張興旺，謝艷萍，宋運賢，2，張亞楠，吳曉敏

(1.淮北師范大學 生命科學學院，安徽 淮北 235000；2.淮北師范大學 信息學院，安徽 淮北 235000)

當前，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，對社會生活各領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠影響.“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，對教育領(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)營造信息化教學環(huán)境，促進教育理念、教學模式和教學內(nèi)容改革，適應(yīng)信息時代對培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需求”.時隔2年，2018年教育部發(fā)布的《教育信息化2.0行動計劃》中再次強調(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)的教學模式迅速興起，其中智慧課堂更是受到了學界的廣泛關(guān)注.

智慧課堂的概念源于學界對智慧教育的研究，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、交互式教學等先進教育理論為指導，圍繞教學各個環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)良好的學習環(huán)境，促進學習者智慧的生成.二是注重新一代信息技術(shù)在教學中運用，突破傳統(tǒng)課堂教學的時空限制，實現(xiàn)教與學的立體溝通和交流.三是基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對教學全過程進行評價反饋，為學習者提供個性化的學習支持服務(wù)和智能推送.

作為信息技術(shù)與教育教學深度融合形成的一種新型教學模式，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[3].智慧課堂對于創(chuàng)新教學模式，提高教學質(zhì)量，培育高素質(zhì)人才具有重要的實踐價值.《環(huán)境生態(tài)學》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)學理論為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展起來的一門綜合性交叉學科.已有研究表明，《環(huán)境生態(tài)學》課程存在教材內(nèi)容重疊過多、學時不足、教學中難以激發(fā)學生學習興趣和難以發(fā)揮學生主體地位等問題[4].本文依托省級質(zhì)量工程項目《環(huán)境生態(tài)學》智慧課堂，基于超星泛雅平臺從教學資源建設(shè)、教學過程設(shè)計和教學效果評價三個方面介紹智慧課堂教學模式的構(gòu)建和實施過程，以期解決《環(huán)境生態(tài)學》教學中的不足，為其他課程的智慧課堂建設(shè)提供借鑒.

1 智慧學習資源建設(shè)

智慧課堂的實施前提是依托網(wǎng)絡(luò)教學平臺構(gòu)建智慧化學習資源.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、藍墨云班課、超星泛雅等網(wǎng)絡(luò)教學平臺的面世.這些平臺各有所長，其中超星泛雅以其“簡、通、活”的特點以及良好的用戶體驗，在高校師生中受到普遍歡迎[5,6].該平臺是超星集團開發(fā)的一款全新教育產(chǎn)品，以泛在教學與混合式教學為核心理念，集課程建設(shè)、課程學習、教學互動和教學效果評估為一體，為實現(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，從以下兩方面開展智慧學習資源建設(shè)：一是優(yōu)化教學內(nèi)容，實現(xiàn)教學知識節(jié)點化.智慧課堂網(wǎng)絡(luò)教學內(nèi)容并不是傳統(tǒng)教學內(nèi)容簡單數(shù)字化的過程，而是要對傳統(tǒng)教學內(nèi)容進行梳理和優(yōu)化，將其分解為一個個知識點.圍繞每個知識點設(shè)計教案、制作短視頻和PPT，并將其上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺，供學生自主學習.每個知識節(jié)點力求短小精練、重點突出，易于激發(fā)學生的學習興趣；通過各個“知識節(jié)點”之間的遞進學習，有助于學生掌握課程內(nèi)容，構(gòu)建完整的知識體系.二是基于教學內(nèi)容，建立完善的智慧化輔助教學資源.圍繞線上教學內(nèi)容，構(gòu)建豐富的輔助教學資源，為智慧教學的開展提供支持.輔助教學資源主要包括以下內(nèi)容：(1)為每個知識節(jié)點制作隨堂測驗和課后作業(yè)，以便及時了解學生對知識的掌握情況.(2)根據(jù)教學內(nèi)容，設(shè)計主題討論、搶答、分組任務(wù)等，以便教學過程中隨時調(diào)用.(3)創(chuàng)建課前預習資料、課后拓展資料、章節(jié)思考題等學習資源，將其上傳至云平臺，供學生預習和復習鞏固.

除了上述的學習資源外，一些常規(guī)的教學材料，如教學大綱、教學計劃、教學參考書、課程簡介和教學團隊等相關(guān)資料也可上傳平臺，以充實和完善網(wǎng)站資源.

2 智慧課堂教學模式設(shè)計

智慧課堂教學模式主要采取“線上”“線下”兩種形式開展教學活動.“線上”教學并不是“線下”教學的簡單重復，而是整個教學活動中的必要環(huán)節(jié).在教學過程中，教師要以智慧化教學目標為指導，合理安排好“線上”“線下”的教學內(nèi)容(圖1)，使其充分發(fā)揮教學互促、教學互補的優(yōu)勢，構(gòu)建“線上”“線下”教學閉環(huán)，拓展教學時空，提升教學實效.下面我們以《環(huán)境生態(tài)學》教材中“生物群落的種類組成”內(nèi)容為例，從課前、課中和課后三個階段介紹智慧課堂的教學過程(圖1).

圖1 智慧課堂教學模式框架設(shè)計

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“物種多樣性測定”三個知識節(jié)點，分別為每個知識點制作了PPT、教學短視頻和隨堂測試，向?qū)W生推送學習資源并設(shè)置任務(wù)點，學生通過超星學習通APP登錄平臺(超星泛雅平臺的移動客戶端)自主完成學習任務(wù).此外，將教學班級隨機分為2組，設(shè)置分組任務(wù).要求每個小組通過中國知網(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，在認真研讀文獻后，回答以下三個問題：(1)文獻中野外調(diào)查采用了什么方法？(2)外業(yè)調(diào)查測量了哪些指標？(3)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析了哪些指標？每個小組圍繞這三個問題完成一份學習報告并上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺，同時推選一名小組代表作課堂交流發(fā)言.通過課前學習和分組任務(wù)的完成，學生對本節(jié)課的內(nèi)容有了較好的儲備，同時提高了教學的參與度；教師通過平臺數(shù)據(jù)分析功能，及時了解學生對知識點的掌握情況，為線下教學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)，在進行課堂教學的同時，借助超星學習通APP投屏功能開展在線課堂，加強師生之間多維度的互動.根據(jù)課前布置的分組任務(wù)，讓兩個小組代表分別介紹文獻解讀以及對三個問題的回答情況，在學生講解過程中，將其完成的分組任務(wù)學習報告同步在投屏上.教師對兩位同學的回答進行引導、歸納和總結(jié)，提取本節(jié)課相關(guān)知識點的關(guān)鍵內(nèi)容，如樣地調(diào)查、群落成員型的分類(優(yōu)勢種、建群種、伴生種和偶見種等)、種群的個體數(shù)量特征(密度、蓋度、頻度、多度等)、綜合特征(優(yōu)勢度、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)學生線上學習的反饋情況，對于容易理解的內(nèi)容一帶而過，對本節(jié)課的難點內(nèi)容如“物種多樣性指數(shù)的計算”進行重點講解.在教學過程中使用網(wǎng)絡(luò)平臺選人、搶答、投票、測驗等功能，實時將存儲于云端的教學資源推送給學生.通過這種方式，一方面增加了課堂教學的趣味性，促使學生時刻保持注意力，另一方面也加深了學生對知識點的理解.在課堂教學的最后，引導學生繪制本節(jié)內(nèi)容知識點的思維導圖并上傳至投屏，教師進行點評和總結(jié)，同時布置本節(jié)內(nèi)容的思考題.

傳統(tǒng)教學模式，課堂教學結(jié)束后師生間的交流互動會減少.智慧課堂教學模式可以使教學過程在時空上得以拓展，師生間的交流互動更加立體深入.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，以便學生及時復習鞏固，提高學習效率.將搜集到的中國森林大樣地監(jiān)測項目的研究文獻、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，供學生下載學習，增加學生對本節(jié)課內(nèi)容的學習興趣.針對本節(jié)課教學難點“生物多樣性指數(shù)的計算”，推送分組任務(wù)，要求學生思考如何應(yīng)用excel對生物多樣性指數(shù)進行計算，讓數(shù)據(jù)分析更加高效；同時推送一些文獻資料，引導學生解決這一問題.學生遇到疑問時，可以通過平臺在線討論、交流，分享自己的觀點，教師通過平臺可以及時查看學生對課后學習內(nèi)容的完成情況，并幫助解決提出的問題.依托超星泛雅平臺開展的課后學習活動，不僅能夠培養(yǎng)學生自主學習和解決問題的能力，還有助于提高學生的學習熱情和積極性.

3 智慧課堂實施效果評價

選擇我校2019級環(huán)境生態(tài)工程專業(yè)兩個教學班作為對照組(n= 52人)和實驗組(n= 57人)，開展智慧課堂教學模式實施效果評價.兩個班級的學生在年齡、性別、上一年度綜合測評成績等方面的基礎(chǔ)資料無明顯差異.對照組采用傳統(tǒng)教學模式，實驗組采用智慧課堂教學模式，兩個班級的授課教師、教材、學時、教學大綱均相同.課程結(jié)束后，采用兩種方式評價教學效果.(1)選擇問卷星網(wǎng)站制作問卷，在兩個班級開展教學滿意度調(diào)查.每份問卷由6個問題組成，根據(jù)不同的教學方式對這6個問題的影響程度，以匿名方式對每項內(nèi)容進行評分(1～10分).(2)對兩個教學班的期末考試成績進行統(tǒng)計分析.兩個班級采用同一套試卷進行考試，由教學團隊中其他教師根據(jù)往年的試卷、教學大綱進行命題并批閱，授課人不參與試卷的命題和批閱.運用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析，采用獨立樣本t檢驗，比較對照組和實驗組之間是否存有差異.

教學滿意度問卷調(diào)查共回收有效問卷106份，實驗組在學習興趣、學習效率、師生之間的交流互動、自主學習能力、解決問題能力和課堂趣味性方面的平均得分均高于對照組(表1)，說明實驗組的教學滿意度要高于對照組.統(tǒng)計分析表明(表1)，兩組數(shù)據(jù)之間的差異顯著(P< 0.05)，其中智慧課堂教學模式在增加師生之間的交流互動、提高課堂教學趣味性方面遠高于傳統(tǒng)教學模式(P< 0.01).對兩個教學班期末考試成績的分析表明，實驗組平均成績(82.18 ± 10.14)要高于對照組(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 不同教學模式下的教學滿意度問卷調(diào)查結(jié)果

4 結(jié) 語

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

盡管智慧課堂教學模式存在諸多優(yōu)點，但在構(gòu)建和實施過程中還需注意幾點.首先，“線上”教學內(nèi)容要精心設(shè)計.在智慧教學過程中，“線上”教學并不是線下教學的重復，而是一脈相承，層層遞進的關(guān)系[7].“線上”教學是一個個獨立的知識節(jié)點，通過這些知識點的學習，為“線下”教學構(gòu)建知識體系奠定良好基礎(chǔ).其次，課前、課中和課后的教學環(huán)節(jié)要圍繞智慧教學目標開展，三個不同的教學階段要形成教學閉環(huán)，為達成共同的教學目標設(shè)置相應(yīng)的教學活動.再次，要構(gòu)建合理的教學評價體系，只有將“線上”“線下”教學活動納入到課程考核中，才能充分調(diào)動學生的主動性和積極性.最后，教師需要具備較高的信息化教學能力.依托互聯(lián)網(wǎng)平臺開展教學活動，需要教師掌握網(wǎng)絡(luò)平臺各種教學功能的使用，只有熟練地使用智慧化教學工具，才能更好地組織教學.