高職智慧課堂：內涵特征、系統(tǒng)模型及運行機制

［摘要］智慧課堂是技術發(fā)展與價值選擇的時代產物，是富有智慧的課堂，是基于“物”的智能，以活動為載體，賦予“人”的智慧，具有智能化、立體化、精準化、高效化等鮮明特征。按照活動理論，智慧課堂可以構建學習者、學習效果、師生共同體、平臺與資源、教學模式、學習機制六個要素之間相互作用的基本結構模型，推動其中的主體學習子系統(tǒng)、協(xié)作學習子系統(tǒng)、互動交流子系統(tǒng)、開放共享子系統(tǒng)四個子系統(tǒng)運行，需要建立反饋主導機制、資源主導機制、協(xié)商主導機制。［關鍵詞］高職院校；智慧課堂；活動理論；智慧課堂模型以“云物大智移”為代表的新一代信息技術迅速發(fā)展和成熟，推動人類快步進入“智慧時代”，人們的生產生活開啟了“智慧模式”。在教育領域，課堂作為育人主陣地，“智慧課堂”應運而生，在教育理論和實踐研究的推動下，發(fā)揮其獨特優(yōu)勢，推進“教師智慧地教，學習者學得智慧”。調研發(fā)現，基礎教育和高等教育關于智慧課堂應用研究的理論成果頗為豐碩，實踐方面也取得了較好成效，有力地促進了學習者自由而全面的發(fā)展。然而，高職智慧課堂的內涵共識、模型創(chuàng)設、運行機制等基本問題尚未達成共識，尚有較大研究空間。為構建智慧課堂，勾畫智能時代課堂變革圖景，提升教學質量和人才培養(yǎng)質量，本文探討高職智慧課堂的內涵特征、構建系統(tǒng)模型，創(chuàng)新和實踐智慧課堂運行機制，希冀為高職“智慧課堂”建設應用提供參考。一、高職智慧課堂的內涵特征智，法用也；慧，明道也。智慧，是對事物認識、辨析、創(chuàng)造的能力[1]。在教育領域，斯滕伯格倡導為智慧而教，錢學森先生創(chuàng)建的“大成智慧學”包含“性智”和“量智”[2]。引導學習者生成“智慧”，是教育的根本追求?！罢n堂”是教書育人的主陣地，是由人（師生）、物和活動等構成的綜合體[3]?！爸腔壅n堂”是富有智慧的課堂，是基于“物”的智能，以活動為載體，賦予“人”的智慧。具體而言，智慧課堂是技術發(fā)展與價值選擇的時代產物，是依托5G技術與“云物大智移”新技術的深度融合，打造“云網邊端”一體化的網絡架構[4]，創(chuàng)設智能化、感知化、泛在化、情感化、個性化的教學形態(tài)，創(chuàng)新人機協(xié)同的教學模式，重構師生教學關系，開展“云端”的學習活動與支持服務，為學習者提供良好的學習體驗，提高教學效率和效果，促進學習者理解知識、提高技能、提升素質，最終實現“轉識成智”。與傳統(tǒng)課堂教學相比，智慧課堂具有智能化、立體化、精準化、高效化等鮮明特征。一是場景化，增強實踐性。場景化是創(chuàng)設學習者探索實踐的教學場景，是高職智慧課堂的基本特征。職業(yè)教育，作為一種注重實踐、產教融合的教育類型，旨在通過項目任務實踐，支持學習者建構自身知識和技能體系。高職智慧課堂應當實現教學內容對接崗位工作、教學場景對接工作場景、教學過程對接生產過程，將行業(yè)新技術、新工藝、新規(guī)范以及企業(yè)真實生產項目或典型生產案例引入教學過程，創(chuàng)設真實場景，建設新型課堂，提升學習者的技能水平和創(chuàng)新能力。當無法創(chuàng)設真實場景時，可通過虛擬現實、增強現實等技術手段，將教學內容呈現在具體的場景中，使學生能夠身臨其境地感受和體驗所學知識，幫助學生將理論知識與實際操作相結合，提高他們的動手能力和解決問題的能力。二是智能化，增強探究性。智能化是指在教學決策、學習引導、資源推送、考核評價等活動中發(fā)揮人工智能等技術優(yōu)勢，為教學提供智能化的支持，為學習者的全面發(fā)展創(chuàng)造無限可能。高職智慧課堂應能幫助教師更好地進行教學設計和教學管理，個性化地指導學生學習，同時能夠根據學生的學習情況進行實時反饋和調整，提高教學的效率和質量。同時，在對學習者發(fā)展綜合分析的基礎上，以智能手段挖掘學習者的潛在問題，以智能方式幫助其制定個性化學習方案、獲取學習資源、反饋學習問題、改進學習策略，引導參與探究學習和實踐，培養(yǎng)學習者的問題解決能力和創(chuàng)新思維，形成具有情境感知和環(huán)境管理功能的智慧空間[5]，凸顯高職智慧課堂的智能化特征。三是立體化，增強體驗性。立體化是指人人、人機之間的互動交流突破時空的限制，課前學習者能夠線上自主學習、相互討論、自由提問、實地考察，以及教師答疑解惑、適時引導；課中能夠自主訓練、小組討論、合作探究、虛擬實驗、實踐操作等，以及教師現場示范、解決學生共性和個性化問題；課后能夠隨時隨地開展作業(yè)點評、主題討論、拓展學習、個別輔導等，多層次、多元化的交流與互動，給學習者帶來立體化的教學服務，讓學習者能夠親身體驗所學知識和技能，從而更深刻地理解和掌握所學知識和技能，有效地激發(fā)學習者的學習興趣和學習動力，同時也能夠培養(yǎng)學習者的實踐能力和解決問題的能力。四是精準化，增強針對性。精準化是指通過數據分析和個性化學習系統(tǒng)，更準確地了解學習者的學習情況和學習需求，從而針對每個學習者的基礎、特點和需求推送學習資源，引導優(yōu)化學習規(guī)劃，支持改進學習策略。以資源推送為例，智慧課堂能夠為學習者提供視頻、動畫、虛擬仿真等形式多樣的學習資源，智能化地推送符合學習者的實際情況和個性差異化需求的數字資源，滿足學習者的個性化學習需要，幫助學習者固強補弱，同時能夠幫助教師更好地進行教學設計和教學管理，幫助教師根據學生的學習情況和學習目標，有針對性地進行教學指導和輔導，增強教學的針對性、有效性，實施精準教學。五是即時化，增強獲得感。即時化是指伴隨式采集教學數據，經過智能分析評價，即時將結果反饋至師生，不僅能支持其優(yōu)化調整，還能增強其獲得感。智慧課堂可以幫助教師及時調整教學內容和方法，根據學生的反饋進行實時指導，更好地滿足學生的學習需求，也可以幫助學生在學習過程中隨時獲取所需的信息和資源，提高學習效率。智慧課堂系統(tǒng)伴隨式記錄學習者的學習行為和結果數據，經清洗和脫敏后，按照標準模型，深度挖掘特征數據，以可視化技術繪制學習者學習畫像，形成學習評價結論，并即時反饋給學習者，讓學習者即時掌握自身學習狀態(tài)，及時改進學習策略，讓學習者更能感受獲取知識的喜悅。二、高職智慧課堂的模型構建模型是對真實世界或某個系統(tǒng)的簡化和抽象，構建模型是架構思維與應用之間的橋梁，模型能夠較好地呈現系統(tǒng)要素之間的關系，較好地支持解決實際問題。圖1（a）活動基本結構模型呈現了人類活動的要素和子系統(tǒng)之間的相互作用。其中包括主體、客體、共同體、工具、規(guī)則和分工六個要素，以及生產、分配、消耗和交流四個子系統(tǒng)[6]。智慧課堂的實質是智慧型教學活動，是師生與其他要素之間交互作用的過程。因此能夠以圖1（a）所示的人類活動基本結構模型為指導。智慧課堂不是簡單的“智能+課堂”，不是將傳統(tǒng)教學和在線學習簡單相加，而是在遵循科學性、系統(tǒng)性、可行性、開放性、靈活性、趣味性等基礎上，更注重以人為本、融合創(chuàng)新和協(xié)同合作，構建圖1（b）所示的智慧課堂基本結構模型，清晰表達學習者、學習效果、師生共同體、平臺與資源、教學模式、學習機制六個要素之間相互作用，形成主體學習子系統(tǒng)、協(xié)作學習子系統(tǒng)、互動交流子系統(tǒng)、開放共享子系統(tǒng)四個子系統(tǒng)。學習者是主體，具有學習動機、學習目標、學習基礎等前置影響因素，學習效果則是智慧課堂教學活動的結果，能夠與前置影響因素實時反饋。學習者（主體）與教師構成師生共同體（共同體），依據教學模式（規(guī)則）和學習機制（分工），利用平臺和資源（工具）學習，通過學習者主體學習、師生共同體互動交流、師生共同體協(xié)作學習、學習資源和成果共建共享等多個復雜活動，達成學習效果（客體）。第一，主體學習子系統(tǒng)。多要素、多層次的數字化學習平臺，是智慧課堂的核心工具要素[7]。數字化學習平臺通常具有基礎層、系統(tǒng)層、數據層和應用層四大模塊。其中，基礎層主要是網絡、硬件等；系統(tǒng)層包括數據存儲系統(tǒng)、數據分析系統(tǒng)以及其他應用系統(tǒng)等；數據層除了依托存儲系統(tǒng)存儲海量的數字資源之外，還支持數據采集，能夠開展數據清洗、數據統(tǒng)計、數據分析以及數據畫像等；應用層是直接面對用戶，包括學習應用、互動交流應用、數據采集應用等。主體學習子系統(tǒng)通過學生檔案、學習歷史和學習偏好等信息，為每個學生提供個性化的學習支持；利用智能化技術，如人工智能、大數據分析等，為學生提供智能化的學習輔助；通過智能化的學習評估、個性化的學習反饋、智能化的學習資源推薦等，幫助學生更好地理解和掌握知識；通過學生創(chuàng)造個性化的學習空間、學習工具和學習資源，激發(fā)學生的學習興趣，提高學習效果。第二，互動交流子系統(tǒng)。智慧課堂教學活動中，學習者不再僅僅接受知識和技能，而是開始主動地構建它們。為了實現知識和技能的建構，學習者需要參與學習共同體，以進行意義協(xié)商，使互動交流比傳統(tǒng)課堂復雜而頻繁。課前，學生依托在線學習社區(qū)、協(xié)作工具等，共同開展問題探討、互動合作等交流和學習，教師依托學習平臺進行在線答疑、作業(yè)批改、個性化學習指導等；課中，師生共同體開展協(xié)作探索等互動交流，包括實時討論、問答環(huán)節(jié)、投票和在線測驗等功能；課后，師生共同體開展總結反思等互動交流。同時，互動交流子系統(tǒng)也促進學習資源的共享和交流，包括教學資料、多媒體資源、學習筆記等。共同體的各項互動交流都應建立相應的規(guī)則，才能促進共同體成員成長和成熟，其效果也反作用于交流互動效率，以及共同體成員的彼此信任，從而建立“共同體文化”。第三，協(xié)作學習子系統(tǒng)。學習共同體成員的學習基礎和學習風格各異，傳統(tǒng)課堂的統(tǒng)一化、標準化教學會導致部分重疊或部分沖突，導致降低部分成員的學習效率和效益。協(xié)作學習系統(tǒng)中，學生能夠在項目和作業(yè)中進行協(xié)作，包括共享文檔、在線討論、項目管理工具、資源共享平臺等；不同學科領域的學生之間進行跨學科合作，促進綜合性思維和解決問題能力的提升；教師可以在這個平臺提供指導和反饋，與學生共同制訂學習目標，以及監(jiān)督和評估學生的學習成果。智慧課堂教學活動中，依托學習平臺的智能分析、智能決策、智能推送、智能評價等技術，為不同成員匹配內容、資源和策略，從而增進協(xié)作水平，實現不同主體在共同體中“各司其職”，形成穩(wěn)定平衡的協(xié)作系統(tǒng)，讓所有共同體成員處于同一個“問題空間”。第四，開放共享子系統(tǒng)。學習過程是主體向客體作用的消耗過程，傳統(tǒng)課堂的消耗過程是“黑箱”，主體無法在過程中知曉自身學習進度、效果和差距。智慧課堂教學活動中，依托學習平臺的開放共享子系統(tǒng)，能夠將學習目標顯性化，比如學習目標被公開展示，使學生能夠清楚地了解課程的目標和期望的學習成果，能夠清楚地了解自己的學習任務和目標；能夠將學習空間開放化，比如學生可以跨越地域限制，在不同的學習環(huán)境中進行學習；能夠將學習資源共享化，比如學習筆記、多媒體資料等的共享；學習效果可視化，比如學生作品、項目成果、研究成果等的展示；學習反饋即時化，比如學生目標達成度、學習方法的及時反饋，從而引導和激勵不斷調整其作用和改造客體的策略，提高學習過程的能量消耗，推動學習者的能力持續(xù)提升。三、高職智慧課堂的運行機制智慧課堂系統(tǒng)模型運行需要機制推動和保障。如圖1所示，主體（學習者）與客體（學習效果）之間的主體學習子系統(tǒng)需要主體主導機制，主體（學習者）和師生共同體之間的互動交流子系統(tǒng)需要交流協(xié)商機制，師生共同體與客體（學習效果）之間的協(xié)作交流子系統(tǒng)需要團隊協(xié)作機制，開放共享子系統(tǒng)是圍繞“消耗”發(fā)生需要開放共享機制。第一，建立主體作用機制。學習者是智慧課堂教學活動的主體，主體處在活動系統(tǒng)中，也會被系統(tǒng)所改變[8]。因此，應當建立個性化學習、合作學習、教學互動、學習者創(chuàng)新、即時反饋和學習資源共享等機制，促進學習者主體作用的發(fā)揮，激發(fā)學習者的學習動力和創(chuàng)造力，培養(yǎng)其合作能力和自主學習能力。具體可以充分利用學習平臺，提供個性化學習機會，讓每個學習者根據自身需求和興趣定制學習路徑，并積極促進學習者之間的合作學習，通過增強共同體的互動激發(fā)學習者思考和積極參與，培養(yǎng)學習者的批判思維能力和自信心。第二，建立交流協(xié)商機制?；咏涣鞯陌l(fā)生，需要交流協(xié)商機制的保證。傳統(tǒng)課堂是以統(tǒng)一化、標準化成就普遍共識。然而，學習是實現純粹理性和永恒精神，二者是建立在主體消耗的基礎上[9]，僅靠學習者個人的單獨活動無法實現，交流協(xié)商機制是存在意義形成和建構過程的根本機制[10]。因此，智慧課堂教學活動中建立交流協(xié)商機制，應關注生命、尊重個性，明確交流協(xié)商的目的和規(guī)則，確保參與者的權益和意見得到充分尊重。同時，建立問題反饋渠道和解決機制，及時解決交流中的問題和困難。第三，建立團隊協(xié)作機制。智慧課堂教學活動中，學習者、教師、同伴和“機器”構成共同體，需要建立師生協(xié)作機制、生生協(xié)作機制和人機協(xié)作機制，及時、經常、持續(xù)的協(xié)作機制能夠催生高績效的學習[11]。通過明確共同體目標和角色分工，確保共同體成員清楚目標和角色，并建立多樣化的溝通渠道，確?？焖?、高效的信息交流。同時，應制定協(xié)作規(guī)范，包括溝通方式、工作時間、任務分配、進度報告等，提醒團隊成員遵守時間約定和工作紀律。最后，要重視共同體的凝聚力和合作精神，通過共同體活動、定期會議、團隊分享等方式，促進共同體成員之間的合作和交流。第四，建立開放共享機制。在傳統(tǒng)的課堂教學中，學習常常是以固定、封閉的方式進行，很少能夠通過開放式的交流實現不同知識之間的有效關聯。然而，事實上，建立不同知識之間的聯系比單純地掌握知識本身更加重要[12]。在智慧課堂教學活動中，學習平臺可以構建開放共享子系統(tǒng)，讓學習者擁有更多話語權。依托學習平臺，開放學習資源，通過鼓勵學習