“互联网+教育”背景下智慧课堂学习模式设计与应用研究

孙翕

（陕西开放大学 信息与智能技术学院，陕西 西安 710119）

随着互联网、云平台和大数据等新一代信息技术不断融入教学过程，使得“以教师、教材、课堂”为中心的传统教学模式转变为“以学生为中心”“以数据智慧为主导”的智慧课堂教学模式，该模式依托融合于课堂的自主化和个性化的智慧学习方式，有效提高了课堂教学数据的采集和处理、课堂师生互动和学习过程的评价与反馈，形成了一种新型的课堂教学环境。

本文试图通过智慧课堂教学模式，在引发学生求知欲的基础上，通过自主、合作和探究性学习的方式来提高学生自主学习能力和创新思维能力，从而促进学生的深层次学习，并在此基础上构建新型师生关系、促进教学资源的有效利用与研发。

早期学者是从教育角度提出“智慧课堂”的概念，靖国平认为课堂教学不仅仅是知识的传递，更要将知识转化为智慧；成尚荣指出，智慧课堂为智慧生成而教。随着新一代信息技术应用于课堂，学者从信息化角度提出了智慧课堂的概念，唐烨伟认为智慧课堂是在信息技术支持下，变革教学方式方法，把信息技术融入到课堂教学中，构建个性化、智能化、数字化的课堂教学环境，形成创建智慧能力培养的课堂教学；庞敬文等认为智慧课堂是在先进的技术条件支持下，以培养学生智慧能力为根本目的，变革教学模式的新型课堂。

综合以上观点可以看出两种视角的认识是相互关联的，基于智慧课堂的学习模式是以“建构主义学习理论”为指导，以促进学生能力发展为宗旨，借助于信息化技术实现“课前、课中、课后”全教学场景覆盖的智能、高效的课堂教学环境。

“互联网+教育”是一种新的教育形态，借助于互联网等信息技术力量实现“以学生为中心”的教学理念，实施从学习方式、课程形态和评价模式等全方位的变革，从而为学生提供灵活的、个性化教育的新型服务模式。

在“互联网+教育”的背景下构建的智慧课堂教学模式，最终目标是打造一个智能高效的课堂教学环境，通过智慧的“教”与“学”，一是能激发学生学习兴趣，使学生“想学”；二是能调动学生热爱学习的情感，使学生“乐学”；三是锻炼学生的学习意志，使学生“勤学”，从而促进学生个性化成长和智慧发展。

根据美国乔伊斯和韦尔提出的“信息加工教学模式理论”，结合智慧课堂的教学理念，将智慧课堂教学模式分为智慧教学目标、技术支持、教学过程和智慧评价四个方面，具体如图1所示。

图1 智慧课堂教学模式设计图

从图1中可以看出，智慧教学目标作为智慧课堂的出发点，指导着课堂教学活动的实施，其最终目标是培养“智慧者”，促进学生的智慧成长和全面发展。它的实现依靠每一个教学目标，根据教学内容不同可以进行细化。教学过程是教学目标实现的基本途径，可以分为课前、课中和课后活动三个阶段，每个阶段都有基本的步骤，关键是资源库的设计和课堂面对面的教学互动交流设计。智慧课堂教学过程的开展需要外部条件的支持，包括智能移动终端、智慧学习平台和优质学习资源。最后是智慧课堂学习评价方式，主要从评价主体、评价方式和评价内容三个方面进行多元化设计。

软件工程是计算机相关专业的核心必修课，是一门理论性、技术性、实践性相结合的课程，涵盖多个学科的知识，课程内容抽象和庞杂，课堂教学主要以教师讲授为主，对缺乏软件项目开发经验的学生来说，理论性知识理解起来往往枯燥难懂，也很难将学到的理论知识应用到软件建模与开发的实践中，导致学生学习积极性不高，将知识灵活运用的程度差。

此外，课程中涉及到高级程序设计语言和数据库课程相关的内容，学生前期课程掌握程度参差不齐，采用相同层次教学使得基础好的学生难以满足学习需求，基础差的学生难以跟上教学进度。

因此，本研究依据上一章节构建的智慧课堂教学模式为理论基础，采用智能手机或平板电脑为基础设备，借助“蓝墨云班课”智慧教学平台支持，将智慧课堂教学模式应用到软件工程的课堂教学中，以改变传统课堂中存在的问题。下面从课程教学目标、智慧教学平台设置、教学过程组织与实施过程和智慧教学评价四个方面，具体阐述智慧课堂教学模式在软件工程课程中的实践过程。

教学目标是进行课堂教学活动的依据，包括课程目标、教学单元目标和课时目标三个部分。就软件工程这门课来讲，其目标是让学生掌握软件工程的基本理论和方法，从工程学的角度认识软件在信息系统中的设计和应用，同时培养学生分析与解决问题、团队协作、沟通、创新等多方面能力，为今后从事大型软件系统开发和维护打下坚实的基础。

以软件工程第一章软件过程概述的第二节软件过程模型为例，本章的教学单元目标是了解和掌握软件工程的基本概念（如软件、软件工程、软件过程模型的定义等），软件危机的表现形式、产生的原因及消除的途径等；课时目标是了解各种类型的软件过程模型及其优缺点，以及适用的开发场景。

本研究选择“蓝墨云班课”作为智慧课堂教学活动开展的平台，“蓝墨云班课”是北京蓝墨科技推出的一款以移动网络和云服务平台为依托，借助移动智能设备开展课堂内外即时反馈互动教学的智能教学工具，其目的是为课堂教学活动提供智能的、个性的和数据化的服务。

“蓝墨云班课”通过教师创建的班课空间为学生提供手机等移动设备上的课程订阅、资源查看、消息推送等服务。课程学习平台如图2所示。

图2 蓝墨云学习平台

平台将学生学习活动轨迹转换为“经验值”来反映学生学习情况，为教师开展教学行为分析和投票问卷、头脑风暴、答疑讨论等教学活动提供依据，也为评价体系的建立提供了量化指标。此外，平台提供了多种评价方式，包括教师直接评价、学生互评和小组评价，在一定程度上加强了师生、生生之间的交流，同时也为过程性评价提供了数据支撑。

教学过程是整个教学模式的核心部分，通过课前、课中和课后三个阶段开展的活动来高效完成教学目标。

3.3.1 课前预习

课前，教师准备预习资源，包括根据知识点制作的微视频、课程内容学习课件、预习检测题、选择课程相关的优秀在线课程资源等。随后将预习资源通过智慧教学平台发布给学生，学生在移动端收到提醒信息后可以根据自己的时间进行自主学习，并在规定的时间内完成检测题，还可以通过平台就学习过程中遇到的问题与老师进行沟通交流。

根据课程教学目标在《软件过程模型》这一节中准备的预习资源包括“瀑布模型”“增量模型”“螺旋模型”和极限编程模型的含义、特征及其优缺点的视频讲解；“如何选择软件开发过程模型”和“为什么要使用极限编程模型”等相关文档；围绕各种软件过程模型的特点设计相关的自测题；在“中国大学MOOC”上与本课程相关的慕课资源，如图3所示。

图3 中国大学MOOC资源

教师根据在线交流记录和通过平台获取到的学生学习进度和答题情况，初步掌握学生在预习过程中遇到的问题和容易出现混淆的知识点，对课堂教学方案进行修改和优化。

3.3.2 课中互动并持续交流

传统课堂在课中阶段以教师讲课、提问，学生听课、回答问题为主，教和学的联系方式比较单一，缺乏全面深入的互动交流。而智慧课堂教学的核心是基于智慧课堂信息技术平台开展形式多样的活动，从而促进师生交流和生生交流，形成深层次、多元的互动，在此过程中促进学生智慧的生成。活动主要包括教师采用多种方式创设学习情景来导入教学内容，如根据预习反馈、学生展示预习成果或者“头脑风暴”等方式，进而由教师详细讲解学生在预习中存在的问题，学生重点听取在预习中难以理解的知识点；随后教师可以使用平台“投票问卷”“小组任务”等形式发布新的学习任务和随堂测试，组织并指导学生以小组的形式开展合作探究；最后教师根据学生展示的成果和平台的数据分析，对每个小组的作业进行分析、比较，辨析难点，巩固弱点，强化难点，进一步促进师生的互动交流，小组间的互相学习，有利于学生创新思维的培养。

在软件过程模型的教学中，教师根据学生预习的情况，在平台以软件开发过程模型的“好”与“坏”为主题开展头脑风暴来导入新课的学习，重点讲解各种软件模型的特征及其适用的场景。随后在平台发布两个案例，让学生分组讨论应该选用哪一种软件过程模型，说明选择理由并对两种情况进行对比分析。最后在平台推送课堂测试题，学生使用移动终端提交后可以得到即时的评价反馈。教师在总结提升上根据课堂学生讨论情况和随堂测试结果，阐述如何选择合适的软件开发模型。

3.3.3 课后拓展同时兼顾差异

传统课堂在课后阶段主要是学生完成教师布置的统一的课后作业，教师在下堂课对作业中出现的共性问题进行讲评。这样带来的问题是一方面作业完成情况不能及时反馈，另一方面教师在布置作业和点评时无法顾及到每个学生的差异。而智慧课堂教学较好的解决了这一问题，首先，教师使用智慧教学平台根据每个学生或者小组课前预习和课堂表现发布有针对性的作业和个性化的拓展资料；其次，学生完成作业后通过平台提交，客观题平台可以自动批改并反馈，主观题教师可以针对学生的答题情况录制批改视频及时发送给学生，从而进行个性化辅导；再次，学生通过平台查看作业批改视频后可以发表自己的疑问和学习感受，与老师和同学进行在线交流讨论。

软件过程模型课后作业主要分为三个方面，一是考察学生对每种软件模型特征掌握情况的客观测试题；二是针对某一具体情况采用何种软件模型的分析题；三是针对学有余力的同学设置的拓展思考题，比如瀑布模型真的过时了吗、如何理解极限编程模型中的勇气等。

智慧教学评价是智慧课堂教学模式的最后一个环节，主要从评价主体、评价方式和评价内容三个方面进行多元化的设计，评价主体包括教师点评、学生自评和互评；评价方式由形成性评价和总结性评价组成，智慧教学平台记录师生使用期间相关的行为数据，包括课前预习情况、课堂互动、随堂检测和即时反馈、课后作业评价和跟踪反馈，为形成性评价提供了数据支持。评价内容包括学生知识掌握能力、自主学习能力、分析解决问题能力和团队协作能力等。

智慧教学评价的目的一方面是对教师的教学效果、学生的学习结果进行检查，从而对教学过程起到调节的作用，另一方面为了更好的激励学生，促进学生智慧学习能力的发展。

在《软件工程》课程结束后，使用智慧教学平台从提升学习兴趣、优化学习过程、提高知识掌握程度和学习效果等方面设计问卷调查，共发放问卷43份，回收有效问卷43份。调查结果如图4所示。绝大多数学生认为智慧课堂教学模式有助于提高学习兴趣，形成积极主动的学习态度，知识技能和学习方法均得到了提高。

图4 问卷调查情况

信息技术支撑下的智慧课堂教学模式在实际课程中的应用极大丰富了“智慧教育”的内涵。一是学习数据可视化。教师可以使用平台提供的行为数据更加精准的掌握学情。二是互动交流多元化。师生除了在课堂内的互动，还可以借助平台进行课外交流。三是资源推送智能化。教师可以根据学生的个性化差异，推送有针对性的学习内容。四是评价反馈即时化。智慧课堂采用贯穿课前、课中和课后的全过程学习评价模式，师生都可以实时了解当前的学习状况。

智慧课堂教学模式作为一种新型的教学理念在教育教学的应用过程中仍然存在很多问题：如何对学习过程中的数据资源进行深度挖掘，针对不同学生在认知、性格、能力上的差异实现个性化教学；如何创设内容新颖、吸引学生并能够给予学生思考空间的学习情景和教学资源；如何在课堂活动中培养学生的协同合作能力，提升学生的创新思维能力；如何形成科学、客观的智慧评价体系等等。这都需要我们不断根据教学实际去思考和发展。