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2018年11月11日，在第五屆中國未來學(xué)校大會“信息化2.0時代的課堂教學(xué)”主題分論壇上，首度師范大學(xué)教育技術(shù)系教授方海光圍繞大數(shù)據(jù)智慧課堂的情況回顧了大數(shù)據(jù)應(yīng)用的發(fā)展歷程，同時對于當(dāng)前的教育技術(shù)支撐的課堂進行了講解，特別聚焦智慧課堂的四個問題，對于智慧課堂的類型和對比、智慧課堂操作的技巧，以及智慧課堂的發(fā)展趨勢給大家進行了詳細(xì)的介紹，同時對于大數(shù)據(jù)的認(rèn)識提供了專業(yè)的看法。

方海光 首都師范大學(xué)教育技術(shù)系教授 遠(yuǎn)程教育研究所所長

趨勢1：教育大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用深度廣度加強

當(dāng)前整個信息化架構(gòu)呈現(xiàn)新的變化，云+端是以前我們倡導(dǎo)的結(jié)構(gòu)，但是未來是云加上邊緣，即逐漸形成邊緣匯集的小個體。我們的課堂有教師的平板，有學(xué)生的平板，教師和學(xué)生的平板會停留下來，把有必要的送到云端，而沒有必要的停留在本地，當(dāng)然教師和學(xué)生的平板也會形成一個小小的閉環(huán)。

這種架構(gòu)的趨勢實際上呈現(xiàn)什么狀態(tài)呢？我們的知識結(jié)構(gòu)、我們未來的學(xué)習(xí)服務(wù)，逐漸隨著進程的深入，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用會越來越深，也會越來越廣。當(dāng)前所有的很多產(chǎn)品都提到了大數(shù)據(jù)，未來我們要在深度和廣度上下功夫。

來源：方海光; 王紅云; 黃榮懷, 移動學(xué)習(xí)的系統(tǒng)環(huán)境路線圖,現(xiàn)代教育技術(shù), 2011年01期

趨勢2：人工智能使得等教育場景在具體化

隨著人工智能的推進，課堂很多教育場景在具體化。嚴(yán)格意義上說，當(dāng)某個場景具體化了，那么場景里的內(nèi)容就有可能被人工智能所取代。比如一個投票的環(huán)節(jié)，兩分鐘的內(nèi)容可能就被人工智能取代了。

來源：2018年藍(lán)象資本《教育科技融合：2018教育科技趨勢報告》

• 數(shù)字化課堂

什么是數(shù)字化課堂？首先數(shù)字化課堂，就是我們說的翻轉(zhuǎn)課堂，翻轉(zhuǎn)課堂最關(guān)鍵的是課前和課上，兩者之間的連接，即反饋，從人工智能的角度來講，這個反饋代表著大數(shù)據(jù)。

這是IBM提供的翻轉(zhuǎn)課堂的模型，國內(nèi)有幾十種模型，有很多做法。首先第一個是數(shù)字化課堂，第二個是平板課堂，數(shù)字化課堂是不是平板課堂？不見得。

01、Pad課堂

目前來講國內(nèi)在平板課堂上的教學(xué)模式有多種，尤其不能遺忘的是傳統(tǒng)授課方式依然可以在平板課堂上所采用。

PAD課堂的一般教學(xué)模式

平板課題有一個模式，如下圖所示。其實很多平板課堂的例子都可以參照這個模式，中間加上學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)，有重點的去進行講解。這雖然是平板課堂，但它依然也是一個翻轉(zhuǎn)課堂。這個我們稱之為課內(nèi)小翻轉(zhuǎn)。所以數(shù)字化課堂和平板課堂之間是有很強關(guān)聯(lián)的。

PAD課堂的一個例子

02、智慧課堂

智慧課堂是什么？這里面又存在新的問題，平板課堂是不是智慧課堂，智慧課堂是不是就是平板課堂？

智慧課堂源于智慧學(xué)習(xí)。智慧學(xué)習(xí)以學(xué)習(xí)者為中心，能夠在任何時間（Anytime）、任何地點（Anyplace）、以任何方式（Anyway）和任何步調(diào)（Anypace）（簡稱4A）進行輕松的（Easy Learning）、投入的（Engaged Learning）和有效的（Effective Learning）（簡稱3E）的學(xué)習(xí)。但智慧學(xué)習(xí)沒有具體的定義，一千個讀者有一千個哈姆雷特，每個人所理解的智慧學(xué)習(xí)都不一樣。

智慧課堂的通用模型

國內(nèi)有一個典型的智慧課堂通用模型，四個角上代表了智慧課堂設(shè)計的四個基本原則，一為資源匹配、二為教學(xué)邏輯、三為用戶體驗、四為交互及時。

• 智慧課堂三種典型課堂環(huán)境類型

目前國內(nèi)的智慧課堂有三種類型。第一種類型即常見的多媒體教室，多媒體教室里上的課可能是智慧課堂，這種叫做基礎(chǔ)型的智慧課堂，還有一類就是電子白板，電子白板的教室依然可以上智慧課堂，我們都稱之為基礎(chǔ)型的智慧課堂。

多媒體教室空間布局—基礎(chǔ)型智慧課堂

秧苗式”和“層疊 U 型”多媒體教室空間布局

交互白板教室空間布局—基礎(chǔ)型智慧課堂

“秧苗式”和“多組圓桌型”交互白板教室空間布局

第二種稱之為智慧型的智慧課堂，它代表著當(dāng)前的一個現(xiàn)狀。第一個典型教室環(huán)境就是我們的機房，第二個環(huán)境就是平板電腦的教室，在機房和平板電腦的教室上的課是典型的智慧型的智慧課堂。

計算機機房空間布局—智慧型智慧課堂

“隊列式”和“多組圓桌型”計算機機房空間布局

平板電腦教室空間布局—智慧型智慧課堂

“多組圓桌式”和“多組 U 型”平板電腦教室空間布局

第三種智慧課堂大家可能想象不到，我們定義為空間型智慧課堂，典型就是3D/VR智慧課堂。

3D/VR創(chuàng)新空間設(shè)計—空間型智慧課堂

還有一種代表著當(dāng)前的STEAM教育，學(xué)生圍繞自己的項目進行有需要的學(xué)習(xí)，這也屬于空間型智慧課堂。從大數(shù)據(jù)的角度，我們該如何看待這三種智慧課堂？我們可以進行一個可視化對比。

STEAM教育新環(huán)境—空間型智慧課堂

• 三種類型智慧課堂可視化對比

電子白板課堂代表第一類，平板課堂代表第二類，3D課堂代表第三類，我們可以對這三類課進行數(shù)據(jù)比較。

我們所采用的是改進型弗蘭德斯的分析方法，由原本的十種行為改造為14種，我們分別對“教師提到的問題是否開放”、“學(xué)生是否主動參與學(xué)習(xí)“，以及“技術(shù)的使用”進行了很大改善。原來的弗蘭德斯模型只能分析傳統(tǒng)課堂，沒法分析智慧課堂，改進之后的模型完全可以分析智慧課堂。

改進弗蘭德斯（IFIAS）

首先我們將平板課堂和白板課堂進行對比，兩者都是初中的課程。這里面有典型的現(xiàn)象，我們標(biāo)紅的就是學(xué)生主動學(xué)習(xí)所做的表現(xiàn)，比如這一節(jié)是平板課，學(xué)生主動參與率達(dá)到12%，白板課參與率也達(dá)到了12%，但是學(xué)生活動的數(shù)量完全不同，學(xué)生參與的程度是完全不同的。所以我們從數(shù)據(jù)上能看出，兩種課學(xué)生參與的程度完全不同。

PAD課堂vs白板課堂

不同的基礎(chǔ)環(huán)境對學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了影響有哪些？第一，學(xué)生的行為習(xí)慣，因為初中學(xué)生很多行為已經(jīng)成了一種習(xí)慣，而這種行為習(xí)慣在課上所帶來的表現(xiàn)不同。第二，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的程度也是完全不同的，學(xué)生主動參與的程度和次數(shù)完全不同。第三，課堂的交互程度也是完全不同的。所以我們深入地從“學(xué)生交互程度”這一維度去比較這三種課堂。

第一個課是電子白板課，這里面有四類曲線，交互的程度代表著課堂交互的水平，其中黃色部分代表整個技術(shù)研發(fā)思考的程度，所以電子白板的課典型的現(xiàn)象就是交互頻率不高，技術(shù)使用的是局部的，少技術(shù)少互動。

電子白板：少技術(shù)、少互動

第二類就是平板的課，平板的課很特別，你看見了很強的交互，另外一個就是技術(shù)使用具有很強的階段性，過了這條界限之后，技術(shù)一般使用比較少，所以平板的課典型的有階段性，就和當(dāng)前國家倡導(dǎo)的一個平板的課盡量使用不超過15分鐘是完全吻合的，另外一個就是多互動。

移動終端：階段性、多互動

第三類課大家也會比較關(guān)心，就是3D/VR的課，這類課當(dāng)中實際上交互程度處于平板課和PAD課之間也是頻率很高，技術(shù)使用屬于比較均勻分布的情況，所以通過數(shù)據(jù)我們能看見三種典型的課它的趨勢。

3D課堂：強互動、多技術(shù)

我們簡單總結(jié)就是有六個維度可以看出課之間的區(qū)別，即行為習(xí)慣、交互程度、技術(shù)應(yīng)用深度、課堂開放程度、主動學(xué)習(xí)程度、環(huán)境智能效果。

智慧課堂實踐十條技巧

通過比較，我們可以得到一個結(jié)論，教師進行智慧課堂教學(xué)時，可以運用很多技巧。智慧課堂分析的角度一般側(cè)重于三個核心內(nèi)容，第一個核心內(nèi)容是課堂互動的程度，第二個內(nèi)容是課堂反饋的情況，第三個就是課堂對個性的一種體現(xiàn)。我們簡單總結(jié)了十個技巧。

智慧課堂技巧三要素

1、教師和學(xué)生的手寫過程是一個積極的交互方式。手寫過程吻合了學(xué)習(xí)者思考和觀察進行雙重印證的過程，更符合學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)習(xí)慣和提高體驗。其中的過程筆記清晰很重要。

2、學(xué)生的個體答題的一一呈現(xiàn)和適當(dāng)?shù)闹v解是一個個性化的重要體現(xiàn)。在課堂實踐的過程中，這一特點甚至可以是答題的統(tǒng)計數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，這樣有足以個體學(xué)生的參與感。

3、適當(dāng)輔助學(xué)生的思維過程進行互動是很有吸引力的設(shè)計。在課堂實踐過程中，有時候需要設(shè)計舉手環(huán)節(jié)，甚至根據(jù)現(xiàn)場決策有一些題不需要進行講解，這些都是很好的與思維過程結(jié)合的活動。

4、教師結(jié)合內(nèi)容進行思維導(dǎo)圖的板書，有利于學(xué)生的認(rèn)知。教師可采用多種的思維主題，主要用于輔助學(xué)生認(rèn)知過程，但也不建議思維導(dǎo)圖過于細(xì)致。

5、有些時候設(shè)置的搶答活動會出現(xiàn)“積極失控”現(xiàn)象，這是可取的表現(xiàn)。經(jīng)常的學(xué)生通過搶答活動表現(xiàn)的過分熱烈和高沉浸的投入，這樣都是有利于智慧課堂的體驗和反饋的內(nèi)容。

6、分組教師環(huán)境進行設(shè)計的時候，保證每一位學(xué)生都能夠面向教師。通過面對面的方式可以增加學(xué)生正向反饋的一種體驗，也是智慧課堂公平的一種體驗。

7、點贊和故障都是有意義的一種課堂鼓勵的方式。諸如此類的實踐技巧，在調(diào)動學(xué)生的積極性的同時也增加了課堂的良好氛圍和學(xué)生的體驗感。

8、充分的個性化學(xué)習(xí)的智慧課堂會導(dǎo)致個別學(xué)生“學(xué)不會”現(xiàn)象。同樣也存在學(xué)不飽的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象都需要教師進行適當(dāng)?shù)难a充和拓展，比如課下微課自學(xué)。

9、分組的時候注意各組活動公平是很重要的。往往的由于時間限制，只能進行個別小組的展現(xiàn)或匯報，這樣是不利于課堂氛圍，可采用優(yōu)化活動設(shè)計進行彌補。

10、知識點學(xué)習(xí)的扎實程度是進行問題解決活著活動設(shè)計的基礎(chǔ)。往往的，過于注重課堂氛圍和忽略的必要知識點的基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)，這樣也是不利于學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)象。

未來智慧課堂發(fā)展趨勢

第一，規(guī)?；募夹g(shù)帶來的是降維打擊式的課堂變革和教育變革，傳統(tǒng)教育教學(xué)方法將降低價值，技術(shù)帶來的是智慧化、AI化、數(shù)據(jù)驅(qū)動化。

第二，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能（AI）的發(fā)展，移動智能終端應(yīng)用趨于飽和和理性應(yīng)用。（移動智能終端應(yīng)用的深度融合）目前大家都對移動終端的使用比較敏感，甚至擔(dān)心學(xué)生會沉迷，但是整體上全球的趨勢移動終端的使用趨于越來越理性。

第三．以線上“移動終端+5G+AI+大數(shù)據(jù)”支持下的小班、一對一教學(xué)場景模式，將有可能代替面對面學(xué)習(xí)模式。（學(xué)習(xí)場景應(yīng)用被人工智能取代）回歸到學(xué)習(xí)場景，學(xué)習(xí)場景越具體，效率越高，越有可能被人工智能取代。所以將來的社會應(yīng)該是一個教師和人工智能輔助兩者協(xié)同進行課堂的講授。

數(shù)字化環(huán)境是智慧課堂的第四個必備要素

發(fā)展新趨勢：處處皆課堂

移動智能終端+教育大數(shù)據(jù)的新型智慧課堂建設(shè)的四個關(guān)鍵點：

人工智能環(huán)境下的智慧課堂建設(shè)

01、智能學(xué)習(xí)終端是智慧校園和智慧課堂應(yīng)用的關(guān)鍵

傳統(tǒng)的教育信息化建設(shè)中，平臺、系統(tǒng)、資源、空間、師生，各要素都具備，而能夠?qū)⒂布?、軟件、人的協(xié)同應(yīng)用依靠智能學(xué)習(xí)終端。

02、管控是移動智能終端應(yīng)用的紅線

諸多反對智能學(xué)習(xí)終端（如手機）進入校園的主要問題是擔(dān)心學(xué)生分散精力和玩游戲，從軟件底層系統(tǒng)進行管控是關(guān)鍵，其優(yōu)于學(xué)校管理措施。

03、設(shè)備普及率和使用率決定深度應(yīng)用程度

學(xué)校智能治理和科學(xué)決策依靠自然數(shù)據(jù)的采集和大數(shù)據(jù)分析，智能學(xué)習(xí)終端的普及率和常態(tài)使用是關(guān)鍵。

04、個性化學(xué)習(xí)和學(xué)?？茖W(xué)治理是未來課堂和學(xué)校深度建設(shè)的發(fā)展方向

數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)，數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，數(shù)據(jù)驅(qū)動治理是未來學(xué)校發(fā)展和建設(shè)的關(guān)鍵。（實現(xiàn)全員多元互動新型學(xué)校生態(tài)，同樣有利于提高成績。）

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號“中國未來學(xué)校實驗室”，作者方海光。文章為作者獨立觀點，不代表芥末堆立場，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。