我国智慧课堂研究现状述评

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　　摘要 ：课堂作为教育信息化的微观层，是学校开展教学活动、实现教育目标的主阵地，只有实现智慧课堂的构建才能推动智慧教育的进程，这使得智慧课堂的研究与应用成为智慧教育研究的重要方向之一。文章通过对与智慧课堂贴合度高的近30篇期刊论文进行整理分析，以期更好地把握国内有关智慧课堂的理论研究现状，寻求研究新方向。
　　关键词：智慧课堂;研究现状;教育技术;教学模式
　　作为新一轮科技革命和产业变革的核心驱动，人工智能正不断地影响社会发展和人类生活。为更好地应对本次产业变革的挑战，国家颁布一系列政策文件，强调智慧教育将成为推动教育信息化又一轮创新发展的新浪潮。课堂作为教育信息化的微观层，是学校实现教育目标的主阵地，是教育信息化价值能否实现的出发点和落脚点。只有实现智慧课堂的构建才能推动智慧教育的进程，这使得智慧课堂成为智慧教育研究的重要方向之一。
　　本文通过中国知网（CNKI）以“智慧课堂”、“智慧教室”、“智能课堂”为检索词，以题名或关键词或主题为检索项，以核心期刊、CSSCI为来源类别，对2008-2018年的期刊论文进行检索，从检索到的
　　218条结果中按相关度排序并选取与智慧课堂贴合度高的近30篇期刊论文进行整理分析，以期更好地把握国内有关智慧课堂的理论研究现状，寻求研究新方向。
　　一、智慧课堂概念及特征
　　理解智慧课堂，我们首先要明确“课堂”这一概念。王鉴教授将课堂的含义概括为三个递进的层次：首先，课堂是教室（classroom），是学校教学活动发生的主要场所;其次，课堂是狭义的发生在教室内的教学活动;第三，课堂是课程与教学活动的综合体，包括课程、教学活动、教学环境、师生关系等多要素间的互动关系[1]。第一层次从空间角度出发，第二层次从行为角度出发，第三层次从课程与教学角度出发。本文所探讨的课堂不是课程教学研究的对象，而是外在物理环境与内在教育教學活动的结合体，是实现教师、学生、教学要素、教室环境等多要素和谐互动的活动空间。
　　1.    智慧课堂的概念
　　什么是“智慧课堂”？国内诸多学者都对智慧课堂及相关概念进行过界定与分析。总的来看，当前对“智慧课堂”的概念界定主要有两类：
　　第一类基于教育教学视角，将“智慧课堂”与传统课堂对立起来，强调课堂要以学生为主体、注重学生的情感体验与合作探究。吴永军认为智慧课堂是充满智慧的课堂，是教育思维和教育情感互动的产物，是师生智慧互动共生的过程与结果[2]。顾建芳提到智慧课堂是课堂的一种类型，是基于智慧的课堂，是以学生为主体，以能力为重点，以素养为目标的课堂[3]。
　　第二类基于新兴信息技术视角，认为智慧课堂是利用智能化技术支持教师的精准化教与学生个性化学的新型空间。陈卫东等认为智能教室是一个对教室所装备的视听、计算机、投影、交互白板等声、光、电设备进行控制和操作，方便师生接入资源，以自然的人机交互为特征的，依靠智能空间技术实现的增强型教室[4]。何克抗认为智慧教室是利用EDM（Educational Data Mining）和LA（Learning Analytics）技术，帮助教师有效开展智能决策、智能实施和智能评价的全新教与学的方式[5]。何文涛等认为智慧教室是指配置了多种现代媒体技术以供教学使用的物理空间和信息空间[6]。刘军认为智慧课堂是在技术与教学双向深度融合基础上实现教学流程再造的发展空间，是采用智能形态的技术构建富有智慧的课堂教学环境以满足学习者个性化学习需求的课堂[7]。可以看出，这一类型的智慧课堂能够在一定程度上实现个别化教学，并对学生的学进行有效干预。但是该类对智慧课堂概念的界定看重新兴智能技术设施的配备与应用，将课堂技术化作为其追求的目标，存在使教师的教与学生的学成为技术附庸的潜在问题。
　　笔者在文献搜索过程中还发现部分与“智慧课堂”相关或类似的主题研究，如“智慧教室”“智能教室”“未来学习空间”等，各概念间并没有明确的区分界限。可见“智慧课堂”的概念在我国尚未达成统一共识，这与该领域研究尚处于起步阶段有关。
　　2.    智慧课堂的特征
　　为更深入地理解“智慧课堂”，部分学者在进行概念界定的同时对智慧课堂的特征做了进一步说明。黄怀荣等利用“SMART”概念模型，从五个维度分析了智慧教室的精准性、多样性、便捷性、高效性、互动性与智能性[8]。陈卫东将未来课堂的特性概括为人性化、混合性、开放性、智能性、生态性和交互性等六个方面[9]。孙曙辉等认为智慧课堂具有高效互动性、个性化学习、开放合作性[10]。刘邦奇认为智慧课堂的核心特征主要有教学决策数据化、评价反馈及时化、交流互动立体化、资源推送智能化四个方面[11]。
　　综上所述，可以将智慧课堂的特征总结为以下三个方面：第一，智能精准性。依托新兴智能技术，获取学生学习的精准数据并及时反馈给教师，实现对全课堂行为的实时监控，做出有针对性的课堂管理策略。第二，有效互动性。基于精准数据获取，实现课堂“师-机-生”多要素间的良性互动。第三，开放共生性。通过智能化信息技术的应用实现物理空间环境与虚拟现实环境的融合，打破传统课堂的界限，使得泛在学习和个性化定制学案的生成均成为可能。
　　二、智慧课堂实现技术
　　智慧课堂实现技术是指从教育技术学科视角，对如何将物联网、大数据、云计算、“互联网+”等新兴智能技术应用于智慧课堂的构建，实现传统课堂从物理空间环境上向智慧性转变。随着新技术的开发与引入，智慧教室从设计到装备的选择逐渐多样化，更加注重从用户体验感出发，以人为本，用智能化促进师生互动沟通。
　　智慧课堂实现技术研究在智慧课堂研究中起步较早，早在2003年清华大学已推出“Smart Classroom”（智能空间远程教育）项目以解决远程教学中受空间与设备限制的问题。近几年，国内对智慧课堂实现技术的探索性研究逐渐成熟，很多学者，如陈卫东、许亚锋等研究团队对智慧课堂实现技术都进行了纵向深入的系列探讨。 　　1.    智慧课堂实现技术构成
　　陈卫东等对当前智能教室构建的三种技术基础——分布式侍候计算技术、交互电子白板技术和智能空间技术进行功能特性分析，总结出未来智能教室功能模块架构，这对我们重新认识未来课堂、推动课堂改革具有理论指导意义[9]。在此基础上，陈卫东在其博士论文中对未来课堂开发实现的主要技术，如云端技术、泛在网络技术、多屏显示技术、智能环境控制技术、交互显示终端与互动反馈技术等做了进一步的详细阐述，为未来课堂实验室物理形态空间的开发与建设提供关键技术支持[9]。卞金金等建构了依托于情景采集、移动通信互联、数据挖掘、智慧终端设备等新技术的智慧课堂学习模式，并针对课前、课中、课后的教学活动特征进行技术支持，以实现智慧课堂中技术与学习的双向融合[12]。综上可知，我国对于智慧课堂实现技术的构成
　　研究多集中在理论探究阶段，并且随着新兴智能技术的不断发展与更新，能够应用于智慧课堂的关键技术还将不断丰富，仅通过本文阶段性的文献梳理，尚且无法对实现技术进行全面呈现。但总体来看，智慧课堂实现技术以计算力和深度学习算法为基础和关键技术，通过与大数据相结合，为实现智慧课堂智能化、多元互动学习环境提供技术支持，是助推智慧教育发展的关键要素之一。
　　2.    智慧课堂实现技术框架
　　许亚峰等提出了“改进的PST框架”，以细化未来学习空间设计、开放、评价的具体步骤[13]，为未来学习空间的应用与实践提供了可操作性指导。其团队认为技术是未来课堂设计的重要实践要素，利用技术增强未来学习空间已然成为趋势，在建设与应用中既要考虑到教育和空间对技术的要求又要兼顾技术对教育和空间的反作用，智慧课堂技术具有一定的创新价值[14]。另外，許亚锋结合PST（Pedagogy-space-technology）框架针对人工智能时代学习空间的变革进行了系统分析，并从规划、陈设、技术与环境四个维度对学习空间进行综合技术设计，最终建立了智能学习空间层级模型，并对智能应用进行科学阐释，兼具理论与实践价值[15]。朱家华等分析了当前基于互动媒体技术的智慧教室物化技术与理想化互动媒体物化技术，并对互动媒体支持的智慧教室模型进行建构，以打造互联网-物联网-通信网三网一体适应学习者多元化学习的智慧教室[16]。
　　总体来看，智慧课堂实现技术框架的研究是从技术视角出发，通过对技术框架的合理建构，不仅加速新型智能技术在教育领域的应用，也帮助教师有效地理解智慧课堂内在技术原理。同时也要认识到，片面依靠教育技术，并不是推动教育变革，实现智慧教育的关键。智慧课堂的真正落地，还须要立足教学全过程，加强对教师进行相关新兴信息技术的培训与实践，实现技术与教育的深度融合。
　　三、智慧课堂教学应用
　　智慧教学是智慧课堂的中心环节，是实现智慧教育的重要载体。因此，在对智慧课堂实现技术进行研究的同时，对智慧课堂教学流程、教学模式的研究也逐渐增多，并呈现由普遍型教学模式研究向具体学科型教学模式研究的发展趋势，这也反映出当前我国智慧课堂教学研究的发展趋向，逐渐从技术依赖向技术应用转变，从教师教学信息化向教师的教与学生的学双向融合、互动和谐的智慧性方向发展。
　　1.    通用型教学模式分析
　　陈卫东认为：“技术不能自动改变教学效果，真正影响教学效果的是教师的教学模式。”[9]因此，其构建了一种凸显未来课堂特征的教学模式以指导教学实践，并以语文和数学学科为例设计了两堂未来课堂教学应用案例，对智慧课堂的教学实践具有现实指导意义。孙曙光等利用微云服务器、终端应用工具和云平台技术手段，构建基于动态学习数据分析和“云端”应用的智慧课堂信息化环境，实现教与学有效互动的“3+10”教学模式[10]。刘邦奇通过创设智慧型学习环境，提高教学过程中的数据分析、评价反馈、交流互动和资源推送能力，以全体学生为中心设计出“三段十步”的智慧教学流程模式，从而实现课堂中教与学立体化融合交互[11]。晋欣泉等基于智慧课堂教学理论框架及其5J模型，由课前精心设计、课中精致教学、课后精益辅导三个教学环节构成智慧课堂教学模型[17]。
　　综上可见，通用型智慧课堂教学模式的研究多从教学论角度出发，将智慧课堂看作新兴信息技术与课堂教学深度融合的新形态，以智慧课堂实现技术研究成果为基础，对新兴智能技术与教学过程各环节无缝隙对接进行设计与探究，全面变革传统教学的形式与内容，以促进课堂师生互动与深度体验，更好地运用技术实现教育教学目标。同时，此类研究能够加速“互联网+教育”的融合程度，帮助我们在教育领域加快“互联网+”“大数据”“云计算”等智能技术创新应用的同时，回归智慧课堂的功能价值，让智慧课堂真正为智慧教育的发展带来实效，具有一定的实践价值。
　　2.    具体学科教学模式分析
　　在通用型教学模式研究逐渐成熟的基础上，很多学者也着手具体学科教学模式的探究。如唐烨伟等对小学数学的智慧课堂构建与教学策略进行研究[18];庞敬文等对小学英语的智慧课堂与教学策略进行探究并提出具体实践建议[19];刘忠强等对中学语文的智慧课堂构建与教学策略进行分析研究[20];项发见对高中物理云网端智慧课堂信息化环境的建构与教学的过程进行分析研究[21];张新改对英语智慧课堂的建构及教学活动三阶段进行分析研究[22]。
　　综上可知，相比于通用型教学模式的研究成果，具体学科教学模式的研究尚且处于初期阶段，可将其看作对通用型智能技术模式的课堂应用与深入推广。总的来说，具体学科教学模式的探究多从学科素养出发，通过分析具体学科在不同学段的教学目标，对智慧课堂智能化技术环境下的教学流程与形态进行创新，从而有针对性地培养学生的学科思维，推动学生智慧的生成。另外，还在教学设计、教学实施及教学评价等方面对教师能力提出了更高的要求，这对教师了解智慧课堂教学模式，有效利用智慧课堂开展教学活动、实现教学目标具有指导意义。 　　四、研究结论与未来启示
　　通过文献梳理可知，当前关于智慧课堂的技术装备以及与之匹配的教学模式的研究为实现智慧课堂教育价值起到一定促进作用。从研究价值取向看，发现当前智慧课堂的研究大都坚持以人为本的理念，以为师生提供便捷有效的智能化服务为目标。从研究层次角度看，对智慧课堂的研究大致经过从基本概念界定，到智能化技术设计，再到技术与教学的深度融合这三个阶段，体现出研究范围的扩大，研究视角的交叉融合，研究程度的加深，为教育信息化提供了理论和实践支持。
　　虽然研究成果不断丰富，但仍有部分问题亟待解决：首先，学界尚未对智慧课堂的概念及内涵特征形成定论。这将造成各研究成果间缺乏集中与关联，不利于系统性理论的形成。其次，新兴信息技术与课堂教学缺乏深度融合。现阶段对智慧课堂教学研究仍未摆脱传统教学模式：课前备课预习、课中师生自主、课后复习。仅注重多媒体教学手段的替换：由交互式投影变为个体移动终端、由有线网络学习转向无线网络泛在化学习，未能有效地打破传统课堂结构，也未凸显教师在智慧课堂教学中面临的新挑战及应对策略。第三，缺乏从教师角度进行系统研究。教师既是学校教育教学组织内的专业组织人员，又是课堂组织结构中的领导者。当前国内仅有部分从人工智能背景下对教师角色转型的宏观研究，后续对智慧型教师的研究还须加大力度。
　　面对智能化信息技术对教育领域带来的巨大冲击与影响，虽然教师职业不会被替代，但随着智慧课堂外在环境与教学模式的智能化升级，对学生学习的自控力、注意力与协作力提出更高的要求，并可能会产生新课堂问题行为，后续研究可以从教师角度，对智慧课堂管理模式、教师行为转变等进行深入探究。教师如何形成有效的智慧管理模式，发挥课堂领导力？随着新技術在课堂中的广泛应用，教师行为空间是扩大还是缩小？教师如何提高信息技术创新能力，从而不被沦为智能技术发展的附庸？对这些问题的思考，对于优化智慧课堂内在价值、指导教与学活动具有理论与实践双重意义。
　　参考文献：
　　[1]王鉴.课堂研究引论[J].教育研究，2003（06）.
　　[2]   吴永军.关于智慧课堂的再思考[J].新课程研究：基础教育，2008（04）.
　　[3]   顾建芳.小学智慧课堂的内涵及实践策略[J].上海教育科研，2017（10）.
　　[4]   陈卫东，叶新东，张际平.智能教室研究现状与未来展望[J].远程教育杂志，2011，29（04）.
　　[5]   何克抗.智慧教室+ 课堂教学结构变革——实现教育信息化宏伟目标的根本途径[J].教育研究，2015，36（11）.
　　[6]   何文涛，杨开城，张慧慧.智慧教室环境下协作学习的运行特征分析[J].中国电化教育，2018（08）.
　　[7]   刘军.智慧课堂：“互联网+”时代未来学校课堂发展新路向[J].中国电化教育，2017（07）.
　　[8]   黄荣怀，胡永斌，杨俊锋等.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究，2012，18（02）.
　　[9]   陈卫东.教育技术学视野下的未来课堂研究[D].上海：华东师范大学，2012.
　　[10] 孙曙辉，刘邦奇，李新义.大数据时代智慧课堂的构建与应用[J].中国信息技术教育，2015（Z1）.
　　[11] 刘邦奇“.互联网+”时代智慧课堂教学设计与实施策略研究[J].中国电化教育，2016（10）.
　　[12] 卞金金，徐福荫.基于智慧课堂的学习模式设计与效果研究[J].中国电化教育，2016（02）.
　　[13] 许亚锋，张际平.面向体验学习的未来课堂设计—基于改进的
　　PST框架[J].中国电化教育，2013（04）.
　　[14] 许亚锋，叶新东，王麒.未来课堂的设计框架研究[J].远程教育杂志，2013，31（04）.
　　[15] 许亚锋，高红英.面向人工智能时代的学习空间变革研究[J].远程教育杂志，2018，36（01）.
　　[16] 朱家华，崔鸿，刘家武.基于互动媒体技术的智慧教室设计思考[J].实验室研究与探索，2018，37（12）.
　　[17] 晋欣泉，田雪松，杨现民，等.大数据支持下的智慧课堂构建与课例分析[J].现代教育技术，2018，28（06）.
　　[18] 唐烨伟，樊雅琴，庞敬文，等.基于网络学习空间的小学数学智慧课堂教学策略研究[J].中国电化教育，2015（07）.
　　[19] 庞敬文，王梦雪，唐烨伟，等.电子书包环境下小学英语智慧课堂构建及案例研究[J].中国电化教育，2015（09）.
　　[20] 刘忠强，钟绍春，钟永江，等.基于CASH课程理念的中学语文网络学习空间建设策略研究[J].中国电化教育，2018（06）.
　　[21] 项发见.基于云网端智慧教学的实践思考与案例研究[J].中学物理教学参考，2018，47（21）.
　　[22] 张新改.大数据时代英语智慧课堂的构建[J].教学与管理，2018（36）.
　　[作者：姜丛雯（1989-），女，山东诸城人，首都师范大学教育学院，博士研究生;傅树京（1961-），女，北京人，首都师范大学教育学院，教授，博士生导师。]
　　【责任编辑 孙晓雯】
　　该文为北京市社会科学基金项目“人工智能背景下教师功能空间研究”（18JYB009）的阶段性成果
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