邱峰

編者按：“未來課堂”項目是華東師范大學(xué)“985工程”《教師教育創(chuàng)新基地和優(yōu)勢學(xué)科平臺建設(shè)》子項目“教師實踐創(chuàng)新的主陣地”研究內(nèi)容之一。該項目由華東師范大學(xué)張際平教授領(lǐng)銜，帶領(lǐng)強大的研究團隊，并與多家科技企業(yè)緊密合作，經(jīng)過兩年左右時間的研究，在課堂的理論研究、物理空間的設(shè)計、新技術(shù)新媒體的運用、多種互動形式的實現(xiàn)、學(xué)生座位的形態(tài)組合、教學(xué)平臺的設(shè)計開發(fā)、新型教學(xué)模式的創(chuàng)建及教學(xué)實踐的探索等方面均取得了很大成果，引起了社會各類教學(xué)機構(gòu)和部門的極大關(guān)注。本文為專欄系列文章的第六篇。

● 未來課堂研究關(guān)鍵詞譜

通過前面我們對于未來課堂內(nèi)涵、架構(gòu)、模型、定位與特性、互動等的討論，已基本清楚了未來課堂應(yīng)體現(xiàn)人性化（空間舒適）、裝備齊全（設(shè)備先進）、操控便利（運用自如）、資源豐富（充分滿足）、交互實時（流暢及時）、教學(xué)靈活（形式多樣）等特征。依據(jù)我們對未來課堂的項目研究與文獻梳理，基本可以勾畫出未來課堂研究的關(guān)鍵詞譜（如圖1）。該詞譜從核心、目標、特征、途徑四層概括了未來課堂研究中應(yīng)關(guān)注的一些關(guān)鍵詞，這張詞譜不僅能為我們進行未來課堂的設(shè)計與應(yīng)用研究提供參考，也可以作為評價一個未來課堂設(shè)計成功與否的參考依據(jù)之一。

正如前面我們在對未來課堂進行界定的時候已經(jīng)提及未來課堂是作為一種面向未來人才培養(yǎng)，以互動為核心，注重人與環(huán)境之間的和諧，促進人的自由與發(fā)展的教學(xué)環(huán)境與活動。未來課堂包括物理形態(tài)的課堂和心理形態(tài)的課堂。所以未來課堂的研究應(yīng)該包括這兩種形態(tài)的理論與實踐研究。作為教育技術(shù)研究的領(lǐng)域之一，教育技術(shù)研究范疇的界定同樣對未來課堂研究內(nèi)容的確定具有重要的意義。未來課堂的研究內(nèi)容包括對物理和心理兩種形態(tài)課堂的創(chuàng)建、應(yīng)用與管理（如下頁圖2）。

● 理論與實踐層面的研究

理論上來講，未來課堂主要包括兩種形態(tài)課堂的創(chuàng)建、應(yīng)用與管理的理論研究。作為學(xué)校教育組成要素之一的未來課堂，其設(shè)計與應(yīng)用需要有相關(guān)的理論指導(dǎo)。未來課堂的設(shè)計與應(yīng)用，既需要研究未來課堂設(shè)計的自身基本理論，也需要借鑒教育學(xué)、心理學(xué)、藝術(shù)設(shè)計學(xué)、建筑學(xué)、環(huán)境設(shè)計學(xué)、聲學(xué)及光學(xué)等方面的理論，目標在于通過基本理論和相關(guān)理論的研究，指導(dǎo)我們的實踐，建構(gòu)體現(xiàn)和符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)和新課程改革所需的未來課堂。

未來課堂的創(chuàng)建主要包含課堂的物理架構(gòu)（空間設(shè)計）研究。未來課堂既包括物理形態(tài)的課堂，也包括心理形態(tài)的課堂，而作為課程教學(xué)實施的載體，學(xué)習者學(xué)習活動的主要場所，物理形態(tài)的課堂更應(yīng)受到關(guān)注，這也是教育技術(shù)研究者更有所作為的領(lǐng)域。未來課堂的物理架構(gòu)研究主要包括研究未來課堂的空間設(shè)計，設(shè)備配置，聲、光、電的設(shè)計，包括無線網(wǎng)絡(luò)的配置，投影及顯示屏幕的設(shè)計等。

未來課堂研究的應(yīng)用范疇主要包含未來課堂的教與學(xué)的方式研究與未來課堂的互動研究。作為課程教學(xué)和人才培養(yǎng)實施的主要陣地，未來課堂在設(shè)計理念上有別于傳統(tǒng)課堂，需要創(chuàng)新和重構(gòu)傳統(tǒng)的教與學(xué)的方式，研究適合于未來創(chuàng)新人才培養(yǎng)和新課程改革所需的教與學(xué)的方式也是教育技術(shù)研究者應(yīng)該關(guān)注的課題。此外，互動是未來課堂設(shè)計理念的核心，葉瀾教授說：“課堂教學(xué)的本質(zhì)應(yīng)當被視為師生、生生互動的過程?！盵1]西方學(xué)者克林伯格也指出，“在所有的教學(xué)之中，進行著最廣義的‘對話。不管哪一種教學(xué)方式占支配地位，這種相互作用的對話是優(yōu)秀教學(xué)的一種本質(zhì)性的標識。”在他看來，教學(xué)原本就是形形色色的對話，擁有對話的性格。通過對話，學(xué)生不僅獲得了活的知識，更重要的是獲得了人生的感悟，在啟發(fā)式的、探索式的對話中獲得了主體性的發(fā)展。[2]因此未來課堂從物理空間設(shè)計、設(shè)備功能配置以及教與學(xué)活動的選擇上都應(yīng)體現(xiàn)出互動。

未來課堂的互動研究包括：教與學(xué)主體與課堂設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備、主體與主體之間（包括教學(xué)者與學(xué)習者、學(xué)習者與學(xué)習者，課堂內(nèi)的主體與課堂外主體之間），主體與資源之間的交互等。未來課堂的人本性、開放性、混合性等特性的體現(xiàn)需要研究適應(yīng)于不同學(xué)習與教學(xué)狀態(tài)下的互動。

未來課堂研究的管理范疇應(yīng)主要研究未來課堂設(shè)計與應(yīng)用的規(guī)范和標準，是教學(xué)場所或教學(xué)活動的體現(xiàn)。未來課堂并不是憑空臆想出的虛無縹緲的事物，它是在針對當前課堂存在的諸多弊端進行分析的基礎(chǔ)上提出的，其設(shè)計包括物理的和心理的環(huán)境設(shè)計，尤其是物理架構(gòu)的設(shè)計需要有相應(yīng)的設(shè)計與應(yīng)用的規(guī)范和標準，這個規(guī)范和標準的研究有助于將未來課堂的研究規(guī)范化，有利于在實際的教育領(lǐng)域中進行推廣。

而從實踐層面，實踐研究更是未來課堂研究的重要組成部分。作為一個新的事物、新的研究領(lǐng)域，我們需要在理論研究的基礎(chǔ)上，將創(chuàng)建、應(yīng)用與管理的理論應(yīng)用于未來課堂的設(shè)計與應(yīng)用上，同時也需要借助已經(jīng)構(gòu)建的未來課堂進行教學(xué)實踐研究，通過實踐研究可以探討不同學(xué)科性質(zhì)的課程，不同層級的學(xué)習者在未來課堂中的學(xué)習特點，從質(zhì)性和量化兩方面來研究未來課堂設(shè)計和應(yīng)用的實際效果。

美國未來學(xué)家喬治·倫納德（1968）設(shè)想未來的小學(xué)將是一個自由、開放和以學(xué)習者為中心的環(huán)境。盡管倫納德的理想化預(yù)想尚未實現(xiàn)，但他預(yù)見到了未來學(xué)校有許多將要實現(xiàn)的要素。在未來的校園里，每個兒童都有個別化的教育計劃（1975年為特殊需求學(xué)習者提供法律依據(jù)）和要求課程中包含人際交往、心理活動、體育運動以及許多其他方面的學(xué)習體驗。而霍華德·加德納1983年提出多元智能理論，并建議在一些試驗學(xué)校實施。他希望學(xué)生通過計算機控制的輸入裝置與投影顯示屏進行交互，達到學(xué)習基本技能并同時提高多方面的智能之目的。課程學(xué)習內(nèi)容來自交叉矩陣數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫可以從“普通文化數(shù)據(jù)庫”任意檢索資料。學(xué)生可以通過可視屏幕與其他學(xué)生交流。倫納德的設(shè)想是一個豐富多彩的學(xué)習環(huán)境，包括面對面的和以媒體為中介的各種活動，涉及智力、運動、藝術(shù)、精神和道德的學(xué)習體驗。[3]技術(shù)和教學(xué)方面的新近發(fā)展為理想的學(xué)習環(huán)境增添了新的想象空間。

當今時代，人們對于教育的理想和期待主要有以下四個方面：①可以促使每個人對社會做出貢獻。為此，教育必須提供終身學(xué)習與合作學(xué)習的機會，教育幫助每個人掌握批判性的思維和行動方式、創(chuàng)造性的工作方式、開展有效合作的團隊工作方式、跨文化的理解、采用不同媒介方式與不同人溝通的方式、達到高水平的數(shù)字化素養(yǎng)、根據(jù)需要不斷學(xué)習的能力。②可以實現(xiàn)每個人的天賦才能。在今天，這一點具體化為：在責任地控制新技術(shù)濫用的同時，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)的力量，順應(yīng)時代發(fā)展的需求去發(fā)掘每個人潛在的天賦才能。③可以使每個人履行其公民的職責。在今天則表現(xiàn)為：充分用現(xiàn)代信息技術(shù)，為每個人提供更多的生存空間、參與的機會和選擇的自由，在注意培養(yǎng)公民信息素養(yǎng)的同時，增強每個人的社會責任感。④可以使傳統(tǒng)得以繼承、延續(xù)與發(fā)展，通過教育，在多元文化的碰撞與交融中將傳統(tǒng)的傳承與發(fā)展創(chuàng)新辯證地統(tǒng)一起來。[4]

● 學(xué)生與專家心目中的理想課堂

作為教與學(xué)實施的主要場所之一，未來課堂應(yīng)為學(xué)習者這個主體而建，要建構(gòu)未來課堂的功能模型，首先應(yīng)該了解學(xué)生們心目中的“未來課堂是什么樣子的”。張玉彬等人于2009年3～5月對廣東省深圳市5所公辦學(xué)校（初中3所，高中2所）的600名學(xué)生進行了問卷調(diào)查。[5]調(diào)查內(nèi)容為“你心目中的理想課堂是什么”，答案選項包括下表中的8中類型，統(tǒng)計結(jié)果如下表所示。

通過統(tǒng)計分析結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生心目中理想課堂依次是“有趣、快樂的”“自由、開放的”“思考、探索的”，“平等、互動的”“有趣、快樂、自由、開放、平等、互動、思考、探索”是學(xué)生對理想課堂的主要要求。而其中出現(xiàn)最多的十個詞匯依次是：互動、興趣、活躍、活動、啟發(fā)、輕松、生活、平等、實踐、討論?？梢妼W(xué)生心中的理想課堂是能夠?qū)崿F(xiàn)自我、積極參與、民主平等、寓教于樂、充滿激情和快樂的課堂。

基于對學(xué)生的調(diào)查分析，我們又采用了專家意見征詢法和專家訪談法，以了解當前在教育學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、建筑學(xué)、心理學(xué)等領(lǐng)域?qū)＜覍τ谖磥碚n堂的認識，藉此構(gòu)建未來課堂的理論模型，并在此基礎(chǔ)上進一步分析未來課堂的定位和特性。在專家意見征詢方面，我們對22名專家進行了兩輪意見征詢。在這22名專家中教授14人，副教授8人；華東地區(qū)11人，華南地區(qū)4人，華中地區(qū)2人，華北地區(qū)4人，西南地區(qū)1人；專業(yè)領(lǐng)域涉及教育學(xué)、教育技術(shù)學(xué)、計算機科學(xué)與技術(shù)、建筑學(xué)和心理學(xué)。

在第一次專家意見征詢之前，我們初步擬定了教室設(shè)計理念維度、目標維度、教與學(xué)模式維度、空間形式維度和技術(shù)支撐五個維度，并對每個維度進行了內(nèi)容細分和內(nèi)容說明描述，對設(shè)定的維度和內(nèi)容細分及說明向?qū)＜疫M行了意見征詢，征詢方法采用“非常贊同、基本贊同、一般、基本不贊同和非常不贊同”五級，并留有專家修改意見欄。

第一輪意見征詢反饋回來以后，筆者對第一輪回收的專家意見征詢信進行了統(tǒng)計分析，并綜合各位專家的意見，在第二輪征詢意見信中主要對未來課堂設(shè)計的理念維度進行指標調(diào)整，并對指標進行細化，細化到可以操作的層面，以此形成第二輪的專家意見征詢信。

為保證所建未來課堂模型的可操作性，根據(jù)第一輪意見征詢專家建議，本課題所設(shè)計的未來課堂主要面向中小學(xué)（普教，不含職教專業(yè)教室）學(xué)校教育常規(guī)課堂，設(shè)計理念主要從圍繞未來課堂設(shè)計能夠促進學(xué)習者的個體學(xué)習，促進學(xué)習者的社會化學(xué)習，以及體現(xiàn)室內(nèi)空間設(shè)計新理念三個維度進行。第二輪專家意見征詢，我們針對調(diào)整后的三個維度進行了二級指標劃分，并對二級指標再進行了細化和內(nèi)容說明。在對返回的第二輪專家意見征詢信進行整理的過程中，專家們對修改后的指標和細化指標達成了較高的一致度，也對部分指標細化及細化說明提出了修改意見，基于兩輪專家意見征詢信專家們提出的建議和我們先前對當前學(xué)生對于未來課堂的內(nèi)容分析，構(gòu)建了未來課堂理論模型（如下頁圖3）。

從理論上講，未來課堂的終極目標應(yīng)該是促進學(xué)習者的學(xué)習和發(fā)展，其應(yīng)該是通過促進學(xué)習者的個體學(xué)習與社會化學(xué)習兩種途徑來實現(xiàn)，未來課堂具體表現(xiàn)的就是能夠促進學(xué)習者進行個體學(xué)習和社會化學(xué)習的環(huán)境和活動，并能符合和體現(xiàn)未來空間設(shè)計的新理念。在促進個體學(xué)習方面，其設(shè)計理念的重點應(yīng)體現(xiàn)在三個方面：①未來課堂環(huán)境應(yīng)利于學(xué)習者進入學(xué)習狀態(tài)。②未來課堂能為學(xué)習者學(xué)習提供便利、便捷的學(xué)習支持。③未來課堂的環(huán)境和活動應(yīng)能滿足學(xué)生面向21世紀技能中個體技能的培養(yǎng)。

● 未來課堂研究的關(guān)鍵技術(shù)

就目前而言，未來課堂構(gòu)建的關(guān)鍵技術(shù)主要涉及普適計算技術(shù)、人工智能技術(shù)、交互式電子白板技術(shù)、分布式伺候計算技術(shù)以及智能空間技術(shù)等，普適計算技術(shù)與人工智能技術(shù)在很多論文中都有所論及，本文主要簡述以下三種技術(shù)基礎(chǔ)。

1.分布式伺候計算技術(shù)

“分布式”包含了兩個方面的含義：①環(huán)境分布。在此環(huán)境中，計算機將嵌入到環(huán)境的各種設(shè)備中，甚至可穿戴在人身上。這時無需且無法區(qū)分所使用的是哪一臺計算機，而是由整個分布式環(huán)境主動地為用戶提供計算機服務(wù)，也就是說用戶是在一個“交互空間”中使用計算機并得到計算服務(wù)。②服務(wù)分布。在信息時代中，計算機的根本作用是人與人之間的信息交流的媒介。計算機、網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)相結(jié)合使得在地理上分布較廣、在時間上不同步的多個用戶能方便地進行信息交流和合作，這時用戶使用計算機的目的是為了與其他用戶進行信息交流和合作，也就是以人—計算機—人的方式進行人機交互。

“侍候式”[6]（attentive or self-aware）則是指在這樣的環(huán)境中使用計算機時，計算機不是被動地等待用戶的命令，而是能覺察到交互的上下文（context awareness），主動地適應(yīng)用戶的特殊需求并提供個性化的服務(wù)。這些服務(wù)包括：基于上下文的服務(wù)、基于生物特征的用戶身份鑒別、識別用戶的動作和意圖甚至情緒并主動地做出響應(yīng)、記憶用戶的工作日程和作息時間表，習慣和愛好，以便為用戶提供個性化和自適應(yīng)的服務(wù)。

2.交互式電子白板或電子黑板技術(shù)

交互式電子白板或黑板是一種輸入輸出設(shè)備，成為人（用戶）與計算機進行交互的智能平臺。它集書寫、記憶、儲存、控制、演示以及打印等功能于一體，具有良好的兼容性和實用性。教學(xué)中的交互式電子白板是一組媒體組合，其核心組件是電子白板、投影儀和計算機三者循環(huán)相連；而感應(yīng)筆、打印機和存儲器是該組合中的重要附件。

從課堂教學(xué)實踐來看，交互式電子白板技術(shù)除了具備一般計算機的投影顯示功能之外，還有一些獨特的功能：①直接板書?？梢允褂秒娮痈袘?yīng)筆直接在電子白板上板書，隨時保存，方便教師課后整理、打包，循環(huán)使用。同時，調(diào)用電子白板上不同的色彩進行板書可以增強教學(xué)效果。②電子備注，強調(diào)重點。③隨時調(diào)用各種資源。教師備課時可以調(diào)用各種數(shù)字資源，如圖像、視頻剪輯，或者在上課過程中根據(jù)教學(xué)需要隨時生成這些材料。甚至可以直接進入網(wǎng)上的在線資源。④模板化、程式化。電子白板軟件本身所提供的一些模板（如方格紙、樂譜格等）或圖示框架（如生產(chǎn)流程圖、頭腦自由聯(lián)想模板等）等可以使教師在電子白板上方便有效地進行相關(guān)工作，而傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難做到這一點。[7]⑤可視功能。根據(jù)教學(xué)需要，這一功能可以通過點擊按鈕來實現(xiàn)，如轉(zhuǎn)動、跳動、成像等，還可以錄音、配音。這樣，可以使課堂教學(xué)內(nèi)容（如講故事、講授抽象的語法時態(tài)等） 具有可視性和現(xiàn)場感，學(xué)生容易理解和牢固掌握。

交互式電子白板技術(shù)整合了普通多媒體教學(xué)的優(yōu)點，又具備更加強大的交互功能。因此，基于交互式電子白板的信息技術(shù)環(huán)境，可以靈活調(diào)用教學(xué)中的各種媒體資源，支持所有的課堂教學(xué)行為，以及日前常見的教學(xué)策略和組織形式，“其強大的交互性尤其適合課堂教學(xué)的半開放結(jié)構(gòu)和多種交互的需求，同時在教學(xué)中凸顯學(xué)生參與的主體地位，實現(xiàn)了信息技術(shù)和課堂教學(xué)的無縫連接”。[8]

3.智能空間技術(shù)

智能空間（SmartSpace）是“一個嵌入了計算、信息設(shè)備和多模態(tài)的傳感器的工作空間，其目的是使用戶能非常方便地在其中訪問信息和獲得計算機的服務(wù)來高效地進行單獨工作和與他人的協(xié)同工作”。[9]智能空間是普適計算的兩個本質(zhì)特征在房間、建筑尺度上的集中體現(xiàn)，其具體表現(xiàn)為：智能空間的整個空間成為一個連續(xù)立體的交互通道，同時嵌入的計算系統(tǒng)可以充分識別和利用空間中的上下文，體現(xiàn)信息空間與物理空間的融合。智能空間的一個重要特性是游牧服務(wù)（Cyber Foraging），指用戶攜帶入空間的無線手持設(shè)備可以充分利用其周圍基礎(chǔ)設(shè)施中的資源相對較豐富的設(shè)備的能力，同時其上運行的模塊也可以與空間中的其他模塊進行交互和協(xié)作以使用戶獲得與當?shù)乜臻g相關(guān)的各種服務(wù)。智能空間的交互通道是“立體、連續(xù)的”，意味著人們不需要特地去往一個位置接受計算機服務(wù)，同時計算系統(tǒng)是隱藏的，并大量運用多模態(tài)感知交互技術(shù)和覺察上下文技術(shù)，使得人們在獲得計算服務(wù)時無需明確意識空間中計算系統(tǒng)的存在。[10]

● 展望

從上述對未來課堂研究之關(guān)鍵的討論，基本可以認為：目前正在研究或初步投入使用的未來課堂都存在各自的特點，有側(cè)重于環(huán)境設(shè)計的、設(shè)備集成控制的、課堂教學(xué)互動的、教學(xué)過程實錄的以及教學(xué)過程智能化的等?？傮w而言，未來課堂重點將體現(xiàn)在環(huán)境舒適、設(shè)備齊全、功能多樣，交互充分、資源豐富、教學(xué)靈活等方面。

另外，未來課堂的大小適度通常以容納20～30人為佳，便于組織開展多種教學(xué)活動，方便師生、生生、界面之間的交互。教室里安裝有無線網(wǎng)絡(luò)，形成泛在的計算環(huán)境，方便師生便攜設(shè)備的無線接入。教室的照明、溫度等環(huán)境可以根據(jù)外在的環(huán)境變化進行智能控制，使照明和溫度處于一個最合適的水平；教師進入教室后，教室的設(shè)備就會自動調(diào)整到講課教師預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)，學(xué)生進入教室后，課桌椅都會按照學(xué)生自身的特點和偏好來調(diào)節(jié)。教室的講臺不一定是長方形的，可以像舞臺一樣，上面安裝有各種模擬設(shè)備，利于教師創(chuàng)造合適的教學(xué)情境。教師與環(huán)境之間的交互無需通過控制面板來完成，可以通過語音、手勢或者一個特定的動作，相應(yīng)的設(shè)備就會做出反應(yīng)。譬如，教師在教室中來回走動講課，無需走到講臺上，用語音就可以打開一個想讓學(xué)習者觀看的視音頻資源。這樣就將教師從空間上解放出來，將更多的精力放到教學(xué)活動本身。學(xué)生也無需固定在特定的桌椅上，他們也可以根據(jù)教與學(xué)活動的需要在教室中來回走動，可以在電子白板上自由地板書。利用無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，未來課堂可以使遠程學(xué)習者直接參與到現(xiàn)場的教學(xué)中，也可以隨時與之交互?；趯嶄浌δ?，課堂上的一切行為都可以被記錄下來，甚至教師所用的課件，以及在課件上面的注釋都可以以數(shù)字化的形式被存儲下來，方便學(xué)生課后復(fù)習。

新媒體、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)及在課堂中的應(yīng)用，必將會改變課堂的結(jié)構(gòu)和形式。目前未來課堂的設(shè)計與應(yīng)用已經(jīng)漸成為教育技術(shù)學(xué)研究一個新領(lǐng)域。[10]課堂的智能性也肯定是未來課堂的重要形式和特性之一，加強智能性的研究將有助于我們對課堂進行重新認識和設(shè)計，最終構(gòu)建出一個面向未來創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求和新課程改革需要的、充分關(guān)注課堂主體自由發(fā)展的新型和諧課堂。

參考文獻：

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