

當前教學數(shù)字化變革進入深化發(fā)展新階段，技術成為教學系統(tǒng)的內(nèi)生變量，數(shù)據(jù)成為教學變革的關鍵要素，為教學形態(tài)創(chuàng)新發(fā)展提供了新的驅(qū)動力，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型驅(qū)動教學重塑和體系創(chuàng)新。從技術發(fā)展及應用看，新一代人工智能、區(qū)塊鏈等新興數(shù)字技術加快發(fā)展與應用，與教學深度融合應用，學習環(huán)境進一步向“智能化”方向發(fā)展，“轉(zhuǎn)型”“升級”的理念得到強化和認同；從數(shù)據(jù)價值與潛能看，數(shù)據(jù)成為教學系統(tǒng)的生產(chǎn)要素，通過轉(zhuǎn)變?nèi)珨?shù)據(jù)賦能課堂理念[18]，在教育教學全領域、全過程融通賦能，驅(qū)動教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級，涌現(xiàn)了智慧課堂等智能教學新形態(tài)，實現(xiàn)教育數(shù)據(jù)價值的第三層級釋放；從教學系統(tǒng)的變革看，數(shù)字化、智能化對教學系統(tǒng)產(chǎn)生了革命性影響，引發(fā)教學系統(tǒng)的流程再造、結(jié)構重組，促進教學的系統(tǒng)性變革與整體性轉(zhuǎn)型，重塑教學生態(tài)體系。

三、智慧課堂迭代發(fā)展，不斷深化教學數(shù)字化

轉(zhuǎn)型內(nèi)涵

（一）智慧課堂是教學數(shù)字化演變的高級階段

智慧課堂作為技術支持的教學變革產(chǎn)物，在不斷的迭代發(fā)展過程中充分體現(xiàn)了教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的本質(zhì)屬性。教育數(shù)字化是教育信息化在新時代的迭變和升級，是教育信息化演變的高級階段[19]。智慧教育是數(shù)字時代教育轉(zhuǎn)型的新形態(tài)，智慧課堂無疑是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心和主陣地，是教學數(shù)字化發(fā)展的時代特征和高級階段。筆者團隊長期跟蹤技術支持的智慧課堂教學理論與實踐研究，進行了十多年的持續(xù)探討。經(jīng)過長期的產(chǎn)品研發(fā)、理論探索、技術應用、模式創(chuàng)新等系統(tǒng)的研究與實踐，智慧課堂發(fā)展已經(jīng)形成了較為完整的教學技術、理論與實踐體系，成為教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級的典型成功案例。

在智慧課堂的迭變和升級發(fā)展過程中，始終依托數(shù)字技術與教學深度融合，把數(shù)據(jù)作為教學系統(tǒng)變革的關鍵要素，致力于多個層面的教學變革創(chuàng)新，呈現(xiàn)為從課堂教學模式創(chuàng)新向?qū)W科教學范式轉(zhuǎn)型、學校育人體系重塑的不斷拓展深化，實現(xiàn)教育教學的整體性、系統(tǒng)性變革，展現(xiàn)了智慧課堂迭代發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級的歷程。總體上看，智慧課堂至今大體上經(jīng)歷了三輪迭代發(fā)展（如圖2所示），無不體現(xiàn)了教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的本質(zhì)要求。

（二）智慧課堂迭代發(fā)展體現(xiàn)了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的本質(zhì)要求

1. 第一輪迭代：打造智能高效課堂

智慧課堂第一輪迭代發(fā)展以信息技術支持的第一代智慧課堂為標志，聚焦于課堂教學本身的變革，致力課堂層面的轉(zhuǎn)型。基于數(shù)字計算機、多媒體、局域網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術構建課堂信息化教學環(huán)境，采取“云、網(wǎng)、端”的系統(tǒng)架構，打造智能高效的新型課堂，實現(xiàn)“教學決策數(shù)據(jù)化、評價反饋即時化、交流互動立體化、資源推送智能化”[20]，呈現(xiàn)“智能”“高效”的特征，屬于第一代智慧課堂。這一階段智慧課堂非常重視數(shù)據(jù)對教學業(yè)務的賦能支撐作用，通過數(shù)據(jù)促進課堂智慧生成，但數(shù)據(jù)主要在課堂各要素、各環(huán)節(jié)之間流通賦能，支持學情診斷分析、教學決策預測和教學策略調(diào)整，提供了課前、課中、課后全過程的數(shù)據(jù)和資源支撐，驅(qū)動課堂教學流程重構、教學模式創(chuàng)新，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)賦能的課堂教學系統(tǒng)性變革，體現(xiàn)了課堂層面的教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2. 第二輪迭代：賦能學科教學創(chuàng)新

智慧課堂第二輪迭代發(fā)展以人工智能賦能的新一代智慧課堂為標志，聚焦于學科教學的變革，致力于學科層面的轉(zhuǎn)型升級。將智慧課堂向?qū)W科教學場景推廣應用，基于人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術構建數(shù)字化、智能化教學環(huán)境，采取“云、臺、端”的系統(tǒng)架構，打造新一代智慧課堂[21]，形成“4+N”特征模型，“4”繼承了第一代智慧課堂的“四化”特征，“N”為學科個性化特征[22]，如自然學科的“實驗過程數(shù)字化、微觀結(jié)構可視化”，體現(xiàn)了技術支持的學科教學智能升級發(fā)展趨勢。新一代智慧課堂發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術優(yōu)勢，提出了智慧課堂大數(shù)據(jù)體系和挖掘分析框架、應用模式，數(shù)據(jù)與學科教學全面深度融合，在課程內(nèi)容模塊之間融通賦能，支持課程結(jié)構化設計、大單元教學、跨學科主題學習，驅(qū)動學科教學結(jié)構重組、范式轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)了學科層面的教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

3. 第三輪迭代：驅(qū)動育人體系重塑

智慧課堂第三輪迭代發(fā)展以新一代人工智能支持的智慧課堂新發(fā)展為標志，面向?qū)W校教育整體變革，致力于育人體系的轉(zhuǎn)型重塑。將智慧課堂向“五育并舉”場景拓展，利用新一代人工智能、腦科學等技術，采取“云、腦、端”的新型系統(tǒng)架構，構建教室智能大腦，開發(fā)智慧體育、智慧心育、智慧美育等新型產(chǎn)品，升級一體化智能學習環(huán)境?；诖髷?shù)據(jù)智能、認知大模型等，把教育數(shù)據(jù)作為教學系統(tǒng)變革的關鍵要素，在學校育人體系、多學科、多維空間之間流通賦能，促進五育并舉、全面育人，創(chuàng)新數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學育人模式，構筑“線上線下、課內(nèi)課外、虛擬現(xiàn)實多維一體”教學新生態(tài)，驅(qū)動學校育人體系重塑，實現(xiàn)綜合的、系統(tǒng)的、全方位的創(chuàng)新與變革[3]，體現(xiàn)了學校層面的整體性數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

四、智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的

特征及框架

（一）智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的意涵與特征

智慧課堂是技術發(fā)展與課堂教學整合應用的產(chǎn)物，是利用人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術打造的智能高效的新型課堂。智慧課堂依托數(shù)字技術與教學深度融合，激發(fā)數(shù)據(jù)要素潛能，驅(qū)動教學智慧生成，促進教學系統(tǒng)結(jié)構性變革與創(chuàng)新，在教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮引領和推動作用。具體來說，基于智慧課堂的一體化智能學習平臺，充分挖掘教學大數(shù)據(jù)的潛在價值，通過全過程動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析，驅(qū)動教學流程和教學結(jié)構重構，創(chuàng)新智能教學模式，促進教學系統(tǒng)性變革，實現(xiàn)教學數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級。智慧課堂引領和推動教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有以下五方面特征：

1. 教學人本化

教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型最終要落實到人的層面上[23]。教學人本化是指要面向教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型，樹立教學以人為本的課堂育人新觀念。盡管智慧課堂是技術與教學整合的產(chǎn)物，離不開技術的支撐，但本質(zhì)上智慧課堂是育人的活動，其根本宗旨是育人，通過教學育人，基于智能化學習環(huán)境開展更高效的育人活動，培養(yǎng)人的智慧。智慧課堂突破了傳統(tǒng)課堂以知識教學為主的局限，而是以核心素養(yǎng)為導向，注重學科內(nèi)容教學轉(zhuǎn)向人的核心素養(yǎng)發(fā)展，注重學生智慧的培養(yǎng)和全面?zhèn)€性發(fā)展。

2. 數(shù)據(jù)要素化

數(shù)據(jù)是促進課堂教學智慧生成的前提，從數(shù)據(jù)獲取、信息與知識加工到智能輸出，實現(xiàn)教學智慧生成[24]。要把握數(shù)字教學的關鍵環(huán)節(jié)，以數(shù)據(jù)為教學變革的關鍵要素，打造教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型新動力。在智慧課堂教學實踐中始終重視發(fā)揮數(shù)據(jù)的支撐作用，早期智慧課堂提出“教學決策數(shù)據(jù)化”，新階段智慧課堂基于“全過程動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析”“全方位教學大數(shù)據(jù)挖掘分析”[25]，打造教學系統(tǒng)演化的新引擎，實現(xiàn)對教學全過程、全方位的數(shù)據(jù)賦能，促進教學智慧的生成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學系統(tǒng)性變革。

3. 業(yè)務全景化

教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型是學校教育教學的系統(tǒng)性變革，其實質(zhì)是教育全要素、全流程、全業(yè)務、全領域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型[26]。例如：在數(shù)字技術支持的業(yè)務場景上，應覆蓋教、學、考、評、管、研等各個場景的賦能應用；在數(shù)字技術支持的教學流程上，覆蓋教學設計、教學實施、教學評價各環(huán)節(jié)和課前、課中、課后教學全過程；在數(shù)字技術支持的教學層級上，覆蓋課堂教學、學科教學、學校育人多個層面，促進教育教學的全要素結(jié)構性變革和全領域整體性轉(zhuǎn)型。

4. 教學智能化

智慧課堂是智慧教育/智能教育的主場景、主陣地，也是學校教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心場域。智慧課堂的典型特征是“智能高效”，“智能”是技術特征，基于智能信息技術構建智能學習平臺、智能學習工具，提升教學智能化水平；“高效”是教育特征，通過教學方式改變、手段改進和流程優(yōu)化，提升教育教學有效性?；谥悄芨咝У恼n堂，實施精準化教學、個性化學習、智能化考試、數(shù)智化評價和精細化管理，形成智能化教學新模式，實現(xiàn)教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級。

5. 發(fā)展生態(tài)化

推進教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型，要從生態(tài)發(fā)展的視角，重塑面向未來教育服務的數(shù)字教學新生態(tài)。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐中，技術與教育正逐漸形成全領域、全要素、全鏈條、全業(yè)務的系統(tǒng)性深度融合的新格局，以共同構建未來教育生態(tài)[27]。智慧課堂通過打造一體化智能學習環(huán)境，實現(xiàn)線下教學與線上學習一體化、課內(nèi)教學與課后學習一體化、虛擬教學與實景學習一體化，形成了數(shù)字技術賦能和數(shù)據(jù)流通賦能下的智能教學新形態(tài)，助推數(shù)字教學生態(tài)化發(fā)展。

（二）智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的邏輯框架

在數(shù)字教育教學實踐中，已經(jīng)構建了類型眾多的智慧課堂樣態(tài)，例如，基于電子書包的智慧課堂、基于智能教室的智慧課堂、基于智慧黑板的智慧課堂、基于云端架構的智慧課堂、基于學科工具的智慧課堂、基于虛擬環(huán)境的智慧課堂等，形成了多種智慧課堂行業(yè)品牌，其中暢言智慧課堂是最早提出、具有代表性的智慧課堂形態(tài)之一。暢言智慧課堂經(jīng)過三輪迭代發(fā)展，已經(jīng)形成從理論、產(chǎn)品到應用模式的智慧課堂教學體系。由北京師范大學出版社出版、筆者團隊主編的《課堂革命·智慧課堂》叢書已經(jīng)出版了四部[28]，成為教學數(shù)字化發(fā)展的典型實踐研究成果。智慧課堂在推進教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮著引領和推動作用，其邏輯框架如圖3所示。

在上述邏輯框架中可以看到，基于智慧課堂的教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型包含了理念、技術、平臺、數(shù)據(jù)、模式、生態(tài)、目標等要素。其中“理念”提供了課堂教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的指導依據(jù)，“技術”提供了智能化學習環(huán)境構建與應用的支撐，“平臺”提供了智能教學實施的工具、資源保障，“數(shù)據(jù)”提供了課堂教學全過程學習數(shù)據(jù)的分析、診斷與決策，“模式”是智慧課堂教學應用的方式與結(jié)構，“生態(tài)”是智慧課堂多元主體、多個場域協(xié)同共建的多維一體教學生態(tài)體系，“目標”是教學數(shù)字化生態(tài)構建和轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本宗旨。

智慧課堂引領和推動教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的基本路徑可表述為：以建構主義學習理論、有效教學理論、新課程理念等為指導，利用人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR、區(qū)塊鏈和腦科學等新興技術，采取“云、腦、端”新型架構，構建數(shù)字化、智能化學習環(huán)境，以教育數(shù)據(jù)為教學變革的關鍵要素，通過全過程動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析，創(chuàng)新數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能教學模式，推動數(shù)字技術支持下的線上線下一體化、課內(nèi)課外一體化、虛擬現(xiàn)實一體化的全場景教學應用[21]，實現(xiàn)教學的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級。

五、智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進策略

基于以上分析，在數(shù)字教學實踐中應聚焦課堂教學核心場景，把握制約轉(zhuǎn)型發(fā)展的關鍵要素，深化智慧課堂創(chuàng)新應用，重塑優(yōu)質(zhì)教學新理念，構建智能學習新環(huán)境，打造數(shù)據(jù)驅(qū)動新動力，創(chuàng)新智能教學新模式，構筑多維一體新生態(tài)，著力打造“五新”課堂教學新形態(tài)，推動教學系統(tǒng)性變革，實現(xiàn)教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級。

（一）塑造新理念——數(shù)字技術賦能的優(yōu)質(zhì)教學

智慧課堂構建與應用的根本目的是利用技術手段優(yōu)化教學系統(tǒng)結(jié)構和流程，提升教學質(zhì)量和效率，培養(yǎng)學生智慧，促進核心素養(yǎng)落地，實現(xiàn)數(shù)字技術賦能的優(yōu)質(zhì)教學。在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型和新課程改革背景下，應堅持核心素養(yǎng)導向、教學精準高效、技術全面賦能等理念，引導和推進教學系統(tǒng)性變革和數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

1. 核心素養(yǎng)落地

智慧課堂以培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)為根本宗旨[29]?；A教育新一輪課程改革將核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作為學科教學的基本任務，在義務教育課程標準和方案中提出核心素養(yǎng)落地，從注重學科內(nèi)容教學轉(zhuǎn)向?qū)W生的核心素養(yǎng)發(fā)展。在智慧課堂教學中，應把核心素養(yǎng)發(fā)展作為智慧培養(yǎng)的前提條件，充分利用智能化學習環(huán)境和資源，通過新的課程實施實現(xiàn)核心素養(yǎng)落地，進而引導和激發(fā)學習者的智慧生成。

2. 教學精準高效

優(yōu)質(zhì)教學是高質(zhì)量、高效率的教學，體現(xiàn)在教與學的精準高效上。在智慧課堂教學中，基于智能化學習平臺，通過全過程動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)課前教學準備和預習的實時評測與反饋，進行精準的課前學情分析，有助于以學定教；開展課中的即時評價和反饋，有效調(diào)整教學策略，有助于精準的教學實施；課后精準推送個性化作業(yè)，進行針對性的作業(yè)輔導，有助于精準化的學習鞏固，提升教學的質(zhì)量和效率。

3. 技術全面賦能

新階段智慧課堂離不開新一代人工智能、腦科學等新興技術的支持，提升教師數(shù)字素養(yǎng)與技能關鍵內(nèi)驅(qū)力[23]，用數(shù)字技術賦能教學全過程，是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學的重要條件。在傳統(tǒng)課堂教學中，教師由于數(shù)字技術應用能力不足，客觀存在經(jīng)驗化的學情分析、單一性的情境創(chuàng)設和互動方式、手工式的作業(yè)批改等現(xiàn)象，個性化學習、因材施教難以實現(xiàn)，并且增加了學生和教師的負擔，用數(shù)字技術全面賦能，為減負增效和個性化教育提供了新動能。

（二）升級新環(huán)境——“云、腦、端”智能化學習平臺

在智慧課堂建設與應用實踐中，學習環(huán)境建設方案大都采用“云+端”的系統(tǒng)架構。暢言智慧課堂在業(yè)內(nèi)最早提出了“云、網(wǎng)、端”架構的學習環(huán)境，后來利用AI技術升級為“云、臺、端”架構，目前正進一步向“云、腦、端”一體化智能學習平臺迭代升級，真正建成立體綜合教學場，為教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級提供環(huán)境支撐。

1. 構建智能教育云平臺

依托智能技術和教育云服務方式建設，實現(xiàn)智能化的教育云服務，主要提供網(wǎng)絡學習空間服務、數(shù)字教學資源服務、在線學習服務等基礎服務。例如，數(shù)字教學資源服務是通過與多家國內(nèi)出版社、資源廠商合作，提供中小學主流教材版本相配套的優(yōu)質(zhì)資源，包含課件、教案、視頻、音頻、交互式資源、動畫、習題、圖片等多種類型。同時，資源內(nèi)容按照學科教學特色，提供不同教學階段篩選，這樣教師可以根據(jù)教學設計與實施需要篩選資源內(nèi)容，提高教學效率。

2. 開發(fā)教室智能大腦

以教室智能黑板/大屏為載體構建教室人工智能教育大腦[30]。教室智能大腦作為智慧課堂的通訊和運算中樞，構建課堂環(huán)境的控制中心，匯聚智慧課堂中的人、活動和環(huán)境數(shù)據(jù)，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心。其核心功能是數(shù)據(jù)獲取、挖掘與服務，一是獲取課堂教學全景數(shù)據(jù)，如課堂授課、師生互動、學習探究、課堂環(huán)境、課堂管理等數(shù)據(jù)；二是全過程動態(tài)數(shù)據(jù)分析，為精準化教學、個性化學習提供數(shù)據(jù)支撐；三是借助通訊中樞和云服務，將教學活動由課堂內(nèi)延伸至課堂外，完成各類授課、學習和教研活動的多模態(tài)數(shù)據(jù)分析與服務。

3. 打造智能教學終端

數(shù)字化教學離不開智能教學終端，主要包括教師終端、學生終端等。教師智能終端能夠為教師提供備課、授課、輔導、教研、學習管理等全場景服務，提供了極為豐富的教學功能，同時支持終端移動教學功能，在提高教師教學效率的同時，實現(xiàn)了個性化教學和輔導。學生智能終端為學生提供學習工具、交互工具、動態(tài)評價工具，支持多種方式的學習應用，既可以對學生在課堂內(nèi)、外學習活動的數(shù)據(jù)進行采集，也可以支持課前預習、課中交互和課后學習鞏固，實現(xiàn)泛在學習。

（三）打造新動力——全過程動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析

智慧課堂歷來重視教學數(shù)據(jù)的開發(fā)利用，用數(shù)據(jù)驅(qū)動課堂教學變革。樹立全過程動態(tài)學習數(shù)據(jù)分析理念，構建智慧課堂大數(shù)據(jù)體系和數(shù)據(jù)挖掘分析框架。把數(shù)據(jù)作為教學數(shù)字化變革的關鍵要素，通過過程數(shù)據(jù)伴隨式獲取、實時分析和挖掘處理，實現(xiàn)課堂教學智慧的生成，打造教學數(shù)字化變革的新動力。

1. 伴隨式過程數(shù)據(jù)獲取

人工智能、大數(shù)據(jù)等技術支持教學過程數(shù)據(jù)的伴隨式采集，能夠?qū)崿F(xiàn)對學生知識掌握情況、操作技能掌握情況、課堂學習行為等方面的精準實時分析，幫助教師了解教學實施效果。例如：基于智慧課堂智能化學習平臺，對課堂中的隨機回答、互動行為、分組合作、學習探究、學習測評等學習動態(tài)數(shù)據(jù)進行實時采集，便于教師通過數(shù)據(jù)支撐更全面地掌握學生的學習表現(xiàn)；借助智能感知、高清攝像等設備可以實時記錄學生實驗操作全過程數(shù)據(jù)，便于教師了解學生實驗技能掌握情況和實驗完成情況。

2. 多模態(tài)數(shù)據(jù)實時分析

利用人工智能技術，對教學情境中產(chǎn)生的文本、語音、視頻、圖像等多模態(tài)學習行為數(shù)據(jù)等進行高效的整合、關聯(lián)[31]，實現(xiàn)視頻動作識別、自動打分、追蹤分析等課堂評測數(shù)據(jù)實時分析。例如，基于行為分析AI模型可以實時診斷學生在體育運動中的發(fā)力部位是否正確、擺臂幅度是否到位，以及實驗操作是否正確、程序是否規(guī)范等，解決教師難以在課堂評測中兼顧所有學生表現(xiàn)的難題，提升課堂評測分析的精準性，為課堂教學改進提供依據(jù)。

3. 深層次數(shù)據(jù)挖掘處理

利用數(shù)據(jù)挖掘技術對教育數(shù)據(jù)進行挖掘分析，助力解決教學中的實際問題，以釋放教育數(shù)據(jù)的價值。例如，對師生進行全面建模分析，整合個體特征、行為、心理等多方面數(shù)據(jù)來源，構建教師或?qū)W生全方位數(shù)據(jù)模型，反映真實的師生狀態(tài)和水平。對教學過程進行數(shù)據(jù)建模，挖掘復雜情境下教學要素之間相互作用的變化和發(fā)展規(guī)律，生成教學過程模型，用于刻畫教學活動軌跡、查找改進教學問題并指導實踐。

（四）構建新模式——數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能教學模式

教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級最終落實在教學實踐中，體現(xiàn)在技術支持的教與學形態(tài)變化上，借助于技術推動傳統(tǒng)教育模式走向智能教育模式[3]。基于智能化學習環(huán)境和工具，與教學深度融合，用數(shù)據(jù)賦能教學全過程，促進教學流程和結(jié)構創(chuàng)新，聚焦教學設計、教學實施、學習探究、教學評價等核心場景，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能教學新模式。

1. 智能化教學設計

利用數(shù)字技術優(yōu)化和創(chuàng)新教學設計可以為教師帶來多方面的助益，提高教學設計的有效性。例如：基于數(shù)據(jù)的精準化學情診斷、情感態(tài)度識別、知識狀態(tài)分析、學科能力追蹤分析等，助力教師開展多維度學習者特征分析和彈性化教學目標設計；基于數(shù)字技術的高效化資源準備，通過一站式資源檢索、個性化習題推薦、教學視頻自動生成等，助力教師高效獲取和制作教學資源；基于教育數(shù)據(jù)挖掘和教育知識圖譜技術實現(xiàn)動態(tài)路徑規(guī)劃，助力教師進行有效的教學活動設計等。

2. 智能化教學實施

數(shù)字技術可以賦能適切性講授情境創(chuàng)設、智能化知識講解與拓展，支持更具靈活性、情境性、開放性的知識呈現(xiàn)和傳遞，實現(xiàn)多維立體的課堂互動。例如，對于智能技術支持的教學情境創(chuàng)設，可以借助AR/VR、數(shù)字孿生、元宇宙等新技術創(chuàng)設更加逼真、高體驗的教學情境。對于智能技術助力課堂互動，可以通過多樣化課堂互動工具和沉浸感知的智慧課堂環(huán)境，支持多維全向師生互動、智能分組互動、遠程實時互動等，提升教學互動的深度和廣度，實現(xiàn)高效課堂互動。

3. 智能化學習探究

通過探究活動情境構建、仿真實驗場景模擬、在線探究活動支持等，幫助學生更加沉浸、開放、深層次地參與多種類型的學習探究活動。例如，在智能技術支持的體驗型探究方面，借助VR頭戴顯示器，虛擬環(huán)境構建技術，能夠通過三維場景模型、動畫與模擬來實時渲染生成虛擬數(shù)字內(nèi)容，還原真實的探究活動情境，讓學生開展體驗型探究。在智能技術支持的網(wǎng)絡應用型探究方面，應用AI技術進行學習資源推薦、提供智能化在線交流工具、進行學習狀態(tài)監(jiān)測等，支持學習者更高效地開展基于網(wǎng)絡的學習探究。

4. 智能化教學評價

利用數(shù)字技術賦能教學評價全流程，助力教學評價更全面、精準、科學。在課堂教學評價方面，通過評價數(shù)據(jù)的伴隨式采集、即時化分析反饋，實現(xiàn)對學生課堂知識掌握情況、操作技能掌握情況等方面的精準實時分析，幫助教師了解課堂教學的實時效果并及時調(diào)整教學策略；在作業(yè)評價方面，利用數(shù)字技術賦能作業(yè)數(shù)據(jù)采集、作業(yè)批改與評分等，實現(xiàn)作業(yè)數(shù)據(jù)高效采集和智能分析，輔助教師提高作業(yè)評價效率和作業(yè)輔導的精準性；在教學質(zhì)量評價方面，數(shù)字技術支持更加系統(tǒng)和全面的教學質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、處理與分析，助力開展科學循證的學生學業(yè)質(zhì)量評價和教師教學質(zhì)量評價。

（五）構筑新生態(tài)——多維一體的教學生態(tài)體系

教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型是涉及多主體、多要素、多領域、多方位的教學系統(tǒng)性變革，是一個動態(tài)開放的生態(tài)化發(fā)展過程，通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級，逐步形成新型教學生態(tài)?；谥腔壅n堂已有研究與實踐成果，應以一體化智能教學形態(tài)為切入口，著力打造多維一體的教學生態(tài)體系。

1. 面向全時空，線下教學與線上學習一體化

數(shù)字時代學校教育時空是由線下教學場所和線上數(shù)字時空組成的混合式教學時空，為混合式教學提供了便利條件。一方面，利用線上學習時空24小時開放、實時連接、資源豐富多樣、服務無邊界等突出優(yōu)勢，積極開展在線課程學習、網(wǎng)絡協(xié)同教學、網(wǎng)絡研修等線上教與學活動，實現(xiàn)開放自主學習、個性化學習、協(xié)作式學習；另一方面，發(fā)揮傳統(tǒng)線下教學面對面實時互動、豐富的情感交流、強烈的現(xiàn)場感、對學習者的引導約束等優(yōu)勢，作為學校教育背景下不可替代的重要教學方式，開展方式可操作、技術可支撐、過程可控制、目標可達成的教與學活動。發(fā)揮兩種教學方式的特色優(yōu)勢，構筑線下與線上“跨時空”一體化教學新生態(tài)。

2. 面向全鏈條，課內(nèi)教學與課外學習一體化

數(shù)字化教學是一個動態(tài)、開放的教學生成過程。教學全過程既包括課堂講授、課堂互動等課內(nèi)實施的環(huán)節(jié)，也包括課前的教學準備和課后的學習鞏固、評價反饋等課外環(huán)節(jié)，教學數(shù)字化應該是教學全鏈條的系統(tǒng)性變革。例如，教師利用智能化學習平臺提供的豐富學習資源進行預習內(nèi)容和作業(yè)推送，學生完成預習后通過平臺提交作業(yè)，經(jīng)過平臺自動化批改和統(tǒng)計分析，并結(jié)合學生學習檔案記錄的學生個性化特征，形成了完整的學情數(shù)據(jù)，便于教師進行基于數(shù)據(jù)的教學設計。課內(nèi)環(huán)節(jié)主要任務是將教學設計付諸實施，通過技術支持的精準化講授、多樣化的師生互動和分組合作討論等，完成教學活動，使學習者得到知識意義的自主建構。課內(nèi)與課外有機結(jié)合、一體化發(fā)展，形成教學全過程系統(tǒng)性變革合力。

3. 面向全場域，實景教學與虛擬學習一體化

隨著新興數(shù)字技術加速發(fā)展，認知大模型、數(shù)字孿生、元宇宙等新技術不斷涌現(xiàn)和組合創(chuàng)新，使得數(shù)字教學的場域發(fā)生了重要變化，教學主體可以在現(xiàn)實場景和虛擬場景中獲得多個身份參加不同場域的教學活動，智慧課堂教學變革迎來新的機遇和挑戰(zhàn)。當前的重點是利用數(shù)字孿生、元宇宙等新興的虛擬仿真技術，并加持認知大模型等人工智能新技術，多種技術相互滲透融合，創(chuàng)建高度仿真真實環(huán)境，打造“虛實融合”“多樣態(tài)一體化”的新型課堂形態(tài)，可以實現(xiàn)不同場域中的智能化交互，提升學習者的感受和體驗，實現(xiàn)以學生為中心的沉浸式、情境化、個性化學習[32]，有效促進教學智慧生成和學生智慧發(fā)展，實現(xiàn)教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能升級。

六、結(jié)? ?語

在技術整合的視角下，數(shù)字技術支持的教學變革從輔助教學改進、賦能教學革新，正走向數(shù)字化轉(zhuǎn)型新階段。智慧課堂是引領和推動教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要引擎。文章總結(jié)梳理了教學數(shù)字化變革的階段特征和智慧課堂迭代發(fā)展的數(shù)字化轉(zhuǎn)型屬性，提出了智慧課堂引領教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的邏輯框架和推進策略，為新階段推進教學數(shù)字化發(fā)展提供了實踐參考。隨著新興數(shù)字技術加速發(fā)展與應用，技術支持的教學變革不斷深入，教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型將面臨新的挑戰(zhàn)與機遇。例如：隨著通用人工智能的快速發(fā)展，各類專業(yè)化的生成式人工智能系統(tǒng)開始在教育領域中得以應用，對教育教學方式將產(chǎn)生深刻影響；數(shù)字孿生、元宇宙等新技術組合創(chuàng)新與應用，使得教學環(huán)境、業(yè)務系統(tǒng)發(fā)生重大變化，引發(fā)學科教學流程和學校育人體系的結(jié)構性變革，真正實現(xiàn)教育教學的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級；等等。為此，需要廣大研究者和一線工作者主動迎接挑戰(zhàn)，加強多方合作，充分利用新興數(shù)字技術與教育教學融合創(chuàng)新，實現(xiàn)教學數(shù)字化轉(zhuǎn)型的新突破。

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Smart Classroom Leading Digital Transformation of Teaching：

Trends， Characteristics and Practical Strategies

LIU Bangqi

（School of Educational Technology， Northwest Normal University， Lanzhou Gansu 730070;

iFLYTEK Educational Technology Institute， Hefei Anhui 230088）

[Abstract] Smart classroom is the main position and scene of smart education， as well as the core field of digital transformation of school education. In the practice of digital teaching transformation， smart classrooms play an important leading and driving role. This paper first analyzes the background of digital transformation of teaching， and divides digital transformation of teaching into three stages： teaching improvement， teaching innovation， and teaching transformation supported by digital technology. Secondly， it expounds the three rounds of iterative development process of smart classroom， and analyzes the essential attributes of digital transformation at the classroom level， discipline level and school nurturing level. Then it proposes that the smart classroom leads the digital transformation of teaching with the characteristics of teaching humanism， data elements， business panorama， teaching intelligence， and ecological development， as well as a logical framework composed of concepts， technologies， platforms， data， models， ecology， goals and other elements. Finally， the promotion strategy of smart classroom leading the digital transformation of teaching is discussed， including reshaping the new concept of high-quality teaching， building a new intelligent and efficient environment， creating a new data-driven power， innovating a new mode of intelligent teaching， building a new multi-dimensional ecology， focusing on creating the "five new" classroom teaching forms， promoting the systematic reform of teaching， and realizing the digital transformation and intelligent upgrading of teaching. Smart classroom leading the digital transformation of teaching has reference significance for deepening the understanding of digital transformation of education and promoting the practice of digital transformation of teaching.

[Keywords] Smart Classroom; Digital Transformation of Teaching; Intelligent Upgrading; Logical Framework; Promotion Strategy

基金項目：2022年度國家社科基金教育學重點項目“智能技術賦能教育評價改革研究”（項目編號：ACA220026）