构建智慧课堂创新型教学模式的探索

丁桦，唐正友，蔡明晖

（东北大学 a.材料科学与工程学院；b.辽宁省轻量化用关键金属结构材料重点实验室，辽宁 沈阳 110819）

智慧是生命所具有的基于生理和心理器官的一种高级创造思维能力，包含对自然与人文的感知、记忆、理解、分析、判断和升华等所有能力。智慧是知识、能力和美德的综合体。

智慧课堂作为一种创新型教学模式，它改变传统的单向教学，实现教师与学生的互动，信息技术和教学的深度融合，对学生的知识、能力、素养的培养和价值塑造可起到重要的作用。本文结合专业课程的授课实践，对智慧课堂的构建、智慧教学的实施和一流课程的建设进行探讨。

一、采用多种教学方法

在传统教育中，教师是主体，是中心；学生的学习往往局限于课堂和教材，是知识的被动接受者。实际上，教学是为了促进学习，学生的学习应是一个自我建构的组织过程，即学生在学习共同体教师和同学的帮助下建构自我知识的过程。“以学生为中心”的理念强调在教育教学过程中学生始终是教育的主体，一切教育活动必须紧紧围绕学生进行，让学生更好地融入课堂的氛围，使其有所进步和发展。所以应采用多样化的教学方法，如情境法、合作法和讨论法等。

情境法运用或渗透情感并利用多种教学手段，通过对图片、录像和课件的展示，以及学生表演等方法，渲染出形象、生动的教学环境和氛围，唤起学生的注意力，激发学生的情感，使学生身临其境，感知和探究课程内容。创设教学情境，不仅有利于学生掌握知识和技能，还可以使学生“以境生情”，更好地体验教学内容中的情感，使知识变得生动形象、富有情趣。情景式教学还可以延伸到课外，如为使教学过程更加活跃，将学生分组进行知识点竞赛，模拟晶体中的晶格缺陷、强化机制和变形行为，激发了学生的参与积极性。这种“行为艺术”不仅使学生加深了对课程内容的理解，也使寓教于乐进入专业课课堂。

合作法是建立在以小组为单位、在教师组织下的学生间合作的教学模式。在这种模式中，教师将学生分为若干个小组，基于课程内容给予不同的讨论题目。通过生生讨论、师生讨论明晰课堂教学尚未揭示的问题，给予学生探索的空间，彼此通过协作的活动，共同完成学习任务。分组合作型学习可培养学生的综合运用能力，强调构建学习共同体，使课堂学习不再是简单的学习知识的过程，而是师生共同成长的过程。合作学习重视学生个体与学生群体的相互作用，对培养学生的沟通能力、团队合作能力和自主学习能力都大有裨益。同时，学生也能从合作学习中体验快乐，体验成长。

讨论法是在课前提出问题，请学生查阅文献，了解科学家建立理论时的背景，试图使学生从科学家的角度去思考相关概念。学生可以在探讨问题后提交答案，然后由教师给出标准答案，围绕答案来阐述进一步的理论，并回答学生提出的问题；也可以为学生布置问题，让学生在小组里讨论；针对某些难点，还可以举办小型讲座。这种讨论可使学生思考概念，寻找概念和概念之间的联系，而不是只停留在问题的表面。这样的做法不仅增加了学生的参与程度，还可以使学生获得关于他们对概念理解的实时反馈，身边的同学和教师都在不断地帮助他们正确地理解概念。实施这样的教学过程，可以培养学生的科学探索精神。

图画是一种投射技术，是对人们潜意识层面信息的反映。思维导图是用图表来表示大脑思考和产生想法的过程，是将大脑内部运作的过程进行外部反馈。思维导图用图文并重的方式，把各级主题的关系用相互隶属的层级图表现出来，把主题关键词与图像、颜色等建立起记忆链接，是一种将思维形象化的方法，有利于人脑扩散思维的展开。在教学过程中应用思维导图，可以增强学生的思维能力。如学生反映对材料的强化机制理解不透彻，教师请学生用思维导图画出主要强化机制与晶格缺陷之间的关系，使学生深入理解点缺陷与线缺陷、线缺陷与线缺陷、线缺陷与面缺陷之间的交互作用及对材料强化的影响，取得了良好的效果。还可以给学生布置一些有争议的问题，用“头脑风暴”引发多维度的思考，激发学生的创新型思维，提高学生的思辨能力。

课堂教学改革应把培养学生的创新精神和创造性思维能力作为主要的教学目标。在新的教学模式下，学生成为学习的主体，教学组织与实施应突出学生的中心地位。要使学生真正参与到教学过程中，主动开展学习活动，教师的角色是帮助、引导学生更好地进行学习。

二、精心设计教学过程

对一流课程的要求是课程的“两性一度”，即高阶性、创新性和挑战度。要求知识传授、能力培养、素质提升有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维；课程内容有前沿性和时代性，教学形式体现先进性和互动性；课程要有一定的难度，把学生推出“舒适区”，需要学生“跳一跳”才能够得着。

教师是课程学习过程的组织者和协调者，应改变传统的以“教”为中心的教学方法，真正做到以“学”为中心。在课堂上，不应只是学生被动地接受教师传递的知识信息，而是应通过师生互动，生生互动，使学生主动地和有选择地建构属于自己的知识体系。教师应不断增加积累，为学生提供优质的课程资源。在课堂教学中激发学生的思维活动，使其真正成为课堂教学过程的参与者。构建智慧课堂需要对教学过程进行精心的设计。前期分析阶段包括学习需求分析、学习者分析、学习内容分析和环境分析；决策阶段包括学习目标阐明、测试或作业的编制、教学策略制定和教学材料编制；评价阶段包括形成性评价和终结性评价。

教学是预设与生成的统一。教师在课前做课堂教学的规划、设计、假设和安排，教师与学生、学生与学生的互动均可形成“生成”的时机。在课前，教师应有“空白”意识，给教学活动留下拓展、发挥的时空；在课堂上，师生的教学活动可超越原有的思路和教学设计方案，其结果是学生获得了非预期的发展。教学设计为教学情境而展开，根据学生课堂上的反应推进和修改教学设计。充分考虑教学活动的不确定性，需要对各种可能性都做好准备，更加需要教师具有创新意识。以《材料的超塑性》章节讲授为例，该节课的知识目标是为了使学生了解超塑性基本概念、力学方程、组织演变规律及变形机理；能力目标是培养学生的思辨能力；情感目标是使学生认识超塑成形在国民经济和国防中的作用；在价值取向方面，培养学生的探索精神。课程设计力图以“全息”方式呈现，即学科内容全景（高温塑性变形机制、材料的塑性）+学生发展全景（对航空航天材料及成形的理解），努力为学生创造开放性思考的环境，培养学生的批判性思维能力。在课堂上，还可根据学生互动的情况进行课堂的再设计，从多个角度揭示材料超塑性的特征。

课程评价是教学的重要组成部分，是促进学生主动学习的有效手段。一流课程的建设需要有合理的评价手段，应能正确评价学生的学习成果。对应于终结性评价的期末考试，形成性评价同等重要。形成性评价是在教学过程中对学生的知识掌握和能力发展进行及时的测评与反馈。对应于不同的教学活动，应有不同的评价方式。可采用测验、小组讨论与汇报、大作业、课题报告等多种形式，使学生有机会展示自己的学习收获，增强学生经过刻苦学习收获能力和素质提高的成就感。如布置学生查阅相关文献，针对一种高性能材料撰写关于组织性能调控的综述。这种教学活动不仅锻炼了学生的文献检索能力，也增强了学生的自学能力，使他们对课堂所学内容有了进一步的深化和拓展。

三、有效利用现代化教学手段

随着新一代信息技术的迅速发展及广泛应用，学校的教学环境和课堂教学模式也在不断发生变化。教师要主动适应信息化、人工智能等新技术变革，积极有效地开展教育教学。与传统课堂相比较，采用现代技术的智慧课堂具有多样化的教学资源、立体化的交流互动和数据化的评价决策等三个特征。雨课堂是一种智慧型教学工具。基于雨课堂的智慧教育教学模式可利用交互、推送和全情景式、全过程数据收集与分析功能，适时进行课程教学调节。利用雨课堂的智慧教学功能，将投稿、弹幕和选择题实时应用，可及时了解学生的学习状况，进行教学规律分析和教学质量诊断，评估教学效果。通过做选择题和讨论，可以比较容易地发现学习存在困难的学生。教师对这些学生的学习情况应该给予关注，通过课堂提问、课下交谈等方式，帮助他们找出学习上存在的问题，使他们建立学习的信心，鼓励他们取得更好的学习成果。对于在智慧教学过程中发现的学习基础好、学习能力强的学生，则鼓励他们拓展学习内容，为他们提供更多的学习资料，如英语原文辅助材料，进一步提高他们各方面的能力，开发潜能。在课程即将结束时采用雨课堂进行复习，可以全面了解学生对知识的掌握程度，找到学生学习的短板，并进行有效的帮扶，促进全体学生达到预设的课程目标。

智慧教室是一种典型的智慧学习环境。作为一种新型的教育形式和现代化教学手段，给课堂教育教学改革带来了新的机遇。智慧教室能够提高课堂教学的互动性，并能充分利用信息化教学手段，提升教学智慧化水平。智慧教室突破传统教室的空间设计，强调教学空间的可重构性和可延展性。通过灵活调整教学空间的环境布置，实现不同的教学模式和学习模式，能使学生更快地进入学习环境。智慧教室支持课堂上情景式、合作式和讨论式等多种教学模式的实施，可加强教与学的互动，为培养学生分析问题、解决问题的能力提供了良好的条件。同时，可以及时掌握学生的学习情况，随堂解决学生的困惑。

四、教师与学生共同成长

受教育者是独立而自主的个体，应重视个体的学习过程和创造才能，促进学生的个性发展。班级中学生的认知水平、学习能力及自身素质是因人而异的。作为一名教师，必须关注所有的学生，做到了解个体差异，因材施教，使每个学生都有获得感。

为更好地与学生在学习过程进行沟通，可建立学习微信群或QQ群，根据课程内容适时推送相关文献资料，为学生提供课程资源。课前在群里简要介绍课程内容，并提出问题，为学生的预习提供路径；课后为学生提供相关的专业知识扩展资料，加深学生对知识的理解和深化。如在讲授材料的应变硬化之后，推送研究双相钢应变硬化行为的原文文献，为学生进一步理解相关内容提供参考；讲授材料断裂的内容后，推送泰坦尼克号沉船的冶金因素分析，为学生深度理解课程内容提供支持；在讲述钢材的形变热处理内容后，推送中国大轧机等介绍视频，使学生了解生产实际应用，拓宽学生的视野。在课程中适时推送与课程相关的国民经济发展方面的视频资料，可使学生获得“鲜活”的知识，也可进一步提升他们的社会责任感。

学生上讲台是一种很好的教学方式。适时组织学生上讲台可以显著提升学生学习的主动性，激发学生的求知欲望，形成自主学习的风气。参加讲课的学生会进行十分认真的准备，有的还自己制作教具。教师作为活动的参与者，可以提出问题，也可以点评，学生也可以提问或被提问。学生上讲台活动打破了教学双边活动师生长期以来形成的固有思维，在学生的积极参与和教师的有利引导下，往往可以取得很好的教学效果。

教学反思是教师对教育教学实践的再认识、再思考，可不断提高教学水平。机智的教学体现了教师在教学中的实践智慧，而行动后的反思能进一步发展智慧。课后做教学笔记，进行课后备课，整理课堂上的闪光点及不足，有利于发扬光大优点，及时纠正问题。授课期间可用学情分析表的方式了解学生的学习动态和建议，及时对教学进程或方式方法进行调整。期末对整个教学过程进行总结，除了进行试卷分析和课程目标达成度评价之外，还可设计调查问卷，请学生作答，如课程作业难度是否适中、课程案例分析是否有助于学习、课堂讨论是否有助于对知识的理解、课堂上采用雨课堂是否有效等问题。通过多种形式获取教学过程的持续反馈，实现持续改进。

结语

更新教育教学理念，实现以学生为中心的教与学，建设适应新时代要求的高校一流本科课程，实现知识传递、能力培养、素养提升和价值引导，是高校人才培养的需要。精心进行教学设计，采用丰富的教学方法，使学生真正参与到教学过程中，才能使学生具有获得感；采用现代化教学技术，利用好智慧教学手段和工具，可为学生提供更好的教学资源，开发学生的潜能；教师在教学过程中不断反思，提升教学智慧和自身教学能力，才能满足新时期高校教育对教师的要求。