智 慧 课 堂 的教学流程构建及实验研究——以“现代教育技术与应用”课程为例*

赖晓云，钟 正

(赣南师范大学 新闻与传播学院，江西 赣州 341000)

信息化时代，随着信息技术的高速发展，云计算、物联网、大数据等技术日益成熟，各行各业都在应用这些技术不断的更新行业理念，提升绩效.然而，当前的大多数学校的教育形态却依然停留在工业化时代.2021年7月教育部等六部门发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》(简称教育新基建)提出，坚持创新引领，深入应用5G、人工智能、大数据、云计算、区块链等新一代信息技术，推动各级各类教育平台融合发展，构建互联互通、应用齐备、协同服务的“互联网+教育”大平台，充分发挥数据作为新型生产要素的作用，推动教育数字转型[1].教育新基建的着力点是构建智慧校园.智慧教育隐含的价值期待包括减轻学生的认知负荷、 拓展学习体验、提高学习水平和增强智能辅助[2]，而智慧课堂是实现教育形态向数字化、智慧化转变的主战场.因而，需要对智慧课堂教学过程的设计及构建，使智慧课堂更为高效的实现智慧教和智慧学.

1 智慧课堂的相关研究概述

自IBM公司于2009年提出了“智慧课堂”这概念以来，各国学者就其进行了多维度的研究.

1.1 智慧课堂的概念

就智慧课堂的概念而言，学者们从教育学、心理学、信息技术及其相互融合等多种角度对其进行探讨和界定.如黄荣怀从内容呈现、环境管理、资源获取、及时互动和情境感知5个维度构建了“SMART”概念模型[3].智慧课堂能感知学习情景、识别学习者特征、提供合适的学习资源和便利工具、自动记录学习过程和评测学习成果.它能提供优质的学习内容呈现方式、丰富的学习和教学资源、强交互深体验的课堂和不同的学习情境”[4].刘邦奇团队从信息化视角，把智慧课堂分为1.0、2.0和3.0三个发展阶段，并对不同阶段智慧课堂的进行界定.随着智能信息技术的发展，智慧课堂进入3.0阶段，其定义为：是指以建构主义、联通主义等学习理论为指导，以促进学生核心素养发展为宗旨，利用人工智能、大数 据等智能信息技术打造智能、高效的课堂；其实质是通过构建“云-台-端”整体架构，创设网 络化、数据化、交互化、智能化学习环境，支持线上线下一体化、课内课外一体化、虚拟现实一体化的全场景教学应用；旨在推动学科智慧教学模式创新，真正实现个性化学习和因材施教，并促进转识成智、实现智慧发展[5].从以上对智慧课堂的定义可知，智慧课堂的内涵是在智慧教学环境下，教师应用与之相适应的教与学的理论，采用适切的流程与方式进行智慧的教，学生进行智慧的学.

1.2 智慧课堂的构建与应用模式

相较于传统的以经验驱动的课堂，智慧课堂在教学环境、教学结构与教学方法上均有着巨大的差异.智慧环境是智慧课堂实施的先决条件.聂风华等就智慧教育进行研究，提出智慧教室的“iSMART”模型[6].刘邦奇从信息技术的发展为视角，研究不同时期支持智慧教学的服务环境，从理论上对智慧课堂不同阶段的平台架构进行设计[5].祝智庭等人提出了智慧课堂三要素：智慧学习环境、智慧教学法和智慧学习者[7].

在智慧课堂的应用模式方面，诸多学者也进行了理论的研究与实践的尝试.如庞敬文等构建了基于微课的初中数学智慧课堂教学流程，并进行教学实践[8]；刘军基于当前智慧课堂的教学实践，从数据生成智慧的视角，以数据、信息、知识和智慧四个要素为核心，提出智慧课堂发展的关键路径[9]；祝智庭从教育学原理出发，结合智慧教育，以教学组织结构为主线，构建智慧学习生态框架[10]；唐烨伟等人将智慧课堂划分为平移性应用、整合点针对性应用、学习方式方法变革性应用及智慧性应用，而并就一些智慧课堂应用典型案例进行分析，提出智慧课堂应用的教学思路[11].

对于智慧课堂的教学应用，学者们更多的是对教学模式、教学服务环境、教学策略等宏观的、理论层面进行了研究.而鲜有微观层面的教学流程的设计与教学实践方面的研究.

2 智慧课堂教学流程的构建

2.1 教学流程

教学就是指教的人指导学的人进行学习的活动.进一步说，指的是教和学相结合和相统一的活动[12].中国古代教育家提出的“博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之”(《礼记·中庸》)是对教学流程最早的概括.教学是以学生掌握知识为直接目标所展开的师生双边的交往活动.现代教学论认为，教学过程不单是传授与学习文化科学知识的过程[12].同时也是促进学生全面发展的过程.因而，教学流程是有目的、有计划的、为特定学习对象而设计的教与学相统一的活动，包括教师教与学生学的一系列互动行为的过程.

2.2 传统的课堂教学流程

长期以来，我国在课堂教学中占主导地位的教学流程是由德国教育家赫尔巴特提出“四阶段教学法”，后由俄国教育家凯洛夫改造的“五段教学法”，即组织教学、复习旧课、讲解新课、巩固新课、布置作业[13].“五段教学法”主要是指课中的教学过程.以这一教学法为依据，传统的教学过程如图1所示.

图1 基于“五段教学法”的传统教学过程

基于“五段教学法”的传统教学过程基本是线性的单向的.课前、课中和课后教师的教与学生的学是简单的联系，即教师根据教材与学生作业反馈的共性备课.课中，以课本知识为中心、以教师的讲授为中心，学生被动接受知识.课后是统一的作业布置.这种教学过程是以行为主义学习理论为指导，强调应用作业“强化”课堂知识的重要性，因而，能有效的促进学生对知识的模仿与记忆，然而，对于知识的有效迁移、综合素质培养及个性发展方面存在严重的不足.

随着我国对信息技术教育应用的重视程度的提高，各级学校均在教学上进行一定程度的改革.然而，由于受到传统教学思维的影响，“五段教学法”仍然被沿用至今.教育信息化2.0行动计划中明确规定要开展智慧教育[14]，教育新基建中也要求进行教育创新，教育流程再造、模式重构、实现智慧教育[1].

2.3 智慧课堂的教学流程

“互联网+”环境下，学校的智慧课堂硬件设置配置也日趋完备，为智慧教学提供基础.智慧课堂的教学流程应体现学生为中心的，教师智慧教与学生个性化的学.图2为智慧课程的教学流程.

图2 智慧课堂教学过程

互联网+环境下智慧课堂教学过程依托信息化教学平台，把课堂教学过程延伸到的课前、课中和课后，并把这三者进行了有效的融合.课前首先对学习者进行知识背景、一般特点与学习风格及教学内容分析，然后制定出相关的教学策略，设计适应学习者特点的学习方式、教学媒体和资源，并推送给学生进行课前的数字化学习，而后根据学生各类学习行为的数据分析，进行课中的教学设计.课中的教学过程突出情景性、任务性、合作性、探究性、互动性和动态性.情景展示与新知导入激发学生学习兴趣及新旧知识的联系，并促进学生对知识掌握程度的自我诊断.任务驱动促进学生合作、探究学习，使不同层次的学生互帮互助，实现共同成长.在此过程中，教师实时关注学生的学习现状，动态调整教学过程，并综合学生学习成果及学习过程中存在的问题，分析目标达成度，对共性问题进行集体讲解，对个性问题进行针对性指导.然后推送随堂测试帮助学生巩固知识及再次检测学习效果，为课后制定学生的学习计划奠定基础.课后，给学生提出个性化学习任务，并推送相应的资源供学生学习，并关注学习动态，把学生的学习结果融入到课前的教学设计之中，形成一个迭代更新的过程.这一教学过程是以学生为中心，以任务为主线、关注学生个性化特点的教学过程，能有效的培养学生的综合素养.

3 智慧课堂教学流程的实验研究

3.1 实验目的

为了验证互联网+环境下智慧课堂教学过程是否比传统的课堂更具有效性.通过对学生的课程学习的预习任务完成率、学习成绩、互动行为和课堂满意度等方面的数据分析来进行验证.

3.2 实验对象

选取赣南师范大学汉语言文学专业2019级师范生，共3个班级，每个班均为40人，其中二个班采用基于“五段教学法”的传统教学过程上课，一个班班采用互联网+环境下智慧课堂教学过程上课.为排除教师个体差异对实验带来的影响，上课教师为担任担任此课程教学的一位专任教师(学校教学能手).

3.3 实验内容

选取《现代教育技术与应用》第三章教学媒体中的第二节“教学媒体的选择”实验内容.

3.4 实验过程

3.4.1 前测

为了减少实验学生差异对于实验效果的影响，本研究进行了3个班级学生的前测.前测2个模块，一是先前知识储备现状、应用信息技术水平及学习风格.先前知识储备现状通过包含该节的全部知识点的20道测试题，每题5分，共计100分，得分越高代表先前知识储备水平越高.信息技术应用水平通过问卷调查形式进行，主要有网络学习平台的应用能力、资源获取能力、应用信息化设备交流能力等共15个问题，问卷进行信度和效度检测，信度为0.879，KMO取样适切性量数为0.877，说明问卷信度与效度良好.

3个班的学生先前知识水平前测结果为：1班平均分为11.32，2班为12.43，3班为11.56.对这4个班进行显著性差异检验，差异显著性系数均大于0.05，表明4个班的学生先前知识水平处于相同水平，不存在显著性差异.4个班学生信息技术应用水平的调配问卷数据分析表明，所有学生均能很好的应用网络学习平台进行学习、交流及获取资源.

3.4.2 课堂教学实践

其中1班和2班采用图1传统教学过程上课，3班采用图2智慧课堂教学过程上课.智慧课堂具体的教与学的活动如表1所示.

表1 智慧课堂具体的教与学的活动

3.4.3 后测

教学结束后对4个班应用前测试卷对4个班进行了后测.后测成绩分别为1班平均分为60.0，2班为61.31，3班平均分分别为83.56，由此可看出实验班的成绩明显高于对照班的成绩.而后对单因素方差分析，表2为方差齐性检验，表3为多重比较结果.

表2 方差齐性检验

表3 多重比较结果

方差齐性检验的结果.F值=0.791，P(Sig.)=0.460，说明3组数据方差齐，满足方差分析的适用条件.

3班后测成绩与1班(P<0.05)、2班(P<0.05)均存在显著性差异，1班与2班后测成绩不存在显著性差异(P=0.71>0.05).

本研究为了解学生对课堂教学的满意度，设置了一份调查问卷，分别包含教学内容、教学方式、教学过程、教学互动等共计10分题，采取李克特五点评分法，将“非常不符合”“一般符合” “比较符合” “比较不符合”“非常符合”五个选项分别对应于1分、2分、3分、4分、5分统计了3个班学生对课堂的满意度，1班满意度平均分为3.21、2班为3.18和3班为4.45，很明显，3班学生对于教学的满意度远高于1班和2班，说明学生更认可智慧课堂的教学过程.

预习完成率1班和2班由教师在课前进行统计，其完成率分别为51.24%和54.31%，3班的由网络学习平台统计，完成率为96.13%， 在预习完成率上，3班要明显高于1班和2班.

互动行为3班的通过智能学习平台统计，而1班和2班分别由教师在课前与课后进行统计，由表4可知，3班的互动行为远远高于1班和人班，说明智慧教学流程能极大的提高学生的互动性及学习积极性.

表4 学生互动行为比较

4 结论与建议

本研究在基于互联网+的环境下，应用智慧课堂教学环境，构建智慧课堂的教学过程，并在“现代教育技术与应用”课程中进行教学实验，结果表明，应用智慧课堂教学过程进行教学无论是在学生学习成绩上还是在对课堂教学的满意度、互动行为等方面都有明显的提升，说明其具有较好的可行性和有效性.

要更为高效的应用智慧课堂的教学流程进行教学，建议教师要不断的提升自己的能力素养，例如对教育数据的分析能力，这样才能对学习者网络学习的数据进行筛选与分析，从而得到有效的学习者特点、学习行为、学习结果等方面的信息，从而进行有针对性的教学设计，并构建与学习者相适应的数字化教学材料；在教学过程中在充分调动学生学习的兴趣与积极性，使学生沉浸到学习环境之中；无论是有课前、课中还是课后，教师都应对学生进行持续的关注与调控，使教学真实实现因材施教.