智慧课堂实验室的开发与应用

许勇辉，吴明超

顺德区嘉信西山小学，广东 佛山 528300

1 课题的提出

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》明确指出“信息技术对教育具有革命性的影响”［1］。其实践表现是，既可以促进学生有效的学，也能提高教师智慧的教。技术支持教师专业发展十年来受到广泛关注［2］，尤其在关于教师的学科知识、教育学和心理学知识以及教学经验三个方面的发展有用武之地。新时期，教师对发展有了更迫切的需求，如课堂教学问题，技术在这方面的正向作用令人期待。经过多年的技术应用实践，嘉信西山小学课题组以技术支持教师专业发展的思路［3-4］，以内涵式的教师教学发展为目标，合理应用现代信息技术干预教师课堂实践，设计和开发“智慧课堂实验室”，并进行应用，以探索课堂情境中教师专业发展的有关问题。

2 智慧课堂实验室的设计与应用实践

2．1 智慧课堂实验室的设计

智慧课堂，顾名思义就是充满智慧的课堂。“它是教育思维和教育情感互动的产物，是师生智慧互动共生的过程与结果”［5］。智慧型教师是智慧课堂产生的重要条件。智慧课堂实验室的目的就是促进教师实践性成长，更富智慧地进行教学，从而使课堂充满智慧。具体来说，智慧课堂实验室以智慧教室为基础构件，进行适度改进成为具有新结构和新功能的课室，包含教学和观察两大功能区［6］。

2．1．1 新结构 通过使用单向透光玻璃，将教室隔开为两个相对独立的空间，前半部分是教师教学上课的教学区，后半部分是同伴教师听评课的观察区。中小学时有公开课、观摩课，等，听课教师多散坐在教室的后半部分，混杂在学生中，不免对正常教学产生干扰。智慧课堂实验室的结构改进，相当于将听课教师隔离出课堂，减小了对教师教学的影响。通过巧妙使用玻璃透光和声音采集技术，又能保证观察区的教师进行正常的教学观察，做到了观察不影响正常教学效果，一举两得。

2．1．2 新功能 原来的课堂没有为观课预留空间，教学区和观察区混为一谈。智慧课堂实验室在原有教室教学功能的基础上，增加了同伴教师观课的听评功能。教师可以随心所欲，无所顾忌的发表听课感受，点评教学，最主要的是可以和正在发生的教学同步进行，是“现在进行时”的听评课。

原来课堂教学的记录通常采用人工摄像，在教室里架设三台摄像机，以满足不同角度、不同内容的需求。这样做的不足是影响课堂的真实教学，需要后期剪辑，带来生硬感，并且教学视频资源生成的周期较长。智慧课堂实验室引入全息智能录播，依托自动跟踪技术、远程自动控制技术和自动导播平台等［7］，实现多角度智能化采集信息，多路视频形成一个记录节，自然流畅并且真实还原教学实际。摄像设备很好的融合于教室中，类似于自然界的拟态，不会干扰到正常教学，教学视频富有真实感，课堂结束教学视频即可生成。

2．2 智慧课堂实验室应用实践

教师实践能力的提高是一个复杂的过程，需要在研究中实践，在实践中研究，这也是智慧课堂实验室应用研究的根本思路。通过对教师教学的反复调研，结合多年的实践认识，我们有意识通过技术手段强化教师在不同教学阶段的认知冲突，构建以智慧课堂实验室为核心的教师教学能力发展的实践方案，如图 1 所示［6］。

图1 以智慧课堂实验室为核心的实践方案

2．2．1 课前备课环节 借助Wiki平台进行协作备课。教案与备课是教学基础［8］，授课教师需进行教学准备，并将教案或教学设计发布到Wiki平台，同伴教师登陆平台阅读和思考教学的设计，提出建议或者直接修改给出新版本。授课教师及时反馈同伴教师的建议，通过不同版本的对比，强化教师教学思路和认识冲突，借此修改教学设计，完善备课工作。

以文博的《节约—商中间或末尾有0的除法》课为例。课前，文博细致分析教材内容，巧妙设计教学活动，设计分钱活动，以突破除法学习难点。文博将预设撰写成文，发布在Wiki平台之上，同伴教师登陆平台参与其中。针对活动设计的合理与否，多位教师提出不同看法，给出建议。比如:有教师提到“学生具有哪些知识存量和生活积累”。言下之意，应做好学习者分析、贴近学生实际来设计教学活动。有教师则从学生参与度提出应体现学生为主体的教学，提出多给学生探索的机会。

参与教师各抒己见，并提供自己所修改的教学设计版本(如图2所示)。通过线上线下不断的交流，文博教师直观感受教学设计的差异，教学理念的冲突，仔细揣摩、认真思考同伴的建议，在此基础上修改和完善教学思路。

图2 教学设计版本对比

2．2．2 课中授课环节 在智慧课堂实验室环境下进行课堂教学，教学区结构的完整和空间的独立，加上其陈设与教室一致，符合师生的习惯，使得此课堂与平时的课堂无异。教学不会被干扰，是真实情境的教学。观摩教学的同伴教师被“隔离”入观察区，他们在观察区观察课堂，记录细节、自由讨论、实时点评，同步参与课堂却不影响课堂。全息智能录播全程记录教师的教学行为及学生的学习活动，形成视频资料。

以周海波的《送温暖-三位数除以一位数》课为例。周海波教师在教学区教学，同伴教师落座观察区。教学区内师生自由互动，观察区教师认真听课，相互交流。观察区学生的状态足够自然、放松，教师的行为则自由和随性，足见教学和观察没有相互干扰。智能录播系统将所发生的一切信息进行全记录。教学中，我们提供给同伴教师一些观察记录表，这些表包括标明不同层次学生的座位分布，引导教师记录课堂关键事件，教学中重点问题的建议，对教学评分等内容。从我们的研究看，同伴教师的观察评价与教学同步，教师不留情面的指出问题。譬如:一位教师指出教学没有足够的创新:“我反对缺乏创新的课，要进行修改”;另一位教师则针对分钱活动的必要性，质疑“教学到了这个份上了，分钱还有必要吗?”事实上，课后周海波的课获得了较高评分和好评，只是同伴教师不归避问题，不琢磨情面，严苛犀利地对教学进行评价。

教学区与观察区的独立带来了教学活动和观察活动的自由，为授课教师教学正常发挥及听评课教师的不回避提供了可能。此外，相关技术的介入，在不降低同伴教师观课质量的同时有助于教学细节的把握，提高听评课的水准。从课后的反馈来看，智慧课堂实验室达到了预想的效果。

2．2．3 课后思课环节 发挥智慧课堂实验室新功能，使用视频资源反馈教师教学，提供反思的依据性材料。将智能摄录信息导成教学视频，教师在此基础上进行“切片”和“回溯”分析，突出教学预设与教学实施的差异，形成Wiki反思。同伴教师将观课体会和评价意见通过Wiki平台、智慧课堂实验室沙龙等途径传递给教师，教师之间在教学理念、方法以及教学实施行为上的不同，为授课教师融合认知差异，修改教学提供源动力。引入切片技术对教学视频进行技术处理，聚焦教师们关注的关键课堂事件，从而强化教师的教学反思和总结，提炼教师关于实践的认知。在此基础上，授课教师修改教学设计，调整教学预设，为再一次的教学做准备。

以何有操的《节约-商中间有0的除法》课为例。何有操课后第一时间反馈了个人教学体会，提出教学困惑，“在列式估算完之后，不知道要不要分钱，学生的回答有偏自己的预设”。同伴教师也及时提出对何老师教学的一些想法。有教师指出估算已达目的，不用再花时间纠缠“比200多一点还是少一点”。文博教师结合自己类似的教学经历，指出教学中算理与算法没有很好地结合，建议抓准分钱活动的时机，引导学生讨论和口说算理及算法。综合课后教师的反馈，何有操教学的问题主要出现在分钱活动的衔接。教师们认为这本质上是对分钱意义理解的不到位。为此，思课环节中，重点借助切片技术，反复分析教学的估算和分钱环节的视频资料。何老师归纳分钱活动在验证估算和理解算理上的双重作用，认为教学多有随机性，做好教学实施前准备，进行充分的教学预案是必要的。随后他对教学设计进行了修改，并将教学预案体现其中，以备下一次的教学(如图3所示)。

图3 何有操教学活动的不同预案

课后思课在智慧课堂实验室提供的高质量教学和观课的前提下，借助教学视频的切片，聚焦教学关键环节，增强教师听评课的说服力和教学反思的渗透力，大大有助于教学的改进。

3 总结和反思

3．1 智慧课堂实验室支持专业化的教学研究

首先，教研形式的丰富、互补。不固定也不抛弃某一形式的备课，采用基于Wiki的协作备课和小组讨论交流修改教学的结合，目标是使教师深度思维，深度交互，以形成完整备课和理解性备课;其次，教研内容的证据、科学。教师对教学反省的来源多是自己的记忆、他人提供的信息，较为主观，信息的专业性来说不够专业，降低反思的客观性，进而影响质量。通过全息智能记录教学行为，由此反馈给教师专业的、客观的反思材料，并且可以借助切片技术聚焦关键教学活动和事件，有的放矢。还通过制定科学的观察量表，锁定教学中的关键人、关键点、关键信息，帮助教师科学地把握教学的关键事件，并作为教学反思和修正的科学依据。教研推进群体参与并在备课时提前预案，在教师教学中敏锐地发现问题，在教师教学反思中犀利地提出角度，在教师遇到困惑时提出有效策略，可以确保教学研究走在良性循环轨道。

3．2 智慧课堂实验室有利于教师实践知识的发展

实践知识是教师专业发展的知识基础。智慧课堂实验室提供给教师进行实践-反思-实践的良构环境，教师教学后反思形成的认识来自实践，在课堂教学中转化为实践智慧，实践智慧在教学实际中打磨、凝炼为实践知识，在教师间传递，从而促成教师实践知识的发展。该研究经过计算数学的实践教学，教师们就课堂活动的设计达成实践共识:第一，活动的可行性。设计的活动与学生生活紧密联系，既要明确教材的知识点，又要挖掘生活素材，寻找联系数学知识与学生熟悉的生活情境的切入点，使学生主动地进行观察、实验、验证、推理等数学活动;第二，活动的可理解性。活动设计的时候要考虑尽可能的符合所学知识的特征，学生对活动的理解具有很强的知识指向性，活动的展开逻辑应和知识结构相统一，有助于学生由活动理解迁移到知识的理解;第三，活动的可操作性。活动是教学的一个环节，活动首先要与课堂教学环节有效衔接，在教学组织上承上启下，妙笔生花，与教师教学相得益彰。

3．3 智慧课堂实验室研究为相关研究奠定基础

智慧课堂实验室的研究围绕教师实践教学做文章，逐渐探索和归纳出教师实践智慧迁移和发展的一般机理，为与此相关研究奠定了基础。实践智慧不可以直接在教师间发生迁移，需要以一种静态的知识形态进行流动。教学情境中教师的实践智慧与运用的知识相关，与确定问题时知识的选择相关。教师的实践性智慧经过提炼和凝固，即知识化，并以一种较为客观和静态的方式，被其他教师习得。而后在类似的教学情境中，教师运用该知识进行教学，释放其蕴含的智慧。此外，智慧课堂实验室教师专业发展存在双引擎驱动。授课教师实践教学过程中问题逐渐暴露和突现，包括首次出现的问题和长期的顽疾问题，提供了一个亟待改善的需求原动力。同伴教师参与到教师整个的实践过程中去，多以一种理解性的备课和授课，一种自省式的反思和修正自己，随着参与程度的增加和理解性的加深，授课教师的教学就映射为同伴教师的教学，教学中发现的问题映射出同伴教师的问题。

通过教师的协作交互，深度反思和实践，教学问题得以解决，授课教师教学能力得到切实的提高，同伴教师的教学能力也潜在的发生转变。授课教师的问题逐渐清晰到最终解决是第一个引擎，同伴教师通过实践参与不断获得提高，是为教师专业发展的第二个引擎。研究对一般规律进行探索，易于在技术支持教师专业发展的实验中进行针对性的干预，以取得教研效果实现教师发展的目标。

“智慧课堂实验室开发和应用研究”是“投石问路”的第一块石头，主要针对智慧课堂实验室建设及其应用的有效性来展开。在此基础上，我们可以继续深化研究，在以技术发展逻辑完善智慧课堂实验室的同时，探索智慧课堂实验室教研使用机制，教师参与机制以及优质资源库建设问题，以支持更大区域的智慧课堂实验室教师专业发展。

［1］教育部．国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020)［EB/OL］．http://www．gov．cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143．htm，2013-01-18

［2］汪晓东．技术支持的教师专业发展—中瑞之比较［J］．远程教育杂志，2009，(5):23-26

［3］许勇辉．Wiki支持的区域教研模式研究［J］．现代教育技术，2012，(3):84-86

［4］许勇辉，钟洪蕊．Wiki支持的校际课例研究［J］．现代教育技术，2012，(3):87-90

［5］吴永军．关于智慧课堂的再思考［J］．新课程研究，2008，(5):5-7

［6］许勇辉，吴明超．基于教师实践性智慧的智慧课堂实验室设计研究［J］．现代教育技术，2013，(3):109-113

［7］张凌，王锦秀，王亚平．谈精品课程录制中的几种方式［J］．中国医学教育技术，2012，(10):511-512

［8］练庆林，吴怡敏．浅谈如何实施课堂教学［J］．中国医学教育技术，2008，22(8):379-381