胡衛(wèi)星，崔曉雪，沈 晶，王馨悅

（渤海大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，遼寧 錦州 121013）

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，傳統(tǒng)課堂過多強調(diào)以知識為本和以教師為中心的弊端日益顯露，信息技術(shù)給教育帶來的沖擊呼喚人們打造新型的智慧課堂來實現(xiàn)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的變革。智慧課堂成為當(dāng)前乃至未來一段時期內(nèi)學(xué)校教育信息化聚焦于教學(xué)、聚焦于課堂和聚焦于師生活動的必然選擇。智慧課堂將教學(xué)場景與應(yīng)用實踐場景深度融合，積極建設(shè)個性化的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境，是學(xué)校教育信息化實踐到深層次發(fā)展的重要標(biāo)志。依托新興信息技術(shù)營造的智能化教學(xué)環(huán)境，通過新型課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，智慧課堂促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式與教學(xué)方式等的全方位改革，實現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科課程教學(xué)的深度有機(jī)融合，最終實現(xiàn)高素質(zhì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

一、智慧課堂的認(rèn)識與理解

傳統(tǒng)課堂是一種以知識為本位的教學(xué)活動形式，強調(diào)教授知識的系統(tǒng)性，缺少對學(xué)生個體的個性化人文關(guān)懷。[1]在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教師往往是教學(xué)的“絕對”支配者，學(xué)生是教師教學(xué)的服從者，在家長、學(xué)生和學(xué)校的潛意識中，只有遵從教師安排的學(xué)生才是好學(xué)生，只有能管住學(xué)生的教師才是好教師。因此，在傳統(tǒng)課堂中，教師與學(xué)生之間的相處是“不平等”的，學(xué)生總以“弱者”的姿態(tài)被動接受教師傳遞的系統(tǒng)知識，因而在整個教學(xué)活動中極易形成重結(jié)果輕過程或重教師輕學(xué)生的現(xiàn)象。具體來講，傳統(tǒng)課堂的不足主要體現(xiàn)在三個方面：一是傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教學(xué)活動流程安排過于單一。由于教師在講課過程中具有絕對領(lǐng)導(dǎo)權(quán)，因而極易造成課堂氛圍沉悶、學(xué)生學(xué)習(xí)積極性越來越低的局面。此外，單一還表現(xiàn)為學(xué)生學(xué)習(xí)過程的程式化和學(xué)生對知識掌握應(yīng)用的弱化。二是傳統(tǒng)課堂無法及時有效應(yīng)對學(xué)生的各種學(xué)習(xí)行為。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教師對學(xué)生的聽課狀態(tài)更多采用的是經(jīng)驗判斷的形式，不能做客觀的科學(xué)分析。尤其是傳統(tǒng)課堂對學(xué)生學(xué)習(xí)過程與經(jīng)歷缺乏細(xì)節(jié)上的分析，也就很難為每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做個性化分析。三是傳統(tǒng)課堂缺乏即時動態(tài)的教學(xué)監(jiān)督手段。由于缺乏各種即時動態(tài)的直觀手段，所以對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程和教師的教學(xué)活動流程就無法進(jìn)行全面的監(jiān)督管理，對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的了解需要從教師的口中得知。傳統(tǒng)教學(xué)方式既不能全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和教師的教學(xué)行為情況，又不能及時有效地對整個教學(xué)活動流程進(jìn)行調(diào)控?？傊鲜鰡栴}，決定了傳統(tǒng)課堂教學(xué)有必要進(jìn)行改革，只有改革才有創(chuàng)新，只有改革才能發(fā)展。

智慧課堂是指利用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，為實現(xiàn)課堂教學(xué)的信息化、智能化和個性化而構(gòu)建的富有智慧的新型教學(xué)環(huán)境。[2]當(dāng)今智慧課堂具有如下特征：一是情感性，在教學(xué)過程中，教師需要用其激情感染學(xué)生，點燃學(xué)生智慧的火焰，注重師生之間的交互，注重過程中情感的交流與融合；二是智能化，智慧課堂中所應(yīng)用的智能化技術(shù)，使個性化學(xué)習(xí)、沉浸式學(xué)習(xí)和情境式學(xué)習(xí)得以真正實現(xiàn)；[3]三是參與性，教師要引導(dǎo)學(xué)生調(diào)動多種感官積極參與到課堂活動中來，使他們有所思有所想、有所創(chuàng)新；四是智慧化，即教學(xué)要求以促進(jìn)學(xué)生為主體的智慧發(fā)展為目標(biāo)，由單一地探求知識上升到思維發(fā)展；五是實踐性，智慧課堂倡導(dǎo)從做中學(xué)，讓學(xué)生在同伴協(xié)作的過程中共同體驗、共同實踐創(chuàng)新、共同發(fā)展。同時，也要求教師能夠參與到學(xué)生的成長過程中，見證他們的不斷提升與發(fā)展。綜上，雖然智慧課堂是一個新事物，但由于其鮮明的特點和獨特的教育實踐性，給廣大一線教育實踐工作者帶來了強大的沖擊和無限的發(fā)展空間。

二、智慧課堂的核心技術(shù)

與傳統(tǒng)課堂相比較，基于大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實等新一代信息技術(shù)建立起來的智慧課堂，在優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的共享共建與信息化教學(xué)手段的應(yīng)用整合創(chuàng)新上具有顯著的優(yōu)勢，其核心技術(shù)主要包括以下五個方面。

1.智能化學(xué)情分析技術(shù)

基于各種先進(jìn)的信息化設(shè)備，智慧課堂可對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行詳細(xì)分析，如學(xué)生的課程信息、落實度以及課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)等方面。在課程信息方面，智慧課堂支持移動設(shè)備一鍵查詢功能，學(xué)生可以通過在線網(wǎng)絡(luò)及時掌握課程的動態(tài)更新。在課程簽到方面，學(xué)生可以直接利用移動設(shè)備一鍵簽到。智慧課堂中，學(xué)生的簽到信息和到課率可通過數(shù)據(jù)方式直觀呈現(xiàn)，一線教師可通過數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)掌握學(xué)生的課程實施情況。在課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)方面，智慧課堂可利用人臉檢驗識別技術(shù)來達(dá)到。安裝在教室內(nèi)的攝像機(jī)不僅可以自動識別教室內(nèi)的學(xué)生人數(shù)，為教室使用率和學(xué)生出勤率的統(tǒng)計提供依據(jù)，而且還可以通過分析表情來了解學(xué)生的實時學(xué)習(xí)興趣和對學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握程度?？傊?，教師可以依據(jù)各種學(xué)生數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地掌握學(xué)情，并依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行決策，方便教師有針對性地及時調(diào)整教學(xué)活動。

2.實時化課堂互動技術(shù)

智慧課堂的互動方式樣式多且更加靈活，教師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生之間的互動方式具有濃厚的信息化和多元化特點。教師用移動設(shè)備下發(fā)測驗試題，在學(xué)生的答題過程中，教師可以馬上看到學(xué)生提交的結(jié)果以及正確率等情況信息。智慧課堂即時反饋的功能讓教師能夠更輕松更完整地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，針對存在的學(xué)習(xí)問題對癥下藥及時校正。除了可以課內(nèi)互動之外，還可以利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線互動，智慧課堂支持借助云平臺進(jìn)行遠(yuǎn)程授課、遠(yuǎn)程教學(xué)觀摩以及研討等視頻互動活動。此外，智慧課堂也支持專題課堂，跨區(qū)跨級的互動教學(xué)研討與互動培訓(xùn)。尤其是跨校名師教學(xué)經(jīng)驗共享，可實現(xiàn)對優(yōu)質(zhì)教育資源的最大化整合與運用，進(jìn)而能夠有效地推動區(qū)域內(nèi)教育公平的實現(xiàn)，達(dá)到“共上一優(yōu)課、共享一優(yōu)師”的目標(biāo)，實現(xiàn)師生、師師和生生在任何時間、任何地點都能進(jìn)行無障礙的信息互動交流。

3.常態(tài)化智能錄制技術(shù)

智慧課堂可以提供多樣式教學(xué)情境數(shù)據(jù)的全自動智能化信息采集與加工處理工作，這樣可有效保證教學(xué)視頻資源充足的制作供應(yīng)，使教師的優(yōu)質(zhì)課堂教學(xué)過程能夠得以完整保留。智慧課堂提供的智能錄制技術(shù)有直播和錄播兩種形式：直播可應(yīng)用于課堂直播、活動直播、公開課或會議等多種場景，教師可以根據(jù)自身需求自由選擇任意一種方式；移動課堂的錄播技術(shù)改變了傳統(tǒng)錄課方式的煩瑣弊病，教師成為自己課程教學(xué)的“錄制師”和“導(dǎo)控者”，這樣可有效激發(fā)教師使用視頻教學(xué)的主動性與參與感。尤其需要說明的是，利用移動設(shè)備可實現(xiàn)一鍵式錄制、截圖和在線分享，避免了傳統(tǒng)教育視頻內(nèi)容制作的冗雜繁重缺點，使教育視頻資源錄制、加工處理和分享流程大幅縮短，大大節(jié)約了教育教學(xué)投入的人力和物力成本，使課程錄制變得更加智能化和常態(tài)化。

4.可視化教學(xué)管理技術(shù)

現(xiàn)有智慧課堂普遍都提供多種可實現(xiàn)智能控制管理的可視化系統(tǒng)，可全面監(jiān)控實時課堂情況，并將結(jié)果以可視化的數(shù)據(jù)形式呈現(xiàn)。通過可視化管理平臺的應(yīng)用，教學(xué)管理者可遠(yuǎn)程觀看，對授課教師和學(xué)生上課情況進(jìn)行教學(xué)評估，實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線巡課聽課。同時基于大數(shù)據(jù)、人工智能和云計算等技術(shù)，智慧課堂能夠以圖片視頻或數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)方式對學(xué)生聽課狀態(tài)、簽到情況及教師的授課狀態(tài)等進(jìn)行可視化實時分析。一方面可方便教育管理者對學(xué)校的管理，優(yōu)化教育資源，提高教學(xué)管理工作效率；另一方面，也提高了教師的授課熱情和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，營造出良好的學(xué)習(xí)氛圍，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高。

5.便捷化設(shè)備操控技術(shù)

智慧課堂作為一個擁有眾多媒體設(shè)備的綜合交互式教學(xué)環(huán)境，其必然會涉及復(fù)雜的設(shè)備操作工作。如何使教師簡單方便快捷地完成各種操作，是其能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，因此，各種智慧課堂或教室都重視設(shè)備操作的快捷化設(shè)計。一般地，教師通過觸摸屏即可掌控教室內(nèi)各個教學(xué)設(shè)備功能開關(guān)，可方便迅速地實現(xiàn)不同模式的功能切換。智慧課堂所有的數(shù)據(jù)資源都需要進(jìn)行云端分析與統(tǒng)計，便捷的操作有助于打造強大高效的智慧環(huán)境，實現(xiàn)智慧教學(xué)和智慧管理。此外，智慧課堂還擁有教學(xué)設(shè)備物聯(lián)化技術(shù)，依托功能強大的多媒體教學(xué)終端、高度融合的錄播系統(tǒng)、友善協(xié)同的互動系統(tǒng)、簡約集成的中控系統(tǒng)和完美契合的多媒體教學(xué)系統(tǒng)，一線教師的辛勤工作必將能滿足教學(xué)過程、教學(xué)監(jiān)督管理與教學(xué)評價的全部需求。

三、智慧課堂的應(yīng)用模式

區(qū)別于各種傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，智慧課堂的教學(xué)應(yīng)用模式主要將智慧課堂中的人（教師、學(xué)生）與技術(shù)有機(jī)關(guān)聯(lián)，達(dá)到學(xué)生智慧發(fā)展的主旨目標(biāo)，關(guān)注智能化技術(shù)對學(xué)生智慧發(fā)展的促進(jìn)與增強作用，致力于構(gòu)建理想形態(tài)的課堂。[3]目前智慧課堂建設(shè)得到越來越多人的關(guān)注，且其在各高校的應(yīng)用數(shù)量也呈現(xiàn)較為顯著的上升趨勢。具體來講，智慧課堂的教學(xué)應(yīng)用模式主要包括以下六種：

1.講授教學(xué)模式

智慧課堂基于無線互動終端技術(shù)，適用于普通的課程講授，教師和學(xué)生可按照傳統(tǒng)的“傳遞—接受”方式來安排教學(xué)活動流程。不僅可大大方便教師正常授課活動的順利有序開展，而且還可大大有利于學(xué)生對知識和技能的理解與掌握。此外，智慧課堂中普遍都配置有教學(xué)視頻錄制系統(tǒng)，學(xué)生與教師的教學(xué)活動均可清晰呈現(xiàn)在可視化的管理平臺上，這不僅有利于學(xué)校管理者對教學(xué)過程的管理和安全的遠(yuǎn)程監(jiān)管，而且還可以使優(yōu)質(zhì)的課堂教學(xué)資源得以保存和共享。

2.直播教學(xué)模式

智慧課堂的直播模式讓教師可錄制自己的課程視頻并共享，由于智慧課堂采用各種先進(jìn)的媒體技術(shù)，一線師生的教學(xué)視頻直播或錄播操作往往都極為便捷，尤其是使用手機(jī)或平板電腦等各種移動設(shè)備可實現(xiàn)一鍵式教學(xué)直播式錄制，可以輕松實現(xiàn)教學(xué)活動畫面的截屏和分享，同時，各種教育短視頻的觀看方式也十分便捷，通過微信掃一掃即可在移動端觀看。此外，教育視頻錄制完后，也可將其傳送到網(wǎng)絡(luò)上的各種教學(xué)資源平臺，供其他地區(qū)或?qū)W校的一線廣大教師和學(xué)生學(xué)習(xí)或觀摩。智慧課堂的教學(xué)直播應(yīng)用模式可充分調(diào)動教師與學(xué)生的教學(xué)參與積極性，增添學(xué)習(xí)與教學(xué)的樂趣，提高教學(xué)的效果與效率。

3.分組研討模式

智慧課堂中還可以采用小組研討教學(xué)模式。在課堂教學(xué)過程中充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位。桌椅以小組制形式擺放，在小組討論過程中，每組桌子中間都放有可進(jìn)行360 度旋轉(zhuǎn)的攝像設(shè)備以方便記錄每組成員的討論交流過程。教師既可在操作主機(jī)上觀察每組學(xué)生的討論過程，又可融入到學(xué)生的分組討論之中，幫助進(jìn)行疑難解答，也可在小組成員討論完畢后取典型的小組研討視頻畫面顯示到大屏幕上，讓小組成員代表在全班同學(xué)面前進(jìn)行匯報總結(jié)。另外，課堂上也可將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和成果錄制成微課形式，生成即時性教學(xué)資源以供學(xué)生課后觀看，或讓學(xué)生家長充分了解學(xué)生課堂情況。

4.互動教學(xué)模式

智慧課堂的互動教學(xué)模式并不是要完全改變教師和學(xué)生傳統(tǒng)的教學(xué)習(xí)慣，而是要在傳統(tǒng)媒體技術(shù)上融入新技術(shù)，將傳統(tǒng)課堂升級為智慧教學(xué)活動。在智慧課堂中，學(xué)生之間進(jìn)行交流互動，并將交流中的知識記錄在學(xué)習(xí)平板上，移動學(xué)習(xí)平板可根據(jù)學(xué)生記錄的碎片知識點自動生成思維導(dǎo)圖模型，有利于學(xué)生掌握系統(tǒng)化知識，加深學(xué)生對知識的理解。教師可以調(diào)取任意一個學(xué)生的學(xué)習(xí)過程視頻，展示每位學(xué)生完成任務(wù)的相關(guān)細(xì)節(jié)，并對其進(jìn)行點評和個性化輔導(dǎo)，這樣既可在全班展示榜樣示范學(xué)習(xí)，又可具體指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的具體細(xì)節(jié)。

5.考試應(yīng)用模式

智慧課堂的教學(xué)考試應(yīng)用模式提供了新型的各種考試應(yīng)用的實踐場所，可服務(wù)于筆試與面試兩種形式。在筆試中，教室內(nèi)安裝的人臉識別系統(tǒng)能夠?qū)γ课豢忌M(jìn)行面部識別簽到，并可在納米黑板上生成考生圖片，試卷的發(fā)放與回收均可由考生獨立完成。筆試過程的一切行為均可被投放到由教學(xué)管理者掌控的可視化平臺上。如果考生出現(xiàn)不恰當(dāng)行為，可視化平臺上會立即顯示，并自動對相關(guān)考生進(jìn)行提醒或協(xié)助考官完成相應(yīng)的處理工作。在面試時，教室內(nèi)的人工智能系統(tǒng)可語音提醒學(xué)生進(jìn)入到相應(yīng)的環(huán)節(jié)，學(xué)生的面試過程也會生成視頻信息并被直接錄入到考試系統(tǒng)中，這樣既方便相關(guān)教師對考試信息的整理，又可實現(xiàn)對成績的科學(xué)準(zhǔn)確評定。

6.沉浸式智能教學(xué)模式

智慧課堂的沉浸式智能教學(xué)模式主要是基于智能手機(jī)、控制平板、交互講臺與沉浸式大屏等VR 設(shè)備套餐的有機(jī)結(jié)合，形成可為學(xué)習(xí)者提供接近于真實情況的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者有一種類似于在真實情境操作的沉浸式體驗過程或感受的應(yīng)用模式。其中，師生可利用智能手機(jī)、控制平板等，通過手勢操控來對教學(xué)內(nèi)容和場景進(jìn)行控制設(shè)計。智慧課堂的沉浸式智能教學(xué)模式可以實現(xiàn)社會人文知識的AR 仿真教學(xué)，如紅軍長征模擬、法律案件在線等等，也可實現(xiàn)地理或物理應(yīng)用場景的教學(xué)，如模擬銀河系和地球運動等，其在醫(yī)學(xué)和心理學(xué)若干方面也有著廣泛的應(yīng)用場景。智慧課堂的沉浸式智能教學(xué)模式可實現(xiàn)教育教學(xué)過程由知識灌輸向感受體驗轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)知識技能的原始性產(chǎn)生成為最終實踐應(yīng)用過程的有機(jī)進(jìn)化。

總之，在當(dāng)前教育信息化快速發(fā)展的進(jìn)程之中，傳統(tǒng)課堂教學(xué)的更新速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上知識裂變創(chuàng)新的速度，死記硬背的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式也不適應(yīng)如今社會對課堂教學(xué)的新要求。所以，當(dāng)下需要在各學(xué)科課程的課堂教學(xué)中，積極融入各種新興的信息技術(shù)手段，打造并發(fā)展成教學(xué)支持服務(wù)功能強大的智慧課堂，在其中實現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)、問題解決能力和創(chuàng)新實踐結(jié)合等素質(zhì)教育目標(biāo)。