基于智能化教育场景的智慧课程建设

【摘 要】未来教育是一场以“学”为核心的场景革命，“学生、场景、资源”将成为一种崭新的教学供给方式。苏州市金阊实验小学校从构建智能化教育场景、开发整体式课程体系、落实规范性课程实施、探索发展性课程评价四个方面，积极探索基于智能化教育场景的智慧课程建设，充分发挥信息技术与人工智能的课程应用优势，营造“学生—教师—课程—环境”之间的多维交互场景，打造“互联网+”时代学校信息化发展的新样态。

【关键词】智能化;教育场景;智慧课程

【中图分类号】G627  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2022）20-0023-05

【作者简介】杨明媚，苏州市金阊实验小学校（江苏苏州，215008）校长，高级教师，主要研究方向为小学数学教学。

未来教育的图景是以“学”为核心的教育新场景，传统的以“教师、课堂、教材”为中心的教学供给方式，将被以“学生、场景、资源”为中心的教学供给方式所取代。信息技术的蓬勃发展为学生打开了智慧教育之门，深入不同的智能化教育场景，学生能体验各种不同的创新性学习方式，将学习的重心由知识技能的获得转向素养能力的迁移，满足自适应、社群性、碎片化、个性化学习的需求。近年来，苏州市金阊实验小学校（以下简称“学校”）着力探索基于智能化教育场景的智慧课程建设，充分发挥信息技术与人工智能的课程应用优势，营造“学生—教师—课程—环境”之间的多维交互场景，推动学校教育高质量发展。学校曾获评中国STEM教育种子学校、江苏省智慧校园示范校、苏州市四星级智慧校园，《智慧教育推动教与学的改变》获全国第十五届校园影视教育成果一等奖。

学校基于智能化教育场景的智慧课程建设，主要有以下四个方面的实践举措。

一、构建智能化教育场景

“场景”，原本是一个影视用语，指在特定时间、空间内发生的行动，或者因人物关系构成的具体画面，是通过人物行动来表现剧情的一个个特定过程。构建智能化教育场景是借助现代信息技术，为学生创设集成化、智能化、开放性的学习场域和情景，让学生在学习过程中能够对学习细节拥有真实的认知体验，进而产生群体互动的耦合，形成学生与学生、学生与教师、学生与场景的有效互动。学校通过物理空间的打造和虚拟场景的创设，全面升级智慧教育环境，形成立体式智慧课程实施场景。

（一）打造功能化物理空间

空间是为人服务的。校内空间的打造是为了满足师生课程探索、学习、研究、开发等不同需求。基于需求导向，学校重新规划原有物理空间，合理改造部分专用教室，增添智能化场室，形成满足各种功能要求的教育场景群。学校根据智慧课程建设的需要打造了四大智慧课程中心场馆。“智慧课程教学中心”设有“未来教室”“云体验中心”和“云教室”三个场域，服务于国家课程与信息技术融合课程的教学，把以讲授为中心的课堂转变为以学习为中心、以素养为本的课堂，激发学生学习原动力，使其树立自主探究意识，外显思维活动，习得系统化学习能力。“智慧课程活动中心”建有创客工作室、VR创意空间、机器人创新实验室、创意搭建实验室、百变模型实验室、电路拼搭实验室等特色场域，服务于校本智慧课程的实施，将信息技术与创新创造融合在一起，为学生提供基于真实情境的探究性学习场所。“智慧课程传媒中心”包括“创意录播空间”和“数字电视台”两大场室，为学生思政融合课程的落实提供实施场所，通过智能技术平台记录学习过程，宣传学习成果。“智慧课程教研中心”主要有“人工智能行为分析实验室”和“同城帮扶直播室”两大空间，在信息技术与智能技术深度融入教育的过程中，促进教师在课程实施过程中提升课程研发、实施能力。四大智慧课程中心场馆的建设将学校变成一个模拟的学习、研究场，实现了智能化教育场域内学习者、创意內容、创新方式等全方面的链接，促进学生知识技能习得与学会学习、解决问题、创新实践等素养的同步发展。

（二）创设互动式虚拟场景

四大智慧课程中心场馆内信息化教学设备齐全，配备了LED显示屏、电子课桌、智能双板、纳米双板、移动一体机、希沃一体机等教学硬件，以及一些可移动、可穿戴的高科技设备与教学软件，比如体感游戏机、VR眼镜、高性能笔记本、全景相机、可视化编程软件、3D建模软件等。这些硬件与软件都成为创建虚拟教育场景必不可少的互动工具。深入教育场景的智慧课程注重学生学习的“在场感”，教师通过恰当的技术与学习内容的整合，创设出多元化的互动场景，转变学生的学习方式，促进智慧学习在学生身上有效发生。通过体感游戏机、VR眼镜创造出具备3D、4D效果的虚拟教育场景，利用交互设备的可视化特点，学生在不受时空限制的虚拟教育场景下提高微创新能力。过程性虚拟场景通过希沃一体机、移动一体机、普罗米修斯互动课桌记录学生个人的思维轨迹和学生小组分工合作的过程，展现动态学习过程。创造性虚拟场景通过可视化编程软件、3D建模软件实现学生与创新内容的深度互动，进而产生新的创意与创作。互动式虚拟场景的创设使学生随时随地置身于智慧课程的场景中，体验智慧课程的奥妙。

二、开发多维度课程体系

智慧课程是以培养学习者的深度学习能力和创造创新能力为宗旨，借助智慧课程平台，通过开展智慧教学与智慧学习活动，为学习者提供智慧服务、智慧资源和智慧评价的课程。[1]学校的智慧教育课程体系建设指向校园文化的濡染与发展、学生创新素养的提升、教育的高质量发展。唤醒学生自然天性的创新意识、驱动学生自主全面的创新能力、激活学生彰显个性的创新品质，是智慧教育课程设置的关键所在。学校根据学生身心发展特点，以年段为标准设定难度，以促发学生深层体验为驱动力，从国家课程的校本化实施和校本课程特色化开发两个层面整合设计有层次、有体系的智慧课程。

（一）学科融合智慧课程建设

国家课程是实施智慧教育的重要载体，国家课程的校本化实施是智慧教育的有效途径。学校的智慧课程开发，首先从创造性地落实国家课程入手，在各个学科课程中融入信息技术与人工智能，开发人文、科学、思政三个融合课程模块。其次，学校从三个课程模块的国家课程中选择主题，让学生开展项目化学习（如表1所示）。比如，在人文融合课程中，低年级语文识字教学以“趣味汉字”为主题，利用希沃白板技术开展汉字偏旁、部首及其组合、对比的研究，同时渗透一些汉字演变的文化知识。在科学融合课程中，高年级的数学教学以“确定位置”为主题，创设海上营救的情境，结合无人机编程知识开展研究，将学生的空间思维能力从二维拓展至三维。在思政融合课程中，各年段均有不同的爱国、爱家乡的教育内容，学校选取这些教育元素，结合“四史”教育，建设红色思政长廊，并带领学生开展学校、苏州、国家历史文化的项目化学习研究，开展红领巾“云课堂”“云寻访”等活动，丰富学生的感知，并引导学生运用多种手段展示学习研究成果。学科融合智慧课程的建设以学科知识为根本，以现代技术为保障，以教师开发为路径，通过建设一个个主题式的项目研究课程资源包，逐步构建学校丰富多元的课程体系。

（二）校本拓展智慧课程建设

校本智慧课程的开发是学校智慧教育实施的特色。学校基于现有的智能化教育场景、信息化设施设备以及特色教师资源开发校本拓展智慧课程，使之成为国家课程的深化与延展，满足学生多元化需求，全面提升学生的信息素养。在课程的分类上，对智慧学习的三种方式——智慧体验、智慧探究、智慧创意进行设置，并结合低中高年级学生年龄、学习特点，开发18门智慧课程，形成了“三横三纵”校本拓展智慧课程体系（如下页图1所示）。校本拓展智慧课程主要通过社团活动开展。以智慧探究类课程为例，低年级开设入门级的电子百拼、WeDo机器人课程，中年级开设进阶版的美科创客、EV3机器人课程，高年级开设高阶版的VEX机器人、虚拟机器人、FLL机器人课程，循序渐进，以跨学科、多任务为驱动，锻炼学生在真实问题的探究中创造性解决问题的能力。智慧创意类课程则以培养学生创新思想为主旨，以语言、艺术、信息、科技的学习为启发点，拓展学习内容，鼓励学生天马行空的创想。语言创想主要开展创意配音课程，放飞思想的翅膀;艺术创想主要进行数字绘画、VR创意设计、Flash动画设计课程，创生个性化的作品;信息、科技类创想主要开展创意搭建、Scratch创意编程、3D创意设计、无人机编程等课程，让学生感受技术的魅力。

三、落实规范性课程实施

在前教育信息化时代，课程的实践形态主要表现为教师与学生基于单一的课程媒介开展受情境限制的课程活动。在当前智慧课程的发展过程中，基于人工智能技术的有机深度融合和智慧化立体课程空间的建构，智慧课程的实践形态也相应发生了改变。[2]学校从传统物理形态与智慧课程新形态之间的有机统一入手，从课程运行的制度规范与课程学习的具体落实两方面保障多维度智慧课程实施。

（一）顶层设计课程运行机制

智慧教育的建设是在多主体参与下共同实现的，建立各主体之间的协调联动机制和凝聚多主体的建设力量是智慧教育走向高质量发展之路的关键。[3]同样，智慧课程的实施也是一个系统工程，需要学校多部门协同参与，发挥各自作用，形成有力的运行机制。学校通过厘清管理框架内各主体的权责分工，统筹各方动力要素，产生协同效应，引领智慧课程的高效实施。课程教学部和德育引导部架构课程框架、研发课程文化，教师发展部组织教师开展教学研究、培训，后勤服务部加大硬件建设、完善教育场景。学校设有首席信息官，配备专职信息化管理人员，每门学科安排一名信息素养强的教师负责推进信息技术与本学科教学的创新融合，全力保障智慧课程的开展。高度重视智慧教师的培养，开展多种形式的信息技术培训，使全体教师都能够符合智慧课程的教学要求。经过努力，学校全体教师通过国家中小学教师信息技术应用能力工程培训，全员完成江苏省中小学信息技术应用能力提升工程2.0培训。同时，学校积极推进两大教师团队建设，将青年教师与骨干教师结对组合成学科融合智慧课程研修团队，开展丰富的项目化教学研究活动;将信息化特长教师与外聘专业教师结对组合成校本拓展智慧课程研修团队，开展多元化的社团活动与竞赛研究。评选“智慧教师”，激励表现突出的教师成长。学校从管理、培训、教研和评价四个维度提升智慧师资水平，促进智慧课程实施与学校教育高质量发展的深度契合。

（二）促发学习方式转变

根据多维度智慧课程体系，学校从两条路径开展课程实施：一是通过集体备课从学科课程中选择项目化学习主题，整合利用学期中的机动课时实施学科融合智慧课程;二是利用“5+2”课后服务时间规划社团活动时间表，开展校本拓展智慧课程的教学活动。尽管课程实施的路径不同，但实施方式有相通之处：一是均在学校智能化教育场景中开展教学，充分发挥物态环境和虚拟现实情境对教学的促进作用;二是依托信息技术打造丰富而真切的智慧学习场景，推动学生个性化自适应学习，走出“教学千人一面”的困境，让学习回归本质，营造出最符合学生发展需求的、属于未来的智慧学习生态圈。教师深入教育场景的智慧课程学习，注重为学生搭建个性化学习平台，拓展智能化学习路径，创设任务型驱动情境。学生在教师的引导下积极探索四种智慧学习方式——未来教室环境下的“自助式学习”、电子课桌环境下的“社群式学习”、交互一体机环境下的“沉浸式学习”、智慧课程活动中心环境下的“探究式学习”，打破自身与资源、技术之间的藩篱，实现学习方式的有效转变，促进自我意义建构、合作共赢和创新实践。

四、探索发展性课程评价

走向基于大数据的发展性评价是学习评价的发展大势，该评价的核心既体现在大数据方面，又体现在智能化提取、智能化归纳、智能化批改、智能化判别、智能化呈现等方面。[4]学校积极探索智能化推动下的智慧课程评价，对课堂行为生成动态进行分析，对学生学习进行过程性追踪，形成教学和学习的发展性评价，为改进教与学提供依据。

（一）智能化推送教学实况

学校借助人工智能行为分析实验室的AI分析技术，开展人工智能课堂行为分析课题研究，实现对课堂教学的数字化评价。AI课堂行為分析系统可以通过人脸识别定位、行为分析、专注度分析技术，实现对教师表情、动作、提问以及学生参与度等要素的大数据分析，形成数据报表，反馈课堂教学实效，为改进课堂教学、提升课程教学质量提供可靠参考意见。课堂教学的数字化评价，通过各种可视化技术，将巨大、繁杂和难以理解的数据可视化，精准地提供给教师，推动教师实现从“经验教学”到“精准教学”的转变。

（二）智能化分析学习轨迹

学校借助姑苏区云平台的学业大数据系统和写实系统，实现对学生学习轨迹的智能化分析，帮助学生实现由“集体化学习”向“个性化学习”的转变。学业大数据系统对学生的各项学习指标进行监测、追踪、定位，计算学生的学习表现和学习目标之间是否存在差异。一旦学习表现低于学习目标，系统就会发布“预警”，教师就会为学生定制个性化的辅导策略。针对阶段性学习中的共性问题，教研组进行集体研究，推送“助学单”“微视频”等学习资源，及时进行干预，提高学生学习实效。在写实系统中，教师和学生可以上传智慧课程学习中的各种资源、学习动态、学习成果，为学生的智慧学习轨迹画像。

基于智能化教育场景的智慧课程建设是一种顺应新时代要求、追求教育高质量发展的实践探索。在实践过程中，我们聚焦新问题，追寻新方向，树立新理念，利用信息技术赋能课程建设，加速推进信息技术与教育教学的深度融合，为学校“十四五”期间的高质量发展擘画出美好蓝图。

【参考文献】

[1]张煜.“互联网+教育”背景下的智慧课程建设[J].现代职业教育，2019（24）：108-109.

[2]罗生全，王素月.智慧课程：理论内核、本体解读与价值表征[J].电化教育研究，2020（1）：29-36.

[3]徐晶晶，黄荣怀，杨澜，等.智慧学习环境下学校、家庭、场馆协同教育联动机制研究[J].电化教育研究，2018（8）：27-33.

[4]陈琳，华璐璐，冯熳，等.智慧校园的四大智慧及其内涵[J].中国电化教育，2018（2）：84-89.