活动视角下智慧课堂教学模式设计研究

2021-08-09张文梅张一春

数字教育 2021年3期

张文梅张一春

摘要：智慧教育是“互联网+”时代教育教学建设的热点与前沿，智慧课堂作为促进智慧教育落地的有力抓手，对于推进新时期的智慧教育发展具有重要意义。基于国内智慧课堂模式的相关文献，结合实践调研情况，分析现阶段智慧课堂实施的困境。在此基础上，结合人本主义和活动理论分析智慧课堂教学的关键，进而梳理智慧课堂教学各要素间的相关关系，强调师生主体和活动设计的重要性，给出以教学主体为中心的活动设计思路。最后从活动视角出发，从知识学习、能力训练和思维培养三方面构建面向学生的创新思维培养、线上线下相融合的智慧课堂教学模式。

关键词：“互联网+”;智慧课堂;智慧教育;模式设计;创新思维

中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：2096-0069（2021）03-0037-07

收稿日期：2020-10-19

基金项目：江苏省高等教育教改研究课题“智慧课堂交互系统模型及教学模式构建”（2019JSJG550）

作者简介：张文梅（1994— ），女，山东青岛人，科研助理、硕士研究生，研究方向为“互联网+教育”、信息化教学与应用;张一春（1970— ），男，江苏常州人，教授、博士生导师，研究方向为信息技术与教育应用。

引言

智慧课堂是新时期教育教学研究的热点与前沿，2020年8月，教育部办公厅在《教育部办公厅关于公布“基于教学改革、融合信息技术的新型教与学模式”实验区名单的通知》[1]中指出，要勇于探索创新，积极推动“跨学科教学”“人工智能教育”“智慧课堂”等新型教学模式探索。在教学改革实践过程中，传统课堂对知识的系统传授、即时的情感交互等优势得到了研究者的一致认可，但其教师主导、资源形式单一、学生自主空间不足等弊端也伴随教学改革的推进日益突出，难以满足当今时代对创新人才培养的需求。智慧课堂以智能技术为支撑，融合线上线下、虚实结合的智慧学习场景，通过丰富性的学习资源和多样化的教学活动培养学习者的实践创新等核心素养，为创新人才培养提供了路径。笔者结合相关文献，分析智慧课堂教学模式的研究现状，从活动视角展开智慧课堂教学设计，构建面向创新思维培养的智慧课堂教学模式，以期为后续的智慧课堂教学提供参考。

一、智慧课堂教学的研究现状与现实困境

（一）智慧课堂教学的研究现状

智慧课堂是智慧教育研究的重要方向，智慧课堂建设作为落实智慧教育理念的重要举措，近些年逐渐引起我国学者的关注。通过分析相关文献，笔者发现智慧课堂的相关研究主要涉及内涵特征、环境建设、构建策略等方面：前期主要关注特征、价值等基本理念，后期随着技术条件的成熟，构建智慧课堂的策略、方法、案例等成为研究的新热点。智慧课堂以建构主义、联通主义理念为指导，区别于传统以知识传授为重点的知识课堂，其强调对学习者智慧的开发[2]。近年来我国学者在智慧课堂的模式构建方面有较丰富的研究成果。于颖等[3]基于智慧课堂发展的阶段性特征，划分智慧课堂的发展阶段，且在此基础上提出了各阶段智慧课堂教学模式的进阶式设计思路，并在实践中给出教学示例，验证了模式的有效性。吴亚军[4]通过分析当前高职教育课堂实践中的困境，有针对性地从环境、教学、学习和评价四个方面构建高职院校智慧课堂模式。马焕[5]面向思想政治教育，以智慧教育理念为指导，从教学目标、学习模式和学习环境三个方面对思政课教学模式进行改造，实现了从翻转课堂到智慧课堂的升级。刘邦奇[6]从不同角度解读“因材施教”对当今社会人才培养的重要作用，以学习者、施教活动和教育结果作为模式构建的三大要素，提出了“因材施教”教学模式的基本框架，并在实践中扩充框架内容，为教师实施智慧课堂提供了框架指导。

（二）智慧课堂教学的现实困境

从文献分析中可发现，研究者多从宏观设计视角出发，在明确智慧课堂基本要素的基础上，构建智慧课堂教学模式。然而，在实践教学中，教师需要统筹各要素间的关系，设计整合各要素的教学活动来指导教学。实践调研发现，现阶段的智慧课堂建设尚处于初级阶段，伴随智慧课堂热度的提升，越来越多的学校开始重视校内的智慧课堂设施建设，搭建智能教室、引进智能系统、培训智慧教师等，这些都是学校为促进智慧课堂建设所做的努力。然而，笔者发现在实践教学过程中仍存在以下问题：

1. 线上线下衔接不足

智慧课堂提倡线上线下的融合教学形式，注重课堂教学的高效灵活开展。但在实践过程中，由于线上教学经验不足，教师过分依赖智能教学平台，线上教学倾向于简单的知识内容学习，师生间缺乏互动;同时，线上线下教学内容衔接不足，未能充分发挥不同空间教学结合的优势，反而增加了学生的技术操作负担。

2. 教学设计重技轻能

从许多学校智慧课堂教学的实例中来看，课堂设计主要以智能技术工具为主导，在其相关功能支持下进行课堂活动，课堂教学的技术痕迹明显，如应用智能教学系统的随机抽答、课堂抢答等功能活跃课堂气氛，通过平板电脑提供的电子教材向学生推送资源、进行随堂测试等，而针对学生技能训练、促进其交互反思的设计却相对较少。

3. 活动组织缺乏引导

智能技术为课堂教學提供了便捷的工具服务，增强了课堂教学的趣味性。然而，许多教师在应用智能教具辅助教学时，仅仅将其作为技术媒介承载知识内容、吸引学生兴趣，缺乏及时有效的组织引导，在进行面对面教学时易导致课堂出现哄乱现象;在线教学则表现为缺乏监管，师生信息交流迟滞，反而影响学习效率。

分析产生上述问题的原因，究其根本，主要是教师对智慧课堂的实施理念不清，陷入技术理性[7]的陷阱中，忽略了教学“以人为本”的根本属性。“智慧”是智慧课堂教学实施的核心。何为智慧？我国学者王运武等[8]在对智慧教育的研究中梳理了智慧的多维含义——智慧是聪明才智，是把握真理的能力，是为人处世的方法……智慧通过人的悟性、创新创造力等特征得以体现。一种有效的智慧教学应该是通过智能技术与方法实现对学生由知识到智慧再到创新的转变，最终使学习者运用创新的思维来解决问题并形成习惯。智慧课堂的“智慧”包含两层含义：一是运用智慧，二是培养智慧，即智慧既是目的，也是手段[9]。因此，智慧课堂教学的关键就在于在不同阶段设立适当的教学目标，通过智能技术、智慧教学法等方式辅助教学，最终实现学生的智慧提升。因此，本文面向智慧课堂的教学活动视角，关注学生的创新思维培养，从主体活动设计出发构建融合线上线下情境的智慧课堂教学模式。

二、智慧课堂教学设计的理论基础

分析导致上述问题的原因，主要是教学研究者对过程性教学的关注不够，教学设计应紧紧围绕学习者这个主体，为学生发展而教，在注重智慧培养的当下更应如此。因而笔者将人本主义和活动理论作为教学设计的基础，本节将结合这两大理论阐述智慧课堂教学的关键。

（一）现代人本主义：以人为本

人本主义理论以人为中心，重视人的价值和作用，追求人的个性和自我发展[10]。人本主义对教学的影响主要体现为对教学过程和教学主体的关注，强调学生自主建构知识意义，鼓励协作学习的开展[11]。人本主义理论不仅引发了人们对传统“唯分数论”的思考，也向课堂中以教师为主体的、单向“讲授”模式提出了挑战，认为课堂应以学生为中心，面向学生的技能提升，培养全面发展的人[12]。智慧课堂教学涉及多主体参与，更应秉持人本主义理论，将学生看作一个独立、完整的个体，以挖掘个人潜能、促成自我实现为目标，遵循以学生为中心、教师辅助指导的设计理念，建立起一种良好的师生关系与和谐的学习氛围，培养新时期独立自主、探索创新、实践寻知的社会人才。

（二）活动理论：实践为重

活动理论起源于康德和黑格尔的古典哲学，是以“活动”为核心范畴和逻辑起点研究不同形式人类活动的哲学框架[13]。“活动”是人类生存和发展的基本形式，在学习过程中，学习者参与并完成学习活动是获取知识、改造客观世界的主要形式;在教学范畴内，“活动”即教与学过程的行为总和，是教师传授知识、组织教学、学生知识认知和技能发展的总和[14]。智慧课堂强调学习者的主体地位，在不同情境的交互联通中发展学生智慧。同时，智慧课堂活动场域的扩充也促使教育中各要素角色的转变，丰富了教学活动。在“互联网+”时代，网络和各类软硬件技术的发展日趋成熟，新时期的教育呈现个性化、联通化、终身化等特征，活动理论为我们探索中观、微观层面的智慧教学提供了新的视角，注重内部活动与外部活动结合、个体建构与群体建构共生[15]。

三、智慧课堂教学的要素分析

为了解决上述智慧课堂教学中存在的问题，充分发挥智慧课堂发展学生智慧的效果，本节笔者将对智慧课堂的主要教学要素进行梳理，厘清各要素间的相关关系，并以师生主体为中心设计相关活动，为后续的教学模式设计提供基础。

（一）智慧课堂教学的基本要素及其关联

“互联网+”时代的教育关注学习者的创新素养，注重学生的参与实践，强调知识生产和创新。课堂教学主要包含教学主体、教学信息、教学媒体等基本要素[16]。教学主体是教学信息的组织者与接收者，如教师、学生（在智慧课堂中指促学者和学习者）[17];教学信息是教学内容与资源的总体反映;教学媒体则是连接教学主体与教学信息的纽带，用来承载、传递教学信息，如投影、多媒体计算机等。智慧课堂以建构主义和联通主义理念为基础，注重在学习者间的交互联通中发展其高阶认知能力。智慧课堂教学主要涉及教学主体及其交互活动，使教学活动更为丰富化且兼具互动性。为了厘清智慧课堂教学中各要素间的相关关系，笔者从促学者、学习者和活动三要素出发，着眼于课程活动设计角度构建智慧课堂教学的要素关系图，三者间紧密连接，形成如图1所示的双向环形关系。首先，促学者根据教学目标设计相关活动，通过任务形式组织学习者参与学习;学习者通过情境与促学者相联结，促学者主要以引导者的角色辅助学习者探究学习，并通过学习者的过程性活动表现收集反馈信息，对学习者进行评价。其中，教学活动是影响教学效果的重要元素，课堂活动以学习者为中心，聚焦于学习者的智慧发展。

（二）基于教学主体的活动设计思路

基于上述基础，笔者梳理出智慧课堂教学中不同主体的相关活动（见下页图2所示），为模式构建提供基础。在实施正式教学前，教师通过设定阶段目标、熟悉教学工具、借鉴优秀经验等工作，设计整体教学思路，并以此为基础，展开对课堂教学的具体设计。活动是教学设计的主要部分，尤其在智慧课堂中，多元化的活动设计是区别于传统课堂的主要体现。传统课堂的师生主体在智慧课堂中扩展为促学者与学习者。笔者以时间域和空间域为划分依据，将促学者分为教师、AI助手（虚拟教师）等，学习者则由同步和异步学习者两部分组成，同步学习者又分为课堂学习者与远程学习者两类。

在正式教学前，教师先从线上学习数据中收集学习者的疑难问题，在课堂上有针对性地进行启发讲解，并通过剖析、示范典型案例串联知识点，组织探究活动，引导学生自主学习、开拓创新。在阶段教学结束后，教师引导学生评价反思、测试总结，反馈教学中遇到的问题，以便更好地了解每位学生的学习特点，促进个性化教学。AI助手是智慧学习环境中产生的新角色，主要在线上学习中发挥监督、答疑、数据记录等作用。AI助手通过提取学习者的课程信息智能生成学习计划，监督提醒学习者按时学习，并自动记录学习者的学习轨迹，根据学习者的學习习惯个性化调整学习计划、智能推送相关资源。同时，AI助手能够根据问题关键词生成话语引导支架，当学习者遇到问题时，通过与AI助手的交互可以帮助学习者自主思考，形成问题解决方案。若这样的方式仍无法解除学习者的疑惑，则将问题提交给系统，由教师查看讲解。此外，AI助手的自动追踪功能可以集中学习者的学习路径，统计分析学习者的学习情况，形成个性化的评测数据，供教师评价参考。

从时空域视角出发，可将智慧课堂中的学习者分为同步学习者与异步学习者。同步学习者包含参与场景教学的教室内的学生和参加实时虚拟教学的远程学习者，异步学习者则为通过录播课程学习的网络学习者。无论是参与面对面教学的学生还是参与同步实时教学的远程学生，都要经过课前线上预习、提出疑问，课堂提问讨论、交流探究和课后训练测试、拓展评析等过程，尤其对于远程学习者来说，课堂提问讨论的机会有限，因此更需要加强课前的知识学习与准备，高效利用课堂时间交流解疑。异步学习者的所有学习活动均在线上开展，通过留言反馈的方式参与互动。智慧学习环境为其提供仿真、虚拟的训练场景，学生经过自主学习、交流讨论、巩固练习、案例应用等过程逐步达到对知识的理解、深化与应用。

四、基于活动的智慧课堂教学模式设计

教学活动是课堂教学的重要组成部分，活动设计的成功与否在很大程度上关系着学生的学习效果。笔者从活动视角出发，设计智慧课堂的教学实施过程，形成智慧课堂教学模式，本节将从模式的组成要素和设计呈现两部分阐述基于活动的智慧课堂教学模式的具体过程。

（一）智慧课堂教学模式的设计原则

基于活动的智慧课堂教学模式主要包含分阶段教学目标、虚实教学场域、多元教学主体和多维教学活动四项设计原则。

1.分阶段教学目标

教学目标指导教学实施的方向，传统教学仅强调教学的最终目标，且目标多指向具体的活动实施结果，如完成课堂作业、掌握知识要点、形成课程报告等。在智慧课堂教学中，过程性活动多样，且教学以学生能力发展为目标，具体的教学任务完成情况对教学实施不具有导向作用。因此，智慧课堂应以学生的认知或能力发展为方向设置分阶段教学目标，用以指导不同阶段的教学设计，有针对性地发展学生的核心素养。譬如，在教学之初，以知识学习为重点，活动设计倾向于方便学生的知识理解与内化;随着学习的深入，教学倾向于对学生不同能力的训练，通过不同形式的、有针对性的个人或团体活动培养学生的自主学习、问题解决等能力;最终教学应落到对学生智慧思维的培养，可以通过在教学过程中导入支架、设置向导等方式，将规则意识内化为学生的思维习惯。

2.虚实教学场域

智慧课堂可以在虚拟网络或真实课堂等不同情境中开展教学活动，因此，连贯虚实教学空间，高效组织教学就显得尤为重要。教师可以将简单的知识学习和作业练习移至线上，而将课堂作为讲解疑难、实践开拓的场所，将课堂时间更多地交给学生，最大化地发挥教师启发引导的作用，带领学生自主探究、协作创新，培养学生主动思考、广泛联通的思维习惯。在此过程中，如何连贯衔接线上线下教学、充分发挥不同情境的优势尤其重要，智慧课堂以活动为纽带，创设平等的师生关系，营造和谐的学习氛围，可为学生搭建智慧发展的桥梁。

3.多元教学主体

线上空间的拓展增加了智慧课堂教学中的主体角色，丰富了教师和学生主体类别，这也是智慧课堂区别于传统知识课堂的一大特征。在智慧课堂中，教师又称为促学者，分为课堂主讲教师和AI助手，分别针对不同学习空间为学习者提供学习指导与帮助;学习者按时空域进行划分，包含同步学习者和异步学习者两类。智慧课堂破除了传统课堂对时间与空间的限制，允许外部学习者的加入，通过网络技术和智能平台等手段为学习者提供便捷灵活的学习服务和资源支持。多元主体为丰富智慧课堂教学活动提供了途径，通过促进不同主体间的交互联动来实现智慧教学目标。

4.多维教学活动

智慧课堂面向学习者的高阶素养提升，注重培养学生的自主学习、问题解决等能力，因此，多维变化的教学活动是其区别于传统课堂的重要特性。从教学主体来看，可以針对促学者和学习者不同类型主体组织设计教学，如教师的促进活动、引导活动，学生的个体思考任务、协作活动、交互活动等。从教学的空间域来看，应围绕阶段目标合理安排线上线下教学活动，如线上资源浏览、线上仿真训练、线下小组讨论、线下团队探究等，从不同角度培养学生独立思考、解决问题的思维与能力。同时，要注意线上线下活动间的呼应与联结、学习者间或师生间的交互联通，以连贯教学，发展学生能力。

（二）智慧课堂教学模式的设计呈现

基于上述基础，笔者以教学活动为中心设计智慧课堂教学模式。模式以教学主体为核心，给出各主体在不同阶段的主要教学活动，进而形成如图3所示的基于活动的智慧课堂教学模式。模式从教学各主体活动设计入手，面向创新思维目标培养，在此基础上以空间视角将智慧课堂教学活动细分为虚拟学习空间和物理学习空间的活动，两种学习空间通过5G、云端服务等技术联通，形成一个虚实融合、多元交互的智慧教学环境。

在厘清教学的整体思路与教学主体基本活动的基础上，本文就智慧课堂的实践活动展开研究设计。笔者将智慧教学活动分为三个递进的层级，分别对应不同的学习目标：知识学习、能力训练与思维培养，指向智慧形成的知识准备、内化应用与创新解决等各阶段。同时，从空间视角将智慧课堂分为虚拟学习空间与物理学习空间两部分，分别就教学主体在不同空间环境下的活动进行科学的研究设计，达到线上线下融合贯通、高效培养的效果。

知识学习作为课程教学的初级阶段，主要是帮助学生理解核心概念，为后续的深入学习奠定基础。与传统课堂的教学形式不同，在智慧课堂中，研究者将知识学习作为线上学习的主要内容，教师通过网络互联、云平台服务、智能移动终端等技术支撑，以学生自学、巩固练习、反馈问题、教师讲解等过程实现学生对基础知识的自我理解与巩固。在面对面的课堂教学中，教师将重难点知识串联与问题答疑作为讲授的重点，而更多的时间则留给学习者讨论探究、实践应用，以达到对知识的深度理解与内化。随着网络技术的发展与成熟，在现实的课堂教学中逐渐衍生出一类新的学习者——远程学习者，他们通过实时通信网络参与课堂直播，也能够与实体教室内的师生进行互动讨论，但不能切身参与课堂的实践活动，只能通过自身感知来获取、理解知识。而教室内的学习者可以利用便捷的空间条件进行具身实践，达到对知识的深度内化。

能力训练与思维培养是两个相互交叉、不可分割的阶段，两者都侧重于对学生的技能锻炼。在虚拟学习环境中，强调对学习者自我管理能力的训练与培养，由AI助手监督指导，学生自主学习，发现并解决问题。智慧教学平台提供自主导航服务，学习者在社区内交流学习，讨论的记录可以通过关键词检索获取。在阶段学习结束后，平台根据学习者的课程资源与浏览记录智能匹配测验题目，帮助学习者查漏补缺。同时，AI助手可根据测验情况为学习者个性化推送资源、提供仿真体验，以强化巩固知识。线上学习受实施场所与个体差异的影响，对学生的能力训练与思维培养主要起到的是启发引导作用;线下教学则更为关键，灵活的教学内容与多元化的活动设计是线下教学组织的重点与难点。在教学内容方面，个性化、开放性、贴近生活的情境与任务更有利于学生能力的发挥;在教学活动方面，实践探究式的团队竞争活动有助于激发学生的协作创新意识，增强学习体验。面对面的课堂学习者在教师的引导下有序参与教学活动，完成教学任务;虚拟情境中的远程学习者也可利用系统中的仿真游戏体验趣味化的教学活动，并与网络另一端的师生进行互动，参与学习成果的展示与评价。在这样的系列活动中，学习者经过主动思考、积极探究、实践体验、迁移应用、总结反思等过程，在促学者的启发引导下，实现对个体技能的训练与培养，发展智慧。

五、结语

自智慧教育提出以来，引发了国际社会的广泛关注。在对智慧教育的理论研究与实践探索过程中，我们经历了由技术视角向人文视角的转变。智慧课堂作为智慧教育最直接有效的实现方式，在人工智能、大数据、物联网等智能技术的辅助下，面向学习者的创新高阶思维培养，通过转变传统课堂单一的师生关系、融合线上线下混合的教学场景、重视多元活动的创新设计等途径，实现了智能时代新型课堂的转型。“互联网+”时代的智慧课堂是一种以智能技术为媒介、支持多元互动式活动教学、面向学生与教师智慧素养提升的综合教学体系。本文在分析国内外智慧课堂教学模式研究现状的基础上，基于人本主义和活动理论，提出以活动设计为中心、面向教学主体创新思维培养的智慧课堂教学模式，从分阶段教学目标、虚实教学场域、多元教学主体和多维教学活动四大原则设计模式。模式从知识学习、能力训练和思维培养三个层面出发，通过教学活动联通各部分教学，构成一个虚实融合、交互联动的智慧教学环境，可为后续的智慧课堂研究提供参考。

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