智慧学习环境建设对中小学信息技术课堂的影响研究

于佳音 许家媚

摘要：在接受21世纪教育的同时，逐渐成长的“数字土著”和“网络一代”对高端学习环境提出了相应的要求，智慧学习环境的发展随之不断增强，从而进一步促进了智慧教育的实现。活动与环境是相互联系，相互影响的，在活动理论的指导下，如何充分利用教学资源和信息技术手段来构建智慧学习环境，从而提升中小学课堂教学的教学质量，如何做到基于学习者的需求来设计智慧学习环境以支持不同的活动模式，是智慧学习环境的主要研究内容。其中以初中地理课堂为例，活动理论为指导，为构建有效、协作的中小学课堂教学智慧学习环境提供了新思路。

关键词：智慧学习环境，智慧学习，活动理论，教学设计

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）21-0078-03

随着信息技术的飞速发展，全球各界都为获得崭新的发展提出了相应的要求，而教育教学也随着信息技术的发展同时对自身发展提出了进一步要求。无论是对于教育理念、教学方式、教育教学流程，还是对于创新人才培养，信息技术对教育都具有革命性的影响。以物联网技术、大数据系统和人工智能技术为标志的技术在教育教学领域快速发展与应用，使得我们的传统课堂转变为技术增强课堂，推动了新一轮的教学课堂的变革。

1 智慧学习环境的内涵及构成类型

1.1智慧学习环境的内涵

国内外的学者对智慧学习环境的内涵存在着不同的解读，笔者将其核心概念总结为智慧学习环境为在信息技术的支撑下，构建使学习者高效率、高质量地获得智慧的一种学习环境。促进学习者有效学习是智慧学习环境建设的核心要素，其内涵包括以下三个方面。1）从技术角度来看，在智慧学习环境构建的过程中，其核心就在于利用信息技术手段，对学习者在学习过程中产生的所有数据进行分析，教师通根据数据分析学习者的特征，从而为其提供合适的学习资源的互动工具。2）从学习者角度来看，智慧学习环境建设的核心充分体现了以学习者为中心，为学习者提供适合个性特征的学习支持和服务。3）从技术和人之间的关系的角度来看，智能技术能够促进学习者“智慧”的发展。对学习者学习过程的全记录、学生个性特点的评估以及教学效果的评价是智慧学习环境关注的核心。

1.2智慧学习环境的构成

国外有学者认为，智慧学习环境的构成包括：开发与采用数字课本、提升在线课堂与评估、加强教师能力建设、教育云基架与平台开发。我国学者习海旭认为智慧教育环境应该包括：学习活动、教学活动、学习管理活动、物理环境、技术环境五大要素。尽管国内外学者的构想会存在差异，但任何一种说法都离不开智慧学习环境的三个核心特征：学习情境的感知、智能化学习支持和学习系统集成。

1.3智慧学习环境的类型

按照应用场合的不同，可将常见的智慧学习环境可分为移动智慧课堂、智慧教室、智慧实验室、智慧学习中心和智慧创客空间等，其中在中小学课堂中智慧学习环境建设的类型集中为移动智慧课堂、智慧教室、智慧实验室三个类型。

1）在移动智慧课堂中，所用到的基础设备主要为电子书包、交互式电子白板、手写笔等，其中电子书包及交互电子白板，广泛应用于各个中小学的课堂教学中，例如在浙江省杭州市建兰中学、杭州师范大学第一附属小学等学校，已经将电子书包应用于教学过程中。

2）在智慧教室及智慧实验室虽然没有普及到各个地区中小学，但有部分院校将智慧实验室作为学校的小型科研室，例如佛山市南庄三中在校设立的虚拟现实实验室，学生可以在实验室中使用体感交互、虚拟现实系统和3D打印机等设备进行学习。

2 活动理论对智慧学习环境的影响

2.1活动理论为分析智慧学习环境的要素提供了新视角

活动理论倾向于关注活动本身，而不是關注有课程理论知识、知识的难易度、知识构成等。在活动理论模型中学习者是学习发生的主体，教学内容是学习作用的客体，教师是学习共同体中的重要组成部分，活动中的工具、参与者、客体等要素以及对教与学活动中各要素关系的把握，为分析智慧学习环境要素提供了新的视角，也是对智慧学习环境要素的补充与完善。

2.2活动理论为智慧学习环境提为分析复杂情景提供了指导

活动理论强调对情境脉络的分析，希望确定活动所需的工具等实体来帮助学习者完成任务活动。传统的课堂教学设计的任务活动一般的形式都是程序性任务或者是概念任务，并没有在真实生活的实践中来进行研究，忽视了活动内在的分析，缺乏人性化。因此，在基于智慧学习环境进行教学设计时，要结合活动理论对情境脉络的分析，尽可能地加强对信息的搜集，确保情境脉络分析的准确，为学习者提供合适的条件支持。

3 基于活动理论智慧学习环境下的中小学课堂案例分析

3.1活动理论指导下智慧学习环境的教学设计过程

活动理论着重点在于实践过程而非知识本身，学习活动作为一种特殊的实践活动，也可以将它看作是一个学习环境，活动理论能够在不同的情境下，为分析和研究学生在课堂的实践活动提供框架，让学生在活动 （感觉的、心理的、身体的）和有意识的加工（学习）中不断成长。如图1所示，活动理论进行教学设计的整体思路：

（1）分析活动目标

在进行教学设计活动的开始，首先需要明白学习者表现的复杂性、互动性和意图性，目的是为了理解任务活动可能受到哪些因素的限制，明确活动的动机，并对发现的矛盾提供关键的信息，从而引导教师对整个教学的设计以及学习者的活动内容。

（2）分析活动系统的要素

活动系统中的各要素并不是直接作用于对方的，在分析活动系统的各要素的时候，务必要分析各要素之间的互动和矛盾。例如在进行课堂教学设计的时候，要注意考虑学习者为了达到活动目标，是如何与智慧学习环境下的工具和教师进行互动的，活动的目的和意图是如何实现的，教师对活动的影响等。

（3）分析系统的结构

活动、行动、操作是构成整个活动结构的三个层次，活动整个结构描述了全部有意识、无意识的针对客体的思考和表现得内在关系，在设计时，必须识别出支持活动的所有行动和操作。

（4）分析教学情景思路

智慧学习环境的情境感知功能会判断学习者当前所处的学习情境，学习者自身需要有意识地创设情境脉络，系统会对学习者的行动及活动各要素间的关系进行分析，然后以此来提供合适的学习工具、资源，确保活动的最终完成。

（5）评价学生学习活动

活动结束后，系统会提供相应的评价机制以判断学生是否达成教学目标，是否掌握教学的内容，例如自动生成课堂讲义、生学情分析、学生的情感特点分析评价等。

3.2基于活动理论智慧学习环境支持下的教学案例

为了促进学习者能够进行轻松的、投入的和有效的学习，根据运用活动理论进行教学设计的整体思路，以活动作为教学的基本单位，提供合适的学习资源与便利的互动工具，构建真实、协作的智慧学习环境。本案例实施的过程中，以初中二年级的地理课为例，课程内容主要是了解“太阳、地球和月球”，并掌握三个天体之间的关系。

（1）课前准备，弹性预设

课前教师通过电子书包进行学情诊断，了解学生对这门科目及对应课程的态度及掌握情况，然后根据学习者的特点和风格从而对教学目标、教学内容、教学过程进行弹性预设，教师和学生都进行相关的教学准备。

（2）创设情境，交往反馈

在课中，教师首先创设教学情境，教师展示古代计时器-太阳钟的图片，让学生们猜想并说出他的用途，在这个环节学生们将自己的想法利用电子书包上传到互动讨论区中进行交流讨论，在在线学习提问和讨论过程中，教师可根据所得数据并总结学生信息并进行及时反馈，其中学生的活跃程度与内容反馈都能够帮助教师进一步了解学生的学习动态。学生了解太阳钟的由来，功能以及制作方法和工作原理，教师引出贴近实际的活动情境，让学生想象在生活中“阳光下物体的影子的变化”，让学习者将课堂中新的知识与自己的实际生活体验想联系，将新的知识技能内化整合。

（3）分组探究，网络交流

基于活动理论的进行教学，必须保证“活动、行动、操作”三个层级和谐相依。由于本节课知识内容的空间性较强，理解起来有难度且抽象，所以在进行教学设计时，教师采用小组合作制作赤道式日晷的模型来加强学生的空间理解能力。本案例在实施过程中，活动中3人一组，2组一队，学生以小组为单位进行实际操作。最终教师整体组织作品展览与评价，学生在操作过程中可以开启电子书包的拍摄记录功能将全程记录，学生发现的问题和最终作品的图片和视频结果都会推送至教师和家长，学生的成果同时可以展示在移动终端，可与学生、家长、教师共享资源。

（4）展示评价，归纳总结

该阶段学生以小组为单位集中演示自己所做的模型并传递组内成员的想法，再具体实施过程中要到的问题及解决方案，学生通过在线将自己的作品及视频分享给班级中的所有人，每个学习者参与评阅环节，在相应作品下方进行评阅；教师依据学生课堂的诊断报告对学生进行建议和鼓励，教师对表现出色的学生加分表扬，学生明确自身的不足，也可以与同学们交流分享心得。

4 智慧学习环境建设对中小学课堂教学的影响

4.1智慧教室环境下，学生地位体现为“主体性、个性化”

活动理论认为，学习是意义的形成及建构的过程，而不是一个简单的知识被动接受的过程，而应当学习者的认知发展，事实上就是学习者与学习环境之间通过活动不断从平衡到不平衡再到不平和的动态过程。

智慧学习环境具有四个特点，分别是一体化、数据化、个性化与智能化。其中个性化体现的重点就是个性化的教育服务定制与自适应学习。在智慧学习环境支持下，学生主体性的体现需要设计依据学习者的生活和学习上的经验、个人兴趣、特长优势来设计符合学习者个性特征的活动，要充分利用智慧环境教学共享、联结、简捷等特性，从而进一步培养学生的独立分析问题、解决问题的能力、创新思维形成的能力、信息处理的能力等。

4.2智慧教学习环境氛围中呈现“互动形式丰富，互动高效”的特点

固定的教学环境，教师主导课堂进行面对面授课，预先设定的教学目标、教学方式、教学内容、评价要求和活动内容，这是目前中国中小学课堂的常见模式。

传统的"课堂学习"是一种集体学习行为，以知识传递为主，教室中统一固定的座位布局，限制了各种教学活动的开展，师生间缺少交流和互动的机会，这种学习环境只侧重于支持、回忆、理解和应用的低阶认知目标，无法达到培养学生分析、评价、创造等高级认知目标。而在智慧教育环境下的中小学教育，基于活动的开展，教师在语言互动方面，教师更多的是引导学生，而不是传统的灌输知识；智慧教室中，各类先进技术的引入使得教师、媒体、学生之间有更多的互动，例如华南师范大学正进一步优化各类智慧教学环境，例如多用途灵活性教室、讲授与小组互动型大教室、分组互动型教室、探究贡献型教室、公开开放空间等，这种学习环境很大程度上调动了学生的主动性与积极性。

5 总结

从《2015地平线报告》年到《2017年地平線报告》中“重构学习空间”的演变可以看出，学习环境的发展已经逐步变得成熟，学习环境的设计正从以讲授为主，转变为基于活动的开展、项目合作、团队展示、自主学习、自由讨论等多样化的设计，为实现构建创新性的智慧学习环境提供了更多的可能性。

智慧学习环境是实现终身教育的重要推力，就应该积极探究智慧环境与学科教学的最佳结合点，并与学科教学进行有效整合。目前，中国的大部分中小学学校的课堂中，学习者真实的学习结果与社会预期的和大多数教室的努力都不相符，国内对智慧学习环境或者说是智慧教育的研究还有许多欠缺。从活动模式来看，学科教学的发展和信息技术的整合形成了多样化的活动模式，将信息技术自然而然地渗透到教学过程之中，将原本传统呆板的教室环境改造为具有创新性、人文性、灵活性、开放性、实用性等特征的新型现代教室，充分利用智慧环境教学的优越特性着重培养学生的创新意识和自主学习、探索的能力，以提高学生综合素质的培养和自身成才。希望本研究能够为智慧学习环境在中小学课堂的构建工作提供一定的参考依据，为使现代化信息技术真正意义上与学校课堂中学习教学的融合发展提供帮助。

参考文献：

[1]毛刚，刘清堂，吴林静.基于活动理论的小组协作学习分析模型与应用[J].现代远程教育研究，2016（3）：93-103.

[2]习海旭，廖宏建，黄纯国.智慧学习环境的架构设计与实施策略[J].电化教育研究，2017，38（4）：72-76.

[3]祝智庭.以智慧教育引领教育信息化创新发展[J].中国教育信息化，2014（9）：4-8.

[4]胡喜霞.基于活动理论的STEM教学模式探索——以机器人教学活动为案例[J].数字教育，2018，4（2）：81-86.

[5]谢幼如，吴利红，黎慧娟，郭琳科，黄咏瑜，肖玲，杨阳.智慧学习环境下小学语文阅读课生成性教学路径的探究[J].中国电化教育，2016（6）：36-42.

[6]祝智庭，肖玉敏，雷云鹤.面向智慧教育的思维教学[J].现代远程教育研究，2018（1）：47-57.

[7]龚朝花，李倩，龚勇.智慧学习环境中的学习投入问题研究[J].电化教育研究，2018（6）：83-89.

[8]王静，赵建梅.智慧学习环境下Pad课堂教学模式研究[J].教学与管理，2018（12）：97-99.

[10]胡小勇，朱龙.智慧学习环境中的创造力培养实证研究[J].中国电化教育，2017（6）：11-16.

[11]祝智庭，彭红超.智慧学习生态：培育智慧人才的系统方法论[J].电化教育研究，2017，38（4）：5-14+29.

[12]于颖，周东岱.智慧学习语境下学生智慧发展研究现状及策略探析[J].电化教育研究，2017，38（5）：83-87+94.

【通联编辑：王力】