教育信息化背景下高校智慧教学模式实施策略研究

覃基笙

（广西师范大学 教育学部，广西 桂林 541004）

随着国家对创新型人才需求的增加和教育水平的不断提高，人们对教育的要求和重视程度也越来越高。传统课堂教学模式养成了师生应试教育的思维，极易使学生思想固化，导致学生失去自主学习、探究、思考问题的意识，难以将课堂中学习的理论知识应用到实际生活中，造成教学质量不佳的现象。为了实现高校教育的现代化、科学化和多样性，将信息化技术和互联网作为课堂教学的技术支持已经成为各大院校和教育工作者研究的主要内容[1]62-69。智慧教学模式充分发挥了互联网和信息化技术对教育发展的引导性作用，不断驱动教育信息化背景下教学改革和发展，提升学生的综合素养，促进高校学生个性化发展。

智慧教学指构建出与先进技术手段相融合的教学环境，帮助教师在课堂教学中采取更高效的教学方法，使学生在学习过程中满足个性化发展需求。开展智慧教学需要利用智慧化设备构建课堂教学环境，采取智能高效的教学策略完成教学任务，引导学生完成教学活动，实现现代智慧教学的价值。智慧教学发展的目标是培养学生的自主学习能力，使学生在学习中逐渐形成科学、合理解决学科问题的能力，培养学生独立思维的习惯，促进学生向多元化方向发展[2]80-85。智慧教学是先进的技术手段与课堂教学深度融合，是教学行业发展的新形势、新阶段。智慧型教学环境对教师的学习能力和信息化教学能力要求较高，需要进一步培养和提升教师的信息技术应用能力，鼓励教师积极参与智慧教室新型教学模式的构建。

一、智慧教学模式的优势

近年来，云计算、5G、大数据等先进信息技术飞速发展，移动终端在学生群体中应用普遍，通过构建信息化教学环境，探究具有先进智慧的教学方法，在教学过程中培养学生的智慧学习能力，促进了学生个性化发展。因此，智慧教学是实现教育现代化的必经之路，是教育教学发展的必然趋势。

（一）实现数字化教学

教育信息化背景下实施智慧教学模式，主要是通过先进的技术手段和互联网制作成云课堂、微课视频、慕课、语音包等，辅助教师开展课堂教学[3]76-77。学生可以通过储存的视频或远程网络学习、巩固知识，根据自身的学习情况和时间开展自主学习，或通过大数据提供的资料分析自己学习中存在的问题。智慧教学可以将课堂教学进行数据化表现，并将课堂教学信息储存在数据库中，让学生可以根据自身的需求随时进行学习和补充，有利于提升教学效率，促进学生个性化发展，提升学生的综合能力。

（二）提升课堂教学趣味性

教育信息化时代，先进技术与教育有机融合形成的智慧教学模式，是教学现代化发展的趋势，符合学生的发展需求，提升了课堂教学的趣味性，学生可以根据自己的兴趣挖掘知识。采取智慧教学模式进行教学，可以提升学生的课堂参与度，并根据大数据信息制定符合学生学习实际和学习兴趣的方法，大幅提升教学效率。此外，教师是智慧教学的实施者，需要通过大数据信息观察和分析学生的学习状态，发现学生学习过程中存在的问题，最大限度地做到因材施教，发挥出智慧教学的优势。此外，智慧教学需要计算机数据辅助教学，可以为教师设计教学活动提供数据，有助于教师进行课后总结和评估，有利于教师根据分析结果完善教学计划。

（三）使教学框架具有条理性

智慧教学模式是一种运用多种技术手段搜集、分析信息数据开展教学的模式，集中体现出教育信息化时代教学的优势。课堂教学数据和学生学习的数据均可以储存在大数据中，并利用计算机技术或程序自动分类，是教师在智慧教学模式的协助下，帮助学生深入理解学科知识，引导学生更有条理地归纳知识，逐渐形成层层分析的学习习惯，有效拓展学科知识，培养学生自主学习和创新思维能力。将分散性知识点系统化整理，使教学框架具有条理性，让学生对教学内容有更加清晰的认识和理解。

（四）增加课堂互动

与传统课堂教学模式相比，智慧教学模式最突出的优势即建立了新型“交互课堂”，促进了师生、学生间的交流互动。智慧教学模式主要利用三种方式增强课堂教学交互性。首先，智慧教学模式可以将学生的听课状况实时反映到数据系统，课堂教学过程中可以在学生的移动终端同步播放与学科内容相关的幻灯片，遇到复杂的知识点，学生可以及时反馈给教师，便于教师进行重点解析。其次，部分智慧教学中添加了弹幕形式，有效提升了学生的课堂参与度，营造出活跃轻松的课堂氛围。最后，智慧教学增加了学生提问、回答问题的机会，并可以实时将学生的表现储存在数据中，为最终考核提供依据。

二、智慧教学模式中常用的技术

智慧教学模式中最关键的技术支撑有大数据平台、云计算、物联网技术和泛在网络，其中，大数据平台和物联网技术为智慧教学提供数据支持，而云计算和泛在网络是开展智慧教学的基础，在强大的技术手段支持下，高校智慧教学才能得到持续、健康的发展。

（一）大数据平台

大数据被提出至今已经逐渐成为最热门的IT技术，其来源极为广泛，包括传感数据、多种交易数据、交互数据等。大数据平台是多种获取、存储、分析、管理、共享、可视化技术等的集合体。大数据平台的存在意义并不是为了储存庞大的数据信息，而是为了对某些有意义的数据进行专业的分析处理。大数据具有两个重要特征，即数据流动增长和跨领域数据交叉融合。大数据平台的核心处理技术包括云计算平台、大规模并行处理数据库、互联网、分布式数据库、分布式文件系统和可进行扩充处理的存储系统[4]285-288。随着教育信息化进程的不断推进，教学过程、科研过程、教学管理和学生学习会产生大量数据，大数据平台为教学信息化提供了有力支持。

（二）物联网技术

物联网技术指利用全球定位系统、红外感应器、信息传感器、激光扫描器等各种信息传感工具，实时采集所有需要连接、互动、监控的过程或物体数据等各类信息，采集其光、热、声、电、生物、化学等信息，与互联网一起构成一个巨大的网络，以实现物体和人、物体彼此间的泛在连接[5]56-58。所有的事物均与网络联系在一起，便于控制、识别和管理。物联网技术的基础是信息采集，主要利用电子标签和传感器等形式完成，一般传感器可以收集采集点的环境参数，电子标签标记采集点信息。采集信息结束后利用无线网络将信息上传到网络信息中心存储，并通过各类先进的智能技术分析和处理上传的数据，产生智能控制的效果。物联网技术可以为课堂教学、教学管理或课外学习提供技术支撑，丰富教学资源、优化学习环境、改进学生学习方式、提高教学管理效率、节约教学管理成本。

（三）云计算

“云”本质上指网络，狭义上讲云计算是一种为使用者提供资源的网络，使用者可以根据自己的需求下载和使用云计算中的资源。云计算中的“云”强调了计算的分布性和泛在性，是并行式计算、分布性计算和网络技术等发展的成果。云计算包括虚拟化技术，具有高性价比、高灵活性和可扩展性[6]89-96。与物联网技术相比，云计算在教学中的应用更成熟和普及，已经获得了良好的使用效果。云计算在教育教学中的应用主要集中在共享教育资源方面，例如，各种学习平台、学习软件、硬件和学习资源等，能够有效解决教育信息化发展进程中出现的信息孤岛、重复投资等问题。此外，云计算可以为学生打造云学习环境，学生利用软件或其他学习终端可以不受时空约束享受各类学习服务。学生学习过程中生成的各类数据会实时保存到云端，确保学习记录和学习数据不会丢失，为以后的学习评价和复习等提供数据支持，提高学习效率，节约教学成本。

（四）泛在网络

泛在网络指人处于网络环境中，可以不受时空限制，使用网络与任何人或物进行信息交换。泛在网络是跨应用、跨网络、跨行业、异构多技术的协同和融合发展的产物。泛在网络可以将物理空间和信息空间无缝链接，辅助使用者实现在任何地点、任何时间，与任何人、任何物进行顺畅的沟通交流，使用者可以利用合适的网络与移动终端设备进行连接，获取个性化、前摄性信息服务[7]133-135。智慧教学环境中，泛在网络可以将使用者学习、工作和生活连通，将社会教育、家庭教育和学校教育连通，将学习机、PC、手机、电视、平板等各类教学终端连通[8]18-22。

构建高效、完善的智慧教学模式需要综合应用多种先进的信息技术手段，除上述常用的四种智慧技术外，定位导航系统、增强现实技术等技术的不断发展，也为智慧教学模式的构建和发展提供了重要的技术支持。

三、现代信息技术应用特点

智慧教学模式是一种既迎合了社会发展，又符合时代进步趋势的新型课堂教学模式，主要利用互联网和信息化技术进行教育资源开发和教学过程实施，提升学生的探究欲望和学习兴趣，使教师在先进设备和大数据平台的辅助下，减轻教学负担，提升教学效率。智慧教学模式中常用现代信息技术的特征如下：

（一）大数据平台特点

其一，大数据平台可以实时监测教育情况，剖析教育中存在的问题。互联网的出现为广大师生自由评论和发言提供了平台和机会，尤其是各种交流软件的出现，成为师生交流沟通的重要渠道，利用大数据平台可以精准把控师生交流动向，迅速分析预测教育发展方向，分析教育过程中出现的各种问题。其二，根据大数据提供的实时、全面、持续的资料可以评估教育现代化和信息化发展水平和趋势，对国家整体教育发展水平或地区教学现代化和信息化水平做出准确评估，同时根据评估标准自动分析教育中存在的薄弱环节。其三，利用大数据平台可以采集学生学习过程中的各种数据，教师可以根据数据和分析对学生做出发展性评价，帮助学生制定科学、合理、个性化的学习方案，提高课堂教学效率。

（二）物联网技术特点

其一，物联网能够监测学生体质健康状况，学校可以为学生佩戴具有体质监测功能的传感器，可以实时、持续关注学生的心率、脉搏、体温等身体状况，形成区域性或全国学生健康状况数据库。其二，物联网可以采集学习情境相关数据，利用传感器和定位系统，收集学生学习相关信息，为学生推送适合的学习资源、服务等，促进学生个性化发展。其三，物联网技术可以将现代教学理念和先进的传感技术结合在一起，帮助学生开展课外教学活动，还可以利用智慧教学技术帮助学生开展各种教学实践活动，培养学生的创新思维和探究能力。其四，物联网技术可用于管理各种教学设备，例如会议设备、教室设备、实验室设备等的分布状况，为这些教学设备粘贴标签或配备传感器，并分配人员管理，进行统一管理，有效检测各项教学设备的工作状态，减少因设备故障造成的教学问题。

（三）云计算特点

其一，云计算可以将分布在不同区域的服务器利用互联网连接在一起，实现海量数据分析处理、大规模计算以及信息服务需求。其二，虚拟化技术突破了时空限制，是云计算的限制特点之一，可通过虚拟教学平台完成对移动学习终端的数据迁移、数据备份和数据扩展等。其三，云计算具有高效运算能力，在教学服务器上增加云计算可以大幅提高计算速度，且在一定程度上优化了物理资源，节约了计算成本。

（四）泛在网络特点

其一，泛在网络使用者可以在互联网、移动网、电信网和卫星图等多种网络之间无阻碍享受高品质的网络信息服务，是智慧教学能够无缝访问、全面连通的基础技术支持。其二，泛在网络是支持云计算、大数据等技术发挥智慧作用的依托。目前，泛在网络已经被用于多个领域，如教育、环保、后勤、金融服务、家庭网络、医疗保健、政府管理、各类办公室智能化和自动化服务等。其三，泛在网络可将数字资源、泛在网络环境和先进的移动技术高效整合在一起，构建成易于掌握、识别和获取知识的信息共享系统即为泛在图书馆，泛在图书馆可以确保使用者在尊重知识产权的前提下，利用不同的学习终端随时随地获取图书资源信息。

四、智慧教学模式实施策略

由于知识的获取和能力的形成需要有长期的良性循环过程，只有不断积累知识点，持续深入探索未知知识，才能形成“智慧”。智慧教学模式需要借助有效教学策略和先进技术手段不断促进学生进步，帮助学生优化知识结构，提升学生综合素养和实践创新能力。

（一）构建合理教学内容结构

传统教学内容结构属于线性思维，注重不同知识点之间的逻辑关系和递进关系，以引导学生掌握基础知识和基本技能。与传统教学相比，智慧教学更加注重学科知识的智慧价值和社会价值，注重教学内容的客观性、社会性和智慧性。首先，教学内容必须具有客观性，虽然不断有研究怀疑和解构部分知识的确定性，但建立在自然科学基础上的学科知识是不容否认的，这些知识维持并带动了人类社会的运转。教师组织和安排基础性知识时要确保知识的逻辑性和严谨性，为学生提供知识模板和学习支架，引导学生构建自己的知识体系，不断加深对学科知识的记忆和理解。其次，教学内容应该具有社会性，知识的产生和传播会受到文化模式和传统习俗的影响，具有一定的价值性、情境性和文化性，教师组织和设计教学内容时要赋予知识一定的社会性，便于培养学生对知识的理解和运用能力。教师运用先进的智能技术创设情境化问题时，应该注重问题的引导性和启发性，在情境中融入生活内容，在引导学生解决问题的过程中，培养学生解决问题的能力。最后，智慧教学的教学内容必须具有智慧性，各学科知识都蕴含着无尽的智慧，只有教师精心设计教学方案，才能帮助学生将知识转变为智慧。教师组织教学内容要具有探究性、挑战性，教师围绕探究问题对学生做出指导和引导。学生在解决问题的过程中达成目标，不断发现问题，解决问题，智能技术为学生提供学习资源和学习服务，帮助学生验证假设，逐渐接近探究目标，形成创新思维能力。

（二）教学组织形式具有多样性

目前，高校教学主要依赖教师课堂教学，束缚了学生的创造力，降低了学生对知识的探究欲望。智慧教学可以将研究、学习、创造有机结合，通过智能技术引导学生在学习中研究，在研究中学会创新。首先，要充分利用校园网络空间，鼓励学生开展自主学习，使学生掌握基础知识和基本技能。教师要预设问题交流、操作演示和案例研究等学习活动，为学生提供学习模板，引导学生自主学习和反思。对于自主学习能力较差的学生，教师提供的学习模板可以帮助他们构建系统的学习框架，控制学习进度，逐步提升学生的自主学习能力。自主学习网络空间要支持学生在线交流，辅助学生进行自主学习。此外，教师对学生自主学习成果点评时，要以鼓励和表扬为主，维持学生的学习兴趣。其次，智慧教学要充分利用各空间教学资源，引导学生在线合作探究问题。智慧教学模式下设置探究性问题时，可以围绕学科的隐性知识和应用型知识展开，在挖掘学科知识点间的逻辑性的同时注重知识的实际应用，学生通过在线协作、交流和资源整合等技术手段掌握解决问题的方法。智能学习空间为学生提供了资源共享、知识交换和交流合作的机会，有助于学生解决学科问题，构建知识体系，培养学生独立探究能力、交流协作能力和深度反思的学习习惯。最后，教师可以将学生分成不同小组，鼓励学生开展空间团队合作，同一团队拥有同一任务和目标，在网络学习空间交流沟通、彼此监督、分享学习经验，利用智能技术求证假设，锻炼实践能力，共同制定问题的解决方案和完成路径。以智能技术辅助学生开展深度学习，通过解决问题培养学生问题解决能力和应对复杂学习情境的智慧能力。

（三）构建多元动态评价体系

教学评价是研究学生所学与教师所教的价值的过程，智慧教学模式可以利用智能技术和大数据构建多元动态评价体系。评价主体主要包括教师评价、学生互评和学生自评；评价方式主要包括总结性评价和形成性评价；评价内容主要包括学生对知识的掌握程度、对知识的探究能力、自主学习能力、问题分析解决能力和与他人的协作能力。用学生的学习效果评价教师的教学质量是智慧教学评价的主要思想，因此，评价主体首先应该是学生。在智慧教学模式中，学生参与的教学活动除课堂学习和课外探究外，还包括线上教学活动。大数据等智能技术可以采集学生在线学习的各类数据，包括课前预习、出勤状况、互动情况等，教师可以根据这些数据了解学生的课堂参与度，例如，学生在课堂教学中的学习积极性、协作能力和自主探究能力，对知识的掌握程度等，进而对学生的学习成果做出评价，并发现教学过程中存在的问题，进一步提升教学质量。

如今，大数据、物联网、移动终端、云计算等新一代智能技术的迅速发展，使教育信息化建设从数字化迈入智能化时代，智慧教学成为教育发展的新趋势。利用智能技术和设备辅助教学，可以使学生在使用现代科技的同时，不断提升和发展自我，成为现代社会需要的人才，符合现代教育发展理念。