智慧课堂生成性学习资源设计研究

摘   要：教学活动的开展、实施离不开学习资源的支持，目前的学习资源大多数是静态的、预设的，较难支持深度教学互动、个性化的学习过程。文章在分析智慧课堂内涵、智慧学习影响因素基础上，构建了智慧课堂生成性学习资源设计模型。模型基于生态学进化视角从学习资源需求分析、资源预设、发展进化、进化生成、资源评价等步骤对学习资源进行动态生成、持续进化性设计。通过该模型设计的生成性学习资源能较好地支持深度探究、激发学习兴趣、提高学习参与度、促进知识建构与智慧发展。

关键词：智慧课堂;智慧学习;生成性学习资源;资源设计

中图分类号：420 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）01-0032-06

随着大数据等新一代信息技术与教育教学的深度融合与创新，人们的认识和学习方式均发生了深刻变革，学习方式日益趋向个性化、适配化与智能化。特别是《教育信息化“十三五”规划》[1]、《教育信息化2.0行动计划》[2]等文件颁布以来，智慧教育已成为教育信息化发展新的趋势。[1]在教育信息化整体规划性文件指导下，催生了新型教育服务模式供给，带动了教学模式变革，形成了教育资源形态的多元化，有利于促进学习者个性化学习需求和终身学习。[3]但是，当前学习资源不能满足智慧课堂学习需要，其资源形式主要为静态的、预设的，较难满足学习者需求。同时，智慧课堂中教师精准地教与学生个性化地学，对学习资源提出了更高的要求。“以学习者为中心”的生成性、交互性和适应性学习资源逐渐成为时代的主流资源形态，并因其能够支持高度的交互性、沉浸感和个性化学习而受到广大师生的广泛关注与追捧。本研究将重点对智慧课堂学习环境下生成性学习资源的设计进行深入研究。

一、智慧课堂概念、基本内涵

1.智慧课堂概念的提出

目前，基于不同的视角，学界对智慧课堂的理解总体来说有两种观点：[4]一类是基于教育视角，认为课堂教学不仅是知识传授，更是师生情感与智慧综合生成的过程，智慧课堂的根本任务是“开发学生的智慧”;另一类基于信息化视角，基于大数据、物联网等新一代信息技术构建智慧学习环境，再造课堂教学流程，利用学习分析、数据挖掘等技术对课前、课中、课后学习全过程数据进行诊断分析与评价，进而促进教师智慧地教和学生个性化地学。

2.智慧课堂基本内涵

智慧课堂的基本内涵包含以下几个方面：①依据建构主义学习理论进行顶层设计，智慧课堂以建构主义学习理论为指导设计课堂教学模式和教学环境，激发学习者兴趣，促进其知识建构。②利用新一代信息技术构建智慧学习环境，构建“云、网、端”一体化的智慧课堂信息化平台，变革传统课堂布局、形态和环境，形成富有智慧的学习环境。[5]③借助于新一代信息技术实现教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化。[5]④课前（预习、测评、学情反馈、优化教学预设）、课中（知识内化、实时检测、改进教学策略、调整教学进程）、课后（知识迁移应用、个性化作业推送）教学全过程实施智慧教学、因材施教。⑤通过智慧的教与学促进学生智慧发展，利用新一代信息技术创设理想的学习环境，变革传统课堂教学的结构、形态，建立大数据时代的信息化课堂教学模式，提升课堂的信息化、智能化水平，提高课堂评价决策和交互协作能力，实现智慧的教和个性化的学，使每个学习者都能沿着符合个性化特征的路径成长，实现有效、充分的发展。

二、智慧学习资源概念和特征

1.智慧学习资源的概念

智慧学习资源是以学习者需求为中心、与教学各环节相契合、支持智慧教与学活动高效开展的新型数字化学习资源。[6][7]智慧学习资源是促进教师精准地教、学生个性化学习的关键。

2.智慧学习资源的特征

智慧学习资源能满足学习者个性化学习需求、支持高效的互动智慧教学过程，智慧学习资源具有以下特征：

（1）动态生成性。目前学习资源大部分是静态预设的、更新滞后、持续进化能力弱，导致学习过程枯燥乏味，制约了学习者能动性与个性化学习。智慧学习环境是一个“生态系统”，由学习者、教学者、学习资源与媒介等要素组成。同时，这个“生态系统”是一个动态且不断进化的系统。智慧学习资源作为该系统中关键要素之一，也具有动态生成性。具有动态生成特性的学习资源能有效提高学习者参与度，促使深度学习的发生。智慧资源的生成性能为教师和学生提供协同编辑资源，在学生与资源交互、师生交互、生生交互的过程中不断生成新的资源信息。学习资源生成的过程也是学生主动参与协作、知识建构的过程。

（2）强交互性。高度交互性与沉浸式学习是智慧学习的主要特点，学习的开展离不开智慧环境的支持。智慧学习资源作为智慧学习环境的重要组成部分当然也需满足学习过程交互的特性。智慧学习资源的交互性体现在人機交互、学习者与资源内容间交互等。通过交互，促进学习者对知识的吸收、内化，激发学习潜能、提高学习绩效。

（3）适应个性化学习。个性化、高效性是智慧学习的重要特性，智慧学习资源也应能支持学习者在认知水平、个性化差异等不同层面上进行个性化学习。学习者基于自身学习特点、进度，自适应选择学习资源制定学习路径。同时，学习资源系统利用新一代信息技术感知学习者的进度、分析，判定其学习需求，并适时向其精准推送个性化的学习资源以提高学习效能。

三、生成性学习资源设计理论与原则

1.设计理论

（1）联通主义学习理论

加拿大的学者乔治·西蒙斯最早提出联通主义学习观。该理论认为学习是学习者将不同类型的节点（知识点）信息连接形成网络的过程，且知识具有动态性与适应性等特性，知识点在网络中流转形成知识流。[8]学习者间的交互、学习者与平台间的交互过程也是学习者知识建构的过程，在交互的过程中学习者融入自己的独特观点与个性化思想，实现知识共同创造生成、关联学习、资源共建共享。

（2）生成学习理论

美国著名学者威特罗克1978年首次提出生成学习理论，他认为生成性学习是学习者对已掌握知识和需要学习知识之间建立联系和生成的过程。[9]生成学习理论认为学习者学习新知识时，基于已有知识网络，融入自己的见解和看法，主动构建完善自己的知识网络。生成性学习理论强调思维能力、学习能力与创新能力的培养，激发学习者学习动机。在学习者与资源之间、师生之间、生生之间的交互过程中，学习资源使原有信息（知识点）得以重新建构。信息在生成过程中被反复交互时，加强了学习者对知识的深入理解、激发了其想象力与创造力、提高了学习者学习参与度。

（3）交互层次理论

国内著名学者陈丽教授在Laurilleard的学习过程会话模型基础上，提出教学交互层次模型理论。[10]她认为教学交互是人、机、内容再度整合的过程，是一个由低到高、由具体到抽象的过程。教学交互层次理论认为交换包含概念交互、操作交互与信息交互。

（4）个性化学习理论

个性化学习理论[11]强调在考虑学习者现有认识基础、能力等因素基础上制订相应的学习计划、策略以及干预措施，进而促进其个性化学习与全面发展。同时，个性化学习强调学习资源的多重属性，如整体性、动态性、生成性。资源的整体性指学习者所学内容本身具有内在逻辑和学科知识的系统性。资源的动态性与生成性是指在智慧学习生态系统中由于教学者、学习者积极参与教学互动过程，资源不断地进化与完善，形成适应智慧学习的资源形态。

2.设计原则

设计开发具有动态生成性、高度交互性和个性化自适应的且符合学习者认知规划的智慧学习资源是一个系统工程，其涉及联通主义、生成性学习、个性化学习等理论知识，是以学习者需求为中心、融合新一代信息技术和艺术的综合性创作。智慧学习资源设计应遵循以下原则：

（1）开放性

资源开放是资源生成的基础。开放性的设计理念可以让所有学习者对原始资源进行协同编辑、二次开发，资源在学习者之间的多次交互、碰撞中融入学习者的个性化认知和创新思想等，是资源的进一步进化、完善，加速了其生成創新。

（2）参与性

知识的持续生成高度依赖于学习者的互动参与，所以在进行生成性智慧学习资源设计时应考虑学习者主体作用的发挥，通过合适的策略激发其主动性、创造性，让生成性学习资源积极参与到资源的生成过程中来，促使资源的不断生成。

（3）交互性

智慧学习的过程其实就是学习者在智慧学习环节中与学习资源、媒介、同伴和教师之间的交互过程。交互使知识在多次的碰撞中不断进化、完善。交互性是智慧学习资源设计的最核心原则。智慧学习资源交互设计时不仅要考虑技术支持的高度交互（如个性化交互服务、界面交互），还应包括学习者与资源内容交互等。

（4）适配性

支持个性化自主学习是智慧学习资源的特征之一，其学习资源必须具备适应性。基于学习者画像向其精准推送相匹配的学习资源，让学习者按照自己学习需求和学习进度进行自主学习，帮助学习者实现真正的个性化学习。

四、资源设计影响因素

智慧学习的发生离不开智慧学习环境的支持服务，而智慧学习环境是由学习资源、学习媒介、教学者、学习者等要素组成的一个“生态系统”，所以在进行智慧学习资源设计开发时要对这个“生态系统”各要素的影响进行研究。智慧学习资源设计影响因素关系如图1所示。

（1）学习者：学习资源由教学者设计开发和学习过程中动态生成两部分组成。在学习生态系统中，学习者不仅是学习资源的使用者，更是学习资源的创生者与协同者。在进行资源设计时应充分考虑学习者的已有学业基础和个性化特征需求，让学习者参与学习资源的创设过程，将提高其学习兴趣与参与度、促进学习资源的进化与再生。

（2）教学者/设计者：在智慧课堂学习资源设计中，教学者/设计者的作用至关重要。教学设计者必须具备扎实的理论基础、很好的教学设计能力、教学实践能力及信息素养。在学习资源设计开发和智慧学习过程中都离不开教学者/设计者，其担当的角色不只是设计者，更是参与者与引导者。

（3）智慧学习环境：学习的发生离不开学习环境的支持。学者吴洪艳[12]、黄荣怀[13]、塔卫刚[14]等人从技术角度和功能角度对智慧学习环境进行了详细的解读，并一致认为智慧学习环境是促使智慧学习成功完成的关键因素之一，是实现学习者动态特征识别、情境感知、学习过程数据分析、学习资源精准推荐和学习成效综合评价的前提。

五、生成性智慧资源设计

生成性学习资源[15][16]是指在学习过程中动态生成的过程性学习资源，包含学习过程中产生的评论、答疑、反馈等有价值的资源。学习过程中学习者通过对学习内容进行协同编辑、发表自己个性化的见解，相互评论、汇聚群体智慧，满足学习者个性化的需求。由于过程性学习资源具有去中心化、过程性、生态性、动态性、个性化等特性，[17]在进行生成性学习资源设计时采取“前期分析——资源产生（预设）——发展进化——进化生成——资源评价”的模型进行设计，如图2所示。

1.前期分析阶段

资源设计的前期分析是资源开发的基础与前提，生成性学习资源设计的前期分析主要是对学习者、学习内容、学习环境和资源需求等方面进行分析。

学习者分析：学习者是生成性学习资源设计的核心，资源设计的最终目的是有效促进其愉悦高效地学习。利用智慧学习环境中新一代信息技术的应用，全面采集学习者的学习过程数据，对学习者进行画像，准确地描述、量化学习者的特征，从而精确诊断其学习缺陷和目前迫切所需的学习资源。同时，学习者的认知水平推动其知识建构、知识创生，学习者认知水平越高其深入学习的内容也就越深入，其发表的评价就越客观有见地，对资源的创生贡献就越大。

学习内容分析：学习者对资源的需求决定了学习内容的范围，学习者已有学习基础决定了学习起点，认知能力和水平决定了学习深度。学习目标和学习需求决定学习内容，而学习内容是资源设计目标确立的依据，两者相辅相成。学习内容分析从内容的选取、分类、呈现方式等方面进行综合考虑，同时还需考虑学习内容是否适合智慧课堂开放性、参与性、交互性、适配性等特征。

学习环境分析：教学活动的实施离不开学习环境支持，在进行资源设计前对学习环境进行分析，以便学习环境能更好地让学习资源快捷、高效、精准地向学习者呈现或推送。所以在学习环境分析时可以从学习平台功能和智慧教室物理功能两方面进行分析。

资源需求分析：资源需求分析是基于学习者分析的。根据学习者迫切所需的学习资源，首先确定学习主题和学习内容;然后考虑所涉及的学习内容是否满足智慧课堂对学习资源的开放性、参与性、交互性与适配性等要求。若不适合，则需要重新设计。

2.资源产生阶段

（1）预设资源设计，孕育资源生成

预设性内容是学习者再次编辑，生成新知识、新学习资源的基础。生生、师生之间交流互动对预设内容进行探究和评价，能有效孕育促进资源生成。预设内容设计时应该进行弹性预设：弹性化的资源预设给学习者深入交流、互动、思考预留空间，给生成性资源预留生长空间。如预设能生长的资源促使资源持续生成进化;预设拓展性的资源能加强学习者对知识点的进一步理解和内化，提高学习效能。预设多元资源：预设形式丰富多样的学习资源能提高学习者参与学习的积极性。

（2）情境活动设计，促进资源创生

学习活动是学习资源生成的途徑之一。通过学习活动创设能促进生生之间、师生之间进行学习互动，在交流互动中不断生成新的知识。在进行生成性学习资源设计时，通过创设学习情境让学习者沉浸其中，触发其情感体验、调动学习积极性，激发学习者在发现问题、解决问题过程中创造新的资源。例如可以利用VR/AR技术创设虚拟现实情境，让学习者在“身临其境”的环境中，创造性地学习、交流，进而促进资源创生。通过创设问题情境，创设具有挑战、探究、启发性的问题或任务，让学习者在解决具体问题过程中进行更深刻思考，提高其解决实践问题能力与创造力，同时也有利于促进资源的创新生成。通过创设游戏情境，调动学习者学习兴趣、激发其学习动机、促进学习者参与度。创设协作情境，预设学习目标，让学习者在协作学习过程中共同完成目标，可以汇聚集体智慧，调动学习者的积极性和主动性。

（3）增强交互设计，促进资源生成利用

资源交互设计是指利用新一代信息技术，让学习者与内容、生生、师生之间方便快捷地进行信息交互、操作交互，其最终目标是通过“交互”促进智慧学习。通过创设与学习主题、学习内容相关的情境来激发学习者的兴趣，提高学习效率和知识的实践应用;通过模块化的知识设计，碎片化但逻辑上成体系，以便学习者自主选择、自定步调地学习;通过个性化的资源设计，让学习者有更好的学习体验，增强学习粘性。通过以问题解决为导向的交互式问题设计引导学习者聚焦问题、分析问题、解决问题，促进知识的理解、内化和迁移应用，提高学习者综合能力。通过讨论区、论坛设计，让学习者发表个性化的理解或论述;让学习者之间、师生之间通过相互讨论、碰撞，促进深度学习、主动建构知识、加快学习资源动态生成。

（4）资源评价设计，优化资源生成

价值判断，优胜劣汰：在学习过程中学习者通过有效的评价机制，对预设学习资源进行价值判断，甄选优良资源、淘汰劣质资源，推动预设资源系统进化。个性评价，共同生成：鼓励学习者对学习资源进行个性化理解和论述，教师通过奖励机制引导学习者在论坛或评论区发表自己的理解与看法，并积极促使其参与互评。学习者对预设资源个性化评价过程也是其深入学习、主动建构知识、动态生成的过程，促进资源生成、促进智慧学习。评价筛选，优化生成：学习者对预设学习资源从感知有用性、感知实用性、感知情境化、感知趣味性等角度对其进行评价筛选、反馈，教学设计者根据反馈信息改进完善，实现生成性资源的动态优化。促使优质的学习资源得以进一步优化生成。

3.发展进化阶段

智慧课堂教学活动的开展与实施离不开学习资源。学习资源不断进化的动力来源于学习者个性化的学习需求。学习者通过对资源发表评论、作批注、协同编辑资源内容等活动，形成的生成性信息都将附加在资源上，促进新资源的生成。[18]在教学实施过程中，通过自我评价/相互评价、生生交互/师生交互/人机交互等学习活动将持续生成新的资源。同时利用数据挖掘等技术基于语义相似度将众多学习资源形成一个个相对独立的主题资源群;基于语义关联对资源进行逻辑上的二次组织来进一步促使资源持续生成。

4.进化生成阶段

学习资源的进化是指学习资源为满足学习者个性化学习需求而动态进行的自身内容和结构的调整、完善，以适应不断变化的学习环境。学习资源的生成、进化需要一定的技术和机制来进行约束控制，避免其“无监管”状态且毫无方向的“无序”、“散乱”生长。

资源进化机制包含动力机制、评价机制、竞争机制、资源间动态关联机制和动态聚合机制。[6]动力机制主要从学习资源内部进化动力（资源间的竞争、协同等）和学习资源外部进化动力（学习环境、学习者等）两方面综合考虑，利用相应技术推动资源自组织以促进资源有序进化，增强资源进化力。[19]评价机制主要从资源进化过程、进化效果等维度对资源的质量、资源进化力等方面对资源实体进行全面、客观的评价。[20]竞争机制主要考虑如何通过竞争淘汰陈旧且缺乏进化动力的学习资源，形成资源间的良性竞争。资源间的动态关联机制利用资源本体技术、语义网技术等资源管理技术使碎片化、独立的资源构成知识网络，供学习者在知识建构的过程中使资源进一步完善、有序进化。资源间的动态聚合机制利用动态语义聚合等技术，将学习资源聚合于同主题资源圈或资源链。动态聚合机制能有效促进生成性学习资源的生成、进化。[18]

避免智慧学习资源“散乱”、“无序”增长主要通过相应的关键技术进行有序进化。学习者可以通过Wiki、在线文档协同编辑、内容协同编辑等技术，对资源内容进行协同编辑，促进资源进行改进、生成。利用语义网技术对资源进行语义标签，并对其进行资源的语义建模，形成开放的学习资源本体，促进资源的优化、生成。同时利用动态语义聚合等技术，在现有语义建模基础上，对相似资源进行聚合，形成有序知识链或主题资源圈。学习资源有序进化控制主要从内容的有序控制、语义关联/聚合关联两个方面进行控制。通过基于语义基因等技术实现资源内容的完善与更新;通过规则推理关联、关联规则挖掘关联等技术等实现资源动态语义聚合，促进资源外部结构的持续发展和完善。[18]

5.资源评价阶段

对学习资源进行评价旨在发现资源设计开发中的不足，进一步完善学习资源建设、促进资源传播与共享。[21][22]基于智慧课堂学习资源的特性，在进行资源评价之前首先应熟悉智慧资源的过程性、关联性、时效性等问题。①资源的过程性体现在其生成、进化是一个动态且持续的过程，包含最终的进化结果和进化过程两个方面。②资源的关联性体现在学习资源之间通过语义关联等技术形成更大的知识网络，促进资源快速生成、进化。③资源的时效性体现在及时淘汰旧知、更新新知资源。对智慧课堂生成性学习资源进行评价设计从资源内容、资源结构、标注规范、资源关联等方面展开，其具体评价设计如表1所示。通过“以评促建”推动智慧课堂学习资源持续生成、进化与共享。

六、结语

智慧课堂生成性学习资源能有效促进学习者的知识建构和全面发展。生成性学习资源是实现高质量、个性化学习的重要基础。随着教育现代化的不断推进，智慧课堂学习资源将更加有效促进教师智慧地教、学习者个性化地学。本文在联通主义、生成学习等理论指导下，基于智慧课堂内涵、智慧学习影响因素，构建了智慧课堂生成性学习资源设计模型。虽然本研究从需求分析、资源预设、发展进化、进化生成、资源评价等环节进行了精心设计，但也存在不足。如在资源进化生成中资源进化的机制设计、资源进化技术控制方面还需在实践中进一步深入研究并检验其有效性与普适性，我们下一步将在智慧课堂学习资源研究中对这一系列关键技术进行深入、系统的研究。

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（编辑：王天鹏）