鐘紹春 鐘卓 范佳榮 趙雪梅 楊瀾

摘要：人工智能、大數(shù)據(jù)、AR/VR和5G等技術(shù)的快速發(fā)展，特別是移動終端的普及應(yīng)用，給課堂教學(xué)帶來了巨大的沖擊和改變，同時也為教與學(xué)的變革和創(chuàng)新帶來了前所未有的機遇和可能。然而，當前智能技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，絕大多數(shù)是以智能化為主要特征的，給教與學(xué)帶來的更多是便利和效率，課堂教學(xué)中很多深層次問題還沒有得到很好地解決，智能技術(shù)條件下能夠破解教學(xué)深層次問題的新型課堂教學(xué)模式研究已成為熱點。該文對當前信息化教學(xué)所存在的問題進行了系統(tǒng)梳理和深入剖析，討論了智能技術(shù)支持下能夠破解教學(xué)深層次問題的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建思路與途徑；從智能工具支持下的深度學(xué)習(xí)、微課云課支持下的個性化學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)支持下的精準教學(xué)和“互聯(lián)網(wǎng)+”支持下的無邊界混合式學(xué)習(xí)等，分析了智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建方向；提出了通過以緊耦合課程內(nèi)容為單位做學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計、有針對性設(shè)計驅(qū)動學(xué)習(xí)的問題與任務(wù)和系統(tǒng)設(shè)計教與學(xué)路徑等方面，實現(xiàn)智能技術(shù)支持課堂教學(xué)創(chuàng)新和優(yōu)化的方法。

關(guān)鍵詞：智能技術(shù)；新型教學(xué)模式；信息化教學(xué)；學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

*本文系2018年度教育部中國移動科研基金項目“構(gòu)建‘互聯(lián)網(wǎng)+’條件下的新型課堂教學(xué)模式創(chuàng)新實證研究——以寧夏石嘴山市實驗中學(xué)為案例”（項目編號：MCM20180604）研究成果。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、“互聯(lián)網(wǎng)+”、AR/VR等技術(shù)的快速發(fā)展，特別是移動終端和5G技術(shù)的普及應(yīng)用，催生了諸如PAD、數(shù)字紙筆、VR/ AR、創(chuàng)客等多種類型的智能教室，以及與之配套的教學(xué)、學(xué)習(xí)和評價智能支撐系統(tǒng)。在各種智能教室和智能支撐系統(tǒng)支持下，以課堂教學(xué)及時互動、教與學(xué)資源動態(tài)選用、練習(xí)與作業(yè)實時反饋、基于數(shù)據(jù)的教學(xué)精準評價、智能工具賦能教師教學(xué)、微課支持學(xué)生個性化學(xué)習(xí)等為主要特征的課堂信息化教學(xué)已經(jīng)越來越被各級各類學(xué)校所接受，并呈現(xiàn)出迅猛發(fā)展的良好態(tài)勢，成為未來課堂教學(xué)發(fā)展的大勢所趨。盡管智能技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著成效，但是，目前的主要成效更多的體現(xiàn)在給教與學(xué)所帶來的便利和提高效率方面。智能技術(shù)對于幫助學(xué)生更好地完成疑難知識的深度理解與應(yīng)用體驗、復(fù)雜問題的深入探究，精準獲得優(yōu)質(zhì)教師個性指導(dǎo)，以及學(xué)習(xí)情況的量化評價等教育深層次問題的解決還沒有提供較為系統(tǒng)和更加有效的支持。當前課堂信息化教學(xué)仍存在著很多需要進一步探索和研究的問題[1]。

（一）重技術(shù)應(yīng)用輕教學(xué)創(chuàng)新問題凸顯

當前，從大多數(shù)學(xué)校課堂信息化教學(xué)的實際開展情況看，普遍實現(xiàn)了及時互動交流、實時精準評價、動態(tài)選擇使用教學(xué)資源、實時獲得教師幫助等，在很大程度上較好地解決了原有課堂教學(xué)中所存在的教學(xué)難題，極大提高了課堂教學(xué)效率和質(zhì)量，給課堂教學(xué)帶來了巨大改變。目前智能技術(shù)的作用和價值主要體現(xiàn)在快速獲得學(xué)習(xí)資源、實時獲取學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、方便交流展示、學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變等方面，以提供便利、減負增效和實時評價等為主要特征[2]。

在這種情況下，應(yīng)用信息技術(shù)手段，對由于教學(xué)手段限制導(dǎo)致教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)活動開展不方便或效率低的情況，所起到的支撐作用還是非常明顯的。但是，對教師教學(xué)思路和方法方面存在問題，進而導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)、學(xué)習(xí)效果不佳等情況，即便是應(yīng)用智能教室和智能支撐系統(tǒng)，大多數(shù)對于教學(xué)所起到的支撐作用并不十分理想。甚至有一些校長及教師簡單認為建設(shè)了PAD智能教室、VR/AR教室，教師能夠在課堂教學(xué)中使用了，教學(xué)質(zhì)量和效果就會提高了，就算是實現(xiàn)智慧教學(xué)了。在信息化教學(xué)中，普遍存在著重視技術(shù)應(yīng)用，忽視教學(xué)創(chuàng)新的問題[3]。

（二）智慧教和個性學(xué)水平偏低

1.課堂教學(xué)優(yōu)化難以深入

通過信息化手段，實現(xiàn)課堂教學(xué)的優(yōu)化與提升，已經(jīng)成為各級各類學(xué)校教學(xué)所追求和努力的方向。實現(xiàn)課堂教學(xué)優(yōu)化的關(guān)鍵是教師能夠根據(jù)群體學(xué)生不同情況，動態(tài)選擇和優(yōu)化教與學(xué)路徑。目前大多數(shù)的做法是通過考試、課堂練習(xí)和作業(yè)等完成情況，幫助教師找到教學(xué)中所存在的問題，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)教學(xué)優(yōu)化和提升。

找到教學(xué)問題固然重要，但更重要的是找到問題之后該如何解決。一線教師通過長期的教學(xué)實踐，已經(jīng)形成了自己成型的教學(xué)思路和方法。如果教師的教學(xué)思路和方法存在問題，讓他自己改進和調(diào)整，特別是做較大的調(diào)整，一般情況下是很困難的事情。例如，對于概念課教學(xué)，絕大多數(shù)教師都是直接講授概念，再引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用概念解決問題，這樣的教學(xué)思路導(dǎo)致學(xué)生失去了學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)效果難以達到最佳。盡管教學(xué)大數(shù)據(jù)的運用為教師改進教學(xué)活動提供了依據(jù)，但絕大多數(shù)教師沒有能力自己對教學(xué)思路和方法做較大的改進及優(yōu)化工作，這就導(dǎo)致教學(xué)優(yōu)化和提升很難深入開展。教師如何優(yōu)化教學(xué)活動安排進而提升教學(xué)品質(zhì)，已經(jīng)成為課堂信息化教學(xué)最突出的瓶頸性問題[4]。

2.個性化學(xué)習(xí)品質(zhì)亟待提升

利用智能教室和智能支撐系統(tǒng)等，有效支撐學(xué)生個性化學(xué)習(xí)是目前課堂信息化教學(xué)中最主要亮點，也是教師在開展課堂信息化教學(xué)活動時最為關(guān)注的事情。

目前，大多數(shù)個性化學(xué)習(xí)，主要是借助智能教室和智能支撐系統(tǒng)等，動態(tài)獲得教學(xué)數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生找到學(xué)習(xí)中的問題，并將任課教師或其他教師針對問題或知識所錄制的講解微云課、相關(guān)試題等推送給需要的學(xué)生進一步學(xué)習(xí)，或?qū)W生自己點擊學(xué)習(xí)。

從形式上看，這種做法的確為學(xué)生提供了很好的個性化學(xué)習(xí)支持，使得學(xué)生在獨自學(xué)習(xí)時，從沒有教師幫助變成了有教師幫助，這已經(jīng)對學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)產(chǎn)生了本質(zhì)性的改變。但是，由于為學(xué)生所提供的微云課和試題等學(xué)習(xí)資源，大多數(shù)是任課教師自己準備的，對于學(xué)生的進一步個性化學(xué)習(xí)的支撐作用并不顯著。如果學(xué)生在課堂上通過聽教師的講解沒有聽懂，除了自己不好好聽講或基礎(chǔ)太差以外的原因，基本上是教師的講解方式和方法不適合導(dǎo)致的，這種情況下通過再一次聽任課教師按照課堂上的教學(xué)思路所錄制的微課，基本上還是很難聽明白的。即使聽明白了，學(xué)生也是在非常痛苦的煎熬下完成的，必然導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性受挫。如果按照這樣的做法讓學(xué)生開展個性化學(xué)習(xí)的話，無論是什么樣的智能教室和智能支撐系統(tǒng)，對于學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)都不可能真正發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

（三）智能學(xué)習(xí)支撐工具和資源缺乏

能否借助教育云平臺，以及交互一體機、AR/ VR、PAD等智能教室建立課堂教學(xué)有效支撐環(huán)境，實現(xiàn)課堂教學(xué)變革與創(chuàng)新，關(guān)鍵是能否獲得有效支持知識理解與應(yīng)用體驗、問題探究與歸納總結(jié)、能力形成診斷與指導(dǎo)等的智能學(xué)習(xí)工具與資源?，F(xiàn)有的教育資源雖然豐富多樣，但是，由于這些資源大多是按固定思路準備的，不僅利用這些資源可支持的教與學(xué)思路有限，而且對教與學(xué)活動支持的有效度相對較低，難以滿足動態(tài)多變教學(xué)活動的實際需要。

實踐表明，與教學(xué)內(nèi)容相配套的學(xué)科教學(xué)工具和仿真實驗室等，能夠為教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)提供強有力的支持。但是，這一類別的智能工具和仿真實驗室總體上看還是相當缺乏的。主要原因不僅是技術(shù)開發(fā)難度較大，更重要的是真正符合教學(xué)和學(xué)習(xí)實際需要，且能夠靈活多變的智能工具和仿真實驗室模型建立困難[5]。

此外，盡管在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)和智能教學(xué)平臺中存在海量的學(xué)習(xí)資源，但這些資源大多以簡單分類的方式堆砌存儲在資源庫中，教師和學(xué)生為檢索資源耗費大量時間，導(dǎo)致資源庫中多數(shù)資源閑置、利用率低，也難以做到為教師和學(xué)生精準推薦適合的教學(xué)資源，普遍缺乏對資源科學(xué)分類和精準推薦的工具。

（四）教學(xué)評價數(shù)據(jù)完整性不足

對于各級各類學(xué)校而言，教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)情況的精準評價是至關(guān)重要的。特別是初高中學(xué)校，由于中高考的壓力，考試訓(xùn)練仍然是教學(xué)的關(guān)鍵任務(wù)。精準評價的關(guān)鍵是所依據(jù)的試卷、練習(xí)與作業(yè)，能夠系統(tǒng)、全面、準確測量出學(xué)生課程學(xué)習(xí)的知識與能力水平、素養(yǎng)形成情況等，它直接決定著評價的科學(xué)性、系統(tǒng)性和有效性。通過課堂練習(xí)或試卷布置、答題、自動判題和實時分析等功能，信息化教學(xué)系統(tǒng)很好地解決了課堂教學(xué)及時反饋問題，對于課堂教學(xué)評價起到了極大的提升作用。然而，無論是組卷，還是判題，從標準和方法方面沒有改變。如果沒有這些信息化應(yīng)用，人工也是能夠完成的。因此，這種情況下，信息化手段的應(yīng)用，除了效率提高以外，并不代表著評價的質(zhì)量真正發(fā)生了根本性改變。此外，目前絕大多數(shù)的精準評價，重在結(jié)果評價，更多的關(guān)注了應(yīng)用信息化教學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)評價過程的自動和便利，忽視了學(xué)習(xí)方式、支撐工具及其作用的量化評價，對于評價依據(jù)的研究非常缺乏。

概括起來講，當前課堂信息化教學(xué)的主要問題包括，一是將課堂信息化教學(xué)主要定位在減負增效上，對于通過信息化實現(xiàn)教學(xué)變革和創(chuàng)新的重視程度不夠，信息化教學(xué)創(chuàng)新方向不明確。二是教與學(xué)多為單一路徑，缺少適合不同層次學(xué)生的教與學(xué)路徑。三是信息技術(shù)手段支持教與學(xué)活動更多的使用一般性資源，缺乏能夠真正支持學(xué)生體驗學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)的交互式三維仿真實驗室和智能學(xué)習(xí)工具等類別資源，能夠引領(lǐng)開發(fā)方向的虛擬仿真實驗室和智能學(xué)習(xí)工具模型研究不足。四是基于大數(shù)據(jù)的評價，更多的關(guān)注了結(jié)果評價，注重了技術(shù)使用，忽視了教與學(xué)方式和支撐條件的評價量化模型建立。究其根本原因是缺乏能夠引導(dǎo)廣大教師有效利用智能技術(shù)手段，解決課堂教學(xué)瓶頸性問題的途徑和方法，特別是能夠形成智能技術(shù)條件下可復(fù)制、可推廣的穩(wěn)定教學(xué)流程結(jié)構(gòu)和實施方法，即新型課堂教學(xué)模式[6]。

關(guān)于智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建，首先需要明確的是究竟按照什么樣的思路構(gòu)建，其次是課堂教學(xué)模式構(gòu)建的具體途徑是什么，然后按照所構(gòu)建的新型教學(xué)模式開展教學(xué)活動，未來的課堂教學(xué)到底應(yīng)該是一個什么樣的樣態(tài)。

（一）智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建思路

在智能技術(shù)支持下，原有的課堂教學(xué)，是否一定都需要重新構(gòu)建新型課堂教學(xué)模式，顯而易見是否定的。如果課堂教學(xué)已經(jīng)很完美了，不存在任何問題或缺欠的話，那一定是不需要做任何教學(xué)改革和創(chuàng)新了，也不需要應(yīng)用任何信息技術(shù)手段，自然更不需要構(gòu)建智能技術(shù)支持下的新型教學(xué)模式了。

然而，目前的課堂教學(xué)并非是十分完美，或多或少存在著這樣或那樣的問題或缺欠。比較典型的問題，諸如教師難以調(diào)動或激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望和積極性，對于疑難知識學(xué)生理解困難，學(xué)生缺乏能夠提升創(chuàng)新思維能力和綜合解決生活實際問題能力的機會，學(xué)生無法按照自己實際學(xué)習(xí)需要獲得適合教師實時個性指導(dǎo)，教師及學(xué)生難以動態(tài)了解教與學(xué)存在問題等。這些問題，在常規(guī)條件下大多數(shù)都是很難破解的。人工智能、大數(shù)據(jù)、VR/AR、5G等智能技術(shù)的應(yīng)用，為這些問題的解決提供了可能。但是，這些問題的解決，也絕不是拿來智能技術(shù)就直接能夠很好地解決了。問題不同，需要的智能技術(shù)差異很大，具體技術(shù)的應(yīng)用千差萬別。但也絕不是沒有規(guī)律可循的，從應(yīng)用技術(shù)有效破解的途徑和方法角度看，這些問題大致可以分為兩大類：一類是教學(xué)思路和方法沒有問題，主要是教學(xué)活動實施過程中缺少有效的手段和條件；另一類是教學(xué)思路和方法自身存在問題，進而導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。這兩種類別的問題，其在智能技術(shù)支持下的解決思路和方法有非常大的差異。

對于只是教學(xué)手段和條件存在缺陷的情況，課堂教學(xué)信息化的主要任務(wù)是探索什么樣的技術(shù)更有利于支持課堂教學(xué)活動的實施，重在智能技術(shù)支持教與學(xué)活動實施的應(yīng)用規(guī)律。在這種情況下，新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建的基本思路是，針對既定的教與學(xué)活動安排，系統(tǒng)梳理出教學(xué)活動中教學(xué)手段和條件所存在的缺陷點，判斷出哪些點可以通過智能技術(shù)提供有效支持手段和條件，并做出合理分類。在合理分類基礎(chǔ)上，按照類別確定所需要的智能工具、資源及應(yīng)用方式，相應(yīng)的支撐系統(tǒng)功能要求，選擇合適的信息化環(huán)境，并開展有針對性的信息化應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，逐步梳理總結(jié)出智能技術(shù)支撐教與學(xué)活動實施的應(yīng)用規(guī)律[7]。

對于教育思路和方法自身存在問題的情況，則應(yīng)首先梳理清楚課堂教學(xué)問題，并做出科學(xué)的分類。然后，在課堂教學(xué)問題分類基礎(chǔ)上，針對每類問題分別研究出智能技術(shù)支持下的課堂教學(xué)新思路和新方法，再按照課堂教學(xué)新思路和新方法的實際需要研究相應(yīng)的技術(shù)支撐方式，探索并形成智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式，選擇相應(yīng)的智能學(xué)習(xí)工具、資源與智能支撐環(huán)境，并在應(yīng)用實證中迭代改進新型課堂教學(xué)模式，優(yōu)化智能學(xué)習(xí)工具、資源與智能支撐環(huán)境。

（二）智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建途徑

“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下新型課堂教學(xué)模式的構(gòu)建，首先應(yīng)做好學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計，通過學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計給出能夠真正激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機和興趣，驅(qū)動學(xué)生學(xué)習(xí)全過程的分類分層次的學(xué)習(xí)任務(wù)，確定切實可行的教與學(xué)路徑。其次，根據(jù)學(xué)習(xí)路徑所確定的學(xué)習(xí)活動，探索出技術(shù)有效應(yīng)用的規(guī)律和方法。第三，按照教與學(xué)活動的實際需要，梳理總結(jié)可能會引入名師的教學(xué)活動及引入方式，將優(yōu)質(zhì)教師以合適的方式引入課堂教學(xué)中，與任課教師聯(lián)合完成課堂教學(xué)活動，為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)提供精準的個別化指導(dǎo)，解決優(yōu)質(zhì)教師供給問題；第四，建立基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)評價與優(yōu)化。基于課程圖譜，利用智能感知環(huán)境采集教與學(xué)過程和結(jié)果數(shù)據(jù)，動態(tài)分析每一個學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教師教學(xué)情況，形成教與學(xué)分析報告，及時調(diào)控教與學(xué)活動，支持教師智慧教和學(xué)生個性學(xué)。智能技術(shù)支持下的課堂教學(xué)模式具體構(gòu)建途徑如圖1所示。

按照前面所闡述的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建思路，我們在全國多個地區(qū)的中小學(xué)開展了實證研究工作。特別是從2019年9月至今，在石嘴山市實驗中學(xué)開展了為期兩年的“互聯(lián)網(wǎng)+”條件下新型課堂教學(xué)模式的實證研究工作，并與唐山、東營、蘇州等多地學(xué)校聯(lián)動研究。通過實證研究，我們發(fā)現(xiàn)各學(xué)科間的教學(xué)存在很大差異，但是也有很多共同之處。智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式，既有各學(xué)科通用的，也有各學(xué)科特色的。從總體上看，智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式，可以從多個不同的角度進行分類構(gòu)建，諸如從知識學(xué)習(xí)和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)、課堂規(guī)模化教學(xué)和個性化學(xué)習(xí)有機結(jié)合、課程常態(tài)教學(xué)和特色學(xué)習(xí)、學(xué)科內(nèi)和跨學(xué)科、校內(nèi)和校外等不同角度構(gòu)建。

（一）智能工具支持下的深度學(xué)習(xí)

疑難知識理解和復(fù)雜問題探究等活動開展的有效性直接決定著課堂教學(xué)的質(zhì)量。常規(guī)條件下，很多疑難知識學(xué)習(xí)和復(fù)雜問題探究等活動難以順利開展，利用人工智能、大數(shù)據(jù)、VR/AR等技術(shù)所研究的智能工具、虛擬仿真實驗室等能夠很好地破解這一難題。因此，充分利用智能工具和虛擬仿真實驗室等，支持疑難知識理解和復(fù)雜問題探究，實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)是新型課堂教學(xué)模式應(yīng)著重研究的問題。

常規(guī)條件下不易理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容或難以探究的問題，一般情況下，需要兩種不同類別的學(xué)習(xí)支持手段或條件。一種是能夠?qū)⒅R以可視化的形式呈現(xiàn)出來，并能夠通過調(diào)整相關(guān)變量改變可視化呈現(xiàn)，且可通過人機交互，實現(xiàn)知識的應(yīng)用體驗和系統(tǒng)探究。另一種是提供豐富的相關(guān)資料，幫助理解和探究知識。

對于需要精準和豐富的相關(guān)資料做支撐，才能更好地完成知識學(xué)習(xí)和探究活動的情況，常規(guī)條件下是很難做到的，信息技術(shù)在這個方面恰恰能夠提供很好的支持。借助多媒體、“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能等技術(shù)，按照科學(xué)的分類體系建立資料庫，將所有相關(guān)資料匯聚在一起，并開發(fā)智能檢索引擎系統(tǒng)，使得教師和學(xué)生能夠快速、便捷、精準獲得所需要的資料，有效支持知識的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和問題的深入探究。

對于需要將知識以可視化的形式呈現(xiàn)出來，才能夠有利于疑難知識理解和復(fù)雜問題探究的情況，不是簡單將知識以可視化形式呈現(xiàn)出來，就一定能夠很好的解決問題了。對于疑難知識學(xué)習(xí)而言，一是要能夠可視化呈現(xiàn)知識的內(nèi)在機理。如果存在多種變化狀態(tài)的話，則需要能夠交互控制各種影響因素，并可視化呈現(xiàn)出相應(yīng)的變化樣態(tài)。二是對于存在多種變化狀態(tài)的情況，要能夠按照教學(xué)和學(xué)習(xí)需要，便捷選擇多個狀態(tài)進行比較和分析，能夠記錄各個特殊狀態(tài)特征并做比對分析。三是要能夠按照知識內(nèi)在機理模擬操作過程，并能夠?qū)﹃P(guān)鍵學(xué)習(xí)點進行有針對性的測試和評價。對于問題探究而言，一是需要計算仿真出探究所需要的環(huán)境和各種工具，能夠根據(jù)探究方案開展探究活動，并呈現(xiàn)出相應(yīng)的探究結(jié)果。二是能夠記錄探究活動過程，并能夠?qū)μ骄炕顒舆^程中的不同階段狀態(tài)進行比較分析。三是能夠?qū)μ骄炕顒舆^程進行指導(dǎo)和評價。

要想按照這種課堂教學(xué)模式開展教學(xué)活動，沒有相應(yīng)的智能學(xué)習(xí)工具和虛擬仿真實驗室等支撐手段和條件是不可能的。這其中，比較關(guān)鍵的事情是需要借助人工智能和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，計算仿真出符合知識內(nèi)在機理的動態(tài)演化過程，并利用VR/AR等技術(shù)模擬仿真出真實樣態(tài)并可交互，在此基礎(chǔ)上，研究開發(fā)虛擬仿真實驗室和學(xué)科智能學(xué)習(xí)工具等。

（二）微課云課支持下的個性化學(xué)習(xí)

在常規(guī)條件下，教師面對全班學(xué)生，只能選擇適合大多數(shù)學(xué)生實際情況的教學(xué)模式開展教學(xué)活動，學(xué)生不可能隨時隨地得到最適合自己的教師指導(dǎo)和幫助，難以實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。課后，當學(xué)生遇到學(xué)習(xí)困難時，更無法得到教師的個性化指導(dǎo)和幫助。班級統(tǒng)一教學(xué)情況下的個性化學(xué)習(xí)難以實現(xiàn)，已經(jīng)成為制約教育高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。因此，如何有效利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，將優(yōu)秀教師按照不同學(xué)習(xí)方式，隨時隨地的供給所有學(xué)生是智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建時需要著重解決的問題。目前，借助網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段，構(gòu)建能夠有效支持學(xué)生個性化學(xué)習(xí)的新型課堂教學(xué)模式，切實可行的做法，一種是針對同步課堂教學(xué)中所存在的局部知識學(xué)習(xí)問題，以微課程的形式支持學(xué)生個性化學(xué)習(xí)；另一種是針對單元、階段性及寒暑假等復(fù)習(xí)中所存在的知識梳理總結(jié)和系統(tǒng)應(yīng)用等方面所存在的問題，以名師云課方式支持學(xué)生個性化復(fù)習(xí)。

1.微課支持下的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)

微課支持下的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)，將知識講授錄制成微視頻，讓學(xué)生在課前通過學(xué)習(xí)任務(wù)單的引導(dǎo)進行學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠根據(jù)自己的實際情況個性化的聽講。通過課前利用微課的個性化學(xué)習(xí)，基本上解決了基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，將課堂更多的時間用于更高難度或復(fù)雜問題解決與任務(wù)完成，讓學(xué)生有更多的深入思考和合作學(xué)習(xí)的機會，在完成復(fù)雜問題解決的同時，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維等高階思維能力。支持翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)的微課建設(shè)，比較好的做法是按照學(xué)習(xí)路徑體系，有針對性地分類匯聚關(guān)鍵知識點和問題講解的名師智慧。微課支持下的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)新型教學(xué)模式構(gòu)建方向如圖2所示。

微課支持下的翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)應(yīng)包括課前預(yù)習(xí)、啟發(fā)指導(dǎo)、合作探究和梳理總結(jié)等環(huán)節(jié)。課前預(yù)習(xí)主要是借助微課進行自主學(xué)習(xí)，該階段更加突出的是對本節(jié)課的知識內(nèi)容，按照自己適合的方式選擇適合自己的老師進行個性化聽講。在課上教師首先利用交流展示工具，分析學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)情況，并針對共性問題進行講解。在啟發(fā)指導(dǎo)階段，教師可以利用多媒體、VR/AR等技術(shù)，將抽象知識轉(zhuǎn)化為直觀生動的形態(tài)，并提供知識應(yīng)用的虛擬場景，為探究提供必要的支撐。在合作探究階段，通過師生互動、生生互助開展協(xié)作學(xué)習(xí)以達成問題解決，突破學(xué)習(xí)重難點。在梳理總結(jié)階段，學(xué)生在教師和同伴的指導(dǎo)與幫助下再次內(nèi)化知識與技能，不斷重組、修改和優(yōu)化自己的認知結(jié)構(gòu)。

2.名師云課支持下的系統(tǒng)復(fù)習(xí)

課下，學(xué)生在單元及以上規(guī)模的階段性復(fù)習(xí)中，如果遇到問題，很難找到高水平老師進行個別化輔導(dǎo)，而這種復(fù)習(xí)又直接決定著學(xué)生課程學(xué)習(xí)的質(zhì)量。借助網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段，將最優(yōu)秀的教師階段性復(fù)習(xí)指導(dǎo)以名師云課的形式全面供給學(xué)生，是解決這一問題切實可行的途徑和辦法。名師云課支持下的系統(tǒng)復(fù)習(xí)新型教學(xué)模式構(gòu)建方向如圖3所示。

在構(gòu)建名師云課支持下的系統(tǒng)復(fù)習(xí)模式時，應(yīng)根據(jù)學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)的不同需要，分類探索適合不同情況下的系統(tǒng)復(fù)習(xí)個性化學(xué)習(xí)模式。應(yīng)分類研究如何匯集優(yōu)秀教師，精心研磨課程體系，建設(shè)適合學(xué)生專題系統(tǒng)提升、模擬試題精講、學(xué)生綜合素養(yǎng)培養(yǎng)等支持學(xué)生個性化復(fù)習(xí)的課程。

（三）大數(shù)據(jù)支持下的教學(xué)精準評價與優(yōu)化

大數(shù)據(jù)支持下的教學(xué)精準評價與優(yōu)化，應(yīng)以學(xué)生為中心，在利用大數(shù)據(jù)對學(xué)生已有知識學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)方式情況進行分析的基礎(chǔ)上，精準確定教學(xué)目標，科學(xué)設(shè)計教學(xué)活動流程，選擇適切的教學(xué)資源與工具，實施教學(xué)活動。在教學(xué)活動過程中，應(yīng)能夠動態(tài)采集學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果和方式大數(shù)據(jù)，適時分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，動態(tài)選擇合適的干預(yù)策略，調(diào)控教與學(xué)活動。基于教與學(xué)結(jié)果和方式大數(shù)據(jù)，建立學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字畫像，教師教學(xué)數(shù)字畫像，實現(xiàn)教學(xué)的精準評價。

大數(shù)據(jù)支持下教學(xué)精準評價與優(yōu)化，應(yīng)能夠?qū)崟r、動態(tài)采集多場景、全流程的學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果和學(xué)習(xí)方式大數(shù)據(jù)，建立學(xué)習(xí)全過程數(shù)據(jù)檔案。在課前，教師應(yīng)能夠充分利用大數(shù)據(jù)，精準分析個體和群體學(xué)生學(xué)習(xí)情況，了解群體學(xué)生共性學(xué)習(xí)規(guī)律，篩選出適合班級群體學(xué)生學(xué)習(xí)的共性學(xué)習(xí)路徑。在課中，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)和學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)，動態(tài)監(jiān)測學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，調(diào)控教學(xué)活動安排，為學(xué)生推薦個性化學(xué)習(xí)路徑。在課后，基于學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字畫像，及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)存在的問題，有針對性地提供個性化學(xué)習(xí)資源，安排適合的測試訓(xùn)練，幫助學(xué)生完成高品質(zhì)個性化學(xué)習(xí)。

（四）“互聯(lián)網(wǎng)+”支持下的無邊界混合式學(xué)習(xí)

1.選課走校混合式學(xué)習(xí)

由于單個學(xué)校的師資、場地等教學(xué)條件是有限的，任何一所學(xué)校都難以滿足所有學(xué)生的個性學(xué)習(xí)需要。學(xué)校間通過相互合作，共同為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)，是解決這一問題切實可行的辦法。如何充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”、人工智能、大數(shù)據(jù)、VR/ AR等技術(shù)手段，發(fā)揮課程提供學(xué)校教師優(yōu)勢，考慮學(xué)生時間、空間情況，最優(yōu)化的實施課程，完成學(xué)習(xí)活動，是選課走校混合學(xué)習(xí)需要著重關(guān)注的問題。

選課走校混合式學(xué)習(xí)，應(yīng)根據(jù)協(xié)同學(xué)校的特色和優(yōu)勢，開發(fā)具有學(xué)校特色的通識課、延時課、興趣課等，將所有合作院校的特色課程整合在一起，學(xué)生可以根據(jù)自身的個性需求選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和方式進行個性化學(xué)習(xí)，而不需要關(guān)心課程是否來自于本校。授課教師可以是校內(nèi)教師與其他學(xué)校教師聯(lián)合協(xié)同教學(xué)，也可以是其他學(xué)校優(yōu)秀教師單獨教學(xué)。

選課走?；旌鲜綄W(xué)習(xí)，以雙贏甚至多贏為目標，以特色或優(yōu)質(zhì)教育資源為核心，以合作為基礎(chǔ)，借助網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)所構(gòu)建的教育新格局，打破傳統(tǒng)教育在學(xué)科、教育資源、學(xué)習(xí)形式、組織結(jié)構(gòu)等方面所存在的時間和空間界限，通過重新組織課程資源、調(diào)整教學(xué)組織結(jié)構(gòu)等，實現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容、方式、方法的有效統(tǒng)整與融合，使學(xué)生在無邊界混合式學(xué)習(xí)中實現(xiàn)對知識的全面系統(tǒng)學(xué)習(xí)，與生活實際建立更密切的聯(lián)系。

2.校社聯(lián)動混合式學(xué)習(xí)

課程學(xué)習(xí)最終目的是培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力和創(chuàng)新性思維能力，這些思維能力形成的最佳途徑是與生活相聯(lián)系，讓學(xué)生在生活的社會實際場景中真實體驗，真正了解知識的價值和作用，真正經(jīng)歷知識探索、運用，解決實際問題的過程。然而，這在當前學(xué)校教育中難以落實。因此，學(xué)校需要借助社會力量，和社區(qū)、企業(yè)、高校等有機結(jié)合，為學(xué)生提供知識融會貫通的真實應(yīng)用場景，讓學(xué)生有機會真實體驗知識運用，在實際運用中經(jīng)歷真實問題解決的探究過程，提升實際問題解決的創(chuàng)新性思維能力，是當前教育教學(xué)改革的重要工作。由于受到時間、空間、老師等的限制，這樣的培養(yǎng)活動通過教室中面對面的教學(xué)是難以完成的，這也正是新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建應(yīng)著重解決的問題。

校社聯(lián)動混合式學(xué)習(xí)，通過跨越學(xué)校邊界，建立學(xué)校與社區(qū)、企業(yè)、高校等社會單位的有機聯(lián)系，充分發(fā)揮科研院所和高新技術(shù)企業(yè)的研發(fā)人員，企業(yè)、社區(qū)和服務(wù)機構(gòu)等工作人員的作用，幫助學(xué)生建立所學(xué)課程內(nèi)容與生活實際的聯(lián)系，為學(xué)生建立知識綜合運用體驗、實際問題解決經(jīng)歷等的實施支撐體系，使學(xué)生能夠有機會融入社會，了解社會，培養(yǎng)學(xué)生的實際問題意識、社會責任感、真正推動社會進步的創(chuàng)新能力。

建立校社聯(lián)動混合式學(xué)習(xí)模式時，應(yīng)著重關(guān)注以項目為載體，充分利用知識綜合運用體驗、實際問題解決經(jīng)歷等的實施支撐體系，推進跨學(xué)科學(xué)習(xí)，加強各學(xué)科之間的融合，通過系列的生活實際問題把各學(xué)科知識串聯(lián)起來，幫助學(xué)生形成一種多學(xué)科相互銜接、融會貫通，更加全面的生活實際問題解決能力。

智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建的關(guān)鍵是，如何破解影響課堂教學(xué)質(zhì)量的瓶頸性問題。通過對各地學(xué)校實際情況調(diào)查與分析，我們發(fā)現(xiàn)影響課堂教學(xué)質(zhì)量的因素是多方面的，有教學(xué)資源、工具和系統(tǒng)方面的因素，也有學(xué)生整體情況等因素，但最為關(guān)鍵的因素是教師的教學(xué)思路及方法。

當前，課堂教學(xué)最突出的問題是學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和欲望調(diào)動不起來，所安排的教與學(xué)活動適切性不夠，導(dǎo)致學(xué)生厭學(xué)、教學(xué)整體效果不理想，這些已成為制約課堂教學(xué)質(zhì)量提升的主要障礙。在這種情況下，如果直接應(yīng)用技術(shù)，再好的技術(shù)手段，對于教學(xué)問題的解決都是無濟于事的。

因此，智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建，應(yīng)首先從破解學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和欲望調(diào)動不起來及所安排的教與學(xué)活動適切性不夠等瓶頸入手，找到能夠真正有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和欲望，動態(tài)調(diào)整教與學(xué)路徑使之與群體學(xué)生實際情況盡可能吻合等的途徑和辦法。這就需要教師站在課程整體層面上，對教與學(xué)做統(tǒng)籌規(guī)劃和系統(tǒng)設(shè)計，即做好學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計。通過學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計，一方面讓學(xué)生能夠明晰所要學(xué)習(xí)課程內(nèi)容是為了解決什么問題、完成什么任務(wù)而安排的，這些內(nèi)容與其他知識間的邏輯關(guān)系，最大限度地激活學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，使學(xué)生能夠積極投入到學(xué)習(xí)當中。另一方面，盡可能選擇適切的教與學(xué)路徑，并能夠根據(jù)教與學(xué)實際情況動態(tài)優(yōu)化教與學(xué)活動安排，使得課堂教學(xué)的效果達到最佳程度。

（一）以緊耦合課程內(nèi)容為單位做學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計

做學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計，首先要明確的事情是在教學(xué)內(nèi)容的多大范圍內(nèi)進行。廣義上講，學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計應(yīng)從學(xué)生終身發(fā)展的角度來統(tǒng)籌規(guī)劃課程內(nèi)容，要做頂層設(shè)計。實際教學(xué)中，頂層設(shè)計都是依據(jù)學(xué)科素養(yǎng)體系編寫教材來完成的。需要做的事情是在有了教材之后，謀劃在什么范圍開展學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計。

有一點是明確的，就是沒有太大關(guān)聯(lián)關(guān)系的內(nèi)容，根本沒有必要放在一起來統(tǒng)籌考慮學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計。原則上講，只有知識間的關(guān)聯(lián)關(guān)系太強，即它們之間耦合性非常緊密，很難割裂開組織教學(xué)活動，則有必要放在一起來統(tǒng)籌做學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計。一般情況下，是以單元或某一系列知識為單位開展學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計。在學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計中，應(yīng)讓學(xué)生明晰知識間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上，合理安排所涉及知識的學(xué)習(xí)次序。

比如小學(xué)語文課說明文閱讀與寫作，從教材的編寫上，基本上都是以一組有代表性課文為單元來組織的。一般情況下，教師在開展教學(xué)設(shè)計時，只要按照教材的編排，就可以逐篇課文完成教學(xué)活動了。而學(xué)生基本上都能夠理解說明文閱讀在學(xué)習(xí)什么。但這只是讓學(xué)生明白了要學(xué)習(xí)幾篇課文，并不等同于學(xué)生通過這幾篇文章的學(xué)習(xí)就能夠完全掌握說明文的寫作規(guī)律和方法，說明不同事情時的差異和應(yīng)突出的內(nèi)容等。

學(xué)科不同，課程內(nèi)容不同，相應(yīng)的學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計思路和方法差異非常大。應(yīng)根據(jù)具體情況，做適合的學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計。在學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計方面，文科與理科的差別還是非常大的。比如，以語文閱讀課為例，目前的教材基本上是以主題為線索，圍繞一個主題安排幾篇不同角度的課文，構(gòu)成一個學(xué)習(xí)單元。這種情況下，學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計的關(guān)鍵是讓學(xué)生明白本單元的學(xué)習(xí)目的，包括文章類別、文章結(jié)構(gòu)、寫作手法等。

（二）有針對性設(shè)計驅(qū)動學(xué)習(xí)的問題與任務(wù)

學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計首先要解決的問題是幫助學(xué)生搞清楚為什么要學(xué)習(xí)課程所安排的內(nèi)容，即讓學(xué)生明白課程學(xué)習(xí)的目的，這是教學(xué)最為關(guān)鍵的事情，它直接決定著學(xué)生是否有足夠的欲望學(xué)習(xí)。當學(xué)生不清楚為什么而學(xué)習(xí)時，無論是課堂教學(xué)，還是課后學(xué)習(xí)，都不會有太好的效果。其次，讓學(xué)生明白到底要學(xué)習(xí)哪些方面的知識，形成什么樣的能力和素養(yǎng)。

要想讓學(xué)生明白為什么學(xué)習(xí)課程所安排的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，通過直接講知識的方式是很難做到的，最好的辦法是通過實際問題或任務(wù)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)該課程內(nèi)容主要用于解決什么問題，或完成什么任務(wù)，學(xué)生自然而然就清楚了為什么要學(xué)習(xí)了。但是，在實際教學(xué)活動中，并不是什么樣的問題/任務(wù)都能夠很好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望的，如果所設(shè)計的問題/任務(wù)不好的話，仍然不能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。因此，問題或任務(wù)的設(shè)計，就變得尤為重要。

學(xué)習(xí)問題/任務(wù)的設(shè)計，是學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計的核心工作。所設(shè)計的問題/任務(wù)，一方面應(yīng)能夠充分反映出這些問題/任務(wù)的解決或完成是十分必要的，且如果沒有進一步的知識學(xué)習(xí)，就無法解決這些問題，無法完成這些任務(wù)。另一方面，應(yīng)覆蓋所有邊界情況，且是分層遞進的，能夠有效引導(dǎo)學(xué)生由淺入深、系統(tǒng)全面開展學(xué)習(xí)活動。這里關(guān)鍵點是如何讓學(xué)生從實際問題或任務(wù)入手，為了解決問題或完成任務(wù)，就必須掌握相應(yīng)的知識，且知道掌握哪些方面的知識。

例如，一名教師在PAD智能教室中上了全等三角形定義的一節(jié)課。教師首先利用多媒體工具，給出了兩個很漂亮的三角形，通過拖拽，兩個三角形完全重合了，然后告訴學(xué)生們這兩個三角形就是全等三角形。接下來，教師通過教學(xué)工具給出了多個三角形，讓學(xué)生們在自己的PAD上找全等三角形，并分組討論。但課堂上實際情況是絕大多數(shù)學(xué)生都很沉悶，看上去非常不感興趣，提問環(huán)節(jié)，沒有學(xué)生愿意回答問題。

就這一節(jié)課而言，出現(xiàn)這種問題的根本原因是缺乏學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計所導(dǎo)致的。教師僅以教材本課時內(nèi)容為單位安排教學(xué)活動，致使學(xué)生不知道學(xué)習(xí)這一節(jié)課的價值與意義，最終厭學(xué)。由于教師直接講授什么是全等三角形，導(dǎo)致學(xué)生覺得多此一舉，似乎沒什么必要，一目了然的事情，還翻來覆去的討論。這必然會引起連鎖反應(yīng)，致使后面的全等三角形性質(zhì)學(xué)習(xí)更覺得枯燥乏味。

為了解決學(xué)生不愿意學(xué)習(xí)問題，全等三角形的學(xué)習(xí)驅(qū)動問題/任務(wù)設(shè)計，至少應(yīng)解決兩個方面的問題，一是為什么要學(xué)習(xí)全等三角形，二是從哪些方面學(xué)習(xí)全等三角形相關(guān)的知識。因此，驅(qū)動全等三角形學(xué)習(xí)的問題/任務(wù)，必須是需要通過兩個三角形全等才能夠解決的問題或完成的任務(wù)，且在問題解決過程中，需要用到全等三角形的性質(zhì)?；谏鲜鏊伎?，我們給出一個具體實例如下。

某一禮堂頂部有一個三角形的裝飾板，由于某種原因損壞了，需要重新制作一個并安裝上去。正常情況下，需要工程人員先找到可以能夠上到樓頂?shù)奶葑?，上去測量三角形大小，再去制作，制作完成后再安裝上去。這樣就需要上去兩次，比較麻煩。如果事先知道三角形尺寸的話，只需要上去一次就可以了。但是，事先掌握的三角形相關(guān)數(shù)據(jù)可能完整，有可能不完整，甚至沒有。如果完整的話，就上去一次可以了。如果沒有相關(guān)數(shù)據(jù)，就必須上去兩次了。如果不完整的情況下，到底能不能判斷出樓頂三角形的尺寸呢，什么條件下可能？

給出這樣一個問題/任務(wù)之后，可以讓學(xué)生一方面明白兩個三角形全等在解決實際問題是有用的，另一方面知道要想解決實際問題，至少知道三角形的什么信息就能夠判定出兩個三角形是否全等了。通過布置這樣的一個問題/任務(wù)，學(xué)生才可能有興趣利用學(xué)習(xí)工具通過PAD來探索出在掌握什么樣的信息情況下，就可以做出和樓頂三角形板完全一樣的替換板，進而知道學(xué)習(xí)全等三角形的價值和意義，以及三角形全等判定的條件。

（三）系統(tǒng)設(shè)計教與學(xué)路徑

在驅(qū)動學(xué)習(xí)的問題/任務(wù)設(shè)計之后，課堂教學(xué)設(shè)計的主要任務(wù)，一方面是以知識學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，如何讓學(xué)生形成領(lǐng)域問題解決能力，另一方面是在知識學(xué)習(xí)和問題解決能力形成的基礎(chǔ)上，如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，特別是系統(tǒng)思維和創(chuàng)新思維能力。

能否實現(xiàn)教學(xué)預(yù)期，完成所期望的學(xué)生能力和素養(yǎng)培養(yǎng)，關(guān)鍵在于教與學(xué)活動的設(shè)計與實施。教與學(xué)活動的設(shè)計與實施，直接決定著是否能夠激活學(xué)生欲望，讓學(xué)生全身心投入學(xué)習(xí)當中，輕松愉快地完成學(xué)習(xí)活動，在學(xué)習(xí)活動過程中思維能力得到啟迪和發(fā)展，合作能力得到提升等。

在常規(guī)教學(xué)條件下，通過經(jīng)驗積累，教師形成了相對穩(wěn)定的教學(xué)思路和方法，與之相應(yīng)的課堂教與學(xué)路徑也較為單一、固定，難以保障對所教群體學(xué)生是最優(yōu)的。有了智能技術(shù)后，盡管教學(xué)大數(shù)據(jù)的運用為教師改進教學(xué)活動提供了依據(jù)，但絕大多數(shù)教師沒有能力獨自篩選出適合群體學(xué)生的最佳教與學(xué)路徑，這已成為課堂教學(xué)質(zhì)量提升的瓶頸性問題。要想解決這一問題，最好的辦法是基于教學(xué)大數(shù)據(jù)，利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)篩選和優(yōu)化切實可行教與學(xué)路徑，建立完整教與學(xué)路徑體系，在教與學(xué)路徑體系和學(xué)習(xí)畫像的基礎(chǔ)上找到適合所教群體學(xué)生最優(yōu)的教與學(xué)路徑。

針對某一具體類型學(xué)習(xí)內(nèi)容，當對各種類別學(xué)生的情況都做了充分考慮后，選擇出多種可行的教與學(xué)路徑，并綜合在一起，就構(gòu)成了該學(xué)習(xí)內(nèi)容的教與學(xué)路徑體系，所有學(xué)習(xí)內(nèi)容的教與學(xué)路徑體系總和即為教與學(xué)路網(wǎng)。因此，如果建立了教與學(xué)路網(wǎng)體系，則對于教與學(xué)路徑的設(shè)計和優(yōu)化，將會起到系統(tǒng)、全面的引導(dǎo)和支持作用。

一般情況下，一節(jié)課的教與學(xué)活動，可以分為兩個階段。第一階段是完成基本知識學(xué)習(xí)，并形成相應(yīng)的問題解決能力；第二階段是在第一階段學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，提煉歸納基于基本知識解決復(fù)雜問題的方法和應(yīng)用策略，并形成復(fù)雜問題解決能力。因此，學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計應(yīng)分階段進行，具體如圖4所示。

在第一階段，主要是完成基本知識學(xué)習(xí)和形成基本問題解決能力。在任務(wù)驅(qū)動下，基本知識的學(xué)習(xí)可以有兩種途徑，一是采取聽講或讀懂方式讓學(xué)生學(xué)會知識。在教師講解或?qū)W生閱讀基礎(chǔ)上，通過問題解決、合作交流、教師指導(dǎo)等方式深化理解知識，并形成知識運用能力；二是讓學(xué)生通過探究，歸納總結(jié)出問題解決的基本方法，并形成基本問題解決能力。

在第二階段，重點要完成的是在已經(jīng)掌握基本知識和形成基本解決問題能力基礎(chǔ)上，進一步學(xué)習(xí)復(fù)雜問題解決方法與策略，并形成能夠解決不同層次、不同類別復(fù)雜問題的能力。在這一階段的學(xué)習(xí)也有兩種學(xué)習(xí)途徑，一是在教師講解復(fù)雜問題解決方法的基礎(chǔ)上，學(xué)生通過進一步的多類別復(fù)雜問題解決、合作交流、教師指導(dǎo)等方式深入理解復(fù)雜問題解決方法，并形成不同層次、不同類別復(fù)雜問題的系統(tǒng)解決能力；另一種是學(xué)生在教師指導(dǎo)下，通過獨立或者合作探索解決復(fù)雜問題的過程，歸納總結(jié)出不同層次、不同類別復(fù)雜問題的解決方法。

教與學(xué)路徑的設(shè)計，應(yīng)充分考慮學(xué)習(xí)內(nèi)容的特點，群體學(xué)生已有知識水平和認知能力，任課教師自身教學(xué)水平，可用教學(xué)條件等多方面因素，結(jié)合學(xué)生在不同時段的學(xué)習(xí)側(cè)重，合理選擇第一階段和第二階段應(yīng)采取的教與學(xué)路徑。

當以創(chuàng)新性思維能力培養(yǎng)為主要導(dǎo)向，且學(xué)生的已有知識水平和認知能力能夠較好開展探究學(xué)習(xí)，所學(xué)內(nèi)容又適合采取探究學(xué)習(xí)方式時，對第一階段和第二階段的教學(xué)路徑選擇，原則上均應(yīng)以學(xué)生“自主/合作探究、歸納總結(jié)”為主要學(xué)習(xí)方式。如果所學(xué)知識難度過大不適合采取探究學(xué)習(xí)方式，或者學(xué)生已有知識水平和認知能力不能足以開展探究性學(xué)習(xí)活動時，第一階段的知識學(xué)習(xí)原則上采用第一種途徑。但是第二階段的學(xué)習(xí)，即復(fù)雜問題解決方法的學(xué)習(xí)，應(yīng)盡可能采取學(xué)生歸納總結(jié)的方式完成學(xué)習(xí)活動。

在當今時代，教育高質(zhì)量發(fā)展體系的建設(shè)，離不開人工智能、大數(shù)據(jù)、“互聯(lián)網(wǎng)+”、VR/AR等技術(shù)的有效應(yīng)用。而教育高質(zhì)量體系建設(shè)的關(guān)鍵在課堂教學(xué)，因此，智能技術(shù)支持下的新型課堂教學(xué)模式構(gòu)建直接決定著課堂教學(xué)質(zhì)量，進而影響教育高質(zhì)量體系的建設(shè)。由此可見，未來借助智能技術(shù)手段構(gòu)建培養(yǎng)高素質(zhì)人才的新型課堂教學(xué)模式研究，將是信息化教學(xué)的核心工作，需要進一步的不斷探索和實踐。

參考文獻：

[1] 鐘紹春.構(gòu)建信息時代教育新模式[J].電化教育研究，2019，40（4）：23-29.

[2] 楊鑫，解月光等.智慧課堂模型構(gòu)建的實證研究[J].中國電化教育，2020，（9）：50-57.

[3] 鐘紹春，鐘卓等.人工智能助推教師隊伍建設(shè)途徑與方法研究[J].中國電化教育，2021，（6）：60-68.

[4] 何克抗.如何實現(xiàn)信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)的“深度融合”[J].教育研究，2017，38（10）：88-92.

[5] 鐘紹春.人工智能如何推動教育革命[J].中國電化教育，2020，（3）：17-24.

[6] 教基廳函[2019]46號，教育部辦公廳關(guān)于推薦遴選“基于教學(xué)改革、融合信息技術(shù)的新型教與學(xué)模式”實驗區(qū)的通知[Z].

[7] 鐘紹春，鐘卓等.如何構(gòu)建智慧課堂[J].電化教育研究，2020，41（10）：15-21+28.

作者簡介：

鐘紹春：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為智慧教育、人工智能。

鐘卓：在讀博士，研究方向為智慧學(xué)習(xí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。

范佳榮：在讀博士，研究方向數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境。

趙雪梅：在讀博士，研究方向為智慧教育、智慧教學(xué)。

楊瀾：在讀博士，研究方向為智慧教育，教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計。

How does Intelligent Technology Support the Construction of New Classroom Teaching Mode

Zhong Shaochun1，2， Zhong Zhuo2， Fan Jiarong2， Zhao Xuemei2， Yang Lan2

（1.Ministry of Education Digital Learning Support Technology Engineering Research Center， Changchun 130117， Jilin； 2.School of information science and technology， Northeast Normal University， Changchun 130117， Jilin）

Abstract： The rapid development of artificial intelligence， Big Data， AR/VR and 5G technologies， especially the popularization and application of mobile terminals， has not only brought great impact and changes to classroom teaching， but also brought unprecedented opportunities and possibilities for the reform and innovation of teaching and learning. However， the current application of intelligent technology in teaching is mostly characterized by intelligence， which brings more convenience and efficiency to teaching and learning. Many deep-seated problems in classroom teaching have not been well solved. The research on a new classroom teaching model that can solve deep-seated problems in teaching under the condition of intelligent technology has become a hot spot. This paper systematically combs and deeply analyzes the problems existing in the current information-based teaching， and discusses the construction ideas and ways of a new classroom teaching model that can solve the deep-seated problems of teaching with the support of intelligent technology. From the deep learning supported by intelligent tools， personalized learning supported by cloud based courses， the precise teaching supported by big data and the mixed learning with Internet plus support， the construction direction of the new classroom teaching mode supported by intelligent technology is analyzed. This paper puts forward the methods to realize the innovation and optimization of classroom teaching supported by intelligent technology through the aspects of learning logic design， targeted design driven learning problems and tasks， and system design teaching and learning path.

Keywords： intelligent technology； new teaching mode； information teaching； learning logic design

責任編輯：邢西深