基于智慧教室的人机混合教学设计研究

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2022.17.001

摘  要：基于信息化技术进行混合式学习代表着一种全新的教育途径，是高等教育跟进通信技术革命的一次重要契机。从高等教育改革的方向和重点以及信息技术支持的混合式教学的潜力阐述人机混合教学的设计理念，指出“主导—主体”教学理念是我国信息技术与课程整合的指导性理论。讨论基于智慧教室开展混合式教学的优势。阐明混合式小组合作学习由社交功能、认知功能和教学功能三个相互支撑的核心要素构成，同时要素之间以及各要素内部相互依存，聚焦于提高学生的学习体验质量。指出重新概念化和再设计整门课程、减少教学内容量和提高小组凝聚力，加强学生参与和及时反馈等方面进行人机混合教学的指导方针。

关键词：智慧教室;人机混合;设计理念;框架;指导方针

中图分类号：G642       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）17-0001-05

Abstract： Mixed learning based on information technology represents a new way of education and is an important opportunity for higher education to follow up the revolution of communication technology. Based on the direction and emphasis of higher education reform and the potentiality of mixed teaching supported by information technology， this paper expounds the design concept of man-machine mixed teaching，points out that the "leader-subject" teaching concept is the guiding theory of information technology and curriculum integration in China， expounds that blended group cooperative learning consists of three mutually supporting core elements， namely， social function， cognitive function and teaching function， which are interdependent among and within each element and focus on improving the learning experience quality of students. It also points out the guidelines of reconceptualizing and redesigning the whole course， reducing teaching capacity， improving group cohesion， strengthening student participation and timely feedback.

Keywords： Wisdom classroom; man-machine mixing; design concept; framework; guidelines

2020年2月20日，教育部高等教育司印发《教育部高等教育司2020年工作要点》强调，持续推进一流专业“双万计划”;统筹实施一流课程“双万计划”，全面开展一流课程建设，树立课程建设新理念，形成多类型、多样化的教学内容与课程体系，深入推进“课堂革命”。

人们对学习环境质量和学习成效的期望变化聚焦在维护和提高高等教育的基本价值上，同时还集中在认可和利用信息化技术的巨大潜力上。智慧教室是学校信息化发展到一定阶段的内在诉求，也是当今智慧学习时代的必然选择。推进高校智慧教室的建设，探索新型的课堂形式，是培养高质量人才的重要途径，而缺乏相关理论的指导和实践试错的积累则是当前国内混合式学习领域的基本现状。将智慧教室能支撑和应用的教学模式进行深度剖析和详细解构，进行混合式教学设计是当今教师迫切需要探究的课题。

一、混合式教学的设计理念

（一）高等教育改革的方向和重点

毋庸置疑，中国高等教育已经进入人才培养提质创新的新时代，人才培养范式必须进行一次重大变革。那么怎么改？方向和重点是什么？我们先看国外两个实例。

一是在某次国外学情调研中，请35位美国大学教授回答两个问题：1. 在你们的课堂上，中国学生经常遇到哪些困难？2. 你会建议中国学生提高自己的哪些技能，从而让他们在学术上获得成功？归纳他们的答案，有三种技能都被提到：1. 良好的写作能力;2.提出问题并批判性思考问题的能力;3. 良好的表达和沟通能力，特别是跟教授和同学。这些教授们指出：没有自己的观点是中国学生的突出问题。

二是澳大利亚国立大学在录取要求中加入7项生活技能：沟通、小区参与、多元共融意识、个人责任、团队合作、包容性、创意及批判思考。大学将设立资料库，列出学生可展示这些技巧的认可范畴。

而国内关于课堂教学改革的呼声也比较一致，北京师范大学资深教授顾明远指出，教师可以少讲一些;日本教育学会前会长佐藤学强调，课堂改革重在小组合作;华东师范大学终身教授钟启泉呼吁，教学要从“传递中心”走向“对话中心”;香港中文大学前校长沈祖尧曾说，“学会多听别人意见，考虑各方看法，协力实现梦想”“教育的目的是培养独立思考”;在世界各国教育目标中，最为一致，也最重要的一条就是“培养学生独立人格和批判性思维能力”。

由此可见，高等教育应该重视给学生提供通过讨论来建构意义和巩固理解的机会，这一过程的核心就是探究性小组合作学习。小组活动支持学生之间建立联系与合作，并创设目标明确、开放且自律的学习环境，以激发和保存批判性反思和讨论。

（二）信息技术支持的混合式教学

在承认互动和参与性学习非常重要的同时，人们也越发认识到互联网和通信技术在连接学生方面的潜力。教师根据课程内容，利用教学云平台设计开发适合本校学生学习的在线课程，实施翻转课堂、线上线下混合式教学，教师可以根据自己的偏好和学生的需求，自由设置和调控课程的进度、节奏和评分系统。学生在课外通过在线课程自主学习探究、互相讨论，在课堂上探讨交流并深入学习。在这种人机混合式教学中，学生的学习成果既可以在线展示，也可以在课堂上展示。通过课前的线上学习，课堂上灌输知识的时间大大减少，知识的学习转移到了课下，学生能够根据自身情况合理安排学习节奏，教师也可以及时了解学生的学习效果和参与度。

以各种形式出现的混合式学习已经历经一段时间，它不是仅赶时髦的、受技术驱动的、“昙花一现”的概念和小玩具，而是代表着一种全新的教育途径，是高等教育跟进通信技术革命的一次重要契机。围绕混合式教学的严肃讨论已经在学术界掀起高潮。国内外的调查研究表明：学生对混合式学习有着较高的满意度，不少教师也表示混合式学习比“单纯的基于课堂的教学更有效”。随着新冠肺炎疫情后的复学复课，本校大多数教师选择了将“雨课堂”等引入课堂辅助教学也充分说明了这一点。

（三） “主导—主体”教学理念

技术赋能教学，绝不是在原有的知识传递流水线上增加一些环节，或从“人灌”转向“电灌”，而是重构教学系统，把学生置于整个系统的中心，教师、技术和教材都是学生学习的来源和支持。这意味着对课堂交流时间的重新组织，以此来提高学生的学习参与度，增加基于互联网的学习机会。所以混合式教学是根本性的教育再设计，是一场伴随着教学领域的深刻变革。就其变革的可能范围而言，混合式教学设计具有很强的开放性，它需要强大的理论基础和框架来引导。

基于建构主义的当代教育理论认为：人是交往和建构的人，而教育则是主体间的指导学习。强调教与学的双边互动，平等交往，主动对话，相互理解。强调教育对学生价值的发现、挖掘、形成、提升和限定。何克抗教授根据当代心理学和神经生物学研究成果，在深入研究国内外有关信息技术与课程整合论述的基础上，兼取建构主义的“学”为主理论和奥苏贝尔的有意义学习理论等以“教”为中心的理论之长，提出了“主导—主体相结合”教学理论^[1]。

“主导—主体相结合”教学理论强调所有的教学活动都要围绕着学生来展开。一方面，信息技术所构建的学习环境，使认知主体能够以前所未有的自由搜索个性化的信息，赋予学生选择的机会和权利，让学生有多重机会在不同的情境下去应用他们所学的知识，并尽可能让学生根据自身行动的反馈信息来形成对客观事物的认识，要充分考虑学生的需求、认知风格、认知特点以及个性特征，尊重学生的学习主体地位。一切活动偏离了学生这个主体，必然取不到很好的效果。另一方面，这种环境可能会出现一些问题，如网络迷航、浅层学习等，对学生的学习能力和自我调控能力也提出了新的要求和挑战。与传统的环境相比，更加需要发挥教师的指导和调控。教师在教学过程中要起着主导作用，帮助学生选择学习内容、激发学习动机、创设学习环境、设计学习活动、解决学习问题等，也就是教师要利用一切手段和方法，促进学生针对具体的学习内容进行独立思考，使其思维的广度扩大、深度加深。

“主导—主体相结合”教学理论多年来一直是我国信息技术与课程整合的指导性理论，其核心思想与当前国际上倡导的Blending Learning的思想内核一致。所谓Blending Learning就是要把传统学习方式的优势和E-learning（数字化或网络化学习）的优势结合起来;也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。目前“主导—主体”教学理论随着国际上Blending Learning思想的提出，其深刻的思想内涵和理论价值日益彰显，被人们重新认识。

二、基于智慧教室开展混合式教学的优势

智慧教室的设计理念是将教学法、空间和技术整体融合为一体，架构信息技术和教育深度融合，进一步解放教师生产力，让学生更好地学会学习。智慧教室一般由有线及无线网络接入系统、多点触控系统、情境感知系统、物联网、云计算、泛在计算技术以及交互式大屏、移动学习终端、课堂录播系统、课堂互动系统等软硬件组成，具有记录学习过程、识别学习情景、连接学习社群和感知物理环境等四大功能，能够支持教与学过程中的智能决策、学习资源的智能推送、教学效果的智能评价以及个别化教学等。研究学者表明：与其他计算机支持的学习相比，智慧教室支持的学习较少关注基本技能（如阅读和计算），而更多地是关注高级技能和能力（如争辩、批判、自我管理、信息化素养等），这正是高等教育追求的核心价值。与传统教室环境下的混合式学习相比，基于智慧教室的人机混合教学具有以下优势。

（一）突破了各种限制

首先，智慧教室可以实现时间和空间上的延续，打破在校学习时间和学习教室在空间上的限制;其次，可以实现不同背景、不同观点，甚至不同国家的参与者之间的交流合作，从而打破了合作领域的限制。拿着手机、平板随时随地进行移动学习和交流正在成为一种新的学习方式。

（二）合作学习交互的可控性

传统教室环境下进行合作学习，经常会碰到合作变成主控的情况。其原因是教室环境下的合作关系主要是由相互依赖的规则和意念来维系的，没有具体的支持系统;而且已经习惯于监控整个教学过程的教师，往往不自觉地由参与、咨询变成控制甚至讲授，导致合作学习变成教师逻辑有序的安排。而在智慧教室，合作学习环境可以由信息技术搭建的协作平台来实现，教师和学生通过平台互动交流，保证了合作过程的稳定性和控制权的合理分配。