“大智移云”时代中小学智慧课堂构建的趋势及途径

李直

摘 要：在“大智移云”时代，中小学智慧课堂的教学模式趋向互动化，教学手段趋向多元化，教学评价趋向实时化，教学情境趋向虚拟化。因此，各级中小学应抓住机遇，充分利用“大智移云”时代的各类信息技术与工具，搭建云服务平台，构建“云—台—端”智慧课堂教学环境，借助大数据技术，优化智慧课堂的教学过程，利用人工智能技术，变革智慧课堂管理模式，运用移动互联网和虚拟现实技术来创设教学情境，激发学生学习兴趣。

关键词：大智移云;中小学智慧课堂;趋势;途径

中图分类号：G4 文献标志码：A 文章编号：2096-0069（2022）01-0061-05

随着大数据、人工智能、移动互联网和云计算等代表性信息技术的发展，智能化时代全面到来。我国知名工程院院士邬贺铨将这一时代称为“大智移云”时代，即大数据、人工智能、移动互联网和云计算技术的发展及应用的时代[1]。2018年，教育部提出了教育信息化2.0行动计划，需要促进教学工作与各类新型信息技术的融合，大力推动智慧教育发展，建设智慧课堂。长期以来，中小学教育一直是我国教育改革的重点，利用“大智移云”时代各类信息技术来构建中小学智慧课堂有着重要的现实意义。它不但能提高中小学课堂的教学效果，提升教学质量，而且在一定程度上能够完善教学体制，推动智慧教育的发展。

一、智慧课堂概述

如何让课堂更高效有趣，一直都是教育领域的热门话题。移动互联时代，信息技术迭代迅速，传统课堂在搭载上“大智移云”的快车后，也迎来了新的改变和发展，向智慧课堂迈进。基于最新的学习理论，立足学生的核心素养发展需求，融合大数据、云计算、人工智能等技术手段，力争将课堂打造为智慧化、数字化课堂。在“云—台—端”的一体化架构下，将传统课堂环境转变为具备交互功能的现代化智能课堂，打通线上与线下，连接课内与课外，融合虚拟与现实，从而实现全场景教学的环境要求。创新教学模式，激发学生学习兴趣和潜能，最终通过个性化教学促进学生成才是智慧课堂的发展目标[2]。

二、当前中小学智慧课堂构建现状分析

随着教育部对智慧课堂建设工作的推进，目前我国各地区中小学都在大力开展智慧课堂建设。然而，从中小学智慧课堂构建的实践和效果来看，目前依然存在一些问题，主要表现在以下几个方面。

（一）智慧课堂建设表面化、形式化

随着智慧课堂建设工作在我国各中小学的开展，许多中小学课堂教学质量都得到了提升，在一定程度上实现了中小学信息化建设工作的创新。然而，深入调研发现，一些中小学智慧课堂建设工作的表面化、形式化问题严重，智慧课堂建设方法和手段都较为肤浅。这些中小学智慧课堂建设仅仅关注各类信息技术工具的使用，对于信息技术使用后是否切实提高了课堂教学质量、是否解决了传统教学的问题以及是否提升了中小学生的核心素养等并不关注，存在重形式轻内容、重表面轻深度等问题。一些中小学在构建智慧课堂时并没有针对性地开展本校日常教学工作问题的调研，而是盲目地效仿其他中小学的经验做法，这也导致智慧课堂工作并没有解决学校课堂教学的实际问题，智慧课堂教学流于形式。例如，一些中小学把智慧课堂工作简单等同于电子书包应用、智慧课堂教学APP开发、平板电脑使用等，认为只要在日常教学中应用了这些信息技术工具，就是在智慧课堂建设，并不是从解决实际教学问题的角度来构建智慧课堂。

（二）智慧课堂的智能化程度有限

我国许多中小学在运用现代信息技术开展智慧课堂建设时，往往采用某一项单一的技术，无法做到各种技术的综合使用，这也导致建设的智慧课堂系统依然不够“友好”、不够“便捷”。例如，一些中小学开发的智慧课堂系统过于复杂，需要中小学教师和学生花费大量的时间接受培训，不仅没有解决传统教学的问题，而且增加了中小学教师和学生的日常负担。

（三）智慧课堂教学平台功能不足

利用信息技术促进中小学生核心素养发展一直是我国基础教育信息化建设的重点。然而，综观我国很多中小学的智慧课堂建设的成效可以发现，如何利用智慧课堂建设切实地促进中小学生核心素养的发展仍没有成为智慧课堂的着力点。目前，一些中小学智慧教学APP的功能设计中还没有引入学生核心素养发展评价功能。以某学校培育学生在数学方面独立自主探究问题的核心素养为例，学生在使用智慧教学平台后是否真正发展了对数学问题独立自主的探究能力，依然無法利用智慧课堂教学APP进行评测。

三、“大智移云”时代中小学智慧课堂构建的趋势

“大智移云”时代各类信息技术的发展影响了社会生活的方方面面，中小学智慧课堂的构建也受到了重大影响。在“大智移云”时代，中小学智慧课堂的构建向以下趋势发展。

（一）智慧课堂教学模式趋向互动化

随着网络设施的不断完善，低延时、高速率的网络条件已基本实现，传统教室也在日渐更新，新的智能硬件进驻课堂，人性化的交互软件也不断丰富着课堂的学习氛围，传统课堂教学内容开始在网络中得以升华和改造，课堂中，师生相互探讨的环节也逐渐变多。同一时期的翻转课堂，掀起了学生在课堂外利用网络学习知识的热潮。在“大智移云”时代背景下，学生的学和课堂上的师生活动都变得十分重要，师生互动将成为课堂的基本活动，对知识体系、教学难点的探讨也更为深入和彻底。

（二）智慧课堂的教学手段趋向多元化

在“大智移云”时代，随着各类信息技术的发展，中小学教师可以运用的教学手段与工具也日趋多元化。教师不仅可以通过大数据对教学目标进行精准分析，也可以利用人工智能技术开展智能化教学，还可以运用移动互联网和虚拟现实技术进行情境教学，在课后还可以运用云计算平台对学生各类教学数据进行分析。

（三）智慧课堂的教学情境趋向虚拟化

移动互联时代，低延时、高速率的网络条件满足了虚拟现实技术的应用条件。通过设置虚拟环境，学生好似进入到了一个真实的学习场景中，沉浸式的体验超过了传统的授课模式，甚至在虚拟现实技术的辅助下，一些平常难以模拟的真实环境可以轻松搭建，由此可见，智慧课堂的虚拟化教学情境也是未来的一个重点发展方向。

（四）智慧课堂教学评价趋向实时化

在“大智移云”时代，数据的价值将得以充分挖掘和应用，透过数据查漏补缺、调整教学策略是数据价值的基础展现。可以预见的是，在智慧课堂中，学生和教师对自己的了解都将上升到一个新的高度，并根据实时评价，做好优化和调整。人工智能技术的引入，软、硬件设施的投放，将更好地帮助教师对各类教学数据进行采集、量化和分析。通过数据处理，快速得出学生本时段的学习情况，然后采取与之对应的教学内容和步骤，帮助学生在已有经验的基础上获得新的知识。智能终端的普及和应用，甚至能够实现“千人千面”，系统根据学生的学习、测试情况，自主推送与学生能力相适应的问题，实现分层教学[3]。

四、“大智移云”时代中小学智慧课堂构建的途径

随着“大智移云”时代信息技术的发展，我国各中小学应抓住机遇，充分利用“大智移云”时代的各类信息技术与工具，积极开展智慧课堂建设，提升课堂教学的效果。

（一）搭建云服务平台，构建“云—台—端”智慧课堂教学环境

在“大智移云”时代，中小学构建智慧课堂，首先要进行硬件环境建设，也就是搭建智慧课堂云服务平台。智慧课堂智能化服务平台就是以“云—台—端”为基础而建立起来的体系架构，如图1所示。这一平台具有以下核心功能。

第一，为中小学教师和学生提供智能云服务。以教育云为基础构建智能云服务，服务内容包括为授课教师提供教学资源、微课管理、结构化实录、在线学习、互动教学等，力争为教师提供完善的教学服务。此外，还根据教师的教学实际，提供结构化和非结构化的教学资源，供教师选择，如试卷和作业批改、线上课程和教研等。面对学生的学习评价，云服务平台可以根据学生的实际表现，做出动态化的学习评价，给学生正向的鼓励和支持。此外，云服务平台在搭建中完全遵循国家的服务云建设标准，确保多级互联互通。

第二，提供教室智能平台环境。智慧课堂的实现，离不开大数据、云计算和人工智能的支持，所以在智能云服务平台的搭建中，作为数据通信和运算中枢，课堂环境中的一切数据都将汇集于此，课堂中的人、活动和环境数据，也将在此实现交互和采集，并通过平台实现多种终端的数据互联。基于教室内部的局域网，设备之间即使在无网络的情况下也可以实现数据交换和通信联络。此外，当接入互联网时，处于不同空间状态下的授课和教学资源也可以实现共享和联通。

第三，建设教学管理终端。在终端工具的辅助支持下，所有的课堂数据都可以被采集和处理，如师生互动数据、环境数据、行为数据、上课流程数据等。数据采集过后，在智能云服务平台中，教学活动将实现线上和线下的联动，校内校外的同步，教师也可在此基础上完成学习研讨等活动。在教师终端，也集成了教师在日常教学中常用的一些功能，如微课制作、学生学业评价等;学生终端则可以实现作业提交、活动探讨等;在管理终端，主要围绕教学质量和班级管理展开，也可就学生的学习行为进行跟踪和控制;在家长终端，则可随时咨询学生的学习情况，实现无缝沟通[4]。

（二）借助大数据技术，优化智慧课堂的教学过程

除利用各类信息技术创建智慧课堂硬件环境外，中小学教师还可以借助大数据技术，优化智慧课堂的教学过程。

第一，在智慧课堂的教学过程前期，利用大数据促进教学资源推送。系统根据每个学生的学情做好分类，并将相关数据分享至教师终端，教师利用数据布置个性化作业或者针对学生学情，有针对性地推送学习资源给学生，以期提高学生成绩。即时通信软件与智能云服務平台的融合，也给教师教学提供了又一解决方案。在观看学习视频时，学生可以根据自己的能力与水平，自行控制学习进度。学生的学习数据将由后台实时统计并将数据处理后上传至平台中，平台按照学生的答题情况做好学情分析，进而帮助教师了解学生的水平和能力，做到因材施教。此外，平台还能自行归纳学生学习中出现的共性问题，并将问题推送给教师，以便教师做好讲解工作。可以说，基于智能云服务平台，教师将掌握真实的学生学情，制定科学的教学目标，并做好重、难点讲解，真正将教学预期和学生成长融为一体。

第二，在智慧课堂的教学过程中期，利用大数据实现立体化互动。首先，云计算、大数据技术的发展和应用给教师教学提供了无限可能。基于数据的分析和处理，可以明确学生的兴趣所在，以学生兴趣作为教育教学的切入点，创设情境。利用智慧教室中的投影、VR等设备，展示视频资料或创设虚拟现实环境，让学生感到身临其境，激发其思维。其次，在具体的课程讲授中，教师可以利用室内设备组织学生合作学习，使学生主动地投入到知识的探索中来，教师当堂做好检测，对学生出现错误较多的问题，教师统一讲解，个别问题则单独予以辅导，从而将学生学习由被动化为主动，提升素质涵养。根据学生的作答情况，教师可实时掌握学生解题思路、出错原因以及学习偏好等，同时根据小组合作数据，了解在小组合作中学生的表现情况，以便在日常学习中采取针对性的举措提高学生素养。在智慧课堂中，教师还可以通过匿名投票的功能，让学生评价本节课自己的掌握情况或者教师的讲解情况，学生也可以选择实名表达。在IRS及时反馈系统的支持下，教师可以及时获取学生每一次测试的具体情况，同时，系统中不设置可能对学生学习形成干扰的淘汰机制或者抢答机制，以便学生保持注意力，如此条件下，学生的学习情况便成了可以量化的数据，更为直观。在云端诊断服务器的支持下，学生的综合表现情况也被量化，并转为可视化数据帮助教师了解教学效果。

第三，在智慧课堂的教学过程后期，利用大数据优化教学与评价。智慧课堂对教学评价最大的作用是量化，即一切表现都转为可量化的数据，综合评判教师教学效果和学生的学习情况。学习者每次登录智慧课堂、使用智慧课堂的时长、回答问题的次数及正误情况、小组合作中的表现情况、测验达标情况等数据都将被统一收集和整理，并得出一个综合性的量化评价，根据评价结果，教师能及时了解教学效果和学生学习效果，以便调整思路和教授策略。根据量化结果，教师能够了解到每一位学生在每门课中的表现，对于表现不足的科目，教师可以及时帮助学生做好个性化的提升方案。在量化结果中，教师还可以了解到哪些知识点是学生存在的共性问题，需要在课堂中着重讲解，哪些需要再次强调和深度挖掘，以便帮助学生系统和深入地掌握知识，即在量化数据面前，教师的授课将更有主动性和方向性。此外，教师还可依托即时通信软件，与家长建立联系，发挥家校共育的优势作用[5]。

（三）利用人工智能技術，变革智慧课堂管理模式

人工智能的高速发展，深刻影响和改变着每一个行业。在教育系统，通过引入智能机器人、智能监督系统，学生的学习姿态便可得以实时监控，并在智能系统的支持下对监控数据进行分析和整理，每个学生的课堂学习姿态都将完整地呈现出来，教师便可根据数据信息适当调整教学方案。学生在看到数据信息后，也会根据量化结果优化自己的学习方法，调整学习姿态，不断增强自身的纪律意识和学习意识，继而对自己的能力和学习习惯产生一个积极评价，养成自主分配学习时间、自主掌握学习进度的良好习惯。在人工智能助手的辅助下，教师按照各个学生的发展特质和学习个性，分门别类地设置学习目标和学习任务，做到个性化教学。传统课堂中的以教师为主体、个别学生发言的模式将转变为教师、学生等多个主体共同参与的新型课堂模式，及时变革和调整原有的课堂模式变得十分重要。在个性化的教学策略下，学生自我管理，自我调整，并按照指引完成学习任务。首先，学生在教师的帮助下，规划好学习时间并选择好学习方法;其次，在学习进行中，实时对比计划进度与实际的学习进度，并做出适当调整;最后，教师和学生根据智能化学习平台得出的量化数据及时了解这一阶段的学习效果，并根据发现的问题调整学习策略，以便达成学习目标。在智慧课堂模式下，人工智能是新型课堂管理模式的助手，是师生之间互动的纽带，也是智慧课堂运行的底层基础。因此，只有整合好、优化好三者关系，才能使智慧课堂真正为课堂的智慧化插上翅膀。

（四）运用移动互联网和虚拟现实技术来创设教学情境，激发学生学习兴趣

因特网自20世纪中叶出现以来，便对世界发展产生了深刻影响。新时期，移动互联网延伸到了生活的方方面面，影响着我们的日常生活和学习习惯。虚拟现实技术基于计算机技术将虚拟场景真实地呈现在我们眼前，人们戴上特制的头盔和手套，便可以沉浸到虚拟场景中开展交往与互动，完成学习。在移动互联时代，虚拟现实技术的应用条件已然成熟，创设虚拟现实场景，已成为智慧课堂的未来发展方向。相较于传统课堂利用多媒体设备来直观呈现教学情境，虚拟现实技术搭建的虚拟场景显然更具优势，其他技术的辅助也实现了智能时代新型课堂的转型[6]，相信在未来，课堂将越来越智慧，也越来越趣味。

参考文献

[1]肖振涛.我国智慧警务建设的实践与思考：以“大智移云”技术为背景[J].中国刑警学院学报，2018（6）：69-73.

[2]付晓冰.教育信息化环境下的中小学智慧课堂建设研究[J].教学与管理，2020（36）：6-9.

[3]王生文.智慧课堂在中小学教育教学中的实践应用[J].新智慧，2020（19）：15，17.

[4]饶菲菲.中小学智慧课堂中的教学互动特征研究[D].南昌：南昌大学，2019.

[5]杜志军. 基于平板电脑构建中小学智慧移动学习课堂[J].现代信息科技，2020，4（2）：173-174.

[6]张文梅，张一春.活动视角下智慧课堂教学模式设计研究[J].数字教育，2021，7（3）：37-43.

（责任编辑 王策）

The Tendency and Paths of Constructing Smart Classroom in Primary and Secondary Schools in “Great Wisdom Clouds”Era

LI Zhi

（Henan Province Electric and Chemical Education Hall，Zhengzhou，Henan，China 450004）

Abstract： In the era of “great wisdom clouds”，the teaching mode of smart classroom in primary and secondary schools tends to be interactive，the teaching method tends to be diversified， teaching evaluation tends to be realtime and the teaching situation tends to be virtualized. Hence，all the primary and secondary schools should grasp the chance，fully make use of all kinds of information technology and tools in the era of “great wisdom clouds”， establish the could service platform，construct the teaching environment of smart classroom of “cloud-platform-client”，optimize the teaching process of smart classroom by borrowing big data technology，reform the management model of smart classroom by utilizing artificial intelligence technology，create teaching situation by applying mobile Internet and virtual reality technology，and motivate students’ learning interest.

Key words：  great wisdom clouds;smart classroom in primary and secondary schools;tendency;paths

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