智慧课堂教学模式的进阶式发展探析 *

于 颖，陈文文

(曲阜师范大学 传媒学院，山东 日照 276826)

智慧教育是当前我国教育信息化研究的热词，有学者将其称之为教育信息化发展的新形态、新境界、新阶段[1][2]，将智慧教育研究提到了相当高的高度。与此同时，也有学者对智慧教育研究产生了质疑，认为智慧教育更多是概念炒作，仍然没有解决当前教育发展中存在的瓶颈问题[3]，即回答，为何技术发展轰轰烈烈，而教育教学的实质没有发生根本性改变的问题。如果抛开智慧教育概念是否炒作不谈，双方的观点其实有共通之处，即都关注了如何将技术与教育有效融合，使技术更好地助力教育的时代性变革问题。而要解决这一问题，课堂教学模式的改革迫在眉睫。没有教育教学模式的改革，智慧教育就会成为一句空话[4]。

智慧课堂教学模式将智慧课堂中的人(教师、学生)与技术有机关联，它区别于传统课堂教学模式，以学生智慧发展为旨趣，关注智能化技术对学生智慧发展的促进与增强作用，致力于构建理想形态的智慧课堂。综观我国当前学术研究与一线教学，各类智慧课堂教学模式层出不穷，对教学起到了一定的促进效果。然而，尽管智慧课堂教学模式百花齐放，众多一线教师与研究者们仍然难以明晰智慧课堂教学模式究竟何如。于是，我们不得不进一步追问两个基本问题：一是，现有的各种类型的智慧课堂教学模式适用性如何？或者说，各种模式是否有其适用的边界？二是，从整体上看，智慧教育发展具有阶段性，从局部来看，各地智能化或信息化发展程度有较大差异，那么，与之相对应的智慧课堂教学模式在不同阶段所呈现的样态是否有差异？如果有差异，是否存在进阶式发展的可能？其实践进路如何？进阶式进路的探讨，或许可为当前中小学校从传统教学向智慧教学转型提供可能性发展路径。

一、明晰：智慧课堂发展的阶段性特征

(一)影响智慧课堂发展的两个特征要素

智慧课堂概念由智慧教育衍生而来，目前尚没有统一的定义。但从诸多关于智慧课堂研究的相关文献中[5-8]，大致能得出智慧课堂是以学生智慧发展为目标，以信息技术无缝支持学生深度学习的全过程为特征的课堂样态。它是智慧教育的特定产物，是一种新型课堂表现形态。由此可以看出，信息技术与教育教学的融合发展不仅是其区别于传统课堂的根本特质，也是智慧课堂发展的重要标志。具体到智慧课堂实践层面，智慧课堂具备两大特征要素，一是智能化技术，二是智慧化教学。智能化技术与智慧化教学是相互交融、相互促进、相伴而行的。智能化促进智慧化的发展，智慧化引领智能化的进步。

1.智能化技术

《教育信息化2.0行动计划》将智慧教育正式写入官方文本，并指出智慧教育发展应依托各类智能设备及网络，这与前述智慧教育是教育信息化发展高端形态的思想是一致的。可见，智能化技术是影响智慧课堂发展的重要因素。尽管目前智能化技术对智慧课堂的变革性影响尚不显著，其与教育本真的地位之争也由来已久，但毋庸置疑，智能化技术的发展对教育教学已经并正在产生着深刻作用，技术的迅猛发展使得常规手段下难以完成的个性化学习、实景式学习、沉浸式学习、终身学习等理念得以真正实现。智能化技术发展呈阶段性特征，根据智能化的强弱程度，大致按照传统智能、人机协同、人机融合智能这一进路演进。

2.智慧化教学

之所以称之为智慧化教学，主要是为了与智慧教学、智能化技术加以区分。这里的智慧化教学主要指教学以学生作为人之主体的智慧(分析性、创造性、实践性智慧)发展为目标。根据智慧化教学的演进过程，大致呈现为传统智慧化教学、交互型智慧化教学、理想型智慧化教学等形态。传统智慧化教学可追溯至苏格拉底、柏拉图、孔子时期的智慧教学，以仁、爱人、自知等为标志，将认知、情感、文化、行为相统整；交互型智慧化教学则带有现代教育学的烙印，除了关注传统的智慧形态以外，还关注数字智慧这种新型智慧形态的培养与发展；理想型智慧教学则把信息技术作为智慧教学的内在要素和内生动力，信息技术不再外化于教学，而是与智慧教学其他要素处于共生状态，追求数字时代技术对学生智慧的极大支持与学生智慧的极大发展。

(二)智慧课堂发展三阶段

1.三阶段划分

联合国教科文组织(UNESCO)于2005年将信息技术与教育融合发展过程划分为起步、应用、融合与创新四个阶段[9](如图1所示)：在起步阶段，一般以基础设施建设为主，信息技术只是作为一种辅助工具协助教师进行课堂教学，目前我国绝大部分中小学校已经度过了这一阶段；在应用阶段，主要体现为教育教学广泛利用信息技术来提升质量和效率，学校虽然已经具备了信息化基础设施条件，但缺乏足够的优质资源和先进的教育教学理念。我国部分中小学校当前正处于这一阶段；在融合阶段，主要体现为信息技术与教育教学的融合。在这一阶段，教师将信息技术与课堂教学充分融合，进行“以学生为主体”的教学设计，通过精心设计与引导，使学生在学习活动中习得知识，教师自身信息技术教学能力也得以不断发展。我国中东部经济发达地区的大部分学校已经进入这一阶段；在创新阶段，信息技术和智能技术深度融入教育教学全过程，教学模式、教学组织等要素得以重构，技术的全面支持对教育教学产生了重大结构性变革。我国绝大部分中小学校目前距离这一阶段还有较大差距。

图1 UNESCO信息技术与教育融合/智慧课堂发展阶段

参照该发展阶段论，从智能化技术与智慧化教学两个维度，我们将智慧课堂发展过程划分为三个阶段：起步、融合与创新(见图1)。其中，起步阶段对应信息技术与教育融合发展过程的起步与应用阶段，这一阶段的智能化技术方面表现为配备常规多媒体网络教学环境，智能化程度稍低，初步具备交互功能(如，电子交互白板)，智慧化教学方面表现为教师有改进教育教学方法、优化教学、培养学生能力的意识，但对智慧教学理念理解程度不足，难以真正提升学生智慧。目前我国绝大部分学校都处于这一阶段；融合阶段对应信息技术与教育融合发展过程的融合阶段，这一阶段的智能化技术方面表现为以智慧教室为代表的智慧学习空间初具规模，有云计算、大数据、人工智能等技术的支持，配备移动智能终端，师生可进行良好交互，智慧化教学方面表现为教师明晰智慧的涵义，能够真正以学生智慧发展为目标开展教学设计，学生的高阶思维能力与问题解决能力在精心设计的活动中得以不断发展。我国中东部部分学校目前处于这一阶段；创新阶段对应信息技术与教育融合发展过程的创新阶段，这一阶段的智能化技术方面表现为以智慧教室为代表的智慧学习空间常态化，人机融合、深度态势感知、人机智慧和谐共生，智能导师助理(教育机器人)出现，智慧化教学则表现为以学生数字智慧即技术增强型智慧发展为目标，技术与教学深度融合，你中有我，我中有你，教学方式、方法手段等完全为理想教学服务。

2.阶段涵义：兼具整体与个体发展之要义

根据《现代汉语词典》，阶段被解释为“事物发展进程中划分的段落”[10]。对于智慧课堂发展进程而言，这里的“阶段”至少有两层含义：一是有整体发展之意，即根据我国智慧课堂整体发展进程，可分为起步、融合与创新阶段；二是有个体发展水平之说，鉴于各地各学校信息化(智能化)程度与(智慧化)教学理念的差异，作为个体的各中小学校智慧课堂发展水平不同。例如，部分学校即将进入创新阶段，而部分学校仍在起步阶段徘徊。

二、探索：智慧课堂教学模式设计的进阶式进路

(一)智慧课堂教学模式进阶式设计的必要性解析

之所以强调智慧课堂教学模式，并不是特别强调其是一个固有名词，而是强调在智慧课堂中，教学模式的设计、选择与使用要适应智慧课堂环境，以课堂中学生发展为目标。换言之，智慧课堂教学模式需要与智慧课堂发展阶段相适应，并且能够为智慧课堂的阶段性跃迁积蓄能量。

两种算法的运行时间以及ERLE参数如表1所示。输入信号为语音情况下的两种算法的失调量如图3所示,噪声输入情况下的失调量如图4所示。两组测试的结果一致,NLMS和FDNLMS算法的收敛时间、失调量、ERLE相差不大,但是,在处理速度方面,FDNLMS算法由于运算量大幅度降低,所用的处理时间只占NLMS算法的8.5%,说明算法的效率高,实用性强。

1.与智慧课堂发展阶段相适应

教学模式是指在一定的教学思想和教学理论指导下，为完成教学目标和教学内容而形成的教学结构理论框架和活动程序[11]。随着技术的不断发展与助力，教育教学观也随之不断进化与发展，教学模式逐步呈现出“百花齐放、百家争鸣”的繁荣局面[12][13]。特别是，以智慧课堂教学模式为代表的技术参与的新教学模式的出现，促进了教学结构的重构与变革。从这个意义上可以认为，教学模式的发展演变与技术及教学观的发展是齐驱并进的。就近几年智慧教育的发展历程来看，智慧课堂教学模式的发展也是如此。也就是说，智慧课堂教学模式需要与智慧课堂发展阶段相适应。

在智慧课堂起步阶段，智慧课堂教学模式表现为：教学目标关注学生智慧的发展；基于多媒体网络教学环境开展教学活动，注重技术支持的交互式活动体验；效果评价开始从某一维度或多个维度关注学生智慧的发展。在智慧课堂融合阶段，智慧课堂教学模式表现为：教学目标重视培养学生的智慧；教学活动主要是在智慧学习环境(如智慧教室)中开展，有云计算、大数据、人工智能等技术支撑，呈现出智能化、个性化、泛在化的特征；评价方式多元化、数据化，评价效果更加关注学生高阶思维和问题解决能力的提升。在智慧课堂创新阶段，教学目标体现为关注学生技术增强型智慧的发展；教学活动呈现出全智慧化的特征；效果评价则将技术增强型智慧放在核心位置。

2.为智慧课堂的阶段性跃迁积蓄能量

混沌论认为世界是确定的也是随机的、是必然的也是偶然的、是有序的更是无序的。无序运动和有序运动相互包含，互相影响，从而使系统不断进化和发展[14]。因此，智慧课堂可被视为一个在各要素的有序和无序运动中不断进化发展的复杂混沌系统。混沌系统对初始条件非常敏感，以至于其轻微的改变就有可能导致系统产生无法预料的变化[15]。在智慧课堂混沌系统中，当前阶段智慧课堂教学模式可以理解为其初始条件。智能化技术(包括教学环境、教学设备等要素)和智慧化教学(包括教学方法、教学理念等要素)不断变化，推动智慧课堂教学模式发生质性的改变，当改变到达一个临界值的时候，会使得智慧课堂混沌系统向更加理想的状态转化，进而由当前阶段跃迁到更高阶段。

系统论将系统定义为，由若干要素以一定的结构形式联结而成的具有某种功能的有机整体[16]。因而，智慧课堂也可视为一个平衡系统，它遵循系统论的动态性原则、整体性原则、平衡性原则，在特定环境中与外界物质流(智能化技术)与能量流(智慧化教学信息)进行交换，保持动态平衡状态。智慧课堂教学模式则是保持这一状态的能量汇集处，它整合智慧课堂系统各要素，将它们融合再造，通过物质流与能量流的均衡交换，维持系统内不同水平的平衡与进化状态，为系统进一步优化积蓄能量。

(二)“改进型—交互型—理想型”进阶式进路的提出

与智慧课堂发展阶段相适应，智慧课堂教学模式也表现为“进阶式”特征，即，在不同发展阶段，智慧课堂教学模式有着不同的表现形式。鉴于各地各校智慧课堂建设与发展程度不同，在实践层面，智慧课堂教学模式的设计可按照“改进型—交互型—理想型”这一进路展开(如下页图2所示)。

考虑到智能化技术与智慧化教学二者都是动态发展的，而智能化技术的建设相对容易实现，因而，在智慧课堂教学模式的进阶式设计中，可以把智能化技术看作稳态要素，以智慧化教学为变量展开。即，在设备与资源仅能初步满足教学应用的起步阶段，需要调研现有的优秀课堂教学案例，按照智慧课堂的意蕴特征和发展要求改进传统教学模式，我们将其称之为“改进型”；在智慧课堂环境初步具备的融合阶段，需探讨与智慧学习环境交互融合的智慧课堂教学模式，我们将其称之为“交互型”；在智慧课堂环境建设相对成熟的创新阶段，以关注每一位学生的个性化发展、构建理想智慧课堂为目标，根据课程目标、学生特点、技术环境对智慧发展的要求，设计适应学生个性化发展的、可供学生个性化选择的智慧课堂教学新型模式，我们将其称之为“理想型”。

图2 智慧课堂教学模式进阶式进路

三、实施：智慧课堂教学模式进阶式设计与应用示例

(一)智慧课堂教学模式的进阶式设计

智慧课堂教学模式在不同发展阶段有不同的表征，当达到特定的临界状态时，智慧课堂教学模式得以进阶。智慧课堂教学模式有探究式、协作式、体验式等多种经典模式及其它新型模式。以下选用探究式智慧课堂教学模式[17]，以改进型和交互型探究式教学模式的进阶式设计为例，从理论基础、教学目标、操作程序、实现条件、教学评价五个方面进行表征(如表1所示)。

表1 改进型(起步阶段)和交互型(融合阶段)智慧课堂教学模式表征及其进阶标志

续表1

从表1中可以清晰地看出两个阶段教学模式的进阶过程。

在理论基础方面，融合阶段的交互型智慧课堂教学模式除了以经典的教学理论为基础，还强调混合式学习理论的导向作用。混合式学习理论的精髓在于将传统教学的优势与线上教学相结合，在正视技术作用的基础上，从哲学、心理学以及教育学视野中探寻智慧课堂的本真，明确智慧课堂教学模式的目标指向，以实现教学的最优化。

在教学目标方面，改进型智慧课堂教学模式主要实施三维目标，即知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观，对于培养学生的智慧能力还处于“浅尝辄止”阶段。随着智慧课堂环境的不断完善、智慧教学理念的不断加深，交互型教学模式的教学目标在继承和发展三维目标的基础上，更为强调以高阶思维和问题解决能力为核心的学生智慧能力的发展。

在实现条件方面，技术在智慧课堂教学模式的进阶式发展中扮演了重要角色。一方面，智慧教室或智慧学习空间的广泛建成与有效应用可以说是由改进型智慧课堂教学模式向交互型智慧课堂教学模式进阶的重要标志。另一方面，技术的发展使得学科软件、建模工具、可视化思维工具、交互工具等认知工具与情感识别工具在交互型智慧课堂教学模式中得以内嵌，即以平台集成方式提供支持，其便捷性和有效性都得以大幅提升。

在活动程序方面，两个阶段都践行“以学生为中心”的教学理念。但是，由于实现条件与教学理念不同，交互型智慧课堂教学模式更有助于教师做出精准教学决策，真正做到“以学定教”，也更有助于学生的个性化学习和智慧的发生。在交互型智慧课堂教学模式中，教师可以借助虚拟现实技术、人工智能技术、大数据技术等智能化技术，创设真实问题情境，使学生沉浸至真实问题的解决中。教师可在问题解决的关键环节，预先或实时向学生推送精心设计的个性化学习资源(如专题学习材料、问题支架等)，帮助学生建构知识、发展思维[18]。学生则可充分利用智慧学习资源，通过个人探究、学习共同体互动与协作，寻求问题解决的方法。同时，教师可以借助实时收集的学生过程性数据，真正实现精准评价，为下一步做出科学的教学决策提供依据。

在教学评价方面，改进型智慧课堂教学模式尽管包括形成性评价和总结性评价，并结合生生互评、师评、自评等多种评价方式，但是这些评价方式难以收集学生的全部有效数据，主观性较强，很难做出精准评价。而融合阶段的交互型智慧课堂教学模式由于有了大数据等技术的支持，可采用混合式学习评价(如线上评价与线下评价相结合、过程性评价与总结性评价相结合、知识学习与思维发展评价相结合等)对学生进行客观而精准的评价。

(二)智慧课堂教学模式应用示例

为了进一步说明智慧课堂教学模式的进阶式设计，我们分别应用改进型智慧课堂教学模式和交互型智慧课堂教学模式进行了教学设计，并先后在两所处于不同发展阶段的实验学校进行了教学实施。以下以泰山出版社出版的初中《信息技术》第二单元“编辑个性化文集”中的微项目一“规划书籍的整体版面”教学设计为例加以说明(如表2所示)。

A校的智慧课堂发展处于起步阶段，为了与该发展阶段相匹配，故采用了改进型智慧课堂教学模式，并据此进行了教学设计：学生智慧的培养主要通过三维目标来落实；在多媒体网络的支持下，课前，引导学生借助导学案预习；课中，学生通过完成“为微书设置页眉页脚”微项目，习得基本知识和技能，发展问题解决能力；课后，学生借助学习资源，主动完成作业，巩固所学知识和技能。B校的智慧课堂发展处于融合阶段，因而基于交互型智慧课堂教学模式进行了教学设计。具体来说，以智慧教学目标为导向，以适合的智能化技术为支撑，课前，引导学生进行线上预习，教师根据学生的预习情况制定与调整教学策略；课中，围绕“编辑班级作文集”项目，学生主动发现问题并借助智慧学习资源解决问题，教师通过智慧教学平台实时了解学生问题解决的过程，为学生突破瓶颈问题适时提供支架。同时，辅以人人交互、人机交互等手段，帮助学生诊断问题，最终促进学生问题解决、创新创造等高阶思维能力的提升；课后，教师根据学生学习目标的达成情况，有针对性地向学生推送个性化训练资源或提供个性化辅导，促进其个性化发展。

表2 基于改进型和交互型智慧课堂教学模式的教学设计对比

实施情况表明，两所学校的师生都认为所采用的教学模式及教学设计适合当前阶段各自的实际需求，能较好地启发学生高阶思维，提升问题解决能力。同时，他们也进行了教学反思：采用改进型智慧课堂教学模式及教学设计的教师表示，较之传统教学，该模式下学生的积极性、主动性与问题意识有所提升，大部分学生能够发现问题，并乐于运用所学知识解决问题。但是，由于实现条件的限制，学生提出的问题大部分是由教师代为解答，且在常规技术环境下，教学无法实时采集学生的过程性数据，造成学生个性化发展不足。因而，他们期待技术环境能得以改善，个性化教学能得以开展；采用交互型智慧课堂教学模式的教师表示，在智慧化教学理念与智能化技术的支撑下，通过课前学生自主预习、课中师生共同探究、课后个性化学习三个环节的层层递进，学生在每个环节都相对完整地经历了发现问题、思考问题与解决问题的过程，问题解决与高阶思维能力得到了迭代发展和进一步提升。但是，由于学生对技术的敏感性和适应力不同，对该模式的适应性存在个体差异。此外，由于人机交互的深度不足，学生的数字智慧能力有待于进一步发展。

总之，相对于改进型智慧课堂教学模式，交互型智慧课堂教学模式是对其优点的继承、不足的改进及“智慧”的提升。在智慧教学目标导向下，学生不再受技术条件、自身认识不足、教师关注不足等因素的限制。有了移动智能终端、智慧学习平台等技术的支持，改进型教学模式无法实现的个性化学习、精准教学与以学定教等理念，在交互型教学模式中得以实现，学生的思维空间得以进一步延展，智慧能力得以进一步发展，智慧教与学能力体系初具雏形，并逐步趋向于成熟。这与智慧课堂教学模式的进阶式设计思想是一致的。

四、结束语

教育对于智慧的诉求由来已久。智慧课堂作为推动学生智慧发展的主阵地，在其不同发展阶段对教学模式提出了不同的需求。就我们常用的探究式、协作式、体验式等教学模式而言，从实践层面讲，为了与智慧课堂不同发展阶段相适应，它们需要进行进阶式发展，才能帮助学生实现从“知识人”到“智慧人”的转变。换言之，在不同的智能化技术与智慧化教学程度下，中小学校要明确所处的智慧课堂发展阶段，选择与之匹配的智慧课堂教学模式，这样才能最大程度上发挥智慧教育的价值，优化教与学，真正实现教育追求智慧这一本真。