人類正在步入智慧時代，智慧技術引發的課堂革命既是歷史的選擇，也是歷史的必然。智慧技術作為一種具有自適應、自進化、雙向互動等特徵的新技術形態，其影響是多方面的，將其融入課堂教學的各個環節，有利於改善和提升課堂教學環境，並實現課堂教學互動化、教學場景情境化、課堂管理智慧化、學習資源數字化。
未來課堂是以新興智慧技術為支撐，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慧學習空間綜合體。
在新的時代背景下，未來課堂將充分利用高新技術來挖掘課堂教學的潛能，為學生打造一個開放、高效、動態、快樂的學習環境，形成雲端化、智慧化、互動化的未來課堂新形態。
共建共享資源，打破區域壁壘---雲端化
未來課堂的“雲端化”，主要體現為雲計算和物聯網可以為教師、學生提供有效的輔助性支援。雲計算具有降低成本、共享資源、促進方法創新等優勢，而運用雲影片平臺和管理平臺，可以為學生提供實時互動的課堂教學、大規模的直播教學和課堂輔導答疑。同時，學生也可以在有物聯網連線的任何地方進行學習，這進一步推動了優質教育資源的普惠共享。
教師精準施教，學生個性求知---智慧化
未來課堂的“智慧化”主要體現在為師生建立智慧開放的教學資源應用環境、快捷便利的教學活動環境等方面。數智驅動下的未來課堂基於教育資料收集、精準分析、智慧監測與管理、智慧視窗等一體化的系統整合，實時挖掘並分析教學行為資料，為教學裝置的有效配置、教學活動的有效開展、教學資源的有效共享、技術服務的有效支撐等提供智慧性支援。
師生自主互動，激發學習潛能---互動化
未來課堂的“互動化”以技術創新推動教學形態的革新，以有效助力遠端教學的大規模開展。智慧技術賦能下的未來課堂將基於三種核心互動（即人機互動、師生互動、學生內部互動），提供個性互動、社會性互動和反思性互動等遠端互動功能。在互動式教學環境中，師生自主互動，為知識的深度理解創造條件，從而激發學生自我塑造的潛能。
未來課堂建設的系統方案
技術賦能下的課堂教學服務環境建設並非未來課堂建設的根本目的，而基於前沿技術開展雲端化、智慧化、互動化的教學活動來培養未來創新型人才才是未來課堂建設的最終歸宿。
基於對智慧技術賦能未來課堂的構想，按照“技術—服務—應用”的邏輯，未來智慧課堂的系統方案如下圖所示↓
1、四大中心
資源中心
透過建立、健全優質課程資源的遴選更新機制，系統化彙集雲平臺優質數字教學資源，形成數字資源雲、智慧作業雲，不斷豐富雲平臺資源內容，提高雲平臺資源質量。
資料中心
資料中心即智慧教育資料服務中心，主要工作是對匯聚的教學資料和學習資料進行挖掘、分析和視覺化推送，形成配套完善的教育大資料雲，為未來課堂的建設提供資料基礎。
管理中心
基於智慧管理雲、移動服務雲等集資源和資料於一體的智慧化管理平臺，可以有效減少教學與管理活動中的重複性、事務性、機械性工作，實現角色分工的精細化和高效率，從而推動技術賦能的智慧管理服務體系建設。
考評中心
考評中心的主要工作是進行智慧的視覺化評價，具體包括：
①基於智慧技術採集學生的身心健康、研究性學習等資料，進行建模分析，生成全方位的學生畫像，實現立體化評價；
②透過多渠道採集學生的成長資料，生成學生評價報告，實現過程性評價；
③基於教育評價雲和質量監測雲，實時監測學生的學習質量和教師的教學效果，實現增值性評價。
2、六大核心技術
IoT+雲計算
傳統教學模式難以提供良好的學習體驗，而5G支援的物聯網（Internet of Things，IoT）技術連通異地教學裝置、學具、實驗儀器等資源，能帶給學生流暢的學習體驗。
IoT技術和雲計算技術的融合應用主要體現在以下方面：
①教學過程實時記錄
利用物聯網的射頻識別技術、感測器技術實時記錄學生的課堂學習行為，並透過溫度、溼度感測器自動調節教室裡的溫度和溼度，從而調動觸覺、視覺、聽覺等多種感官體驗，為學生營造優質的課堂學習環境。
②教材聯網
基於IoT的傳輸技術和雲計算的資料處理能力，實現教育大資料的實時共享；同時，在課堂中引入豐富的雲端教學資源和學習工具資源，使課堂教學充滿聯網的“氣息”。
③實訓系統教學
物聯網的感知技術將在實訓教學中發揮成效，實現資訊化實訓課程管理，切實提升高校實訓教學系統的資訊化建設。總的來說，“IoT+雲計算”技術賦能下的未來課堂重在實現課堂教學的資訊化管理，並打造雲端化課堂。
AI+大資料
在大資料和人工智慧技術的輔助下，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、定製的學習反饋。
一方面，基於資訊化教學平臺，智慧代理可以對學生的作業進行智慧批改，便於教師在教學過程中有的放矢地進行教學，促進因材施教的規模化應用；另一方面，基於教育資料探勘與學習分析，智慧代理可以為學生智慧推送適切的學習資源，教師將依據學生的個體差異，進行個性化編排並分層推送學習任務，以實現學生學習結果的精準、高效反饋，促進科學決策。
5G+全息技術
5G具有大頻寬、低時延、廣覆蓋、移動性等技術特點，為課堂教學的智慧化轉型提供了技術前提和基礎平臺。
而以3D全息影象、全息眼鏡和3D全息課件為代表的全息技術，具有三維立體性、互動性等技術特徵。
透過5G與全息技術的融合，一方面，遠端教學將實現低時延無卡頓、8K/16K 高畫質畫面、多元實時互動，有助於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，全息投影產生的立體化影像將極大地增強學生與教學內容之間的互動，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
內容服務
建設創新型國家亟需創新人才，這就要求教學內容更加註重培養學生的計算思維、數字學習能力和創新人格等。
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容，更加強調學生的情感體驗，以不斷增強課堂的體驗度和沉浸度。
技術服務
未來課堂的技術服務主要包括：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、知識圖譜等技術進行全方位、立體化的智慧應用；採用雲網融合技術手段，提供統一認證入口、個性化服務空間與服務整合平臺，堅持以技術服務為核心，推動構建相互賦能、良性迴圈和可持續發展的未來課堂生態體系。
產品服務
未來課堂的產品服務主要是發揮市場需求對教育供給的輸入能力，推動企業研發一批基於 AI 診斷、影象識別、自適應學習、語音識別、智慧測評等的智慧服務終端，為未來課堂建設提供優質且易獲取的教育服務產品。
資料服務
透過資料共享通道，未來課堂的資料服務主要為教學提供從資料智慧採集、儲存、治理、分析到應用的全生命週期管理方案，以及資料分析平臺建設、資料治理系統搭建等專業的產品諮詢和技術支援服務。
運維服務
未來課堂的運維服務主要針對智慧技術支援下的未來課堂平臺建設與應用，提供運營、維護與保障服務，保證教學過程中產品使用的流暢性和師生的良好體驗，推動課堂教學從“批次生產”走向“私人訂製”。
4、三大應用場景
智慧技術助力精準施教
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
教師可藉助AI學情分析和診斷，生成學習者的個性化畫像；同時，利用雲平臺進行智慧備課，並向學生學習終端智慧推送預習任務。
②課中階段，以多元互動為關鍵
以全息課件為代表的新型教學內容將助力多模態課程資源的建設，同時可實現教師、學生、資源和環境等多要素之間的多維動態互動，有效提升學生的高階思維能力。
③課後階段，以個性化輔導為重點
藉助智慧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。
智慧技術助力線上學習
以學生為主體的線上學習活動主要透過提供優質的學習資源、創設線上學習場景來提升課堂服務效能：
①數字學習資源的質量是影響線上學習成效的重要因素，以國家精品課程為代表的優質資源是線上學習的主要內容。基於這些優質學習資源，教師可透過雲端教研和協同辦公助力學生課後鞏固練習，強化線上學習效果；學生可據此自主選擇學習路徑，實現泛在學習。
②在AI、全息技術等的支援下，學生可透過智慧終端隨時切換線上學習場景，以獲得沉浸式學習體驗，實現其與環境、資源之間的遠端即時互動，便於進行彈性學習。
智慧技術助力管理評價
智慧技術為未來課堂教學管理和評價帶來了更高的效率與效益：
①在管理環節，運用智慧教務管理系統進行分層分級管理，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；另一方面以學校為單位檢視各教師利用智慧技術的備課情況、教研情況等，併為整體的區域教學應用提供統一的資料採集、分析、研判和輔助決策等，有助於課堂管理朝著資料化、智慧化和精細化的方向演進。
②在評價環節，基於教師和學生全生命週期的大資料，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量評估和學生綜合素質評價，從而實現課堂教學的過程性評價和增值性評價。
在智慧時代背景下思考課堂教學的變革與創新，已成為未來教育發展的切入點，面向未來的課堂建設應堅持理論研究和實踐研究相結合，根據地區發展需要探索具有地域特色的未來課堂新方案。
來源丨《現代教育技術》，原文有刪減
作者丨劉平輝，祝士明，梁裕，張慕文
