智慧教室环境下师范生体验式学习的教学探索

杨立凡 徐晓雄

摘  要：智慧教室的出现以及学校的不断装备为构造新兴学习空间带来契机，同时也为教师的教学实施提出了更高的要求。作为未来的教师，如何应对未来技术丰富的教室环境并有效组织教学是当前师范生信息化教学技能培养中面临的一个现实问题。基于此，文章以“基于智慧教室的教学活动”为实践场，以体验式学习为要旨进行教学设计，并在N大学小学教育专业22名师范生中进行教学实践，初步形成了一套基于智慧教室的师范生体验式学习的方法，对于师范生感知未来学校课堂教学具有重要意义。

关键词：智慧教室;师范生;体验式学习

中图分类号：G451       文献标志码：A         文章编号：1673-8454（2019）10-0078-04

一、背景

师范生作为未来教师的储备力量，具有包括作为数字原住民的成长背景、信息时代所形成的学习方式偏好、未入职者实践匮乏的现实等显著特点[1]。他们利用各种技术给自己的生活带来了便利，但是将技术用于改善自身专业学习与发展的意识淡薄。同时当前高校对师范生的教学技能培养大多依然是在传统教室、多媒体教室、微格教室及其教学实训中进行，随着信息技术的迅猛发展，各种新兴技术不断侵入课堂教学，冲击和变革着传统的教室空间，面向未来的课堂教学环境将是充满各类新兴设备及技术重构下的学习空间。

如何应对未来学校教育组织形态和新兴学习空间的变化，以及增强自身有效组织和开展教学活动的能力，是当前师范生信息化教学技能培养中面临的一个现实而又紧迫的问题。基于此，本文提出在智慧教室环境下，依据体验式学习理论，重点关注师范生“学生-教师”的双重角色，通过智慧教室环境下的体验式学习活动和模拟授课，使得他们对未来学校教育组织的新形态有初步感知和体验。

二、相关文献综述

1.智慧教室环境下的教学研究

国外学者罗纳德·雷西尼奥在《教育技术的实际执行》一文中提出了“智慧教室”（Smart-Classroom），认为“智慧教室”就是在传统教室嵌入个人电脑、交互式光盘视频节目、闭路电视、VHS程序、卫星链接、本地区域网络和电话调制解调器的教室[2]。查尔斯·斯基顿（Skipton）认为智慧教室就是基于电子或技术增强的教室[3]。加拿大多伦多大学詹姆斯·斯洛特（James D.Slotta）教授提出了协作式探究的知识社区教学模式（Knowledge Community and Inquiry），在智慧教室环境下让学生分成小组，以合作学习的形式一起交流和解决问题，最后的结果表明，协作式探究的知识社区教学模式的应用提升了学生的学习成绩、协作能力、问题解决能力和信息技术运用能力[4]。英国的埃塞克斯大学在一个集成了无线网络、云技术、交互式白板、情景感知等技术的环境下进行了教学实践，通过新兴技术带给学生不同于传统课堂的学习体验，最后提出了“智慧教学”[5]。

在国内，关于“智慧教室”概念的探討具有代表性的有：黄荣怀等提出的“SMART”模型，认为智慧教室的功能体现在内容呈现、环境管理、资源获取、即时交互和情境感知五方面[6];陈卫东认为“所谓的智能教室，就是借助智能空间技术实现的增强型教室，以便为教师与学生快速地获取资源及开展教与学活动提供支持，并能够在此环境中开展包含远程教学在内的多种多样的教学形式”[7]。事实上，目前智慧教室内隐含的技术除了主要的多媒体技术外，还有云计算、网络技术、传感技术、人工智能等，诸多技术均为让教学空间能更人性化和智能化，通过丰富课堂内的教学活动，优化教学内容的呈现方式，最后达到让学生在智慧教室中提升学习效果的目的。

此外，教学工具多样化、支持灵活多变的教学方式、学习资源丰富的智慧教室环境对提升学生的学习兴趣、学习主动性和学习效率等有着积极的促进作用。基于智慧学习环境的创造力培养模式能够有效促进学生创造力发展，其中能够实现学习动态感知、智能资源推送、自动学习测评等功能的智慧学习环境在实际教学过程中为培养学生的创造力提供了有力支持[8]。基于APT模型开发的iPad电子教材不仅满足基本的教学、管理功能，还满足及时评测和反馈、分享交流等功能，为教师在智慧教室中开展多样化的评价提供了相应的支持[9]。教师在智慧教室环境下利用技术作为支撑开展的教学活动有助于学生主体性的发挥，使得课堂教学互动行为更加丰富、深入与高效，同时学生的情感投入更多，行为参与更加积极[10]。

由此可见，在这种智慧化的学习空间中，教师作为课堂的组织者和引导者，课堂教学策略不再局限于单纯通过讲授的方式将知识单向传递给学生，而是应当借助多样化的技术手段开展不同类型的教学活动;学生也不再是知识的被动接收者，除了在课堂上获取知识外，学生还可借助各种设备通过教师的组织进行协作学习、自主学习等多种学习活动。所以在未来课堂环境的支持下，迭代更新的技术搭配灵活多样的教学策略，将会为课堂教学带来更多的学习机遇与挑战。

2.智慧教室环境下的体验式学习

智慧教室是一种促进课堂内的互动，强调学生之间进行交流协作的教室环境，环境的自动调节、学生学习状态的动态感知、学习资源的个性化推送等功能都是为了给学生提供更好的学习体验，智慧教室在物理空间、技术支持教学活动的高效便捷方面相比于传统课堂有着显著的优势。基于此，本研究准备从体验式学习的视角去构建教学活动，期望借助体验式学习相关理论并结合智慧教室为学生提供良好的学与教的双重体验。

库伯（David Kolb）在《体验学习：让体验成为学习和发展的源泉》中，立足于不同学科的研究成果，详尽阐述了自己对于体验式学习的看法，他认为学习应该是由具体体验、反思观察、抽象概括与行动应用所组成的完整过程，他还构建了“体验学习圈”模型，该模型是指通过具体体验、反思观察、抽象概括、行动应用，最后再次通过具体体验，实现学习的螺旋上升，具体模型如图1所示[11]。

在库伯看来体验是多种形态的，既能是客观具体的，也能是主观抽象的，问题的关键是要将不同形式的体验建立联系。体验学习理论认为学习是一个开放的系统，是学习者的内部经验与外部环境不断交互的过程，是对学习个体知觉、情感、行为化及符号的整合，是对知、情、意、行的统一[12]。智慧教室对大多数的师范生还是一个陌生的技术环境，却是他们未来教学工作中最有可能面对的教学空间，借助体验式学习让师范生以“双重”身份获取基于智慧教室的教学活动经验与学习感受，这将有助于他们真正成为教师后在相似的智能环境中实现教师实践性知识的迁移。

三、研究设计

1.研究对象

参与者为N大学17级小学教育专业22名师范生，女生20名，男生2名，对于小学数学教学及教育学相关知识均有初步的了解和掌握，他们毕业后大多数会成为小学数学教师，目前对于新技术在教学中的应用很感兴趣。

2.研究过程

依据库伯体验式学习理论设计并开发了“基于智慧教室的教学案例”，教学进程基本按照“体验学习圈”模型，即“案例体验—观察反思—概括与内化—行动应用—具体体验”的方式进行，具体的实施过程如下：

（1）案例体验

首先以智慧教室环境下小学数学应用题的求解为示范案例进行了教学设计、开发与教学演示。每个教学环节都会用到智慧教室内的一些设备来增强师生互动或者生生互动。表1展示了师范生作为学生视角体验教学案例的学习过程。在案例体验环节，教师带领着师范生在智慧教室环境下学习知识，使他们切实体会到在智慧教室里学习是一种怎样的体验。师范生通过积极地参与到学习活动中，用平板进行答题，利用投屏技术与同伴一起分享观点等，由此激发出他们对于智慧教室的兴趣。

（2）观察反思

在观察反思阶段，师范生需要亲身感受各类新设备的使用，教师结合之前的教学案例，讲述自己在设计教学案例的过程中，如何利用智慧教室内的各类设备及其功能改善教学的活动，引导学生开展一系列的观察、体验与思考。学生在亲身体验时，教师一边指导学生对智慧教室内的各类硬件设备和功能逐一进行认识和操作，希望学生能够完整地了解智慧教室管理软件、高级书写板、交互式一体机的主要功能，一边提醒学生在操作时要记得以“教师”的身份重点回顾刚才的教学演示中使用智慧教室功能的环节。当一位学生在操作时，其他学生则仔细观察，完成对“在实际的教学活动中利用哪些智能工具能使得教学过程变得更有趣和有效率”问题的思考。

例如：教师想要在讲解完一个知识点后了解学生实时掌握的情况，一般会列出几道题目让学生作答，但是在传统课堂内学生作答完毕后，教师很难立即知晓班级整体的答案正确率，所以实际上很难了解全班的学情。然而在智慧教室环境下，通过演示实时评测功能，班级里每位学生的答案都能实时反馈到教师机和大屏幕上，使得教师能够在第一时间真实地了解整个班级对知识点的理解程度。如果整个班级的正确率较低，教师就可以根据情况减缓上课的节奏或者重新讲解知识点。实时评测其实只是智慧教室管理软件中的一个普通功能，但是教师如果將其巧妙地运用在教学活动中，在准确规划课堂活动的同时掌握班级理解知识点的全貌，将会大大提升课堂教学的效率。

（3）概括与内化

库伯的体验式学习理论认为学习的关键在于解决适应世界的双重辩证对立之间的矛盾。我们具有两种不同获取体验的方式：一种是感知（即具体体验），另一种是领悟（即抽象概括）。无论是通过单一的感知还是纯粹的领悟，都难以获得事实的全部真相，只有在感知与领悟之间达到统一，学习者才可以获得事实的意义[12]。

在这一体验环节中，学生结合教师的教学示范，进一步通晓和掌握智慧教室内的各项功能以及思考其在教学活动中的实用价值，并对各个设备和相应软件进行自主体验和探究。但是只靠体验设备的功能并不是真正意义上理解智慧教室，只有在了解智慧教室的功能之后，将技术与教学活动建立联系，拥有自行融合技术改善教学活动的能力，才能真正理解和发挥智慧教室功效。因此当学生体验智慧教室各项功能基本完毕之后，教师组织他们分成几个协作小组，共同设计一堂智慧教室环境下将要上的“课”，并要求他们将其感受进行小组分享，通过思考与交流，学生领会到想要在智慧教室环境下设计一堂有趣的课需要技术与学科内容的紧密融合，以此来深化学生对智慧教室教学功能的深度理解。

（4）行动应用

学生基于之前设计好的教学设计在智慧教室中进行模拟上课，真实体验在智慧教室环境下的教学过程。各个小组之间进行互相观摩和学习，重点检视其他小组是如何结合各种技术开展教学活动以及教学效果，从而达到优势互补、共同进步的目的。同时要求每位学生完成对整个智慧教室体验过程的行动反思以及对相应教师实践性知识的提炼。

在行动应用阶段，教师不仅重视学生的教学设计能力，还注重学生灵活使用技术改善教学活动的创新能力，因为学生的体验式学习并不能止步于仅仅了解智慧教室的功能，还需要朝着将技术与教学融合创新这一更高的目标努力。教师借助智慧教室为学生营造了一种全新的、智能的、具有挑战的环境，让学生通过观察、思考，交流、概括将体验的内容与其他教育学相关知识联系起来，同时还将学生创造的成果放在真实的情境下进行实践，检验学生是否已经把体验得到的经验和知识成功外化，从而有助于他们今后在相似的智能课堂情境中进行教师实践性知识的迁移。

四、实施效果分析

为了检验教学实践的效果，本文对22名参与者进行了问卷调查和跟踪访谈。其中发放22份问卷，有效回收22份，问卷主要涉及师范生对智慧教室的态度、课程学习的效果、对智慧教室环境下信息化教学技能课程的期望三个部分。

对于智慧教室的态度的调查主要分为智慧教室环境下开展教学活动的意愿、智慧教室环境对教学活动的影响、智慧教室环境下学习的舒适度三大方面。结果显示，63%的师范生有意愿在智慧教室环境下开展教学活动;64%的师范生认为智慧教室环境有助于改善课堂教学的效果;100%的师范生认为在智慧教室环境下学习感觉很舒适。

课程学习情况的调查主要包括对于智慧教室的各种功能的熟悉程度、结合智慧教室组织教学活动的熟悉程度两方面。结果显示，82%的师范生能够按照使用手册操作智慧教室内的设备和软件;32%的师范生能够自主结合智慧教室环境设计教学活动，45%的师范生认为熟练地设计智慧教室环境下的教学活动还需要进一步的训练，9%的师范生认为结合智慧教室开展教学活动还有一些困难。

师范生对智慧教室环境下培养师范生信息化教学技能课程的期望调查主要分为观摩智慧教室环境下的教学示范意愿和希望接受智慧教室方面的专业培训意愿两方面。结果显示，86%的师范生希望多观摩智慧教室环境下的教学示范，10%的师范生态度一般;90%以上的师范生希望接受一些智慧教室方面的专业培训，并且认为在以后的教学过程中会用到这些技术。

后期的跟踪访谈结果显示，体验过智慧教室环境下学习活动的师范生普遍认为智慧教室为学生构建出了一个个性化、先进、有趣味的学习环境，为未来教学做准备提供了可努力的方向。智慧教室内集合了各种新兴技术和设备，将其引入课堂教学中，可以有效地调动学生的积极性，满足学生个性化的学习需求，而且也让教师上课的方式有了更多的选择，例如通过智慧教室系统本身具有的学习分析功能，教师能实时掌握学生学习的状态，以方便教师及时调整相应的教学进度等，达到个性化的学习指导和帮助。当然也有师范生很理性地表达了他们对智慧教室的看法，认为它虽然“高端大气”，但不会完全取代传统教室的价值，而是对传统教室的技术和智能方面的增强，因此身为教师不能盲目地追捧高科技，而是应该“立足教学、以学生为本”，充分合理地运用新技术服务于教学，才能发挥出智慧教室的真正效能。

五、总结与反思

库伯认为学习不是学生被动地接受、记忆和重复的过程，而是一个缘起于体验并在体验下不断修正并获得观念的连续过程[11]。体验式学习强调个人与环境关系之间的交互，通过系统的情境设计，让学习者能身临其境一般进行体验式学习，这样能让其产生更具体、更明确的感悟。传统的师范生教学技能的培养过程中，技术的应用与教学实践之间始终存在着一定的“鸿沟”，将体验式学习模式用于师范生信息化教学技能的培养，有助于弥补他们在利用技术改善教学经验上的不足，使他们在具体体验过程中把感觉、心情、情绪融入到真实的智慧教室环境之中，并与环境进行连续不断的交互，最后得到对未来课堂教学的新形态的感知和体验。

通过本研究的教学探索，师范生初步意识并感知到了未来学校课堂教学正在悄然发生着巨大变化，想要在智慧教室中上好“一堂课”并非易事，需要他们不断提升自己的信息化教学能力。对于教师教育来讲，给师范生讲解如何利用技术促进教学活动，不能只教会他们如何使用技术，更要结合师范生作为学生和未来教师的双重身份特点，尽可能使其获取基于技术环境下的教学设计经验与教学感受，这将有助于师范生成为教师后，在相似的智能课堂情境中进行教师实践性知识的有效迁移。

总之，师范生作为信息时代迈向智能时代的职前教师，不仅要学会利用技术来促进自身的专业发展，更应承担起利用技术进行教学创新的使命。本次研究旨在“为未来教师做准备”而进行的一次教学尝试，但依然有诸多不足之处，如：课堂内的时间限制无法满足每位学生都能完整地体验智慧教室的所有功能，提供的智慧教室环境与学科知识相结合的教学案例较少，以及配套的教学资源匮乏等原因，使得学生缺乏模仿和创新的依据，因此设计和开发未来课堂教学虚拟仿真以及相应的教学资源等問题是我们努力探索的后继方向。

参考文献：

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[3]Skipton C..Moving from “dumb” to “smart” classroom： technology options and implementation issues[J].Journal of college teaching &learning， 2006 （6）：19-27.

[4]Lui M， Tissenbaum M， James D. Scripting collaborative learning in smart classroom： Towards building knowledge communities[J].CSCL 2011 proceedings： 430 -437

[5]Anasol P R Vic， C Gardner， M， et al. Towards the Next Generation of  Learning Environments： An Inter Reality Learning Portal and  Model. Proceedings of  2012  Eighth International Conference on  Intelligent Environments， June 26-29，2012[C]. Washington DC： IEEE Computer Society，2012.

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[8]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.

[9]张屹，陈蓓蕾，李晓艳，等.智慧教室中基于APT模型的iPad电子教材设计与应用研究——以小学英语五年级上册《Tobys Dream》为例[J].电化教育研究，2016，37（8）：63-71.

[10]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.

[11]库伯著，王灿明译.体验学习：让体验成为学习和发展的源泉[M].上海：华东师范大学出版社，2008：22-29

[12]石雷山，王灿明.大卫·库伯的体验学习[J].教育理论与实践，2009，29（29）：49-50.

（编辑：鲁利瑞）