智能教室环境中的课堂教学行为研究

李宣 黄威荣 余飞翼

摘要：随着信息技术的变革与进步，越来越多的智能设备运用到教育教学中，课堂教学环境从常规教室、多媒体教室逐渐向智能教室转变。智能教室环境突破了物理空间及社会关系的制约，只需将移动终端连上网络，便能在云端快速获取所需教学资源，促使教学过程更加流畅、灵活、高效，课堂行为分析更加精准、全面、真实。情境学习、多屏互动、小组探讨等教学手段打破了以往“师讲生听、师问生答、师写生记”的单调式学习屏障，显著提高了学生学习的积极性和主动性。本研究聚焦教学行为，分析了常规课堂、多媒体课堂和智能课堂三种教学形态、不同形态中的行为转变及智能教室环境中课堂教学行为的影响因素。展望未来，教学行为分析要发挥技术赋能教育的优势，助推学生完成主动建构与持续反思；加强创新型教师队伍建设；构建完善的软硬件教学资源是提升课堂教学行为的现实路径。

关键词：智能教室环境；教学形态；教学行为；影响因素

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）06-0106-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

教育信息化战略的快速推进，对教育行业产生了深远的影响，它在重塑教育理念与教育形式的同时，也在重构着当下课堂教学环境[1]。智能教室作为课堂教学环境的新形态，已成为当前教育领域关注的焦点问题之一[2]。有学者认为智能教室是一种“能优化教学内容呈现、便利学习资源获取、促进课堂交互开展，具有情境感知和课堂管理功能的新型教室”[3]，也有学者认为智能教室是以自然的人机交互为特征，并依托智能空间技术实现教学的一种增强型教室[4]，还有学者认为智能教室就是智慧教室，它的核心是深度互动[5]。本研究将智能教室界定为“运用各种新兴技术来整合物理环境和虚拟环境，为广大师生提供个性化服务、易于课堂管理、实现多元化交互教学的一种新型教室”。

教学行为是课堂运行的关键，它不仅包括教师的教学行为和学生的学习行为，还包括教师与学生、资源与环境及其他教学因素之间的多维互动。在常规课堂和多媒体课堂中，教学行为分析多以教师固有教学经验为主，缺乏行为数据的支撑，导致分析效率低、分析不准确等问题。智能课堂中拥有支持教学的先进设备和智能技术，能够连续记录教师的教学行为、学生的学习行为和学习结果等多模态数据，使得课堂教学行为分析更加精准、全面、真实[6]。因此，厘清智能教室环境中课堂教学行为的转变，分析智能教室环境中课堂教学行为的影响因素，提出智能教室环境中课堂教学行为的策略是当下亟待解决的问题。

2 中小学课堂教学的三种形态与行为转变

2.1 课堂教学中的三种形态

课堂是教师向学生传授知识的主要场所，是教与学发生的重要环境，在教学过程中会产生各种各样的行为。随着社会生产力的发展和科技进步，中小学课堂教学中的教室设备、信息呈现、资源获取、认知投入以及师生互动行为等方式等都发生了显著变化，先后呈现出常规课堂、多媒体课堂和智能课堂等三种不同的教学形态。

2.1.1 常规课堂

常规课堂中的教学主要采用“师讲生听、师问生答、师写生记”的方式，一个教师平均面对几十名不同个性的学生，按照统一内容、统一进度、统一标准实施教学，把学生培养成掌握知识的工具和为社会服务的载体，知识传授效率高，却无法给予每个学生同等关注，部分学生在听课途中提出的问题很难立即化解。

2.1.2 多媒体课堂

在多媒体教室中，多媒体设备改变了信息的呈现方式，教师运用课件将教材中的知识用文字、图片、动画、音频和视频等媒体形式进行多样化呈现，使本来枯燥无味的知识生动形象起来，学生上课时更能专心听讲，也可运用板书、教材等常规媒体进行教学，内容通过大屏幕展示出来，教师不再需要花很多时间与精力去书写板书，留出更多时间让学生进行协作、讨论学习，教师也有更多的时间帮同学们答疑解惑，但对教学过程中的教学方式、教学管理与评价过程的改变有限[7]。

2.1.3 智能課堂

在智能教室产生以前，教学行为在课堂之外难以发生。智能教室产生以后，教师通过智能感知设备、交互式一体机、智能平板电脑、抢答器、反馈器、3D可视化设备及各种辅助教学工具，打破时空壁垒，实现优质教育资源的隔空传递，多角度向学生呈现学习资源，学生随时利用移动终端进行跨时空的学习与交流，打破了以往只能在课内教学的屏障，教学过程见图1所示。

课前，教师布置与课堂相关的教学任务、推送学案资源，学生根据导学案，初步完成知识学习和任务感知。课中是学生知识内化吸收、问题解答的过程。首先，教师组织学生对课前任务进行探讨，协同合作，互相答疑解惑，并对学生的整体情况进行分析交流。其次，师生一起解决疑惑完成知识重构。通过对学生随机分组、情境导入、协作探究、展示交流和综合评价等教学方式，实现屏幕共享、疑点标记和学生抢答等丰富的教学情境，提高学生课堂参与度和投入度。最后，学生进行随堂作业或作品检测，教师对学生交流和展示的成果进行点评和指导，将学生的易错点进行总结和讲解，提升学生的知识内化质量。课后，智能感知设备和智能命题App能根据学生掌握知识的情况有针对性地推送习题，同时还配备双师答疑的便捷渠道，学生在课后自主完成习题检测和知识创生，最终实现知识迁移和学习拓展。

2.2 三种形态中的教学行为转变

常规课堂、多媒体课堂、智能课堂是不同历史时期技术发展孕育出的特有课堂形态，以“教学方式”“人文情感”“媒体资源”三个方面为抓手，分析三种课堂形态下教学行为的变迁，为不断优化智能课堂教育教学夯实基础，助推智能课堂教学质量的提升。

2.2.1教学方式

常规课堂中，教师同时对多名不同个性的学生单向传输知识，“教师讲、学生听”形成的是一种“师主生客”的关系，教学方式比较单一，多数学生缺少参与感，难以激发师生之间、同伴之间及学生与内容之间的深度互动，容易造成教师“一言堂”的课堂氛围，学生的学习动机和学习兴趣处于较低水平。

多媒体课堂中，师生关系逐步由“师主生客”向“师生双主”转变，教师把课本上的知识以多媒体信息为表现形态，再投影到大屏幕上，学生结合听、学、看、想和议等学习手段，同时借助课件中形象直观的图片来帮助记忆、思考、理解和掌握知识，学生的学习动机和学习兴趣有所提高。

智能课堂中，师生与各种设备之间可以开展多种类型的教学交互活动，主要呈现为“生主师客”的师生关系，智能教室借助智能终端、大数据分析等技术，全面分析每个学生的学习状态，自动诊断他们的薄弱点，有针对性地推送资源，改善了常规课堂中千人一面、一刀切的不足，学生的活动频率和教学效果均显著提升。

2.2.2人文情感

课堂中的班风、学风和课堂氛围等人文情感因素对教学行为有一定的影响。在常规课堂中，教师与学生进行面对面的交流教学，教师通过开展有意或无意的情感交流，获得学生的反馈信息，依据反馈，了解学生的动态心理和学习状况，适时调整教学进度。

在多媒体课堂中存在教师讲解与操作、计算机演示、学生“洗耳恭听”的新“填鸭式”教学，师生互动情感缺失。

智能课堂中，教师不再有绝对的权威，学生也可以对老师发出质疑，但由于多维技术的使用，课堂上师生情感互动较少，技术使用目标不明确，情感交流范围窄化的现象时有发生[8]。

2.2.3 媒体资源

常规课堂主要有书本、黑板、粉笔、模型、实验器材等一些简单的媒体资源，资源比较短缺，在日常的教育教学中很难实现理论联系实践，将复杂、抽象的知识形象化、模型化和视频化，对于知识的传递十分有限。

多媒体课堂引入了多媒体技术和投影仪等，板书教学逐渐被多媒体课件、视听资源替代，使一些抽象复杂的知识更生动化、具体化，但制作课件是一项十分复杂的任务，稍有不慎，课件的内容便与教学实际脱节，存在信息量太大或者重难点不够突出等问题。

智能课堂中学习内容不再局限于教材和教师预设的范围，师生可以随时随地进入优质资源库进行个性化学习。学生主要利用数字移动终端进行探究、创作、展示和评价；教师借助云端平台“智能化”诊断学生练习、任务完成和教学情况，“满堂灌”讲授现象减少、引导解惑增多，还能及时得到教学反馈，适时调节课堂节奏，但发现中小学智能教育资源建设仍待完善，资源数量不足，学生无法在有限时间内获得所需优质资源。

3 影响智能教室环境中课堂教学行为的因素

学生在课堂上的自我效能感、师生及同伴之间的亲密度、认知负荷等均会对学习倾向和学习产生影响；教师教学观念、教学能力和信息技术应用能力等会对教师教学质量产生影响；在教学中用到的教学资源、平台和软硬件设施等也会影响到课堂教学的节奏。这些因素大致可归为学生因素、教师因素和教学环境等三类，如图2所示。

3.1學生因素

在智能教室环境中，学生的学习活动基本通过智能设备及智能教学工具、软件或平台完成，对学生的信息技术学习能力要求较高。在学习过程中，学生的信息技术水平越高，技术接受度就越强，产生的正面情绪就越大，教学质量也就越好；反之，当学生信息技术水平越低，负面情绪越大时，教学效果就会越差。此外，不同学生受知识储备、性别、学习动机、家庭环境、同伴互助、自我效能感与亲密度等多方面的影响，在参与课堂教学过程中的互动行为及频率会有显著差异。

3.2教师因素

课堂教学行为的发生受教学观念、学科差异、教师个性、专业水平、教学技能和教学评价等因素的影响，在智能教室环境中，技术的引入使得教师的引导增多，课堂真正成为学生展示的舞台。但部分教师还未完全接受和熟悉新技术的应用，只把智能设备当成展示知识的工具，教学形式没有彻底打破常规教学和多媒体教学的根本样态；另外，受“应试教育”影响，多数学生仍处于被动学习的状态，当学生认为课堂与自己无关时容易产生非互动行为，比如教师与单一学生发生课堂互动时，一些学生被智能设备或同伴吸引，一部分学生做与课堂无关的事，学生处于零互动或负互动状态。

3.3教学环境

教学资源的类型、设备的性能、网络的流畅度、材料呈现的清晰度、座位的编排等教学环境会对学生的身心发展、课堂教学效果和教学质量产生不同程度的影响。在智能教室环境中，主要依托智能教室和智慧学习空间，集黑板与互动智能屏幕于一体，教学资源从常规的课本资源、校本资源向线上线下结合教学资源过渡，海量教学资源储存于云端，教师和学生可即时访问和下载，打破常规教学及多媒体教学中的“资源瓶颈”问题的同时，还能有效达到师生之间课内课外高效交互的目的，但很大程度受网络、软硬件、平台会员等环境的限制，课堂教学的质量很难达到理想的状态。

4 提升智能教室环境中课堂教学行为的策略

4.1学生：完成主动建构与持续反思

智能教室打破了学生学习时空的限制，强调并赋予学生更大的主动性，学生的情感投入更多，行为更加丰富、深入和高效[9]。多数教师对这一理念持赞许态度，但在实际的智能教室环境中，课堂依旧存在教师主控的现象。学生是课堂的主体，但并不意味着将教师完全置之度外，在课前，老师需要为学生引领学习方向，让学生知道“要学什么、做什么”，培养学生信息技术的使用技能，将学习的“决定权”交给学生；在课中教学时，在各个环节中发挥教师的主导作用和学生的主体地位，构建一种师生互动、学生互动、人机互动的教学过程，促成让学生主动学习、自由学习的目的，营造良好的学习环境，通过课堂“教师点名提问、学生抢答、随机选人完成课堂活动”等多种途径，让同学们独立交流看法，激发学生的课堂积极性，避免负面情绪的产生；在课后，学生也需要参与到“线上课堂”，合理使用课堂派、蓝墨云班课、学习通、钉钉等混合式教学平台进行讨论与交流、测评与反馈，增强师生课外的学习与交流，减少学习过程中的疑惑，促进学生终身学习+个性化发展，促进更高效学习，全面提高教学效率和质量。

4.2教师：加强创新型教师队伍建设

智能教室环境为师生提供了多种智能体验，为了教学与新型环境接轨，学校需要定期开展教研培训，除了邀请专家、专业技术人员或有经验的教师为有需求的教师提供咨询、辅导和技术支持等服务外，还可以通过组织教师观摩优秀课例，吸取优秀的教学经验来提高各学科教师的教学设计、备课、授课、课件制作、信息技术手段使用等技能，將学生的兴趣、爱好与教学内容有机结合，再经过不断地练课、磨课和打磨，为学生创设一个积极学习的教学情境。针对教学中情感互动较少的问题，教师可通过有意或无意的情感交流，塑造有温度的整体性教学，帮助学生建立起自信心，在提升学生自我效能感的同时促进教师专业发展。

4.3资源：构建完善的软硬件教学资源

在智能教室环境中开展教学，考虑的因素除了基

本教学需求外，还需要综合考虑多种软硬件设备、教学资源，以促进教师和学生高效交互，产生更优质的教学行为。各学校、各老师为学生提供多种类、多学段、多学科简便易行的优质教学资源采集渠道，整改或补充学校软硬件配套设施，优化师生教学环境。特殊情况下，国家、社会与学校可对教学设备和网络条件有限的学校提供一定援助，夯实教育教学设备和网络等基础设施，满足在智能教室环境中教学所需的基本条件。加强网络平台搭建、终端服务保障、教学资源整合及教学管理制度建设，精心甄别或开发适用于学校的“云平台”，并对平台运行状态进行实时监控，及时协调解决各类技术难点问题。

5小结

信息技术在教学中的应用有效推动了课堂环境的变革，教学形态经历了从“常规课堂”到“多媒体课堂”再到“智能课堂”的转变，在转变的过程中，技术的作用越来越不可替代。智能教室环境中课堂教学行为比常规课堂及多媒体课堂更加复杂，通过“帮助学生完成主动建构与持续反思”“加强创新型教师队伍建设”“构建完善的软硬件教学资源”确保智能教室环境中课堂教学高效开展，提升学生的学习效率，推动教育教学高质量发展。

参考文献：

[1] 黄俭.以互联网思维引领我国的“互联网+”教育战略[J].中国电化教育，2017（1）：99-104.

[2] 李红美，王镇国，韦俊楠.面向移动终端课堂互动信息的可视化分析——以高中数学为例[J].现代教育技术，2017，27（2）：113-119.

[3] 黄荣怀，胡永斌，杨俊锋，等.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究，2012，18（2）：22-27.

[4] 程敏.智慧教室的设计与构建[J].实验室研究与探索，2015，34（6）：248-252.

[5] 石映辉，彭常玲，张婧曼，等.智慧教室环境下的高校师生互动行为分析[J].现代教育技术，2019，29（1）：45-51.

[6] 赵丽，贺玮，王洋.人工智能支持的课堂教学行为分析：困境与路径[J].电化教育研究，2022，43（1）：86-92.

[7] 黄威荣，蹇孝玉，吴贤琼，等.智能教室环境中课堂教学变革的目标与路径[J].教学与管理，2020（3）：5-7.

[8] 刘文茜.1：1数字化环境下课堂教学互动行为的分析研究[J].报刊荟萃，2018（8）：169.

[9] 张屹，祝园，白清玉，等.智慧教室环境下小学数学课堂教学互动行为特征研究[J].中国电化教育，2016（6）：43-48，64.

【通联编辑：王力】