“互联网+”时代智慧课堂教学模式的构建*

赖晓云，李 媛

(赣南师范大学 新闻与传播学院，江西 赣州 341000)

1 引言

长期以来，我国传统的课堂教学模式采用的是以班级统一授课为主要的模式，尽管很多学校分班时在一定程度上采用的“同质”的方法，即以学习成绩来划分班级，教师理想性的认为这样同学们都应该能很好的掌握教师讲授的内容.然而，事实是，学生具有个性差异，每个人的知识背景、学习能力、知识结构、兴趣特长各不相同，导致学习者学习效果也具有很大的差异性.因材施教与个性化教学是促进学习者共同成长与个性发展的教学改革必然途径.中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》提出要“利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合”[1].

“互联网+”时代，各种智能设备及新技术、新媒体的出现为智能化教学提供了基础与条件.依托相应的技术，可以构建智能化的学习环境，例如UCSD的Matt Rattp，R等认为可以使用无线智能设备来提高学生在课堂上的参与度[2]；我国学者乔军等认为基于智能移动学习终端可以进行跨越时空的课堂互动教学[3].智慧课堂本质上是一个动态开放的系统，智慧课程的核心依托智能化设备、云计算、大数据等最新的信息技术手段构建智能教室，变革传统的课堂教学模式，在教学过程中动态的采集并分析学生的学习数据，形成并开展智慧教学与智慧学习活动，促进学生的个性及智慧发展，从而解决传统课堂教学中长期存在和难以解决的“一个尺寸适合所有人”的同质性问题.

2 智慧课堂的概念及特点

2.1 智慧课堂的界定

要对智慧课堂进行界定，首先需从智慧教育进行分析.智慧教育的真谛就是通过构建技术融合的生态化学习环境，培植人机协同的数据智慧、教学智慧与文化智慧，本着“精准、个性、优化、协同、思维、创造”的原则，让教师能够施展高成效的教学方法，让学习者能够获得适宜的个性化学习服务和美好的发展体验[4].智慧课堂是智慧教育的一个组成部分，因而也具有智慧教育的相应的属性，智慧课堂相对于单一的注重知识传授的传统课堂而言，更要关注应用先进的信息技术来构建一个平等、互助、协作，适合学习者个性化发展的智慧学习环境.通过这个学习环境，教师可以动态的获得学生的全景式数据，并且对数据进行分析，给学生推荐符合其个性化特点的学习路网、学习资源及学习策略和方法，从而达到智慧教学，学生可以即时了解自己和他人的学习情况、交流互动、协作探究，从而更为深入的了解自己的知识结构及个性特点，实现自我成长，达到智慧发展的目的.因而本文就智慧课堂的界定是指依托智能化技术，应用“互联网+”的思维方式构建的一种支持智能化、个性化的课堂教与学的环境，在此环境中，教师通过对学生精准的分析，秉承个性、优化的原则，组织、引导和指导学生开展的智慧教学与智慧学习活动.智慧课堂不仅仅只是指校园内的课堂，还包括课前和课后的课堂.

2.2 智慧课堂的基本特点

“互联网+”时代的智慧课堂，应该能够动态、全面、精准的采集到学生课前、课中、课后的学习方式、知识结构、能力结构、兴趣特长、学习结果等全过程数据，对数据进行分析，进行个性化的推送，并且建立相应的学生数字档案.其基本特点包括以下几个方面：

2.2.1 学习路径和知识能力图谱构建的即时性

实时分析学习者个体和群体的学习动态及学习行为过程，构建学生群体学习画像及学习者个体的个性画像，分析学习者群体共有的学习规律及学生个体的个性特征，通过群体学习画像优化教学过程与教学路径，通过个性画像，构建反映学生学习情况的知识路径和能力图谱，从而精准调控教学活动和教学过程.

2.2.2 学习引导及教学调控的智能性

智慧课堂以智能技术为基础，全景式数据采集与数据分析为支撑，分类、分层汇聚资源，根据学习者画像筛选和优化学习者路径，引导学生精准定位自己的学习路径与过程，主动按需寻求到自己的最佳的合作伙伴及教师的适时帮助，完成学习任务.

与传统课堂中教师先设定教学目标、教学过程和教学方法不同，智慧课堂中教师根据学生课前、课中和课后收集到的数据，进行数据分析，在预设教学目标、教学过程和教学方法的基础上，动态的调整整个教学过程，精准调控教学活动的安排.

2.2.3 教学资源的立体化、系统化

资源的精准推送是学习者在智慧课堂中达到智慧学习的关键环节之一，因而智慧课堂所包含的资源需是全面的、系统的、多样化的.在资源内容上，不仅有学科知识资源、优质师资资源和典型学生学习经验，还有促进学习者进行合作与探究达到对知识深度理解的工具资源.在资源形式上，包括文本、音频、视频、音视频动画和图片等多种类型的素材，学科工具、学习工具、仿真实训室等工具，导学案、教学设计、课件、微课和慕课、试卷和习题等学习活动资源，以及任务布置、项目探究、讲解与指导、迭代训练、反馈评价、梳理总结等学习路径材料.

2.2.4 评价的发展性及实时性

智慧课堂中对学生学习的评价是基于过程性的、及时的评价，根据学生个性画像中知识和能力图谱，动态的评价学生的学习结果.包括对学生课前的诊断性评价，课中持续实时的检测以及即时的学习反馈的过程性评价，课后通过对学生的复习总结、作业完成、项目完成情况的跟踪进行的总结性评价.通过评价数据的分析，从学生发展的视角来衡量学生的学习完成度，从而达到评价的发展性.

2.2.5 互动合作的多样化

“互联网+”时代的智慧课堂把移动互联和智能设备应用于教学之中，使交流互动、合作协作多样化和立体化.在交流合作时，打破了时空界线，可以在课前、课中和课后进行全时空的即时、延时和持续沟通与合作.在交流合作形式上，可以应用多种交流工具进行双向或多向的信息互动、交流合作.在交流对象上，可以形成师生间、生生间、教师和教师、学生与专家、教师与专家间的沟通合作.

3 “互联网+”时代智慧课堂教学模式的构建

3.1 “互联网+”时代智慧课堂教学模式构建的理论基础

本研究构建的智慧课堂教学模式是以智慧教育理念、建构主义和活动理论为主要的理论基础.

3.1.1 智慧教育理念

智慧教育的真谛就是通过构建技术融合的学习环境，让教师能够施展高效的教学方法，让学习者能够获得适宜的个性化学习服务和美好的发展体验，从而培养具有良好的价值取向、较强的行动能力、较好的思维品质、较深的创造潜能的人才[5].智慧教育最早的倡导者IBM在2009年提出了“学习者的技术沉浸”“个性化和多元化的学习路径”“系统、文化与资源的全球整合”等5大核心[6].信息时代的智慧教育是信息技术支持下，培养具有主动实践能力的智慧型人才[7].

3.1.2 建构主义学习理论

3.1.3 活动理论[10]

活动理论强调活动在知识技能内化过程中的桥梁性作用，活动系统包含有3个核心成分(主体、客体和共同体)和3个次要成分(工具、规则和劳动分工).次要成分又构成了核心成分之间的联系.在教学中，主体为学生，客体为教学目标，共同体是指与学习者共同完成学习过程的参与者，共同体中的成员在学习中各有分工.共同体在整个过程中起重要作用，有时为引导，有时为参与，在进行学习活动时，共同体不断影响主体，为主体提供所需的资源或资助.在教学设计中工具可提供良好的教学环境支持.

3.2 “互联网+”时代智慧课堂的教学模式构建的原则

我国在教育信息化进程中，教学的观念在一定程度上发生了改变，教师希望能够应用各项信息技术来促进教学质量的提高，然而这种改变主要集中在教师讲授呈现方式变化的浅层次应用上，无法针对学生的个性化特点促进学生对知识的理解与探究，系统思维与合作协作能力、创新能力、终身学习等学生必须具备的核心素养的培养.智慧课堂应该具有精准调控与评价、决策支持、沟通协作、预警与干预等一体化的支撑功能.通过对上述3个相关理论的阐述，根据智慧课堂的相关特点，在构建智慧课堂教学模式时就遵循以下几个原则.

3.2.1 弹性化设置教学目标，注重学生核心素养的培养

传统固定的教学目标并不适合所有的学习者，教师在教学目标的设置上，通过对学生的学习历史、成绩、预习情况及相关的课前测评的数据收集与分析来进行教学目标的预设，在课堂教学过程中，还可以根据学生的学习情况适时动态的调整教学目标.

与传统的以语言智能和数理逻辑智慧培养的知识本位的教学目标不同，智慧课堂的教学目标应该是通过学习而使学习者更加聪慧.因而，智慧课堂教学目标的设置要突出强调学生的个人修养、社会关爱、家国情怀，更加注重自主发展、合作参与、创新实践能力培养，使学生成为一个适应社会需要的全面发展的人.

3.2.2 教学过程结构自主与开放，注重全面深入的互动交流

智慧课堂教学模式中教学过程和结构的设计应体现开放性，随着学习进程及学习结果动态调控.同时体现学习者的自主性，允许学习者自主调整学习的步调、学习的路径，形成个性的学习网络.

ψ9、ψ、ψ、μ的最值可能出现在推程和回程的两端或内部。将φ= 0和φ= Φ代入式(9)和式(10)第1式，得ψ9、ψ、ψ、μ在推程和回程的端点处的值；由高等数学知，从方程ψ= 0、ψ9= 0、ψ9= 0、μ9= 0解出各自φ值，分别代入式(9)和式(10)第1式，可得ψ9、ψ、ψ、μ在推程和回程的内部的极值；比较这些端点处的值和内部的极值，得ψ9、ψ、ψ、μ在推程和回程里的最值，代入式(18)得Γ、Λ、Σ、T在推程和回程里的最值，它们代入式(19)即得在一个运动循环上的最值(特性值)。

学习者的团队协作有助力学习者对知识深度理解及技术的熟练掌握，在教学过程结构设计中还应注重学习团队的力量，最大限度的发挥交流互动的功能，促进学习者间的、师生间的互帮互助.

3.2.3 教学结果评价的过程性，注重学生个性发展

图1 “互联网+”时代智慧课堂的教学模式

学习者各有特色，对学习者的评价也应是发展性的，根据不同的学习者做出差异性的评价标准，在教学过程中，要不断的进行实时的、动态的、基于学习过程的因人而异的评价，通过评价为构建学习者的个性化的知识图谱和能力图谱奠定基础，从而为学习者的个性化学习提供帮助，帮助学习者个性成长与发展.

3.3 “互联网+”时代智慧课堂的教学模式

在以智慧教育理念、建构主义学习理论和活动理论为指导形成的构建原则基础上，结合智慧课堂的基本特征，借鉴国内外关于智慧课堂教学环节、学习活动过程和教学方式等方面的研究成果，构建“互联网+”时代智慧课堂的教学模式.如图1所示.

教学模式以学生数据库、教学资源库和支撑学生进行知识深度理解和交流协作的工具库为基础，充分体现以学习者为中心，既关注学生共性也重视学生个性发展的特点.

数据库包括学生的一般特点、学习过程、学习结果等方面的数据，教师获取数据库中的学生大数据进行数据分析，然后对学习者进行画像，提取和优化学习者特征，从而形成学生共性特征库和个性特征库.通过共性特征构建学生的共性知识与能力图谱，通过个性特征，构建学生个性化的知识与能力图谱.依据学生的知识与能力图谱，及课程教学目标的要求，进行教学活动路径的筛选与优化，分别形成课堂学习的教学路径，及学生进行课前预习与课后复习的课下学习路径.

资源库包括套件资源和路网资源，套件资源是根据教学目标和教学内容的配套资源，包括课件、微课、慕课、习题、试卷、教学设计等资源.路网资源是学习者的学习路径网络及配套资源，即根据学习者的知识和能力图谱设计的个性化的学习过程路径和学生学习的导学案等.教师根据教学路径(教学活动路径)，制定相应的教学目标、教学活动过程等，并从资源库中获取相应的教学资源来进行教学.学生根据个性化学习路径从资源库中获得与之个性化学习相匹配的学习资源，或是由教师或智慧学习平台筛选并向学习者智能推荐学习资源给学习者进行学习.

工具库包括了学生学科知识学习的学科工具和学生协作交流的交流工具.教师在教学活动过程中可以选择相应的学科工具和交流工具进行学科知识的传播和与学生进行交流，学生在课下学习时可选择相应的学科工具进行知识的复习、巩固等深度学习，也可以选择交流工具与教师、同学和学科专家进行交流合作.

智慧教与学是指导教师根据教学路径、学生根据个性化的学习路网，教与学的过程中，学习的监测教师做出的教学活动过程的调控，学生做出的自我学习过程的调节.根据教学与学习目标采用是否进行交互协作或是进行迭代训练.在学生学习过程遇到问题时，可以进行智能答疑，对学习的完成度进行智能的评价，进而做出反馈，供教师和学生进行教与学的调整.

3.4 “互联网+”时代智慧课堂教学中智慧教学活动过程结构

以上教学模式阐述了整个智慧教与智慧学的主要要素及关键环节.以教学模式为基础，细化出教师进行智慧教学的活动过程.具体如图2所示.

图2 “互联网+”时代智慧课堂教学中智慧教学活动过程结构

智慧课堂中智慧教学活动过程结构不是单纯的指课堂中教师的教学，为了更好地达到教学目标，因材施教是必须的，因而还包括了课前与课后两个阶段.具体分析如下：

3.4.1 学情分析与教学活动过程路径预设

教师在开展课堂教学活动之前需要先进行教学活动过程路径的预设计，设计依据是教师精选课前预习资源(教学资源、习题作业、讨论主题等)，由平台向学生发布，并收集数据进行学情分析；教师根据分析结果进行教学设计，形成学生的共性知识与能力的图谱，然后根据图谱，了解学生学习的差距与学习需求，从而设计教学目标和教学方式与过程，并且筛选与优化适应性的教学资源与工具.

3.4.2 协作探究与教学活动过程路径的调控

课中是课堂教学活动的关键，智慧教学强调学生的智慧学习，因而在教学过程中，教师是帮促者，学生是中心.课中的教学过程路径为：一是教师根据教学设计，发布学习任务，创设情景，平台推送相关预选资源和学习交流工具；二是学生对任务进行分析与分解，形成学习小组，利用资源与工具进行协作探究；三是教师进行实时检测，获取学生探究学习过程中的动态数据，分析学习效果，判断问题与困难，并即时调整与修改教学活动过程路径；四是学生就探究结果进行展示与分享，教师进行检测，就重点难点问题进行讲解；最后进行师生教学总结.在课中，关键点是要对学生的学习过程进行实习监控，并动态的进行教学活动过程路径的调整.

3.4.3 全过程数据分析与个性化学习辅导

在课中，智慧课堂保留了学生学习全过程数据，应用智慧工具教师可以对学生的全过程数据进行分析比较，形成具有个性化特点的学生课中学习结果图谱，并与教学目标进行比较，构建学生个性化的知识与能力图谱，设计并向学生推送个性化学习路径和学习资源；学生以自身课中学习效果为依据，根据他评与自评，总结反思，选择个性化学习路径与资源，根据个体的学习结果，课后进行补足、强化或提高.

3.5 “互联网+”时代智慧课堂教学中个性化智慧学习过程

智慧课堂的教学模式除了体现智慧教学活动过程外，还体现了个性化智慧学习过程，图3为智慧课堂教学模式中细化出学生的个性化智慧学习过程.

图3 “互联网+”时代智慧课堂教学中个性化智慧学习过程

学习者个性化智慧学习，体现的是学习者自主与协作学习的自我完成教学任务和自我提高与发展的过程.

3.5.1 精准定位个性化的学习路径

学生精准定位自我学习路径是学习目标达成的首要因素.在学前，学生应以学习目标库为依据，对自己的知识与能力进行评估，形成自我知识与能力图谱和自我学习路网(学习路网包括学生课前学习路径、课中学习路径和课后学习与复习路径)，并与教师与平台推荐的学习路网进行比较，定位具有自我个性化特点的学习路径.

3.5.2 精确规划个性化学习过程中的内容

个性化学习过程的规划是学习目标达成的基础，学生在与教师、同伴的交互协商下，根据学习路径网络，选择学习的切入点和过程路径，进行个性化学习过程的内容规划，包括课前的预习与测试，课中的学习与交互、课后的复习巩固与提高、资源的筛选与获取、工具的利用、交流合作项目的选择等.

3.5.3 精心设计个性化学习过程中的交互与协作

移动互联环境下，单打独斗的个体学习已不能达到学习者智慧成长的目标，创新思维与合作能力、知识的深度理解、关键性问题的解决等一系列能力都需要团队或学习共同体的参与才能达成，而有些教学目标是要团队合作才能完成的.因此，在学生个性化学习过程中，要精心设计学习共同体，积极与共同体中的成员进行交流合作，例如课前的论题讨论，课中任务探究、问题解决，课后的复习提高、项目合作与结果互评等.

3.5.4 精细评估学习过程的结果，迭代优化学习者个性化学习路径

学习结果是衡量学习过程成功与否的标准，在学生学习过程中，要进行实习的形成性评价，师生通过学习结果与教学目标库中的相应目标进行比对，分析资源、工具、学习方式、交互合作是否有助于学习目标的达成，如果发现其存在问题，则进行不断的调整与修改，师生可经由协商修改学习路径，教师对资源库与工具库进行调整与补充，学生调整自己的学习路径和学习规划，进行更加符合自己需求的学习.

4 结束语

“互联网+”时代智慧课堂教学模式是一个灵活的、开放的、动态的系统，可借助互联网及高校及企业推出的雨课堂、学习通等混合式智能化教学工具来进行实施与实践，如雨课堂可将 PPT、MOOC、手机微信融为一体，学习通有手机版和网络版，并且两者是互通的，这些工具能够进行面向教师的教与学生的学的全过程、全景式的动态数据记录，并且能进行处理与分析，获得学习者的学习行为特点，包括共性及个性特点，教师根据这些特点进行课前、课中和课后、同步与异步的统一教学及差异化教学，学习者根据教师的推荐、指导选择适合自己的学习目标、学习方式、合作伙伴、学习内容和学习资源等达到自定步调、自适应的学习，从而实现教育的“因材施教”“面向人人”的目标[1].

“互联网+”时代为智慧课堂个性化教学提供了环境基础，而有效的教学模式的设计可以达到事半功倍的效果，本研究就智慧课堂教学模式构建的研究将为教师的智慧教和学生的智慧学提供借鉴作用.