未来教室中情境——探究式教学模式探究

黄伟进，陈 彭，袁晓斌

(安徽师范大学 教育科学学院，安徽 芜湖 241000)

2012年教育部关于印发的《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》指出：“推进信息技术与教学融合。建设智能化教学环境，提供优质数字教育资源和软件工具，利用信息技术开展启发式、探究式、讨论式、参与式教学，鼓励发展性评价，探索建立以学习者为中心的教学新模式，倡导网络校际协作学习，提高信息化教学水平。”[1]随着技术的迅速发展，社会科技的日益进步，各种信息技术的不断涌现，教师的教育手段及学生的学习方式均发生变化，以“教”为主的传统教学模式已不能够完全满足学习者的学习需要。当前，一方面新生代的学生和教师，他们的生活无不是被电脑、手机、数字游戏等包围，并无时无刻在使用它们；另一方面，全球正面临着社会的大变革，创新人才的培养也日益受到各国政府的关注。显然，面对这些种种的挑战，传统的教学环境和教学模式已不能够完全适应这种变化的需求，因此加强对现有教学环境和教学模式变革和创新的研究已经成为一种必然。情境——探究教学法作为一种有着现代理念的教学模式，一方面能够在教室中充分合理的利用各种先进的技术手段提高教学质量，适应信息技术的飞速发展；另一方面由于其开放性、人性化、合作性、自主性等特点与未来教室的特征相得益彰，有利于现代社会创新人才的培养。

一、情境——探究教学的内涵

情境探究教学法历来被西方教育学家所推崇。苏格拉底、裴斯泰洛齐、夸美纽斯、裴第斯多惠、杜威等大教育家都有过类似的研究，并在他们的教育实践和教育论著中有过相应的论述。在中国古代，孔子的“好知者不如乐知者”，强调的就是兴趣在学生学习中的重要性，而学生探寻知识兴趣的产生不是单靠理论堆砌，而是离不开一定的情境，只有让学生置身于相应的情境中，才能调动学生的求知兴趣和探知热情。近年来，随着我国新课改的推行，大量的学者将情境——探究式教学法与学科进行结合运用，并且提出了大量的可操作性的策略和观点。

情境即情况、环境，《现代汉语词典》解释为：(具体场合的)情形、境象、境地。情境探究做为一种课堂教学方法，包括情境和探究两层意思。美国情境理论研究者 Brown认为，知识是有情境的。在学生学习知识的过程中，教师扮演辅助与引导者的角色，主要给学生的学习提供一定的情境材料，以情境为载体，将知识镶嵌于情境中，通过问题的设置，引导学生通过探究，最终主动接近知识。教师要为学生创设科学合理的的问题情境，提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，启发诱导分析问题情境，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动，将自己所学知识应用于解决情境中所体现的实际问题的一种教学形式。探究则是将知识融入一定的认知情境和情感氛围中，通过不同手段的运用，调动起学生的兴趣，在所提供的认知情境和情感氛围中进行具体的思维活动，从而在生动活泼的教学活动中通过探究接近知识，实现既定的学习目标。因此，情境探究法即依据学习目标和学习者特点，以情境为纽带、探究为主线，设置一定的教学情境和问题，学生在教师的辅助与引导下在创设的情境中进行自主合作与探究，从而体验学习的乐趣，发展思维、培养人格的一种教学组织形式。

二、未来教室功能特点

教室作为实施教学活动的主要场所，是研究教育环境的主要因素之一。然而现今的大多数教室与百年前的教室相比并无太大的变化，仍然是一排排整齐排列的桌椅面对着黑板和讲台。这种学习环境已不能够满足学习者个性化学习的需求，因此一些发达国家加强了对未来教室的研究，努力将现代的学习理念和新技术融入到教室中。例如，中国清华大学的Smart classroom，其特点是加强了对真实感远程教学环境的研究；新加坡的南洋理工大COTF，以“处处是学习场所，不受时间和空间的限制”为理念进行教室的改造等。其中东京大学KALS与麻省理工学院TEAL未来教室是目前非常成功的案例，它们的设计都巧妙地融合了教育理念和空间设计理念，整合了高新信息技术，强调高度的交互性和人性化的设计，为之后未来教室的规划与设计研究提供了很好的参考和启示。对这些教室进行统计与分析，对比传统的教室，发现未来教室对教学的支持功能一般主要从知识的呈现与交互、学习的空间、学习资源的获取、环境的感知、学习的监控与评价方面有巨大的改造，与传统教室相比有以下特点：

(一)知识的呈现与交互更加丰富

内容呈现是开展课堂教学的基础，良好的内容呈现系统可以提高教学内容的传递效果。

在未来教室中内容的呈现一般包括相互关联、协同工作的视觉呈现和听觉呈现，主要是由交互式电子白板、可触控电子屏、移动终端、无线路由器、扩音设备等组成。通过这些呈现知识的教学媒介，教学内容从书本知识变成了超文本信息，从单一的文字信息变成了图形、图像、动画、音频、视频、文字等多种表现形式的信息，教学内容逐渐融入到教学媒介之中。这些教学媒介不仅能够表现图、文、声并茂的教学内容，而且其自身具有良好的交互性、反馈性功能。例如，在“Intel未来教室”中教师所用黑板采用目前先进的液晶电视加触摸屏技术，学生终端整合了最新的触摸屏、中控技术、人体工学、多媒体和网络技术。学生可通过终端记录电子课堂笔记，完成电子作业和测试等一系列信息化学习过程，并且教师用黑板和学生用的终端间可以实现交互，既做到教师的操作过程演示，又能呈现学生的作品和操作过程。

(二)学习交流更加自由

交流是学习过程中不可缺少，也是十分重要的环节。在未来教室中，交流更加自由和开放。不仅能够实现与处于同一个学习空间内的学习者进行自由的交流和探讨，同时可以利用社交网络选择适当的即时通信软件与网络上的学习者进行交流。为了实现这种自由有效的交流，未来教室首先对其空间的布置进行了改造。例如：东京大学KALS就将其教室改造成若干区域包括教室空间、等候区、存储间、工作会议和会议室。其中最大的亮点是：教学区域采用豆瓣型课桌，流线型的设计和可拼装的课桌有利于学习者自由的排列和组合，可支持2～6人的协作学习[2]。关于对教室空间的分割与重组的方式有很多种，大多都是利用活动的课桌针对于不同形式的教学方式进行安排与重组。考虑到目前已进入一个网络时代，学习者在线交流已不可避免，为了实现与网络资源的共享和更加有效的激发学习者的灵感，每一位学习者都配备一台Pad或手提电脑等移动终端设备，学习者可以根据自己习惯或指定的信息交流工具与外界或教室内的学习者进行学习与交流。

(三)数字学习资源的获取和共享更加便捷

根据ISO/IEC JTCI SC36 ITLET“信息技术学习教育培训”国际标准的定义，数字资源是指通过信息技术系统传送、存取的任何类型的资源，其中学习资源(learning resource)是指能够为学习、教育、培训被参考和应用的任何实体[3]。在未来教室中，由于大量电子设备的引入，学习资源主要是以数字资源的形式存在，主要包括学习资源的制作、存储、分发与管理。随着云计算在全球范围内影响的不断扩大与深入，教育云的概念也逐步被寄予厚望。教育云的出现不仅解决了教育信息化发展过程呈现出的教学资源分布不均、教学资源更新速度慢、共享率低等问题，还具有节省投资成本、提高硬件系统的利用率、降低管理和运维成本、节约能耗等优势。在未来教室中，学习资源存储、分发系统将开发的资源放置在云端，师生可在上课过程中实时同步课程资源，并保存教学过程中的生成性资源。此外，对于课堂教学过程，学习资源系统可实时录制并存储到云端。借助于这种教育云的支持，学生可随时查找和分享课程学习的相关内容，同样教师也可以及时了解学生对课程学习内容、学习过程和状态的回馈。

(四)环境感知更加科学

无论是从生理角度或是心理角度来看，物理环境都会对人的活动产生影响。研究发现：对于学习而言，舒适、开放、柔和、有吸引力的环境能够促进学习[4]。传统的教室环境往往都比较单一，不能够随时为学生创造一个适合其学习的良好学习环境。在未来教室中，关于智能的学习环境的研究也是一个重要研究因素。环境能够识别生活在其中的人，感知人的存在，并根据不同的人环境会自动发生变化，为其营造一个健康、舒适的学习环境。例如：智能环境控制主要基于 RFID 等的物联网技术对课堂内的光、电、声、温根据学习者学习的需要进行控制，可以根据课堂外的光照条件调节照明，根据季节气候的不同调节温度，根据课堂内的声场环境调节声音系统等。另外，未来教室可以感知室内气体成分，当气体成分超过预设范围时给予警报，并启动相关设备。

(五)学习监控更加有效

学习监控是指为了保证学习的成功、提高学习效果和质量、达到学习目的，而对学生的学习活动进行的计划、检查、评价、反馈、控制和调节的一系列过程[5]。未来教室是一个智能的学习空间，不仅包含了传统学习空间中让学习者聚集在一个教室中学习的特点，同时在学习过程中根据学习需要学习者将会利用网络学习的形式进行学习。由于不同学习的元认知能力各不相同，因此对于学习的监控就显得十分重要，也是未来教室中教师的一个重要任务。

与传统教室中的主要依赖于教师一人或学习者的自觉进行监控不同，未来教室中监控系统主要是一套融合普通校园监控与现代教学管理的新系统，系统采用先进的信号传输方式、高质量的图像处理技术和完善的安全保障措施，可以对教师授课情况以及学生的学习过程进行实时监控，并将监控视频存储到校园资源中心。由于教师精力有限，不可能全面、确切的了解每一个学生的学习状态，并作出正确的判断；另外，未来教室是一个开放的教室，学习者很容易离开自己的学习位置，迷航于信息爆炸和资源共享的网络学习环境中。在监控系统的支持下，教室自动将整个学习过程全程录制并上传至控制中心。教师可以后期对课堂状况进行查看，了解学生的学习行为和状态，并对学习结果进行有效的评价；也可以了解活动组织的不足，在日后的教学工作中加以改进，从而提高教学效果。

三、未来教室对情境——探究式教学模式的支持

在传统教学中由于学习资源的限制，大多数学习都局限于探究式学习，往往忽视情境创设的环节。在未来教室中，一方面充分利用媒体技术与泛在网络技术创设情境，另一方面由教师引导搜索丰富的学习资源，结合传统教室中的探究学习特点，让学习者自由的进行探究和协作学习，并对探究和协作的整个过程进行记录并存储。情境——探究学习流程一般包括：明晰学习任务、创设情境、提出猜想或假设、自主合作探究、结论和作品展示、交流反馈，教师在整个过程中负有引导、监控和评价的作用。其教学程序模式如下图所示：

图 情境——探究教学模式

(一)第一阶段：明晰任务

任务在教学过程中一般是指为达到一定的教学目标而设置的教学活动。奥苏贝尔认为任务驱动教学模式是基于建构主义的教学模式，以建构主义和人本主义思想为基础。[6]强调教学发生在真实有意义的情境中，学生作为学习的主体，关注学习的整个过程，把学生的学习过程与学习任务相结合。在实施教学之前让学生明晰学习任务，相比传统学习方式，有着特有的优势。例如有利于调动学生的学习性和学习兴趣，有利于提高学生的分析和解决问题能力，提高学习效果。教师作为学习的主导者，在设计教学任务时，要根据学习者的特征考虑到学习者的学习兴趣，注重学习者的主观能动性。任务既要有一定挑战性又要有目的性。在明晰任务时，教师可以充分利用未来教室中的信息呈现工具展示课件，甚至将任务呈现到每一位学习者的学习终端，充分体现未来教室中信息呈现的快捷与方便性，激发每一个学习者对学习内容的兴趣，为下一阶段的学习做准备。

(二)第二阶段：情境创设

情境的创设是情境——探究式教学中的重要的环节之一。教学中情境的创设是比较复杂的。何克抗教授将情境创设分为两种情况：一种接近真实的(或模拟仿真的)学习环境；一种是有丰富资源的学习环境，其中包括许多不同情境的应用实例和相关的信息资料，方便学习者主动发现和探索。未来教室中，创建接近真实的学习情境时，充分利用教室中的现代仿真技术、3d打印技术。在创作情境过程中，教师也可以根据学习目标，结合学习者的学习需要，利用云服务平台向学生提供各种学习资源，使用各种先进的多媒体设备将图、文、声、像、影视、动画等多媒体元素通过各种显示手段直观的展示在学生面前，让学生通过外部多种刺激激发学生的感官。在未来教室中的学习者也可根据教师提供的资料或要求，小组自己在教师的辅导下自由的创设符合学习要求的学习情境。

(三)第三阶段：提出猜想假设

猜想假设是作为一种科学探究方法的一种提出来的。在情境——探究式教学中，猜想和假设主要是学习者在教师的指导下根据生活经验和已有的知识，结合创设的情境，对问题和疑问的成因和结果做出推断性解释。猜想和假设对问题的解决方案做了一定的预测性思考，它为后期的收集、分析、解释和处理信息做了一定的框架。未来教室中，充分发挥教室的人性化和自由化的优势，尊重每一个学习者让学习者自己表达自己的意见和看法。教师在这一过程积极的引导学生进行多角度的思考，并给出一定的建议，从而为下一阶段的自由组成小组自主探究做准备。

(四)第四阶段：自主、合作探究

自主、合作探究主要是以学生为主体，运用自主、合作、探究的学习形式，通过独立思考、生生互动、组组互动、师生之间的互动，教师引导学生探究知识，促进学生主动的知识建构。在这一阶段，在教师的引导下，学生运用未来教室中的技术手段进行收集信息、合作交流和主动探究知识。

在未来教室中，开放的网络学习环境让学生从外部获取信息变得更加便捷，学生不仅可以在提供的教育云上获取推荐的知识，也可以通过其他方式获取。例如通过社会性软件与该领域的专家或志同道合的学者进行交流，获取信息知识。至于知识的存储，未来教室提供专门的方式，将获得的知识上传至教育云，以备其他学习者再调用。

在这一阶段的学习，教师给学生适当的指导，将学生根据提出的假设和任务的难度将学生分成规模不同的若干组。学生利用可自由移动和拼装的课桌椅交流合作，并通过平板、教育云资源以及其他网络资源进行交流探索。学生的交流和探究完全采用自由的方式，学习者各抒己见、畅所欲言、自由争论，主动探索知识，论证自己的观点的假设，从而达成共识，得出结论。

(五)第五阶段：作品、结论展示

这一阶段学生根据自己研究得出的作品或结论集体进行展示和汇报。学生在小组间利用移动终端进行编辑和呈现，并存储在云端；进行全班汇报时，每位可将每一个的作品和结论下载到自己的终端，各组也可利用教室中的交互式电子白板进行汇报。

(六)第六阶段：交流反馈

交流反馈主要是教师利用未来教室中建立的教学评价系统，根据相应的教学目标设置相应的评价问题，学生利用手中的终端给予一定的回答。教师对学习结果做出一定的评价，在电子白板上给予及时的显示，并对学生在学习过程中与到的问题进行交流解答评价，给学生在日后的学习中提出意见，以便日后的后续学习。

在学习的整个过程中，未来教室中的监控系统、环境感知系统时时刻刻存在于每一个教学活动中。监控系统实时记录教室中的每一个环节，并上传至服务器，以备日后教师的查阅，了解在教学过程中的不足等。环境感知系统监控教室中的各种环境，为在教室中学习的学习者创造一个良好、舒适的学习环境，使得学习者保持一个良好的学习状态。

四、结语

教室作为学校学习的主要场所，教室环境和设备的使用直接反应了现代科技的进步。未来教室的自由化、人性化、开放性等特点能够有效地改变现在传统教育的单一化、模式化、教条化等，促进现代创新人才的培养。当然，情境——探究式教学只是未来教室中学习的一种模式，并不是唯一的模式，而是最有效和最能充分利用未来教室特点的一种模式。在未来教室中的学习最重要的是要结合学习目标，根据学习者特点充分利用教室的各种特性，以学习者为中心，灵活的设计教学步骤，创造轻松、和谐的学习环境，构成良好的教学互动。

参考文献：

[1]教育信息化十年发展规划(2011-2020年)[J].中国教育信息化，2012,08:3-12.

[2]谢未，江丰光.东京大学KALS与麻省理工学院TEAL未来教室案例分析[J]. 中国信息技术教育，2013，09：99-101.

[3]肖君，吴永和.上海教育资源库访问接口[R]2006.05.

[4]S Hunley，M Schaller.chapter 13：Assessing Learning Spaces[A].InDiana G.Oblinger Eds.Learning Spaces[C]. Boulder，CO：EDUCAUSE，2006.1-11(第 13 章节).

[5]曹梅.网络学习监控初探[J].中国远程教育，2002(7)：47一4.9.

[6]吴宗宝. 任务驱动式教学活动设计与实践[D].浙江师范大学,2012.