1.以构建智慧课堂为抓手助力课堂变革

构建智慧课堂是实现智慧教育的必由之路，也是智慧教育落地的重要表现，同时也是实现课堂变革的抓手。信息技术的迅猛发展和日新月异的社会变化，对人才需求提出更高的要求，培养具有高智能和创造力的智慧型人才逐步成为智慧课堂的出发点和落脚点。^[7]

目前，关于智慧课堂的研究主要包括内涵探讨、技术环境支持及资源开发、教学模式构建及应用等几方面。祝智庭认为，智慧课堂是借助信息技术力量下的智慧学习时空环境，旨在促进学习者的智慧全面、协调和可持续发展^[8]；庞敬文等认为，智慧课堂是基于新技术环境下，以培养学生智慧能力为目标并不断变革原有教学模式的轻松、愉快、个性化、数字化的新型课堂^[9]；智慧课堂是配备了无线通信、个人数字设备、传感器以及虚拟学习平台的高技术含量教室；刁海旭等基于云计算技术，构建了学习环境数据和资源共通共享的智慧学习环境整体架构^[10]。综上所述可以发现，现有关于智慧课堂的研究虽然已经全面铺开，但大多关注智慧课堂环境的构建优化及其配套资源的设计与开发。以课堂变革为切入点，依托智慧环境再造课堂教学流程，实现培养智慧人才，这个问题值得深入探索。

课堂的含义包括三个递进的层次：一是将课堂理解为教室，二是将课堂理解为学校的课堂教学活动，三是将课堂理解为课程与教学活动的综合体。智慧课堂是对教与学环境、教学内容与活动、教学流程与策略等方面的智慧化，是由内及外、全面深入的智慧化。

将智慧课堂的内涵拓宽来看，它是一种基于智能技术与环境的“互联网＋教学模式”，也就是充分利用智能技术与互联网激发课堂教学活力，并将其作为一种创新要素，深度融合到课堂教学的各个环节中。用智慧课堂实现课堂教学变革，既需要充分认识互联网思维，也要深入了解智慧课堂的主要特征。智慧课堂以联网思维为本位创新原有课堂教学理念、目标、流程和评价等环节，最终以变革课堂教学实现培养智慧人才。

融合智能技术实施个性化学习，让学生真正成为学习的主人；融合智慧工具实现学生的素质和应试水平共同提高，促进全面发展；融合智能技术再造原有教学流程，实现教学的实时网状协同；应用大数据和学习分析技术，实现即时多元智能评价。由此看出，重构教学体系、创新教学理念、重塑教学目标、再造教学流程和多维教学评价是智慧课堂的主要特征。

纵观现有研究发现，目前对于智慧课堂的内涵探讨还较为宽泛，但不同学者已在应用智慧环境培养智慧人才这个落脚点上达成共识。我们认为智慧课堂是以培养具有高智能和创造力的人才为目标，依赖于大数据、学习分析等技术，实施学情诊断分析和资源智能推送，开展“云＋端”学习活动与支持服务，进行学习过程记录与多元智能评价的新型课堂。可以看出，智慧课堂面向新时代人才需求，以培养具有高智慧和创造力的人才为导向，利用信息技术再造传统课堂教学流程，实现个性化与智慧化的教与学，从而推动课堂教学变革。

智慧课堂是智慧学习环境的集中体现，智慧学习环境又能够组合形成众多智慧课堂。利用传感器、可穿戴设备和人工智能等技术实现环境智能感知，为学习空间的构建与无缝切换提供敏捷支持；利用大数据、学习分析和情感计算等技术实现智慧学情分析，为课堂组织与活动的个性精准实施提供数据支持；注意是信息加工过程中普遍存在的心理机制，结合眼动分析与大数据，可以实现智能资源推送，为学习者个性学习提供适应性支架，从而实现自适应学习；通过对学习者的数据进行挖掘，还原学习者的学习进程，预测学习者的学习路向，利用学习仪表盘可视化地展示学习者的真实学情，实现多元智能的学习干预与评价。以培养智慧人才为目标导向的课堂教学离不开智能技术的支持，作为智慧学习环境缩影的智慧课堂能够充分利用信息技术创新教学理念、重塑师生角色、再造教学流程、重构课程结构，从而实现智能技术与课堂教学的融合创新发展，突出教学个性化，落实学生的主体地位，达成学生的高阶目标，缩小学科之间的鸿沟，促进学生全面发展。

2.智慧环境助力课堂变革的路向与表征

智慧课堂具备的智慧环境感知、智慧学情分析、智慧资源推送、智慧学习评价等功能，为变革传统课堂注入了新鲜的血液，同时，也明晰了课堂教学结构性改革的路向和表征。如图1.4所示，学习环境的智慧化促使课堂空间智慧化，课堂空间的智慧化助力重构课堂组织、课堂活动、课堂进程、课堂管理和课堂评价等课堂组织与活动，从而重构课堂结构与模式，重塑课堂生态。

课堂空间虚实融合、课堂组织活动数据驱动、课堂结构与模式多元特色是智慧学习环境变革原有课堂的具体表征。首先，运用信息技术实现物理空间和虚拟空间的无缝融合，使原有课堂空间无限拓展，学习资源的有效应用能够帮助学习者构建更加真实的学习情境，提升学习者的真实任务实践与问题解决能力；其次，教育大数据能够从供给侧优化原有课堂组织、活动、进程、管理和评价，实现数据驱动下基于学习者需求的教学，帮助每个学习者个性化提升；最终，课程结构与模式不再是原有人为划分和设置的“教学大纲”，多元化、有特色的课程结构与模式不断涌现，真正实现课堂的结构性改革。^[11]

图1.4　智慧环境变革课堂的路向与表征

3.智慧环境助力课堂变革的模型与逻辑

智慧学习环境中的学习体验主要由信息技术、学习空间和教学法三类刺激物交互协同产生，当学生和教师成为教学活动的主人时，智慧环境促进课堂变革的关系就愈渐明晰，智慧课堂变革既是利用信息技术变革原有课堂结构，更是对学习体验有结构、有步骤的变革。基于此，我们提出了智慧环境促进课堂变革的模型，如图1.5所示。

（1）运用智能技术打造虚实融合的课堂学习空间。(www.daowen.com)

学习空间是指用于学习的场所，不仅包含物理空间和虚拟空间的交互，也包括学习科学和主流学习理论的映射。学习空间不再是一个固定的概念，其逐步转变为支持学习者泛在学习的要素集合。智能技术的应用能够不断增强学习空间的交互性，拓展原有学习空间的广度，加深其深度，形成形态各异、资源丰富、工具实用、活动多样和评价多元的模块化课堂学习空间，提升学习者的学习效果与体验。由此可见，学习空间虚实融合为实现课堂变革提供环境支撑。

图1.5　智慧环境促进课堂变革模型

（2）运用智能技术实现数据驱动的课堂组织与活动。

在课堂教学中，师生和学生之间围绕共同的学习目标结成教学交往关系，从而形成教学组织，有效应用教学法使课堂组织与活动有序进行，实现课堂教学的弹性预设。应用智能推送为课堂教学提供个性资源与工具，从而实现个性化学习与分层教学；应用大数据为课堂教学提供精准学情分析，从而实现量化自我与个性学习路径指引；应用人工智能为不同学生提供个性学习支持，从而实现动态生成的自适应学习。智能技术的应用重构了原有教学组织的演变过程，为集体教学形式下开展个性化教学提供了技术支持，实现教学组织的混合化，为课堂教学注入了新的活力，也为实现课堂变革提供了内生动力。

（3）运用智能技术变革传统的课堂结构。

对课堂教学的变革，既要充分运用信息技术变革原有教学结构，也要有组织、有计划地实施变革。教学结构是教学系统、教师、学生、教学内容、教学媒体五要素相互联系、相互作用的具体表征，而智慧环境突出学生和教师的主体地位，同时将学习空间、智能技术和教学法作为创新要素，可以看出，运用智慧环境优化、重组和再造原有课堂教学结构是实现课堂变革的紧要工作。

（4）融合教学法与学习空间形成多元特色的课堂模式。

如何去教学，在一定意义上决定着教学的效果和绩效。与教学方法不同，教学模式更加侧重于对整个教学过程如何教的研究，既有实践方面的功能，也有理论方面的功能。教学模式为课堂变革设计整体流程，也提供了操作步骤。以此来看，如果说课堂组织与活动的智慧化是实现课堂变革的内生动力，那么智慧课堂教学模式就是实现课堂变革的方向指引与实践指导。在不同的学习空间中应用不同的教学法，从而达成不同的教学目标，形成多元特色的教学模式，促进教学科目“全覆盖”，实现学生素质和应试水平的共同提高。

（5）运用智能技术促进课堂生态健康发展。

任何一个生态系统，都具有一种维持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力，课堂生态也应具有弹性的自我调节能力，结构是其自我调节能力的载体。新时代下，课堂教学变革的落脚点在于有计划的变革，更重要的是充分利用智能技术重构原有课堂生态。智能技术与不同的教学法相互融合，实现数据驱动的智慧课堂组织与活动，用数据驱动课堂组织与活动流程的结构化再造；针对不同教学内容使用不同的教学法，融合不同的学习空间，打造多元特色的智慧课堂教学模式，为课堂教学变革提供精准路径，不同的课堂学习空间支撑不同的课堂组织与活动，不同的课堂组织与活动形成多种课堂教学模式，而在应用不同教学模式过程中遇到的问题又能促使对学习空间进行不断优化，学习空间、组织与活动和教学模式三位一体循环推进，不仅能实现课堂教学变革，同时还能持续助力课堂生态健康发展。

智慧课堂的出现绝非偶然，智慧环境促进课堂变革也非朝夕之事，结合智慧环境变革课堂的路向表征和智慧环境促进课堂变革的模型，我们梳理出智慧环境助力课堂变革的逻辑，如图1.6所示。

图1.6　智慧环境助力课堂变革的逻辑

从图1.6可以看出，智慧环境助力课堂变革的逻辑较为清晰，融合智慧信息技术拓展课堂教学空间，形成虚实融合的智慧课堂学习空间，为课堂变革提供环境支撑；融合智慧信息技术变革课堂组织与活动，实施数据驱动的课堂组织与活动，为课堂变革提供内生动力；融合信息技术创新课堂教学结构，形成多元特色的智慧课堂教学模式，实现学生的素质和应试水平共同提高，为课堂变革提供外部推力；学习空间、组织与活动和教学模式三位一体循环推进，重塑课堂生态，实现课堂变革，持续助力课堂生态健康发展。