黄荣怀：未来课堂如何求“变”？

黄荣怀

互联网教育智能技术及应用国家工程实验室主任、

北京师范大学智慧学习研究院院长

　　从班级教学到未来课堂

　　在过去几十年中，我国课堂教育经历了班级教学、以教师为中心、以学生为中心和技术与教学融合四次变革。

　　那么，现阶段课堂教学该如何进行，未来课堂将如何发展？或许可以从对课堂教学的现实需求入手，来解答这一问题。

　　首先是智慧学习环境需求。

　　这一环境应在各方面对未来课堂形成支撑，在条件上能够容纳各种新技术，如互联网、大数据、人工智能、AR/VR/MR等；在场景上，强调任意时间、任意地点、任意方式和任意步调的学习，这种泛在学习的方式不仅局限于学校的学习，还涉及社会学习和终身学习，其特征是面向不同的学习者，目标是让所有人轻松、投入、有效地学习。

　　其次是学习体验提升需求。

　　教育信息化发展至今，已由过去的“三通两平台”步入教育信息化2.0阶段，就教室环境而言，增添了许多设备，包括网络、投影仪、电视等，但目前无论高校还是中小学生的课堂体验仍存在很多问题。

　　因此，如何在改善装备和布局等教学环境的基础上，融合技术改进教学方法，为师生提供服务，以提升师生体验也是未来课堂需要解决的问题。

　　最后是新的人才培养的需求。

　　21世纪人才的培养目标相较过去已发生很大变化，仅靠书本上的知识已不足以应对这些变化。21世纪人才所需具备的核心技能有三点：

　　一是学习与创新技能，包括批判性思维和问题解决能力、创造性和创新能力、交流与合作能力；

　　二是信息、媒体与技术技能，包括信息素养、媒体素养、信息交流和科技素养；

　　三是生活与职业技能，包括灵活性和适应性、生动性和自我指导、社会和跨文化技能、高效工作和胜任工作的能力、领导能力和管理能力等。

　　《中国教育现代化2035》中提出要“实现教育现代化，加快信息时代教育变革”，未来课堂该如何以“变”应“变”以解决上述需求？虽然目前我们还不能很具体地定义未来课堂，但其发展方向已逐渐清晰，至少包含三个基本要素：智慧教室、真实学习和有效教学。

　　智慧教室如何变化？

　　传统意义上的教学是在教室内开展师生的教与学，是教学空间和教学法的集合。但随着技术的进步，技术参与教学的重要性逐渐凸显，教学辅助技术成为新时代智慧课堂的重要组成部分，技术、教学法与教学空间共同组成智慧教室的铁三角。技术与教学融合下的学习空间研究成为当今国际智慧教室研究的重要领域。

　　美国北卡罗纳州立大学本科学生中心化活动项目(SCALE-UP)认为，学习环境的优化能改进学生的态度、课堂参与率和学生解决问题的技能；

　　麻省理工学院的“技术强化主动学习”教室TEAL项目认为，相对传统的教室环境，在智慧教室中学生的概念理解力增强、失败率降低；

　　明尼苏达大学的“主动学习教室”项目提出：空间塑造教师行为、学生行为和教室活动，教师行为和教室活动塑造学生任务行为。

　　比如，当进入餐馆、图书馆、咖啡馆时，我们的行为会自然而然地发生改变以融入不同的环境，这种行为改变约定俗成且不需要解释。在智能技术应用的智慧课堂中，教师、学生行为和教室活动也应如此。

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　　那么，智慧教室是什么？该如何变化？智慧教室的“智慧性”涉及教学内容的优化呈现、学习资源的便利性获取、课堂教学的深入互动、情境感知与检测、教室布局与电器管理等多方面的内容，可概括为“SMART”概念模型，分别为：

　　1.内容呈现(Showing)，主要包括视觉和听觉两方面，不仅要求内容的呈现方式适合学习者的认知特点，更要有利于增强学习者对学习材料的理解和加工。

　　2.环境布局(Managing)，主要表现在智慧教室布局的多样性及管理的便利性，智慧教室内的所有设备、系统、资源都应具备较强的客观理性，包括教室布局管理、设备管理、物理环境管理、电气安全管理及网络管理。

　　3.网络及资源接入(Accessing)，主要表现在智慧教室中资源的获取能力和设备接入的便利程度，涉及资源选择、内容分布和访问速度三方面。

　　4.及时互动(Realtime Interacting)，主要表现在智慧教室支持教学互动及人机互动的能力，涉及便利操作、流畅互动和互动跟踪三个方面。

　　5.情境感知(Testing and Sensing)，主要表现在智慧教室对物理环境和学习行为的感知能力，将教室内的声、光、温、气调节到适宜学生身心健康的状态，根据所获取的学习者的位置、姿势、操作、情感等方面的数据，分析学生的学习需求，提供适应性支持。

　　随着物联网、大数据等技术的成熟与应用，以上五个方面将成为智慧教室的创新方向。不同于过去仅仅停留于装备、资源建设和系统集成，今后智慧校园建设应综合各个方向，进行大规模的顶层设计。

　　真实学习如何考量？

　　传统教学属于对知识的精加工，侧重事实性知识和概念性知识，学习路径是单一的、顺序的、同构的，以低阶认知目标(识记、理解、应用)为主，学习内容主要来自书本的良构知识，学习方式以传统知识的讲授为主，按顺序逐一“消化”知识点。

　　而未来课堂中的真实学习是知识融通型学习，渗透更多的程序性知识和元认知知识，以多样的、非线性的、异构的学习目标为学习路径，关注高阶认知目标（分析、综合、创建），大量增加来自生活的非良构知识，以学习活动组织为主，强化对学习的支持和服务，侧重知识关系的梳理和小组协同的知识建构。传统教学向未来课堂的过渡是知识的浅层学习向知识的结构变化及迁移的深层学习的转化，是未来学习的发展方向。

　　真实学习包含四个要素，一是活动聚焦于现实世界的真实情景；二是运用思维技能和元认知进行开放式探究的深度探究；三是学生参与到学习共同体的对话和社会学习中的学习；四是学习者通过获得赋权指导自己学习的自我选择。

　　它强调的是学习过程与问题解决之间的同频共振，是需要学生对现实世界中的有关问题和项目情境进行研究探究、讨论有意义的建构概念和关系的教学方法。

　　以此聚焦现实的复杂问题和解决方法，将真实学习与现实生活强关联，以多重来源和多维视角的跨学科视域，采用角色扮演、基于问题的活动、案例研究以及参与虚拟实践社群等方法，通过师生间的协作，在学习过程中加入反思和综合评估，对事物提出多重解释，产出精致作品。

　　有效教学如何设计？

　　传统教学的讲授形式是教师对教辅教材、书本中的知识点分单元进行顺序讲解，但是随着技术的发展以及人才需求的逐步提升，继续按照过去的每一节课内容精心备课已经解决不了问题，必须在混合式学习的教学组织框架下对整体教材和课程从教材分析、课程计划、活动设计、资源准备、教学评价等方面进行合理安排。

　　未来课堂的教学设计强调大概念、主题式、融合化、实践性。以高校课堂为例，未来进行有效教学需要具备五个关键要素，分别为清晰授课、教学方法多样化、任务导向、引导学生投入学习、确保学生成功率。

　　其面对真实学习的设计理念包括：

　　一是采用多样化的学习方法，特别是国际主流学习方法，以适应“数字一代”学习需要。

　　二是将社交网络和电子教材应用于学习中，为学习者提供技术丰富的学习环境。

　　三是实施混合式学习策略，让学生体验云存储、在线学习平台及即时通讯工具等先进学习技术。

　　四是将即时评价工具、小组互评和教师点评等多种方式相结合，充分体现课程教学中的形成性评价。

　　五是高度关注学习者体验，实时调整教学策略，切实体现“以学习者为中心”的教学理念。

　　人类学习作为一种高级的心理活动，具有复杂性、动态变化的特点。对于有意志、有情感、有独立个体的学生，在教学中我们该采用何种学习激励方式打通从学习投入到学习产出之间的黑盒子是实现有效教学的关键。

　　在当下的教育体系中也不乏充斥着消极的情绪，对分数的畸形追求、与学生为敌的考试、不合理的学习负担；在教学理论、教学实践、学习技术领域存在自说自话的嫌疑，导致教育理论“中看不中用”，教育实践“经验主义”，以及技术应用呈现“从人灌到机灌”的现象等。

　　尽管当前的教学改革仍面临诸多挑战，但是单就目前的技术与教学相融合的信息化课堂来看，我们不妨尝试分析信息化课堂中所包含的教师行为和学生行为在内的教学行为，并在由学校、家庭、社会组成的关系模型形成评价以规范教学行为。信息化课堂的教学行为评价指标：

　　一是强调双边互动。在信息化课堂中，为了达到预设的教学目标，教育者和学习者借助信息技术、教学教育资源、教与学方法进行的一种双边活动。

　　二是教师层面。关注教师在信息技术支持下，运用技术手段在课堂教学中实施内容展示、师生互动、课堂导学、学习促进、活动组织、资源获取等行为。

　　三是学生层面。关注学生在信息化教学中所使用到的技术工具按照运用功能的不同，可以分为探究技术、沟通技术、建构技术、表达技术、管理技术和综合类技术。

　　在新的教学革命中，应通过构建新的教学生态让学校的教学行为和理论之间形成闭环。目前看来，我们可能过多地期待或高估了新技术，尤其是人工智能的即时作用，希望其马上出成绩。

　　技术与教育的融合不可能起到立竿见影的效果，而是需要在教育的长期实践中去融合、发展与完善，今后应更多地探索新技术的长期效益，放眼未来10年、20年，甚至50年之后，信息技术与教学融合的成果。

　　*本文根据互联网教育智能技术及应用国家工程实验室主任、北京师范大学智慧学习研究院院长黄荣怀在“2021中国互联网大会数字教育论坛”上的报告整理

　　整理：徐鹤、郑艺龙