2025年的智慧課堂，也許就是這個模樣

江邊微影 2022-01-22

展開全文

人類正在步入智能時代，智能技術(shù)引發(fā)的課堂革命既是歷史的選擇，也是歷史的必然。智能技術(shù)作為一種具有自適應、自進化、雙向互動等特征的新技術(shù)形態(tài)，其影響是多方面的，將其融入課堂教學的各個環(huán)節(jié)，有利于改善和提升課堂教學環(huán)境，并實現(xiàn)課堂教學互動化、教學場景情境化、課堂管理智能化、學習資源數(shù)字化。

未來課堂是以新興智能技術(shù)為支撐，以高效、便捷的教育服務為基礎，保障師生高效參與教學的新型智能學習空間綜合體。

在新的時代背景下，未來課堂將充分利用高新技術(shù)來挖掘課堂教學的潛能，為學生打造一個開放、高效、動態(tài)、快樂的學習環(huán)境，形成云端化、智能化、交互化的未來課堂新形態(tài)。

共建共享資源，打破區(qū)域壁壘---云端化

未來課堂的“云端化”，主要體現(xiàn)為云計算和物聯(lián)網(wǎng)可以為教師、學生提供有效的輔助性支持。云計算具有降低成本、共享資源、促進方法創(chuàng)新等優(yōu)勢，而運用云視頻平臺和管理平臺，可以為學生提供實時交互的課堂教學、大規(guī)模的直播教學和課堂輔導答疑。同時，學生也可以在有物聯(lián)網(wǎng)連接的任何地方進行學習，這進一步推動了優(yōu)質(zhì)教育資源的普惠共享。

教師精準施教，學生個性求知---智能化

未來課堂的“智能化”主要體現(xiàn)在為師生建立智能開放的教學資源應用環(huán)境、快捷便利的教學活動環(huán)境等方面。數(shù)智驅(qū)動下的未來課堂基于教育數(shù)據(jù)收集、精準分析、智能監(jiān)測與管理、智能視窗等一體化的系統(tǒng)集成，實時挖掘并分析教學行為數(shù)據(jù)，為教學設備的有效配置、教學活動的有效開展、教學資源的有效共享、技術(shù)服務的有效支撐等提供智能性支持。

師生自主互動，激發(fā)學習潛能---交互化

未來課堂的“交互化”以技術(shù)創(chuàng)新推動教學形態(tài)的革新，以有效助力遠程教學的大規(guī)模開展。智能技術(shù)賦能下的未來課堂將基于三種核心交互（即人機交互、師生交互、學生內(nèi)部交互），提供個性交互、社會性交互和反思性交互等遠程交互功能。在交互式教學環(huán)境中，師生自主互動，為知識的深度理解創(chuàng)造條件，從而激發(fā)學生自我塑造的潛能。

未來課堂建設的系統(tǒng)方案

技術(shù)賦能下的課堂教學服務環(huán)境建設并非未來課堂建設的根本目的，而基于前沿技術(shù)開展云端化、智能化、交互化的教學活動來培養(yǎng)未來創(chuàng)新型人才才是未來課堂建設的最終歸宿。

基于對智能技術(shù)賦能未來課堂的構(gòu)想，按照“技術(shù)—服務—應用”的邏輯，未來智慧課堂的系統(tǒng)方案如下圖所示↓

1、四大中心

資源中心

通過建立、健全優(yōu)質(zhì)課程資源的遴選更新機制，系統(tǒng)化匯集云平臺優(yōu)質(zhì)數(shù)字教學資源，形成數(shù)字資源云、智能作業(yè)云，不斷豐富云平臺資源內(nèi)容，提高云平臺資源質(zhì)量。

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心即智能教育數(shù)據(jù)服務中心，主要工作是對匯聚的教學數(shù)據(jù)和學習數(shù)據(jù)進行挖掘、分析和可視化推送，形成配套完善的教育大數(shù)據(jù)云，為未來課堂的建設提供數(shù)據(jù)基礎。

管理中心

基于智慧管理云、移動服務云等集資源和數(shù)據(jù)于一體的智能化管理平臺，可以有效減少教學與管理活動中的重復性、事務性、機械性工作，實現(xiàn)角色分工的精細化和高效率，從而推動技術(shù)賦能的智能管理服務體系建設。

考評中心

考評中心的主要工作是進行智能的可視化評價，具體包括：

①基于智能技術(shù)采集學生的身心健康、研究性學習等數(shù)據(jù)，進行建模分析，生成全方位的學生畫像，實現(xiàn)立體化評價；

②通過多渠道采集學生的成長數(shù)據(jù)，生成學生評價報告，實現(xiàn)過程性評價；

③基于教育評價云和質(zhì)量監(jiān)測云，實時監(jiān)測學生的學習質(zhì)量和教師的教學效果，實現(xiàn)增值性評價。

2、六大內(nèi)核技術(shù)

IoT 云計算

傳統(tǒng)教學模式難以提供良好的學習體驗，而5G支持的物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）技術(shù)連通異地教學設備、學具、實驗儀器等資源，能帶給學生流暢的學習體驗。

IoT技術(shù)和云計算技術(shù)的融合應用主要體現(xiàn)在以下方面：

①教學過程實時記錄

利用物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)實時記錄學生的課堂學習行為，并通過溫度、濕度傳感器自動調(diào)節(jié)教室里的溫度和濕度，從而調(diào)動觸覺、視覺、聽覺等多種感官體驗，為學生營造優(yōu)質(zhì)的課堂學習環(huán)境。

②教材聯(lián)網(wǎng)

基于IoT的傳輸技術(shù)和云計算的數(shù)據(jù)處理能力，實現(xiàn)教育大數(shù)據(jù)的實時共享；同時，在課堂中引入豐富的云端教學資源和學習工具資源，使課堂教學充滿聯(lián)網(wǎng)的“氣息”。

③實訓系統(tǒng)教學

物聯(lián)網(wǎng)的感知技術(shù)將在實訓教學中發(fā)揮成效，實現(xiàn)信息化實訓課程管理，切實提升高校實訓教學系統(tǒng)的信息化建設。總的來說，“IoT 云計算”技術(shù)賦能下的未來課堂重在實現(xiàn)課堂教學的信息化管理，并打造云端化課堂。

AI 大數(shù)據(jù)

在大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的輔助下，教師可以實時、全面、精準地把握學生的學習情況，以便為學生提供即時、系統(tǒng)、定制的學習反饋。

一方面，基于信息化教學平臺，智能代理可以對學生的作業(yè)進行智能批改，便于教師在教學過程中有的放矢地進行教學，促進因材施教的規(guī)?；瘧?；另一方面，基于教育數(shù)據(jù)挖掘與學習分析，智能代理可以為學生智能推送適切的學習資源，教師將依據(jù)學生的個體差異，進行個性化編排并分層推送學習任務，以實現(xiàn)學生學習結(jié)果的精準、高效反饋，促進科學決策。

5G 全息技術(shù)

5G具有大帶寬、低時延、廣覆蓋、移動性等技術(shù)特點，為課堂教學的智能化轉(zhuǎn)型提供了技術(shù)前提和基礎平臺。

而以3D全息圖像、全息眼鏡和3D全息課件為代表的全息技術(shù)，具有三維立體性、交互性等技術(shù)特征。

通過5G與全息技術(shù)的融合，一方面，遠程教學將實現(xiàn)低時延無卡頓、8K/16K 高清畫面、多元實時互動，有助于解決線上教學中學生專注力下降、自主學習能力差、師生互動難度大等難題；另一方面，全息投影產(chǎn)生的立體化影像將極大地增強學生與教學內(nèi)容之間的交互，讓書本上的知識充滿生命力，改善知識獲取的過程。

3、五大服務

內(nèi)容服務

建設創(chuàng)新型國家亟需創(chuàng)新人才，這就要求教學內(nèi)容更加注重培養(yǎng)學生的計算思維、數(shù)字學習能力和創(chuàng)新人格等。

新時代背景下的未來課堂將突出全息課件、電子課本等新型教學內(nèi)容，更加強調(diào)學生的情感體驗，以不斷增強課堂的體驗度和沉浸度。

技術(shù)服務

未來課堂的技術(shù)服務主要包括：在教學、考試、評價、管理、教研中，對計算機視覺、人臉檢測、表情識別、知識圖譜等技術(shù)進行全方位、立體化的智能應用；采用云網(wǎng)融合技術(shù)手段，提供統(tǒng)一認證入口、個性化服務空間與服務集成平臺，堅持以技術(shù)服務為核心，推動構(gòu)建相互賦能、良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展的未來課堂生態(tài)體系。

產(chǎn)品服務

未來課堂的產(chǎn)品服務主要是發(fā)揮市場需求對教育供給的輸入能力，推動企業(yè)研發(fā)一批基于 AI 診斷、圖像識別、自適應學習、語音識別、智能測評等的智能服務終端，為未來課堂建設提供優(yōu)質(zhì)且易獲取的教育服務產(chǎn)品。

數(shù)據(jù)服務

通過數(shù)據(jù)共享通道，未來課堂的數(shù)據(jù)服務主要為教學提供從數(shù)據(jù)智能采集、存儲、治理、分析到應用的全生命周期管理方案，以及數(shù)據(jù)分析平臺建設、數(shù)據(jù)治理系統(tǒng)搭建等專業(yè)的產(chǎn)品咨詢和技術(shù)支持服務。

運維服務

未來課堂的運維服務主要針對智能技術(shù)支持下的未來課堂平臺建設與應用，提供運營、維護與保障服務，保證教學過程中產(chǎn)品使用的流暢性和師生的良好體驗，推動課堂教學從“批量生產(chǎn)”走向“私人訂制”。

4、三大應用場景

智能技術(shù)助力精準施教

在未來課堂中，以教師為主導的教學活動主要從三個階段展開教學：

①課前階段，以學情分析為核心

教師可借助AI學情分析和診斷，生成學習者的個性化畫像；同時，利用云平臺進行智能備課，并向?qū)W生學習終端智能推送預習任務。

②課中階段，以多元交互為關(guān)鍵

以全息課件為代表的新型教學內(nèi)容將助力多模態(tài)課程資源的建設，同時可實現(xiàn)教師、學生、資源和環(huán)境等多要素之間的多維動態(tài)交互，有效提升學生的高階思維能力。

③課后階段，以個性化輔導為重點

借助智能代理服務的自動化學習提醒、課程更新通知和學情分析反饋，為師生提供更加精準的服務，滿足學生的個性化學習需要。

智能技術(shù)助力在線學習

以學生為主體的在線學習活動主要通過提供優(yōu)質(zhì)的學習資源、創(chuàng)設在線學習場景來提升課堂服務效能：

①數(shù)字學習資源的質(zhì)量是影響在線學習成效的重要因素，以國家精品課程為代表的優(yōu)質(zhì)資源是在線學習的主要內(nèi)容?；谶@些優(yōu)質(zhì)學習資源，教師可通過云端教研和協(xié)同辦公助力學生課后鞏固練習，強化在線學習效果；學生可據(jù)此自主選擇學習路徑，實現(xiàn)泛在學習。

②在AI、全息技術(shù)等的支持下，學生可通過智能終端隨時切換在線學習場景，以獲得沉浸式學習體驗，實現(xiàn)其與環(huán)境、資源之間的遠程即時交互，便于進行彈性學習。

智能技術(shù)助力管理評價

智能技術(shù)為未來課堂教學管理和評價帶來了更高的效率與效益：

①在管理環(huán)節(jié)，運用智能教務管理系統(tǒng)進行分層分級管理，一方面可以整體分析各校的教學情況、學生的學習情況和資源的應用情況等，為課堂教學管理的整體評價提供依據(jù)；另一方面以學校為單位查看各教師利用智能技術(shù)的備課情況、教研情況等，并為整體的區(qū)域教學應用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集、分析、研判和輔助決策等，有助于課堂管理朝著數(shù)據(jù)化、智能化和精細化的方向演進。

②在評價環(huán)節(jié)，基于教師和學生全生命周期的大數(shù)據(jù)，進行面向師生的全過程縱向評價和全要素橫向評價，同時進行教師課堂質(zhì)量評估和學生綜合素質(zhì)評價，從而實現(xiàn)課堂教學的過程性評價和增值性評價。