一、智慧課堂概述

如何讓課堂更高效有趣，一直都是教育領(lǐng)域的熱門話題。移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，信息技術(shù)迭代迅速，傳統(tǒng)課堂在搭載上“大智移云”的快車后，也迎來了新的改變和發(fā)展，向智慧課堂邁進(jìn)?；谧钚碌膶W(xué)習(xí)理論，立足學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展需求，融合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)手段，力爭將課堂打造為智慧化、數(shù)字化課堂。在“云—臺(tái)—端”的一體化架構(gòu)下，將傳統(tǒng)課堂環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)榫邆浣换スδ艿默F(xiàn)代化智能課堂，打通線上與線下，連接課內(nèi)與課外，融合虛擬與現(xiàn)實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)全場景教學(xué)的環(huán)境要求。創(chuàng)新教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛能，最終通過個(gè)性化教學(xué)促進(jìn)學(xué)生成才是智慧課堂的發(fā)展目標(biāo)^[2]。

二、當(dāng)前中小學(xué)智慧課堂構(gòu)建現(xiàn)狀分析

三、“大智移云”時(shí)代中小學(xué)智慧課堂構(gòu)建的趨勢

“大智移云”時(shí)代各類信息技術(shù)的發(fā)展影響了社會(huì)生活的方方面面，中小學(xué)智慧課堂的構(gòu)建也受到了重大影響。在“大智移云”時(shí)代，中小學(xué)智慧課堂的構(gòu)建向以下趨勢發(fā)展。

（一）智慧課堂教學(xué)模式趨向互動(dòng)化

隨著網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的不斷完善，低延時(shí)、高速率的網(wǎng)絡(luò)條件已基本實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)教室也在日漸更新，新的智能硬件進(jìn)駐課堂，人性化的交互軟件也不斷豐富著課堂的學(xué)習(xí)氛圍，傳統(tǒng)課堂教學(xué)內(nèi)容開始在網(wǎng)絡(luò)中得以升華和改造，課堂中，師生相互探討的環(huán)節(jié)也逐漸變多。同一時(shí)期的翻轉(zhuǎn)課堂，掀起了學(xué)生在課堂外利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)知識(shí)的熱潮。在“大智移云”時(shí)代背景下，學(xué)生的學(xué)和課堂上的師生活動(dòng)都變得十分重要，師生互動(dòng)將成為課堂的基本活動(dòng)，對(duì)知識(shí)體系、教學(xué)難點(diǎn)的探討也更為深入和徹底。

（二）智慧課堂的教學(xué)手段趨向多元化

在“大智移云”時(shí)代，隨著各類信息技術(shù)的發(fā)展，中小學(xué)教師可以運(yùn)用的教學(xué)手段與工具也日趨多元化。教師不僅可以通過大數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，也可以利用人工智能技術(shù)開展智能化教學(xué)，還可以運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行情境教學(xué)，在課后還可以運(yùn)用云計(jì)算平臺(tái)對(duì)學(xué)生各類教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

（三）智慧課堂的教學(xué)情境趨向虛擬化

移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，低延時(shí)、高速率的網(wǎng)絡(luò)條件滿足了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用條件。通過設(shè)置虛擬環(huán)境，學(xué)生好似進(jìn)入到了一個(gè)真實(shí)的學(xué)習(xí)場景中，沉浸式的體驗(yàn)超過了傳統(tǒng)的授課模式，甚至在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的輔助下，一些平常難以模擬的真實(shí)環(huán)境可以輕松搭建，由此可見，智慧課堂的虛擬化教學(xué)情境也是未來的一個(gè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

（四）智慧課堂教學(xué)評(píng)價(jià)趨向?qū)崟r(shí)化

在“大智移云”時(shí)代，數(shù)據(jù)的價(jià)值將得以充分挖掘和應(yīng)用，透過數(shù)據(jù)查漏補(bǔ)缺、調(diào)整教學(xué)策略是數(shù)據(jù)價(jià)值的基礎(chǔ)展現(xiàn)?？梢灶A(yù)見的是，在智慧課堂中，學(xué)生和教師對(duì)自己的了解都將上升到一個(gè)新的高度，并根據(jù)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)，做好優(yōu)化和調(diào)整。人工智能技術(shù)的引入，軟、硬件設(shè)施的投放，將更好地幫助教師對(duì)各類教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、量化和分析。通過數(shù)據(jù)處理，快速得出學(xué)生本時(shí)段的學(xué)習(xí)情況，然后采取與之對(duì)應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容和步驟，幫助學(xué)生在已有經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上獲得新的知識(shí)。智能終端的普及和應(yīng)用，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)“千人千面”，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)、測試情況，自主推送與學(xué)生能力相適應(yīng)的問題，實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)^[3]。

四、“大智移云”時(shí)代中小學(xué)智慧課堂構(gòu)建的途徑

隨著“大智移云”時(shí)代信息技術(shù)的發(fā)展，我國各中小學(xué)應(yīng)抓住機(jī)遇，充分利用“大智移云”時(shí)代的各類信息技術(shù)與工具，積極開展智慧課堂建設(shè)，提升課堂教學(xué)的效果。

（一）搭建云服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建“云—臺(tái)—端”智慧課堂教學(xué)環(huán)境

在“大智移云”時(shí)代，中小學(xué)構(gòu)建智慧課堂，首先要進(jìn)行硬件環(huán)境建設(shè)，也就是搭建智慧課堂云服務(wù)平臺(tái)。智慧課堂智能化服務(wù)平臺(tái)就是以“云—臺(tái)—端”為基礎(chǔ)而建立起來的體系架構(gòu)，如圖1所示。這一平臺(tái)具有以下核心功能。

第一，為中小學(xué)教師和學(xué)生提供智能云服務(wù)。以教育云為基礎(chǔ)構(gòu)建智能云服務(wù)，服務(wù)內(nèi)容包括為授課教師提供教學(xué)資源、微課管理、結(jié)構(gòu)化實(shí)錄、在線學(xué)習(xí)、互動(dòng)教學(xué)等，力爭為教師提供完善的教學(xué)服務(wù)。此外，還根據(jù)教師的教學(xué)實(shí)際，提供結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的教學(xué)資源，供教師選擇，如試卷和作業(yè)批改、線上課程和教研等。面對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，云服務(wù)平臺(tái)可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)，做出動(dòng)態(tài)化的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，給學(xué)生正向的鼓勵(lì)和支持。此外，云服務(wù)平臺(tái)在搭建中完全遵循國家的服務(wù)云建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，確保多級(jí)互聯(lián)互通。

第二，提供教室智能平臺(tái)環(huán)境。智慧課堂的實(shí)現(xiàn)，離不開大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能的支持，所以在智能云服務(wù)平臺(tái)的搭建中，作為數(shù)據(jù)通信和運(yùn)算中樞，課堂環(huán)境中的一切數(shù)據(jù)都將匯集于此，課堂中的人、活動(dòng)和環(huán)境數(shù)據(jù)，也將在此實(shí)現(xiàn)交互和采集，并通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)多種終端的數(shù)據(jù)互聯(lián)?；诮淌覂?nèi)部的局域網(wǎng)，設(shè)備之間即使在無網(wǎng)絡(luò)的情況下也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和通信聯(lián)絡(luò)。此外，當(dāng)接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，處于不同空間狀態(tài)下的授課和教學(xué)資源也可以實(shí)現(xiàn)共享和聯(lián)通。

第三，建設(shè)教學(xué)管理終端。在終端工具的輔助支持下，所有的課堂數(shù)據(jù)都可以被采集和處理，如師生互動(dòng)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、行為數(shù)據(jù)、上課流程數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)采集過后，在智能云服務(wù)平臺(tái)中，教學(xué)活動(dòng)將實(shí)現(xiàn)線上和線下的聯(lián)動(dòng)，校內(nèi)校外的同步，教師也可在此基礎(chǔ)上完成學(xué)習(xí)研討等活動(dòng)。在教師終端，也集成了教師在日常教學(xué)中常用的一些功能，如微課制作、學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)等；學(xué)生終端則可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)提交、活動(dòng)探討等；在管理終端，主要圍繞教學(xué)質(zhì)量和班級(jí)管理展開，也可就學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行跟蹤和控制；在家長終端，則可隨時(shí)咨詢學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)無縫溝通^[4]。

（二）借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，優(yōu)化智慧課堂的教學(xué)過程

 除利用各類信息技術(shù)創(chuàng)建智慧課堂硬件環(huán)境外，中小學(xué)教師還可以借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，優(yōu)化智慧課堂的教學(xué)過程。

第一，在智慧課堂的教學(xué)過程前期，利用大數(shù)據(jù)促進(jìn)教學(xué)資源推送。系統(tǒng)根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)情做好分類，并將相關(guān)數(shù)據(jù)分享至教師終端，教師利用數(shù)據(jù)布置個(gè)性化作業(yè)或者針對(duì)學(xué)生學(xué)情，有針對(duì)性地推送學(xué)習(xí)資源給學(xué)生，以期提高學(xué)生成績。即時(shí)通信軟件與智能云服務(wù)平臺(tái)的融合，也給教師教學(xué)提供了又一解決方案。在觀看學(xué)習(xí)視頻時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力與水平，自行控制學(xué)習(xí)進(jìn)度。學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)將由后臺(tái)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)并將數(shù)據(jù)處理后上傳至平臺(tái)中，平臺(tái)按照學(xué)生的答題情況做好學(xué)情分析，進(jìn)而幫助教師了解學(xué)生的水平和能力，做到因材施教。此外，平臺(tái)還能自行歸納學(xué)生學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的共性問題，并將問題推送給教師，以便教師做好講解工作。可以說，基于智能云服務(wù)平臺(tái)，教師將掌握真實(shí)的學(xué)生學(xué)情，制定科學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，并做好重、難點(diǎn)講解，真正將教學(xué)預(yù)期和學(xué)生成長融為一體。

第二，在智慧課堂的教學(xué)過程中期，利用大數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)立體化互動(dòng)。首先，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用給教師教學(xué)提供了無限可能?；跀?shù)據(jù)的分析和處理，可以明確學(xué)生的興趣所在，以學(xué)生興趣作為教育教學(xué)的切入點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)情境。利用智慧教室中的投影、VR等設(shè)備，展示視頻資料或創(chuàng)設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，讓學(xué)生感到身臨其境，激發(fā)其思維。其次，在具體的課程講授中，教師可以利用室內(nèi)設(shè)備組織學(xué)生合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生主動(dòng)地投入到知識(shí)的探索中來，教師當(dāng)堂做好檢測，對(duì)學(xué)生出現(xiàn)錯(cuò)誤較多的問題，教師統(tǒng)一講解，個(gè)別問題則單獨(dú)予以輔導(dǎo)，從而將學(xué)生學(xué)習(xí)由被動(dòng)化為主動(dòng)，提升素質(zhì)涵養(yǎng)。根據(jù)學(xué)生的作答情況，教師可實(shí)時(shí)掌握學(xué)生解題思路、出錯(cuò)原因以及學(xué)習(xí)偏好等，同時(shí)根據(jù)小組合作數(shù)據(jù)，了解在小組合作中學(xué)生的表現(xiàn)情況，以便在日常學(xué)習(xí)中采取針對(duì)性的舉措提高學(xué)生素養(yǎng)。在智慧課堂中，教師還可以通過匿名投票的功能，讓學(xué)生評(píng)價(jià)本節(jié)課自己的掌握情況或者教師的講解情況，學(xué)生也可以選擇實(shí)名表達(dá)。在IRS及時(shí)反饋系統(tǒng)的支持下，教師可以及時(shí)獲取學(xué)生每一次測試的具體情況，同時(shí)，系統(tǒng)中不設(shè)置可能對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)形成干擾的淘汰機(jī)制或者搶答機(jī)制，以便學(xué)生保持注意力，如此條件下，學(xué)生的學(xué)習(xí)情況便成了可以量化的數(shù)據(jù)，更為直觀。在云端診斷服務(wù)器的支持下，學(xué)生的綜合表現(xiàn)情況也被量化，并轉(zhuǎn)為可視化數(shù)據(jù)幫助教師了解教學(xué)效果。

第三，在智慧課堂的教學(xué)過程后期，利用大數(shù)據(jù)優(yōu)化教學(xué)與評(píng)價(jià)。智慧課堂對(duì)教學(xué)評(píng)價(jià)最大的作用是量化，即一切表現(xiàn)都轉(zhuǎn)為可量化的數(shù)據(jù)，綜合評(píng)判教師教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)習(xí)者每次登錄智慧課堂、使用智慧課堂的時(shí)長、回答問題的次數(shù)及正誤情況、小組合作中的表現(xiàn)情況、測驗(yàn)達(dá)標(biāo)情況等數(shù)據(jù)都將被統(tǒng)一收集和整理，并得出一個(gè)綜合性的量化評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，教師能及時(shí)了解教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，以便調(diào)整思路和教授策略。根據(jù)量化結(jié)果，教師能夠了解到每一位學(xué)生在每門課中的表現(xiàn)，對(duì)于表現(xiàn)不足的科目，教師可以及時(shí)幫助學(xué)生做好個(gè)性化的提升方案。在量化結(jié)果中，教師還可以了解到哪些知識(shí)點(diǎn)是學(xué)生存在的共性問題，需要在課堂中著重講解，哪些需要再次強(qiáng)調(diào)和深度挖掘，以便幫助學(xué)生系統(tǒng)和深入地掌握知識(shí)，即在量化數(shù)據(jù)面前，教師的授課將更有主動(dòng)性和方向性。此外，教師還可依托即時(shí)通信軟件，與家長建立聯(lián)系，發(fā)揮家校共育的優(yōu)勢作用^[5]。

（三）利用人工智能技術(shù)，變革智慧課堂管理模式

人工智能的高速發(fā)展，深刻影響和改變著每一個(gè)行業(yè)。在教育系統(tǒng)，通過引入智能機(jī)器人、智能監(jiān)督系統(tǒng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)姿態(tài)便可得以實(shí)時(shí)監(jiān)控，并在智能系統(tǒng)的支持下對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析和整理，每個(gè)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)姿態(tài)都將完整地呈現(xiàn)出來，教師便可根據(jù)數(shù)據(jù)信息適當(dāng)調(diào)整教學(xué)方案。學(xué)生在看到數(shù)據(jù)信息后，也會(huì)根據(jù)量化結(jié)果優(yōu)化自己的學(xué)習(xí)方法，調(diào)整學(xué)習(xí)姿態(tài)，不斷增強(qiáng)自身的紀(jì)律意識(shí)和學(xué)習(xí)意識(shí)，繼而對(duì)自己的能力和學(xué)習(xí)習(xí)慣產(chǎn)生一個(gè)積極評(píng)價(jià)，養(yǎng)成自主分配學(xué)習(xí)時(shí)間、自主掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度的良好習(xí)慣。在人工智能助手的輔助下，教師按照各個(gè)學(xué)生的發(fā)展特質(zhì)和學(xué)習(xí)個(gè)性，分門別類地設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)任務(wù)，做到個(gè)性化教學(xué)。傳統(tǒng)課堂中的以教師為主體、個(gè)別學(xué)生發(fā)言的模式將轉(zhuǎn)變?yōu)榻處?、學(xué)生等多個(gè)主體共同參與的新型課堂模式，及時(shí)變革和調(diào)整原有的課堂模式變得十分重要。在個(gè)性化的教學(xué)策略下，學(xué)生自我管理，自我調(diào)整，并按照指引完成學(xué)習(xí)任務(wù)。首先，學(xué)生在教師的幫助下，規(guī)劃好學(xué)習(xí)時(shí)間并選擇好學(xué)習(xí)方法；其次，在學(xué)習(xí)進(jìn)行中，實(shí)時(shí)對(duì)比計(jì)劃進(jìn)度與實(shí)際的學(xué)習(xí)進(jìn)度，并做出適當(dāng)調(diào)整；最后，教師和學(xué)生根據(jù)智能化學(xué)習(xí)平臺(tái)得出的量化數(shù)據(jù)及時(shí)了解這一階段的學(xué)習(xí)效果，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)的問題調(diào)整學(xué)習(xí)策略，以便達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。在智慧課堂模式下，人工智能是新型課堂管理模式的助手，是師生之間互動(dòng)的紐帶，也是智慧課堂運(yùn)行的底層基礎(chǔ)。因此，只有整合好、優(yōu)化好三者關(guān)系，才能使智慧課堂真正為課堂的智慧化插上翅膀。

（四）運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

因特網(wǎng)自20世紀(jì)中葉出現(xiàn)以來，便對(duì)世界發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。新時(shí)期，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)延伸到了生活的方方面面，影響著我們的日常生活和學(xué)習(xí)習(xí)慣。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基于計(jì)算機(jī)技術(shù)將虛擬場景真實(shí)地呈現(xiàn)在我們眼前，人們戴上特制的頭盔和手套，便可以沉浸到虛擬場景中開展交往與互動(dòng)，完成學(xué)習(xí)。在移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用條件已然成熟，創(chuàng)設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)場景，已成為智慧課堂的未來發(fā)展方向。相較于傳統(tǒng)課堂利用多媒體設(shè)備來直觀呈現(xiàn)教學(xué)情境，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建的虛擬場景顯然更具優(yōu)勢，其他技術(shù)的輔助也實(shí)現(xiàn)了智能時(shí)代新型課堂的轉(zhuǎn)型^[6]，相信在未來，課堂將越來越智慧，也越來越趣味。

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作者簡介：

李直（1973—?），男，河南魯山人，河南省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人，研究方向?yàn)樾畔⑺仞B(yǎng)與信息技術(shù)應(yīng)用、數(shù)字教育資源、中小學(xué)人工智能教育與創(chuàng)客教育。