教育创新与智慧课堂的融合研究

文/李晓思

2019 年，美国学校网络联合会(CoSN)发布了《K12 教育创新驱动力报告：2019 年趋势篇》。该报告提出了2019年促进学校教学和创新的五大趋势：学生即创造者、数据驱动实践创新、个性化发展、设计思维和培养未来领导力。CoSN 组织了一个由100 多位著名的教育技术专家组成的国际咨询委员会，其中包括CoSN 新兴技术委员会的成员以及来自美国和国际主要教育组织和部门的领导。咨询委员会在其工作开始时列出了需要审议的潜在趋势，然后将其列入清单。专家们确定了23 种不同的创新趋势，其中，排在前五名的重大趋势分别为：学生是创造者、数据驱动的实践创新、个性化开发、设计思维和培养未来领导力。

近年来，智能教室的研究领域主要集中在核心意义研究、技术环境部署和信息平台的项目研发、教学方式变革、教学模式推广等层面。智慧课堂的概念，是通过信息化手段，创造智能学习环境，包括远程与现场环境，从而促进学生思维的全面性、高协调度的可持续发展[1]。课前、课中和课后的教学数据流是生产，数据驱动的教学设计，教学组织与管理，学术辅导等教学业务开始精确，细化和精益化[2]。智能教室配备了无线通信，个人数字设备，传感器和虚拟学习平台的高科技教室[3]。通过智能教室，教师可以随时查看学生任务的完成情况，并快速掌握现有知识储备和个别学生群体的难题。

一、课堂与智慧课堂概述

课堂的意义经历了三个渐进的阶段：第一层含义是课堂的初始意义只是函授的教室；第二层含义是学校的课堂教学活动；第三层的含义是将课程与教学活动二者综合为一体，统称为课堂。

智慧课堂是指教学环境、教学内容和活动、教学过程和策略的智能化，是从内到外全面深入的智能化。智慧课堂旨在培养高智能、高创新能力型的人才，依托大数据、智能学习和数据分析等先进技术，实现学习趋势分析诊断、资源智能推送，开展“互联网+”领域的学习活动与支持服务，开展学习全过程记录和智能评估。

智慧课堂的演进发展，历经五个阶段：第一个阶段为传统课堂“黑板+粉笔”的时代；第二阶段为过渡期的“电化课堂”；第三阶段“交互式课堂”，实现了PPT 加电子白板的交互式场景；第四阶段为“自动化课堂”，引入物联网自动化设备；再到今天所处第五个阶段的“互联网+大数据”的时代，实现真正意义上的“智慧课堂”，这是智慧课堂的一系列演进过程。

可以看出，在新的时代，智能教室导向，以人才的需求，在新时代，可以培养高创新型人才。它利用信息系统的开发重建传统课堂教学过程，并在新时代实现了个性化和智能化教学，重塑现阶段的教学模式，从而实现课堂教学的新革命。

二、教育创新与智慧课堂的融合

在传统课堂下，教师的教研教学过程基本都是基于自身经验的，采用传统方式教学的老师，一个备课本甚至可以用上好几年，所以传统课堂完全是基于经验的预设式教学。在现阶段移动互联网的模式下，师生之间可以实现随时随地的沟通，加以结合大数据技术的分析及应用，使得基于数据的精准教学成为可能，实现真正意义上的个性化教学。

（一）以学生为中心，学生即创造者

新时期教学的主体是以学生为中心，教学任务为辅，核心目标是要围绕学生的能力建设开展教学。目前互联网教育中需要改革的是，通过互联网传递学生需要问题的精准内容才是关键问题。针对学生需要什么样的内容，采用相对应的教学方法才是关键。

“互联网+”时代到来之后，智慧课堂应当是以学生为中心，把学习的主动权还给学生。在智慧课堂的改进方式上，不要让软件程序去代替学生思考，而是引导学生不断动脑，保持求知欲和探索欲，这才是将来的发展方向。而答案也不仅限于标准答案，可以是学生本人理解的答案、别人的答案、不断迭代更新的更多答案等。

现在的学生并不喜欢刷题，不喜欢成为只是流水线式背诵的机器。所以，未来的智慧课堂是基于大数据化，基于AI 智能分析，目的是把学生创造型的能力激发出来，加以引导。教学工作者应利用智能批改程序识别出学生提出的问题，提出创新点，并不断引导学生持续、迭代地创新。

未来的智能批改应该是围绕一师一生来研发完成的，老师通过对学生出题，学生有多少比率和标准答案不一样，多少比率为错，多少为对，评分机制便能非常客观地进行细分评价，老师也可以更加客观地鼓励和引导学生更多地去创新。

（二）数据驱动实践创新与个性化发展

智慧课堂旨在培养高能力、高创新型人才。依托大数据算法和智能分析，开展智能问题分析和资源精确推送，通过云服务对学习过程、方式等支持，开展创新型课堂学习全生命周期管理和智能评价等。智慧课堂目前处于高速转型期，对人才的需要较为迫切，通过信息化手段重造教学过程，通过智能分析和云计算保障教学质量，促进课堂教学的全新变革。

智能学习环境可以通过各类智能设备搭建组合，部署成多类智慧课堂，智能教室是智能学习环境的集中体现。在“大数据+云计算”时代，通过智能穿戴设备、物联网、人工智能技术实现对环境的感知识别，快速识别新需求，完善项目；利用大数据、学习分析和情感计算等新型技术手段实现智能学习分析，为老师提供管理驾驶舱，为智慧课堂活动提供精准的数据支持；通过智能分析+大数据来实现资源的智能分析与推送，打造个性化的学习支持，实现查漏补缺，精准提供自适应学习。通过对学习流程管理的数据挖掘，跟踪学习全过程，预测每位学生的学习方向，并直接通过学习仪表盘展示学生的真实学习情况，实现学习的智能导向和综合评价。

（三）设计思维培养与教学领导力培养

在顶层设计方面，以培养智能人才为目标的课堂教学，需要依托敏捷开放的信息化架构与丰富的物联网接口。智慧课堂可以充分利用前沿的软件框架搭建大数据的云平台，再结合优质的教学创新理念，重新定义教师和学生在新阶段、新过程中担当的角色，重新设计教学过程和再造教学课程结构，实现物联网、大数据、云平台与课堂教学的重新融合与创新再造。通过对教学过程的深度个性化设计，实现以学生为主体的定位思路，为学生制定更高层次的目标，创造自我认可与自信，查漏补缺、缩小学科之间的差距和障碍，最终实现促进学生的全面发展。

沟通与互动，评估和反思。智能教室环境为学生有效地支持学生的学习交流，沟通和协作交互的网上交流空间。在研究和评估方面，学生受到的电子组合的方式来处理评估和学习空间的互动评价是用来显示多重情报评估的结果，以促进有效的反思和学生的总结，提供足够的调整依据。

场景式布局，沟通和分析。智能教室环境应该涵盖海量的可视化资源，如视频、习题、文献等，并能迅速、直观地部署互动学习的内容场景。与此同时，智能学习环境可以捕捉并记录学生在实时交互的过程中产生的信息，通过大数据的智能分析手段，帮助学生规划最佳的学习方法与路径。

此外，智能教室环境应包括可视化技术的数据收集，在视觉上展示出各维度的教学成果、知识成果和教学活动的整个生命周期过程中产生的附加价值，并将其数据化，进行高效率的BI 演示，为教师教学决策提供强有力的数据支持，有助于实现教学目标，并创造更多的教学价值。

智慧课堂的发展方向具体通过以下几点展开分析：

1.注重智慧课堂的顶层设计。充分运用信息系统方法论，纵观全局，在各研究领域的多重驱动下，要规划研究课堂变革的各项任务和要素，从而提炼出重难点和创新点，敏捷攻关，高效、快速地实现从传统线下课堂教学迈向智慧课堂的变革。

2.对智能环境的部署模式实现技术变革。智慧课堂智能分析环境的部署，需要依靠智能设备来搭建物联网环境，但不应拘泥现有的技术架构。应依托开放式的技术架构如JAVA 后台，配合Springboot 框架，采用敏捷开发的方式实施项目，再结合丰富的物联网设备解决教学问题，这是智慧课堂的基础，下一步通过搭建灵活的微服务和再造细分的教学过程，打造系统工程，创造智慧课堂的核心价值；提供丰富的开放式API 接口，对物联网设备提供更全面的集成支持，最终实现从深化集成式架构，跨越到发散式发展。

3.深化智能环境的全面应用。智能环境不仅要为学生提供广泛的学习支持，更要注重课堂教学的智能化改革。这就要求将智慧课堂的核心定位于人才培养，从课堂的实际问题出发，以学生为中心，坚持智慧课堂的素质教育的特点，坚持以教学为学习服务的原则，深化智能环境的应用，不断实践创新，最终实现新时期人才的培养。

4.制定智慧课堂的发展战略。推动智能课堂的发展，需要有宏观的眼界及业务能力，也要依托目前“大数据、云计算、微服务”方向的格局观，既需要充分理解智能课堂的业务特点，同时结合国家举办推广的各种教学项目和活动，如依托精品课程评比、智慧教学设计等背景，促进智能课堂产业的规范化，打造可持续发展的智慧课堂推广战略。

5.树立典型的智慧课堂标杆工程。积极培养可推广和标准化应用智能教室的典型案例，利用智能课堂的教学平台改变传统教学方法，提高教学水平，保证教学质量，实现优质的教育资源共享机制，全方位、多维度实现学生的创新能力。通过典型的标杆教学案例建设，形成良好的模式与可复制的机制，依托“标杆建设，模板推广”的方式，全面推进多校多地区的推广和实现，实现“智慧课堂”教学的战略性覆盖和全方位变革。

三、结语

随着智慧课堂的发展，对教育创新产生了极大的推动作用。教育创新也进一步促进智慧课堂的完善和更迭。信息化工程项目依托教学方法，新型技术手段推动着教学方法的前进与革新。实现智慧课堂和教育创新的有机融合，有助于推动智慧课堂发展，促进教育创新。