“互联网+”背景下智慧课堂教学模式设计研究

王 京，翟丽丽，陈晓明

(哈尔滨理工大学 经济与管理学院，哈尔滨 150040)

一、“互联网+”背景下智慧课堂的内涵

(一)智慧课堂的提出

随着“智慧星球”概念的提出，智能技术被广泛应用在医疗、交通、电力、基础设施乃至智慧城市、智慧教育等领域。智能教学技术产生于20世纪80年代，帮助学生以一种不同的感受体验学习，使课堂更具互动性和趣味性。在2000年代末，智慧教育的理念得到了全面的发展。基于此，许多学者试图明确智慧教育的特征或本质，并对其进行界定。韩国教育部将智慧教育作为教育的未来，将其定义为21世纪教育范式。Barhate指出，现在的教育已经超越了课堂，更加以技术为导向，云计算的出现为创新的教学实践搭建了新的平台[1]。Ma等认为，作为信息化教学的结果，智慧教育是IT领域另一项划时代的技术创新。大数据时代的到来为校园信息化数据的使用提供了一种新的途径[2]。魏玲等指出，“互联网+”教育可以克服传统教育的缺陷[3]。

课堂是教育教学的主要载体，智慧课堂是构筑智慧教育的核心内容。目前，各国各地区正积极利用资讯及通讯科技工具，为师生提供互动的学习环境，以此实现“科技强化学习”的目的。在这样的环境里，课堂教学广泛使用了Internet技术、计算机应用程序等协作工具。因此，传统的教室被彻底地改造成以丰富的技术为基础的教室，即智慧课堂。智慧课堂并不是简单地使用智能设备进行教学，而是一种全新的教育改革模式。学生、学习者可以随时随地访问学习资源，而且互联网提供了监控和跟踪学习者表现的必要工具。智慧课堂的核心理念是利用以学生为重点的整体教育方法来改变教育系统，这种教育和知识是随时随地给予每个人的。构建智慧课堂的愿景是利用技术所需要的关键组件，以改善教育系统和教学手段。

(二)“互联网+”背景下智慧课堂概念界定

“互联网+”背景下，智慧课堂通过许多互动工具将多元化的知识资源应用在协作的学习环境中，以此提供更为卓越的教育环境。在众多文献中，智慧课堂有更广泛的概念，即利用远程教育系统演变而来，以互联网为媒介，将传统的课堂转化为智能课堂空间，并配备了多个硬件和软件组件。Inae等将智慧课堂定义为一种环境，通过正式和非正式学习的融合，强化存在感，通过使用智能设备和社交媒体，最大限度地实现学习互动，从而进行多样化的学习活动[4]。Ahmed将移动学习作为智能课堂的重要组成部分，系统地将移动特征与教和学环境相结合[5]。Rasmirekha等探讨智慧型课堂教学设备与软件的使用情况，认为教师必须以智能课堂教学法为导向或接受培训，在日常教学活动中使用智能教室设施，以此培养学生的认知能力[6]。刘邦奇分析了“互联网+”背景下智慧课堂产生的必然性，提出智慧课堂“三段十步”的教学流程[7]。王竹立等认为，“互联网+”教育将颠覆传统的教学模式，关联主义和新建构主义将成为互联网时代教与学的主要指导理论[8]。祝智庭设计智慧教育研究框架，指明了翻转课堂到智慧课堂的转变方式[9]。梁由之等将智慧课堂融入混合学习理论，构建其教学模型，实现教学改革[10]。

由以上分析可以看出，国内外学者普遍认为智慧课堂是教学改革的必然趋势，但还没有明确的统一定义，对“智慧课堂”与“智能课堂”“沉浸式课堂”等概念的区分也不是很明确。本研究认为，“互联网+”背景下智慧课堂是基于物联网、云计算、传感器技术、人工智能等先进技术，将课内外资源无缝链接，激活师生课堂互动，扩大课堂时间和空间的智能新型课堂。智慧课堂集智慧互联、实时互动、环境控制、视频监控、远程控制、评价反馈和其他教学功能于一体，充分发挥课堂各种元素的作用(人力、技术、资源、环境和方法等)，以达到最佳的教学效果。

(三)“互联网+”背景下智慧课堂的特征

1.连通性。互联网已经不仅让计算机网络发生了巨大的变化，而且可以无缝连接各种数字设备。这些连接的设备也被称为“智能数字对象”，具有不同的层次协作。互联网使学生随时随地都能在任何地方从多渠道获取知识。

2.互动性。学习过程可以是完全互动的，让学生以自己的速度学习。教师可以使用即时通讯工具和学生聊天，也可以向学生提出问题。学生可以通过举手示意他们什么时候想发言。

3.移动性。全球技术革命已经从桌面计算向移动技术的广泛应用过渡。移动技术为课堂内外提供了新的学习方法。移动设备如智能手机、可穿戴设备、PDA、平板电脑、专门为学习目的而设计的移动应用程序等都可以作为学习工具。移动学习的重要好处是便于学习数据和信息的收集，用于评估和反馈。

4.协作性。协作增加了学生学习机会，学生可以以小组合作进行生生互动，智慧课堂提供了灵活的学习环境。随时随地通过在线社交网络鼓励学生在学习空间内积极参与和协作完成学习任务。

二、“互联网+”背景下智慧课堂教学模式构建

(一)“互联网+”背景下智慧课堂教学模式框架

本研究的目的是在“互联网+”背景下构建智慧课堂教学模式，它是由先进的教学方法、智能教学活动、教学资源和信息技术的融合所创造的，并从基于场景的需求分析中得出智慧课堂教学模式的体系结构。 下图所示为智慧课堂教学模式框架。

(二)教学目标

到目前为止，课堂教学主要依赖于以教师为中心，即知识片面地从教师传递给学生。“互联网+”背景下，课堂教学的重点是通过连接数字一代，争取个性化学习机会，激发学习创新，提高教师的数字化教学水平，达到最佳的教学效果。最重要的是根据学生的学习需要，重新设计课程结构，实现从传统学习向现代学习的过渡。由此“互联网+”背景下智慧课堂教学模式构建原则为以OBE为导向，以学生需求为中心，依赖于数字工作环境，教师指导，学生学习实践，以达到最佳教育教学成果。

(三)教学支持

智慧课堂教学模式与互联网技术相互融合以形成独特的学习环境。鉴于此，智能教室的组件包括：

1.交互式智能白板。交互式智能白板是由电子感应板(硬件)与白板操作系统(软件)集成而成。它结合了计算机技术、传感技术、定位技术、微电子技术与电子通信技术，已经成为基于计算机输入输出设备的传感器白板，是用户与计算机的智能交互平台。交互式智能白板集传统教学挂图、黑板、电脑、投影仪等功能于一体的教学设备，兼有多媒体教学和传统黑板的双重优势。教师通过交互式电子屏幕上操作，可以灵活地整合各种资源，通过创建一个多屏幕显示的学习空间，为每个团队提供一个可共享的显示屏幕，促进合作组的小组讨论和集体学习活动。

2.教室管理系统。一种新型的现代化教学工具，能够有效地整合各种教学资源，提高教学资源的利用率，对提高课堂效率有很大的作用。教师使用该系统可以完全控制智慧课堂的组成部分，如交互式白板、音频/视频元素、数据显示、投影机、录音、照明以及学生的移动设备。

3.教学APP。在课堂上，使用各种教学类APP，可以实现基于互联网的课程资源共享与在线互动教学；建设教学视频资源管理中心，提供视频资源共享，实现视频自动录制和存储，支持快速检索和按需在线直播；构建实时投票系统，实时反馈学生投票结果，监控教学效果；构建电子图书打包系统，支持阅读和展示的数字化内容，为教师教学和学生学习提供有效的数据支持；教育管理系统建设，支持教学数据分析管理、在线教学评价等。只有在这种集成智能教室的环境中，才有利于个人学习环境的建设，有利于社会交往的形成。

4.虚拟现实。在教育领域，虚拟现实技术有着广泛的作用和影响。它采用浸入式学习方式，通过实践和自学解决问题。利用虚拟现实技术，在计算机中创建虚拟环境。学生利用虚拟环境中的信息进行技能培训。

(四)“互联网+”背景下智慧课堂教学活动

智慧课堂的实现不仅局限于技术设备和系统构成，更重要的是如何利用智慧课堂开展课堂教学活动，推动教学改革，从而创造智慧课堂。在具体的实施过程中，应着重抓好以下三个方面：

1.课前。教师依据课程学习目标，利用相关平台或APP发布课前预习任务。学生可以根据实际情况进行自主学习，如遇疑问可以及时与教师或其他同学在线咨询和交流，通过实时追踪学生自主学习情况，及时调整教学方案。

2.课中。教师应该充分认识到智慧课堂教学是一个开放的、创造性的过程，应突破传统教育观念的束缚，强调学生主体地位，教师在教学过程中引导学生探索发展，注重学生潜能的开发。通过创设情境，引出新课内容。利用互联网技术、软件和硬件与学生深入互动，使学生及时掌握所学知识。

3.课后。教师布置复习题和拓展学习内容，对学生答题结果给予及时反馈，并给予不同学生个性化讲解和指导。智慧课堂缩短了教师批改作业和反馈给学生的时间，并且不止解决学生的共性问题，同时有针对性地帮助学生解决个体差异问题，使知识及时得到巩固和内化。

(五)教学方法

传统课堂教学是课堂与黑板、教案与PPT，信息表达方式单一，师生交流少。智能课堂的出现为教师和学生尝试了多种教学方法，如翻转教学、合作教学、PBL(problem oriented)教学等。

1.翻转学习。从建构主义的角度看，教师的作用不是传递知识，而是促进知识。他们向学生提出实际的任务，并给予适当的指导、提问和回答，以促进学生之间的互动，激发更多的想法。翻转学习方法以学生为中心，教师是促进者。在翻转学习课堂中，学生可以将知识内在化，通过视频在校内外预习相关的基本思想，并在课堂上开展各种各样的活动，如讨论、合作、测验、项目等。学生可以通过同伴教学将隐性知识转化为显性知识。隐性知识是指通过经验和学习积累而不是以某种形式表达的知识。这些知识可以通过同学之间的相互作用，通过翻转教学以一定的形式表达出来。

2.合作学习。合作学习是一种教学方法，学生在小组中一起工作，以实现共同的学习目标。这种方法通过设定和朝着一个共同的目标努力，鼓励学生在追求各自目标的过程中互相帮助。教师通过组织智慧课堂，提供学习资源，帮助学生相互交流，促进他们之间的积极互动，进行合作学习。

3.基于问题的学习。这种学习方法强调理解问题或找到解决问题的方法。基于问题的学习引导学生使用他们的知识、批判性思维和解决问题的技能来解决现实世界的问题。学生通过解决问题的过程来学习必要的知识，具体来说，基于问题的学习方法鼓励学生通过联系实际活动和学习知识来培养学习兴趣，并帮助他们发展主动解决实际面临的问题的能力。

(六)教学资源

教学资源是智慧课堂的核心构成要素，资源的质量直接影响着教学效果，甚至起着决定性的作用。现代设备在课堂上可以用来呈现多种形式和类型的教学信息资源，如利用文字、图像来呈现基本概念和理论，利用动画和声音来解释原理和机制的变化，运用录像来呈现软件操作等。

三、结束语

“互联网+”背景下智慧课堂是将科技与学习结合起来，以学生需求为中心，采用多种教学方法和多类型教学资源，利用网络、电脑、手机等工具，积极协调开展课前、课中、课后的教学活动，以此促进师生不同层次的互动，提高学习效率。在实施智慧课堂教学模式时，还应注意以下问题：

1.课程思政。社会文化问题直接影响着教师在智慧课堂中的教学，应增强教师和学生对技术与互联网使用的安全意识，鼓励学生在科学竞争的氛围下进行互动，尊重知识产权。

2.持续建设。只有通过提高教师和学生的技术技能、确保足够的系统支持和提供必要的资金、收集新的资源，才能建立健全“互联网+”背景下智慧课堂教学模式，才能充分发挥互联网技术在教育过程中的作用。教师、学生和社会必须共同努力，推动教学的创新与发展。