楊勇 段超 李凱琦 易雪玲

摘要：隨著教育信息化的全面開展，智慧教室作為信息化教學(xué)的基礎(chǔ)環(huán)境得到了快速的發(fā)展，技術(shù)的多功能、共享互通、柔性空間等特性為教學(xué)創(chuàng)新提供了新平臺(tái)。如何充分利用智慧教室中人機(jī)交互的技術(shù)特性，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)與教師發(fā)展，是教育信息化建設(shè)的重要議題。該文基于ARCS動(dòng)機(jī)理論，從智慧教室的教學(xué)價(jià)值，以及師生主體的滿意度、信心、優(yōu)越性等方面提出智慧教室的應(yīng)用策略，以期指導(dǎo)教師的智慧教室教學(xué)應(yīng)用，以及促進(jìn)教師融合教學(xué)能力、教學(xué)創(chuàng)新能力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧教室;人機(jī)交互;應(yīng)用策略

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）14-0191-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

1 引言

隨著信息技術(shù)在教育中的普及應(yīng)用，交互式電子白板、PAD等智能終端設(shè)備逐步進(jìn)入課堂。作為變革課堂教學(xué)方式的載體，基于人機(jī)互動(dòng)的教學(xué)設(shè)備與各類教學(xué)軟件是互動(dòng)課堂、智慧教室的基礎(chǔ)環(huán)境。在智慧教室環(huán)境下，讓各類技術(shù)與教學(xué)實(shí)施相融合，充分發(fā)揮人機(jī)交互的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，以豐富資源、虛擬社區(qū)、及時(shí)的互動(dòng)與數(shù)據(jù)分析等來支持教學(xué)創(chuàng)新，是新時(shí)期教育信息化的發(fā)展目標(biāo)之一。本文基于ARCS動(dòng)機(jī)理論，圍繞如何運(yùn)用智慧教室中的互動(dòng)技術(shù)這一問題，從技術(shù)的管理與評(píng)價(jià)、技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用兩方面來分析starC教學(xué)系統(tǒng)的智慧教室教學(xué)課例，并提出相應(yīng)的教學(xué)優(yōu)化策略，以期為此領(lǐng)域研究者以及一線教師提供參考和借鑒。

2 動(dòng)機(jī)視角下的智慧教室環(huán)境分析

智慧教室是信息時(shí)代教室發(fā)展和變革的階段產(chǎn)物。智慧教室的人機(jī)交互技術(shù)一般包括普適計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)、電子交互白板技術(shù)、分布式伺候計(jì)算技術(shù)以及智能空間技術(shù)等。本研究中的starC教學(xué)平臺(tái)是為智慧教室建設(shè)所研發(fā)的平臺(tái)，它依托starC教育云，集成了教學(xué)輔助工具、學(xué)科工具、學(xué)科資源等，輕松實(shí)現(xiàn)課堂互動(dòng)、教學(xué)管理、及時(shí)反饋測(cè)評(píng)結(jié)果等教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.1 starC平臺(tái)的技術(shù)環(huán)境分析

教學(xué)平臺(tái)除了需要具備一般的軟件設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也需要充分體現(xiàn)其教學(xué)特性。智慧教室的功能設(shè)計(jì)需遵循教學(xué)的心理規(guī)律，以及課堂教學(xué)多樣性的實(shí)踐應(yīng)用需求。在此原則的指導(dǎo)下，starC教學(xué)平臺(tái)硬件環(huán)境是由交互式多點(diǎn)觸控電子雙板和學(xué)生端平板電腦組成，兼顧課堂教學(xué)中教師、學(xué)生雙主體的需求。starC教學(xué)平臺(tái)的教師端主要使用的硬件為交互式多點(diǎn)觸控電子雙板，它是基于雙重編碼理論研發(fā)的雙軌教學(xué)系統(tǒng)。學(xué)生端平板電腦也是starC教學(xué)平臺(tái)的硬件之一。

2.2 智慧教室互動(dòng)應(yīng)用特征

交互技術(shù)特性是智慧教室優(yōu)越性的體現(xiàn)。starC教學(xué)平臺(tái)將傳統(tǒng)教學(xué)模式與信息技術(shù)教學(xué)模式結(jié)合，基于教學(xué)決策數(shù)據(jù)化、評(píng)價(jià)反饋即時(shí)化、交流互動(dòng)立體化的設(shè)計(jì)原則，創(chuàng)設(shè)有利于意義建構(gòu)與合作交流的學(xué)習(xí)環(huán)境。它的基本功能可以概括為以下幾方面：1）雙電子白板支持下的雙軌教學(xué);2）多元化的課堂互動(dòng);3）靈活的課堂組織形式;4）豐富的學(xué)科工具和資源。

3 智慧教室環(huán)境下的應(yīng)用策略

受不同時(shí)期學(xué)習(xí)理論及各類媒體技術(shù)的影響，信息化教學(xué)主要經(jīng)歷了行為主義、認(rèn)知主義、建構(gòu)主義為指導(dǎo)的三代教學(xué)理論。新課程教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，即以學(xué)習(xí)者為中心，主動(dòng)進(jìn)行意義建構(gòu)的過程，也是智慧教室環(huán)境下教學(xué)的基礎(chǔ)理論指導(dǎo)。針對(duì)軟件的設(shè)計(jì)與課程開發(fā)，Keller根據(jù)動(dòng)機(jī)理論提出軟件以及課程設(shè)計(jì)的四點(diǎn)原則，即從產(chǎn)品的吸引度（Attention）、相關(guān)價(jià)值（Relevance），以及用戶信心（Confidence）和滿意度（Satisfaction），為軟件、資源設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)提供了一個(gè)通用的指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)。我們基于對(duì)starC平臺(tái)的技術(shù)特征分析，以ARCS理論模型來分析平臺(tái)的其應(yīng)用特征，并提出相應(yīng)教學(xué)策略。

本文結(jié)合教學(xué)視頻與教學(xué)案例觀察分析，基于ARCS理論模型，以教學(xué)價(jià)值追求為核心，圍繞實(shí)現(xiàn)智慧教室的吸引性，增益教學(xué)滿意度、應(yīng)用信心的應(yīng)用目標(biāo)，提出智慧教室教學(xué)環(huán)境下的教育教學(xué)策略。

3.1 技術(shù)的分析與評(píng)價(jià)策略

對(duì)技術(shù)的分析與評(píng)價(jià)既是教學(xué)應(yīng)用的啟示，也是課后反思效果的體現(xiàn)。智慧教室功能技術(shù)的評(píng)價(jià)和管理，建立在合理的教學(xué)價(jià)值理解上。社會(huì)認(rèn)知環(huán)境構(gòu)建是智慧教室下教學(xué)設(shè)計(jì)的內(nèi)在價(jià)值。在人機(jī)互動(dòng)環(huán)境下，學(xué)者柴少明基于對(duì)話的協(xié)作知識(shí)建構(gòu)理論框架，構(gòu)建教學(xué)設(shè)計(jì)策略，提出教學(xué)設(shè)計(jì)的核心是要為教師、學(xué)生、教學(xué)內(nèi)容的三元對(duì)話的產(chǎn)生和發(fā)展提供空間和工具并設(shè)計(jì)合適的主題和活動(dòng)、創(chuàng)設(shè)對(duì)話的社會(huì)文化情境，以此促進(jìn)小組內(nèi)知識(shí)建構(gòu)。智慧教室的應(yīng)用過程是教師加深對(duì)技術(shù)應(yīng)用、教學(xué)法、教學(xué)內(nèi)容理解的過程，教師的教學(xué)能力成長(zhǎng)是智慧教室的發(fā)展性價(jià)值。

1）針對(duì)認(rèn)知環(huán)境建構(gòu)的內(nèi)在價(jià)值追求，提出以教學(xué)模式與技術(shù)功能的交叉分析的技術(shù)管理策略。2006年，Mishra 和Koehler提出信息時(shí)代教師的“技術(shù)—教學(xué)法—內(nèi)容知識(shí)”（Technological Pedagogical and Content Knowledge，簡(jiǎn)稱TPACK），成為技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用指導(dǎo)思想。教學(xué)模式是在一定的教育思想與教學(xué)理論指導(dǎo)下，圍繞某一主題，形成的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定且具有一定普適性的理論框架及具體可操作的教學(xué)活動(dòng)方式。教學(xué)模式作為教學(xué)實(shí)施的導(dǎo)引，相比單一的教學(xué)方法、策略以及教學(xué)內(nèi)容的分析具有更強(qiáng)的整體性、統(tǒng)一性。技術(shù)功能具有一定的非固定性，多種技術(shù)之間的配套應(yīng)用，能更好地實(shí)現(xiàn)課堂環(huán)境下的交互、交流需求。

在教學(xué)模式的分類基礎(chǔ)上對(duì)智慧教室各類交互技術(shù)進(jìn)行分類管理，系統(tǒng)的分析能加強(qiáng)教師對(duì)技術(shù)應(yīng)用的理解，對(duì)融合教學(xué)具有更強(qiáng)的指導(dǎo)性。在此策略的應(yīng)用過程中，有益于增進(jìn)教師對(duì)智慧教室應(yīng)用的信心與滿意度。此外，滿足多元的教學(xué)需求是智慧教室的特性之一，基于認(rèn)知彈性理論，信息技術(shù)環(huán)境下的教學(xué)以靈活性為原則，宜采取教學(xué)模式、技術(shù)功能的多視角多維度分析。

2）針對(duì)教師融合能力的發(fā)展性價(jià)值，提出協(xié)同備課與案例分析的交叉設(shè)計(jì)策略。智慧教室的應(yīng)用探索應(yīng)用是一個(gè)教師共同體發(fā)展過程，在應(yīng)用過程產(chǎn)生了大量教學(xué)案例?；诮處煴救?、同事之間的應(yīng)用案例，在分析和借鑒的基礎(chǔ)上，不斷理解在技術(shù)與教學(xué)的融合中創(chuàng)造更好的教學(xué)效能。

3.2 教學(xué)實(shí)施策略

信息技術(shù)引入課堂，教學(xué)空間、功能得以拓展的同時(shí)，教學(xué)實(shí)施策略也得到了進(jìn)一步的豐富。著名教育技術(shù)學(xué)家瑞奇魯斯（C.M. Reigeluth）提出四種教學(xué)設(shè)計(jì)策略：教學(xué)組織策略、教學(xué)傳遞策略、教學(xué)管理策略、激發(fā)學(xué)生動(dòng)機(jī)策略。學(xué)者武法提基于建構(gòu)主義理論，針對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)將教學(xué)設(shè)計(jì)策略分為：主動(dòng)性策略、社會(huì)性策略、情景性策略。學(xué)者羅德均在上述兩者的基礎(chǔ)上，提出基于網(wǎng)絡(luò)的主體性課堂教學(xué)設(shè)計(jì)策略：教學(xué)組織策略、學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)策略和學(xué)習(xí)支持策略。

智慧教室環(huán)境下的教學(xué)實(shí)施策略充分體現(xiàn)了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主體性的價(jià)值追求，以及在認(rèn)知、訓(xùn)練中提高問題解決能力，發(fā)展高階思維能力與創(chuàng)新能力的價(jià)值追求?；谝陨蟽r(jià)值追求，這里提出三維教學(xué)設(shè)計(jì)策略，即情境營(yíng)造、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、思維啟發(fā)三維策略模型（如圖1），它包含三個(gè)部分：情境營(yíng)造策略、任務(wù)驅(qū)動(dòng)策略、思維啟發(fā)策略。

1）以情境營(yíng)造策略提出“真問題”。《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》指出“新時(shí)代學(xué)生應(yīng)具備實(shí)踐創(chuàng)新能力”，問題解決能力作為實(shí)踐創(chuàng)新的核心能力之一，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維具有重要作用。大量研究表明，如果學(xué)生能參與到情境更為真實(shí)的學(xué)習(xí)中，他們?cè)趶?fù)雜任務(wù)中的學(xué)習(xí)會(huì)更深入，表現(xiàn)更優(yōu)秀。

情境營(yíng)造為課堂真問題的提出提供了虛擬現(xiàn)實(shí)的、視聽多通道的、互動(dòng)友好的學(xué)習(xí)環(huán)境。首先，情景設(shè)計(jì)主線需要根據(jù)不同年齡段學(xué)生的認(rèn)知水平來創(chuàng)設(shè)。例如小學(xué)生的認(rèn)知能力有限，所以可以選取一個(gè)符合該階段學(xué)生認(rèn)知的故事、游戲等情境來實(shí)施教學(xué)。所有教學(xué)內(nèi)容都圍繞情境展開，充分吸引學(xué)生注意力，并幫助他們順利實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移和運(yùn)用。

同時(shí)，情景營(yíng)造需要具有生活性，生活性指的是教學(xué)情境要注重聯(lián)系學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，在學(xué)生鮮活的日常環(huán)境中發(fā)現(xiàn)、挖掘?qū)W習(xí)情境的資源。情境越貼近現(xiàn)實(shí)生活，越有助于提高學(xué)生創(chuàng)造性問題解決的能力。以智慧教室的人機(jī)交互功能，加強(qiáng)學(xué)生的情境體驗(yàn)，讓學(xué)習(xí)者在教師的指導(dǎo)下運(yùn)用所學(xué)理論在模擬或虛擬的情境中通過情景觀摩或者角色扮演等方式在體驗(yàn)中應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，以此促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度以及學(xué)生的記憶、理解和遷移能力。

2）任務(wù)驅(qū)動(dòng)策略。任務(wù)驅(qū)動(dòng)策略主張“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的課改理念，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的積極性，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在與學(xué)習(xí)、生活和社會(huì)實(shí)際密切聯(lián)系的有意義的“任務(wù)”情境中，通過完成任務(wù)來學(xué)習(xí)知識(shí)、獲得技能、形成能力、內(nèi)化倫理。

教學(xué)任務(wù)的展開需要兼顧挑戰(zhàn)性和層次性。研究表明，具有一定挑戰(zhàn)性的任何更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及任務(wù)中的維持。同時(shí)，根據(jù)建構(gòu)主義的臨近區(qū)學(xué)習(xí)理論，學(xué)生認(rèn)知發(fā)展具有一定的梯度，教師給予的學(xué)習(xí)支架與認(rèn)知發(fā)展梯度一致時(shí)，有助于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知發(fā)展。因此，智慧教室課堂環(huán)境下，教師將教學(xué)內(nèi)容劃分為若干個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)模塊，并在每個(gè)模塊中提示任務(wù)目標(biāo)。

相應(yīng)的，教學(xué)任務(wù)的支架提供兼顧資源與方法。將教學(xué)內(nèi)容根據(jù)教學(xué)目標(biāo)劃分為不同的任務(wù)模塊來開展教學(xué)將有助于改善課堂教學(xué)效果，并且任務(wù)以問題的形式輸出，每個(gè)模塊的主問題就是任務(wù)，學(xué)生在問題解決中完成任務(wù)從而獲得成就感，使學(xué)生保持積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)。同時(shí)，胡小勇采用一體化設(shè)計(jì)的思想，保證每個(gè)模塊任務(wù)的針對(duì)性與延伸性，根據(jù)任務(wù)的復(fù)雜性，將主問題分解為多個(gè)可操作性的子問題，吸引學(xué)生持續(xù)的注意力，鼓勵(lì)學(xué)生從多個(gè)角度思考解決問題的方法。

3）思維啟發(fā)策略。啟發(fā)性策略強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，積極探索，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。我們以問題為橋梁，教師通過設(shè)計(jì)不同類型的教學(xué)問題來引導(dǎo)學(xué)生思考，啟發(fā)學(xué)生思維。根據(jù)布盧姆教育目標(biāo)分類體系，可以將教師的提問水平分為相應(yīng)的層級(jí)，不同問題對(duì)學(xué)生思維啟發(fā)程度有差異，對(duì)應(yīng)記憶、理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造六個(gè)層次，比如，記憶屬于一種機(jī)械學(xué)習(xí)，而理解、應(yīng)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造都屬于有意義學(xué)習(xí)。機(jī)械學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生保持能力，而問題解決建立在有意義學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上。

思維的啟發(fā)又與問題情境、任務(wù)層次相呼應(yīng)。教師在情境問題的設(shè)計(jì)中，盡可能多地設(shè)計(jì)出分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造類的高階問題，既有助于學(xué)生鞏固舊知，也有助于學(xué)生思維開拓。在任何的層次結(jié)構(gòu)方面，各問題間要相互聯(lián)系，既包括主問題和子問題的關(guān)聯(lián)，也包括子問題中前后問題的關(guān)聯(lián)性，形成循序漸進(jìn)的梯度，組成一個(gè)問題鏈，以便學(xué)生踏著問題的階梯去建構(gòu)知識(shí)，與思維發(fā)展的層次性相一致。同時(shí)，問題設(shè)計(jì)的豐富性以及詞匯的豐富性，教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生思維方向的揣摩、預(yù)設(shè)、及時(shí)引導(dǎo)等都有助于學(xué)生思維能力的發(fā)展。思維的啟發(fā)既體現(xiàn)在預(yù)設(shè)的教學(xué)情境、任務(wù)設(shè)計(jì)中，也體現(xiàn)在生成性教學(xué)、開放討論等方面。

4 總結(jié)

融合教學(xué)能力的提升是信息化時(shí)代教師的發(fā)展目標(biāo)之一。信息化教學(xué)對(duì)教師提出了關(guān)于技術(shù)、教學(xué)法、教學(xué)內(nèi)容的多元融合知識(shí)的新要求，融合能力的提升是一個(gè)實(shí)踐應(yīng)用、反思與分析的動(dòng)態(tài)過程。結(jié)合智慧教室技術(shù)特性，提出技術(shù)管理與教學(xué)應(yīng)用策略，為教師的融合教學(xué)探索提供思路，為信息化教學(xué)的組織管理、評(píng)價(jià)分析提供途徑。深度挖掘智慧教室的技術(shù)特性，將智慧教室的技術(shù)特性與課堂教學(xué)的藝術(shù)性、效益追求完美地統(tǒng)一起來。

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【通聯(lián)編輯：朱寶貴】