基于智慧教室的教学模式设计研究

    刘冠群++钟绍辉

    摘 要：文章通过对智慧教室的研究，提出了基于“问题导向和交互式”的新型的教学模式。该教学模式通过课前问题情景引领，课中问题的讨论和师生之间、师生和智慧教室系统之间的交互来解决问题，课后通过智慧教室来进行知识的交互。该研究旨在通过这种模式，将智慧教室变成一个充满智慧的生动的课堂。

    关键词：智慧教室；问题引领；交互教学

    随着信息化技术的不断发展，云技术、物联网、大数据技术不断的应用到教育的领域。智慧教室和智慧课堂成为了行的课堂模式。智慧教室是一种新型的教育形式和现代化教学手段，基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智慧教室系统，是推进未来学校建设的有效组成部分。智慧教室的出现对教学的手段和教学模式提出了新的要求。本文通过对智慧教室的研究，提出了基于“问题导向和交互式”的新型的教学模式。该教学模式通过课前问题情景引领，课中问题的讨论和师生之间、师生和智慧教室系统之间的交互来解决问题，课后通过智慧教室来进行知识的交互。通过这种模式将智慧教室变成一个充满智慧的、生动的课堂。

    1 智慧教室的内涵

    智慧教室充分将网络技术、软件技术，人工智能技术和人工智能模式等信息化技术应用到学生的教室里，能够更好地呈现教学内容，方便学生对学习知识的获取，促进交互式教学和交互式学习。

    1.1 智慧教室的构成

    和传统教室的不同，智慧教室是高度智能化的信息系统，通过信息化技将各种要素有机的组织在一起，形成一个教学一体化的感知环境体系。这个教学一体化的环境主要由3个部分组成：参与教育活动的全体、教育活动的空间和实现教育活动所需要的条件。

    1.2 参与教育活动主体

    智慧课堂里，参与教育活动的主要包括教师、学生和教室的管理者。教师和学生是智慧教室的主体。教师主要从事教育活动的个体，承担教学工作。学生主要是在智慧教室中进行学习的个体。教室管理者是对智慧教室进行监控、维护、管理的服务人员。

    1.3 教育活动实现的空间

    这里主要是指实现教学活动所需要的环境，主要包括了考勤系统、智能监控系统、考勤系统等环境条件。智慧教室不仅仅是环境的智能，还包括了智能化的服务系统，主要包含大数据分析系统、丰富的线上教学资源系统、信息推送平台等为学会僧提供个性化、创造性学习环境的优质的服务体系。

    2 智慧教室的主要特征

    智慧教室的主要特征有交互性、自动线、共享性[1]。

    2.1 交互性

    智慧教室是智能化的教学一体的系统，应该具备交互的功能。在智慧课堂里，学生能够和学生进行交互，学生和老师能进行交互，学生和平台能进行交互，终端和平台之间能进行交互。

    2.2 自动性

    智慧教室具有对学生学习过程、老师教学过程的自动记录、视频录制的功能，能实现对教学资源的自动检索和自动识别的功能。

    2.3 共享性

    智慧教室能够实现资源的共享，有利于师生之间、老师之间相互学习，具有教学资源的开发性，教学过程的重构行，可以满足学生自主学习的需要。

    3 问题导向和交互式教学内涵

    3.1 问题导向的内涵和特点

    问题导向是指在教师在课前或者课中根据课程的进程和教学目的抛出丰富的问题来引导学生思考，推动教学活动的开展，促进学生对知识点的掌握。问题引领的教学模式主要包含两个方面的内容：一是问题导向的讲授模块，另一个是问题导向的研究模块。通过智慧教室的教学情景设置实现问题导向的两个模块融合。

    3.2 交互式教学模式的内涵和特点

    交互式教学是20世纪70年代兴起于西方的一种广泛使用的教学方式。交互式教学是在老师的引导下，在一定的情景下进行相互交流的一种学习方法。交互式教学改变了“老师讲，学生学”的灌输的教学模式，强调学生和学生之间，老师和学生之间的一种互动式的交流。学生在课堂上不仅仅是一个受众，而是一个教学情景中的一个主体单元。交互式教学模式主要有以下特点[2]：

    3.2.1 交互式的教学模式是以学生为中心

    在交互式教学中，学生是课堂的中心和主角。课堂中所有的教學设计，教学环节都应该以是否能调动学生的积极性，是否能够激发学生的兴趣，是否能够激发学生解决问题的能力作为标准。

    3.2.2 交互式教学模式是在特定情景下的交互

    交互式教学注重的是在真实情景下的一种交互。在智慧教室的课堂中，教师在实际的教学环境中，通过提出具体情景下的任务，让学生在“问题情景下应用一定的知识来解决具体的问题”，让学生之间相互交流，实现老师和学生的交互。

    4 基于智慧教室环境的教学模式设计研究

    教学模式是指为实现一定的教育目的，在一定的教学理念和教学思想的指导下建立起来的比较稳定的教学活动的框架和教学过程[3]。教学模式的形成与教学的环境相辅相成，教学模式的选择应该依据教学的对象、教学的环境以及教学的手段来进行合理的设计。基于智慧教室环境的教学模式主要是利用智慧教室提供的硬件环境和软件环境设计出“问题导向+交互式”的教学模式，解决传统教学模式的学习弊端，达到最好的教学效果。

    4.1 问题引领，创设情景，云端存储，智慧推送

    老师在课前根据教学内容和教学目标，通过将大的知识点进行拆分，根据知识点提出问题，利用虚拟仿真、增强现实、全息技术、可穿戴设备等技术手段对问题进行情境创设，使学习者能够体验最真实的学习场景与身临其境的学习氛围。通过将问题在云平台存储，并智慧推送给学生，学生能及时收到相关问题的消息，并通过平台搜索相关的知识点，回答老师提出的问题。

    4.2 个性化学习

    学生通过云平台的推送的问题，根据提供的问题情景，利用智慧课堂提供的云平台查找相关的资料。学生可以采取自助式学习、探究式学习、创客式学习的方式。自助式学习主要是指学生可以通过自己的兴趣爱好，选择相关学习资源、工具和服务进行学习。探究式学习主要是指通过智慧课堂提供的学习场景，利用3D技术，全息投影技术将研究的内容形成一个立体的、可视化的场景，通过思维导图等工具引导学生进行个性化的探究学习，老师也可以通过思维的导图进行指导和交流。创客式学习是指一些有创造能力和创新能力的学生，利用智慧的环境进行个性化的创新性学习。学生通过对老师提出的问题进行加工和深入探究学习后，利用智慧课堂提供的仿真技术、3D技术以及所学的知识，创造出各种创意产品，从而提高自己的创新能力。

    4.3 課堂教学交互交流

    智慧课堂的教学环境为师生进行互动交流提供了场景。智慧课堂的自动响应系统（Automatic Response System，ARS）互动式的教学系统可以有效地发挥教师主体、学生主体的主观能动性。教师课堂中的互动的程度深刻的影响教学的效果。通过智慧课堂中提供的应答系统，有两种方式的互动模式：一对多的互动和一对一的互动。一对多的互动是指在应答系统的支撑下，老师和全班学生的互动，老师不仅可以和学生进行口头的互动，还可以利用系统进行有效的测验和练习反馈，老师可以在同一时间内顾及所有学生，从而能够消除课堂互动对象和互动内容的不平等的现象。一对一的互动是老师可以一对一和学生进行互动，还可以学生和学生之间进行互动。老师提出问题，学生通过抢答系统来和老师进行交流，学生可以通过讨论专区进行一对一的互动交流。通过这两种互动形式，可以有效地促进课堂师生互动的公平性。

    4.4 及时评价

    教师通过云计算、数据挖掘和情境感知获取学习者的学习信息。在课前、课中或者课后过程中对学习者进行及时的评价，确定学生的学习准备程度、学生的学习的效果，从而能够设计出满足学生不同层次的学生的教学方法，及时调整教学的进度和教学内容。

    4.5 课后互动，知识拓展

    每堂课程结束后，智慧课堂的智能感知的系统，大数据分析系统可以根据学生课堂学习的情况。每节课结束前，智能环境的感知系统能够根据本节课学习者的学习情况，智慧推送符合学习者个性特征的学习资源，帮助学习者进行课后学习，拓展探究。

    5 结语

    “问题引领 +交互式”智慧课堂的教学模式的实施，为师生的发展提供了一个更加广阔的平台，教师在课前提供通过问题的提出，学生课前思考，师生课堂交互，课后反思拓展。学生广泛参与课堂，知识水平和能力得到立体的提升，学生的潜能得到充分挖掘。

    [参考文献]

    [1]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（2）：22-27.

    [2]朱晓申，邓天中.交互性外语教学：理论与实践[M].上海：上海外语教育出版社，2007.

    [3]何克抗，林君芬，张文兰.教学系统设计[M].北京：高等教育出版社，2012.