蔣雯音++楊芬紅++范魯寧

摘 要：移動互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，促成了新的移動學(xué)習(xí)模式，傳統(tǒng)課堂教學(xué)面臨了新的挑戰(zhàn)，智慧課堂成為教育信息化的研究熱點(diǎn)。本文從智慧課堂的概念入手，分析智慧課堂的意義和價(jià)值，提出一種雨課堂技術(shù)支持下的智慧課堂架構(gòu)，設(shè)計(jì)基于此架構(gòu)的智慧課堂教學(xué)模式，并以計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的教學(xué)為應(yīng)用案例，闡述基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂實(shí)施過程和教學(xué)策略。結(jié)果表明：智慧課堂展現(xiàn)了基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的教學(xué)機(jī)智，融自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)于一體，能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：智慧課堂；雨課堂；學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）10-0014-04

移動互聯(lián)技術(shù)迅速發(fā)展及其在教育教學(xué)中的應(yīng)用，推動了新一輪課堂教學(xué)的創(chuàng)新與變革，傳統(tǒng)課堂向數(shù)字化、智能化課堂發(fā)展。隨著智慧教育理念的提出及發(fā)展，信息技術(shù)環(huán)境下智慧課堂的構(gòu)建成為教育技術(shù)界越來越關(guān)注的研究熱點(diǎn)。

一、智慧課堂的概念及其意義

不同視角下對于“智慧課堂”有不同定義，這里從信息化視角來理解“智慧課堂”的概念。從實(shí)際開發(fā)和應(yīng)用來看，“智慧課堂”可以定義為“以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，利用‘互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)、云計(jì)算等新技術(shù)構(gòu)建的信息化、智慧化、高效互動的課堂?！彼鼞?yīng)用“云+端”服務(wù)方式，通過智能推送、動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集和即時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的教學(xué)決策、實(shí)時(shí)全面的教學(xué)評價(jià)、全過程的交流互動、個(gè)性化的資源推送，從而變革和改進(jìn)課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)和模式。智慧課堂是信息技術(shù)和教育教學(xué)深度融合的產(chǎn)物，也是翻轉(zhuǎn)課堂發(fā)展的新體現(xiàn)、新趨勢。

在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，傳統(tǒng)課堂教學(xué)面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，利用學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析來改進(jìn)教學(xué)行為是變革傳統(tǒng)課堂的有效手段。國內(nèi)外許多教育機(jī)構(gòu)和部門都十分重視教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析技術(shù)的應(yīng)用，2012年美國國家教育部發(fā)布了《通過教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析促進(jìn)教與學(xué)》的報(bào)告；2016年4月，清華大學(xué)與學(xué)堂在線共同正式對外發(fā)布了一款免費(fèi)線上教學(xué)工具——雨課堂，它通過微信服務(wù)號連接師生的智能終端，實(shí)現(xiàn)對課前-課上-課后教學(xué)全過程的動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)收集和分析，雨課堂的推出為智慧課堂構(gòu)建提供了環(huán)境和技術(shù)支持。

利用雨課堂構(gòu)建基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂，適應(yīng)教育信息化和大數(shù)據(jù)背景下的學(xué)校課堂教學(xué)改革創(chuàng)新的需求，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值：

1.有助于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、高效互動的課堂

大數(shù)據(jù)背景下基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂，變革了傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)和模式，從以教師為中心的知識傳授為主轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的能力培養(yǎng)為主，從“先教后學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤跋葘W(xué)后教、以學(xué)定教”。課外，學(xué)生自主移動學(xué)習(xí)，師生交流互動，教師依據(jù)課前預(yù)習(xí)數(shù)據(jù)反饋，進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，同時(shí)設(shè)計(jì)有針對性、個(gè)性化的課堂教學(xué)；課堂上，師生一起協(xié)作探究解決問題、完成學(xué)習(xí)任務(wù)，將課堂時(shí)間的運(yùn)用發(fā)揮到極致。這種課堂內(nèi)外的教與學(xué)能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)自主性、積極性，實(shí)現(xiàn)師生之間的更多互動，在某種程度上活躍了課堂氛圍，從而達(dá)到高效的課堂教學(xué)。

2.有助于實(shí)現(xiàn)全過程多元化的學(xué)習(xí)評價(jià)體系

智慧課堂利用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算技術(shù)，對學(xué)生的課前-課中-課后學(xué)習(xí)全過程進(jìn)行動態(tài)、實(shí)時(shí)記錄和統(tǒng)計(jì)反饋，從而能夠更全面、客觀、真實(shí)地對學(xué)生學(xué)習(xí)情況及教學(xué)效果做出評價(jià)。這種全過程多元化的學(xué)習(xí)評價(jià)方式，一方面對學(xué)習(xí)活動起到引導(dǎo)作用，利于對學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo)；另一方面，幫助教師改進(jìn)教學(xué)策略，使教學(xué)活動的開展更有效地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

3.有助于豐富和發(fā)展智慧課堂的理論和實(shí)踐，推動課堂變革和創(chuàng)新

將雨課堂應(yīng)用于傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，探索基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂模式，并在具體課程教學(xué)中開展實(shí)踐，這為智慧課堂的研究提供了參考，為一線教師開展混合式、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)提供借鑒。同時(shí)，引起教師關(guān)注并嘗試運(yùn)用新技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革實(shí)踐，推動傳統(tǒng)課堂的變革和創(chuàng)新。

二、雨課堂支持下的智慧課堂構(gòu)建

1.雨課堂支持下的智慧課堂架構(gòu)

在對雨課堂特點(diǎn)及其功能研究基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于雨課堂的智慧課堂架構(gòu)（如圖1所示）。雨課堂是應(yīng)用于PowerPoint中的一個(gè)插件，采取“云+端”的服務(wù)方式，通過云計(jì)算、云存儲和云服務(wù)等為課前-課中-課后教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)提供信息技術(shù)支持。教師只需要會PPT和微信就可以快速便捷地部署智慧課堂。在學(xué)生端，雨課堂提供課前預(yù)習(xí)自測、課內(nèi)“不懂”按鍵、彈幕和隨堂測試等功能，幫助學(xué)生預(yù)習(xí)、鞏固知識并反饋學(xué)習(xí)情況；在教師端，可以推送PPT課件、分享鏈接和微課視頻、發(fā)布測試、統(tǒng)計(jì)和反饋學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，幫助教師及時(shí)把握學(xué)生學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)效果以及學(xué)習(xí)軌跡。雨課堂支持下的智慧課堂打破了傳統(tǒng)課堂的圍墻，具備實(shí)時(shí)動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集和即時(shí)分析功能，實(shí)現(xiàn)了智能、高效的教學(xué)交互與反饋，改變了傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式。

2.基于全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂教學(xué)模式

智慧課堂的核心理念是用數(shù)據(jù)改變教育，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)是客觀真實(shí)地反映教學(xué)過程、教學(xué)效果的重要依據(jù)。實(shí)時(shí)、客觀、全面反映當(dāng)前教學(xué)狀態(tài)，是一線教師的迫切需求，傳統(tǒng)課堂上教師面對幾十位學(xué)生，很難及時(shí)準(zhǔn)確地把握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、有效調(diào)控教學(xué)進(jìn)程。智慧課堂基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，使課堂教學(xué)從依賴于教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及直觀判斷轉(zhuǎn)向依賴于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析反饋，用數(shù)據(jù)說話，依靠客觀、實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對教學(xué)情況進(jìn)行判斷和調(diào)整教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)智慧、高效的課堂。

在對智慧課堂特點(diǎn)、架構(gòu)研究的基礎(chǔ)上，同時(shí)結(jié)合雨課堂的技術(shù)特性，設(shè)計(jì)基于全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂教學(xué)模式（如圖2所示）。課前，通過推送預(yù)習(xí)資料，進(jìn)行預(yù)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)分析和檢測，深化學(xué)情分析，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)；課中，通過“不懂”按鍵、發(fā)送彈幕、隨堂測驗(yàn)，進(jìn)行即時(shí)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和反饋，調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)進(jìn)程；課后，通過作業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行針對性指導(dǎo)，推送拓展學(xué)習(xí)資料，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。雨課堂的技術(shù)支持對課前-課中-課后整個(gè)學(xué)習(xí)過程提供實(shí)時(shí)動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集、分析和智能推送。

三、智慧課堂應(yīng)用實(shí)例

利用雨課堂開展智慧教學(xué)的準(zhǔn)備工作非常簡單，教師只要安裝好雨課堂插件，然后在手機(jī)微信里關(guān)注雨課堂后，進(jìn)入我的課程頁面點(diǎn)擊“我要開課”即可創(chuàng)建課程和班級，創(chuàng)建成功的班級對應(yīng)有專屬的二維碼和邀請碼，教師可以通過班級QQ群或微信群告知學(xué)生，學(xué)生掃碼或輸入邀請碼進(jìn)入班級，這樣便快捷地完成了智慧課堂的部署。

下面以高校公共基礎(chǔ)課《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》中的“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”一課為例，具體闡述雨課堂支持下的智慧課堂教學(xué)實(shí)施過程。

1.課前環(huán)節(jié)

（1）預(yù)設(shè)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容

教師根據(jù)之前對于課程內(nèi)容及學(xué)生情況的學(xué)情分析后，預(yù)設(shè)本次課的教學(xué)目標(biāo)，確定教學(xué)內(nèi)容（如表1所示）。

（2）發(fā)布預(yù)習(xí)資料和預(yù)習(xí)反饋

教師利用PowerPoint中的雨課堂插件將上課PPT課件快速轉(zhuǎn)換成可以隨時(shí)推送的微課課件，同時(shí)還可以輕松插入慕課視頻（如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)MOOC視頻）和網(wǎng)絡(luò)視頻（如局域網(wǎng)組建），在預(yù)習(xí)內(nèi)容最后添加了客觀題作為課前預(yù)測。微課制作完成后，教師將預(yù)習(xí)課件生成并推送到手機(jī)，在手機(jī)微信端點(diǎn)開收到的推送后預(yù)覽課件并針對性對每頁添加語音講解，最后發(fā)布至班級。全班學(xué)生收到推送課件后，隨時(shí)隨地進(jìn)行移動學(xué)習(xí)、完成預(yù)測并即時(shí)得到自動評分，另外，學(xué)生可以“報(bào)告老師”提出預(yù)習(xí)中的疑問或想法。教師也可以實(shí)時(shí)查看到已預(yù)習(xí)學(xué)生人數(shù)、預(yù)測題各題答題情況，瀏覽學(xué)生反饋并和他們進(jìn)行課前互動交流。

（3）優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

教師在手機(jī)端實(shí)時(shí)看到的學(xué)生整體預(yù)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)以便第一時(shí)間掌握學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況，隨時(shí)記錄教學(xué)設(shè)計(jì)與備忘等，根據(jù)課前預(yù)習(xí)反饋，深化學(xué)情分析，明確教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，以便精準(zhǔn)教學(xué)。如課前預(yù)測題答題情況的統(tǒng)計(jì)我們發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生對于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)地址的理解有一點(diǎn)困難，需要課堂中對這些問題重點(diǎn)解決；個(gè)別學(xué)生給老師的報(bào)告中反映出學(xué)生對于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識只在表層，引發(fā)我們思考如何讓學(xué)生更深層次地理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)計(jì)教學(xué)。

同時(shí)，教師通過郵件獲取課前每位學(xué)生預(yù)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)詳細(xì)數(shù)據(jù)（如每位學(xué)生觀看頁數(shù)、觀看的頁面、預(yù)習(xí)時(shí)長、預(yù)測題評分統(tǒng)計(jì)），精確掌握每位學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和學(xué)習(xí)行為，以此作為一對一個(gè)性化指導(dǎo)以及過程性評價(jià)的依據(jù)。

2.課中環(huán)節(jié)

（1）開啟授課，進(jìn)入課堂

教師開啟雨課堂授課后，手機(jī)微信端即刻收到推送并點(diǎn)擊推送信息，等待學(xué)生進(jìn)入；學(xué)生用微信掃碼或輸入邀請碼簽到進(jìn)入課堂，教師可郵件得到課堂情況統(tǒng)計(jì)詳細(xì)數(shù)據(jù)了解學(xué)生的到課情況。等所有學(xué)生掃碼完畢后教師點(diǎn)擊開始上課，手機(jī)變遙控器控制課件的播放，學(xué)生端同步接收到課件。

（2）課程導(dǎo)入，分享與展示

教師將課前做的投票調(diào)查結(jié)果分享給學(xué)生，課前調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)89%的學(xué)生之前極少接觸計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方面的知識。同時(shí)將預(yù)習(xí)情況反饋給學(xué)生，使學(xué)生之間有比較和定位，使他們做好課堂學(xué)習(xí)的心理準(zhǔn)備。教師從“什么是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)？”、“網(wǎng)絡(luò)的功能是什么？”這幾個(gè)問題入手進(jìn)行提問，學(xué)生分享觀點(diǎn)，展現(xiàn)課前自學(xué)成果，通過學(xué)生互評，教師展示本次課的教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)，進(jìn)而展開更深層次內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

（3）精講與拓展

教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)并依據(jù)直觀的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行針對性教學(xué)，學(xué)生在聽課中發(fā)現(xiàn)有不明白的內(nèi)容可以隨時(shí)點(diǎn)“不懂”第一時(shí)間反饋給老師，老師能實(shí)時(shí)看到課件中每頁“不懂”的人數(shù)，及時(shí)知道學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并調(diào)整教學(xué)策略。如授課中發(fā)現(xiàn)在講解網(wǎng)絡(luò)地址時(shí)有很多學(xué)生對“子網(wǎng)掩碼”都不懂，教師就以實(shí)際的一個(gè)操作演示進(jìn)行說明，使學(xué)生有了進(jìn)一步的理解。課間，教師開啟“彈幕”功能，讓學(xué)生把自己的想法都彈到屏幕上和大家一起分享，實(shí)現(xiàn)了師生之間、生生之間的課堂互動，活躍了課堂氣氛。

最后，教師介紹計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)前沿知識進(jìn)行拓展，并下達(dá)新的學(xué)習(xí)探究任務(wù)，如物聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)等大家感興趣的話題，教師為學(xué)生分組并設(shè)計(jì)組織學(xué)習(xí)活動，學(xué)生開展小組協(xié)作探究學(xué)習(xí)，進(jìn)行互動討論。

（4）實(shí)時(shí)測評和反饋

學(xué)生完成學(xué)習(xí)探究任務(wù)后，教師把隨堂測驗(yàn)推送到學(xué)生手機(jī)端，學(xué)生當(dāng)堂完成并提交后，能即刻看到得分及答案，教師也會即時(shí)得到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（如每位學(xué)生的得分、成績分布、各題答題情況），還可以通過郵件獲取試題統(tǒng)計(jì)詳細(xì)數(shù)據(jù)來準(zhǔn)確把握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便課后的個(gè)性化指導(dǎo)。另外，教師將分?jǐn)?shù)分布公布至大屏幕，讓學(xué)生清楚意識到自己在班里的水平，有助于課后的復(fù)習(xí)鞏固。這個(gè)階段是檢驗(yàn)課堂教學(xué)效率的有效手段。

（5）總結(jié)點(diǎn)評

教師通過“不懂”、“彈幕”、隨堂測評得到的實(shí)時(shí)反饋，對知識點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評，對重難點(diǎn)補(bǔ)充講解，對共性問題進(jìn)行答疑。學(xué)生在及時(shí)得到教師的點(diǎn)評和總結(jié)后，對所學(xué)的新知識進(jìn)行鞏固內(nèi)化。

3.課后環(huán)節(jié)

（1）課后討論和投票、拓展學(xué)習(xí)

為了讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)網(wǎng)絡(luò)知識并聯(lián)系實(shí)際展開思考，教師課后發(fā)布作業(yè)（“大家一直都在說IPv4的地址不夠用了，但I(xiàn)Pv6推出至今，并未得到廣泛應(yīng)用。為什么會這樣，到底是什么原因？我們還需要IPv6嗎？”），學(xué)生“報(bào)告老師”闡述各自的想法，教師可以和學(xué)生互動交流探討問題并個(gè)性化指導(dǎo)，從而學(xué)生可以深化知識的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了探究能力。同時(shí)，教師還可以發(fā)布投票，調(diào)查了解學(xué)生對于課程內(nèi)容、教學(xué)方法、效果等方面的反饋。

另外，教師通過推送和分享鏈接方式給學(xué)生推送課后拓展材料，如網(wǎng)絡(luò)信息安全、Internet醫(yī)學(xué)應(yīng)用、組網(wǎng)案例等，學(xué)生根據(jù)自己的興趣和能力有選擇地自主學(xué)習(xí)。學(xué)生也可以隨時(shí)點(diǎn)擊查看每次上課課件，重點(diǎn)復(fù)習(xí)課堂中點(diǎn)“不懂”和收藏的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（2）總結(jié)改進(jìn)

教師依據(jù)學(xué)生課堂的學(xué)習(xí)情況、課后討論及投票情況，對教學(xué)全過程進(jìn)行回顧與總結(jié)，記錄下教學(xué)設(shè)計(jì)，從而來優(yōu)化教學(xué)方案、改進(jìn)教學(xué)策略。

四、結(jié)束語

雨課堂支持下的智慧課堂模式基于混合學(xué)習(xí)理念，應(yīng)用“云+端”設(shè)備，將移動技術(shù)與教學(xué)深度融合，直接、動態(tài)、即時(shí)的全過程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，詳實(shí)記錄了課前-課上-課后教學(xué)全過程，整個(gè)教學(xué)過程的教學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為改進(jìn)教學(xué)的決策依據(jù)，使教師的教學(xué)決策從以經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)驅(qū)動，“用數(shù)據(jù)說話”，展現(xiàn)了教師基于學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的教學(xué)機(jī)智。同時(shí)，智慧教學(xué)的模式融自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)于一體，能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立探究、合作溝通和創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)了課堂內(nèi)外多渠道的交流互動，充分調(diào)動學(xué)生的積極性，從而提高課堂教學(xué)效率，促進(jìn)教學(xué)效果。

當(dāng)然，這種智慧課堂模式在不同學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用，將存在新情況、新問題，有待研究者們根據(jù)教學(xué)實(shí)際去思考、更新和發(fā)展。筆者也將在目前對于智慧課堂研究基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行應(yīng)用研究，積累實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從而不斷改進(jìn)和完善。

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[2]孫曙輝，劉邦奇.基于動態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析的智慧課堂模式[J].中國教育信息化，2015，（22）：21-24.

[3]卞金金，徐福蔭.基于智慧課堂的學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)與效果研究[J].中國電化教育，2016，（2）：64-68.

[4]做MOOC的學(xué)堂在線，推出教學(xué)工具“雨課堂”[EB/OL].http：//learning.sohu.com/20160429/n446802038.shtml，2016-4-29.

[5]薛恒.智慧課堂教學(xué)模式的實(shí)踐探索——以魚洞二小智慧課堂教學(xué)模式為例[J].中國信息技術(shù)教育，2015，（Z2）：89-92.

（編輯：郭桂真）