教学新论
核心素养与智慧课堂深度融合教学模式建构研究
张晓顺1张晓娟1于海波2
(1.东北师范大学附属中学，吉林 长春 130021；2.教育部人文社会科学重点研究基地 东北师范大学中国农村教育发展研究院，吉林 长春 130024)
[摘 要] 核心素养和智慧课堂是当今基础教育的两大热点问题，核心素养是从学习结果的角度提出的教育目标，智慧课堂是教育环境支持系统，探索二者在教学实践层面的深度融合意义深远。核心素养和智慧课堂是紧密联系在一起的，在人工智能等高新技术高速发展的今天，掌握和使用新技术既是进行核心素养教学的关键手段，也是培养学生核心素养目标的一个维度。而技术的学习只有在使用技术的过程中才能发生，教学实践中应该创造条件适当地使用教育技术和智慧教育环境。
[关键词] 核心素养；学科核心素养；智慧课堂；课程转化；深度融合模式
基于发展中国学生核心素养的第九轮课程改革正在如火如荼地进行，中国的基础教育改革正在转入深水区。“核心素养”和“智慧课堂”分别指向基础教育中的教育目标和支持系统，在教学一线能否将二者进行深度融合，是衡量本轮课程改革成功与否的关键。
一、核心素养与智慧课堂深度融合的现实基础
核心素养及据此提出的学科核心素养不仅是对教学目标和教学内容的要求，更是在本质上提出了从知识本位到育人本位、从学科本位到学生素养发展本位的学习方式和教学模式的根本变革。2018年1月《普通高中课程方案和全部学科课程标准(2017年版)》发布，提出了各学科核心素养，把发展学生核心素养的课程理念和内容渗透到课程目标、课程内容、课程文本以及课程评价之中，这标志着以核心素养为培养目标的课程改革完成了课程转化的理论部分。所谓课程转化就是“将具有价值的抽象理念，依据教师教学与学生学习的原则，逐步规划成具体、可行的课程，以供教师有效教学、学生有效学习的过程”[1]。学科核心素养是核心素养在学科中的具体体现和细化，各学科教学是落实核心素养的一种重要载体，核心素养落地，就是要完成学科核心素养课程转化的教学实践。这种转化需要诸多条件的共同保障，其中，“智慧课堂”有望成为“让教师便利、让学生着迷的教学工具”[2]。
整合技术的学科教学法知识(TPACK)提出了教育技术、教学方法及教学内容的有机结合对教育教学的重要意义，在此背景下智慧课堂应运而生。可以从教育和技术两个视角来理解“智慧课堂”的概念。从教育视角看，“智慧”用其本意，即人类智慧，它是指让学生用创新思维发现问题、用智慧方式解决问题，进而促进学生智慧生长的课堂，即着力“培养学习者高级思维能力和适应时代创新创造能力”[3]的“智慧型人才”。从技术视角看，“智慧”用其引申意，它强调课堂以物联网、大数据、人工智能等信息技术为依托，全面变革教育方法、教学内容和教学手段，实现教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送智能化的新型课堂教学，即技术视角的智慧课堂的焦点为使用“智慧型课堂技术”，它是学生学习环境的支持系统。这两种视角并非完全独立，而是紧密结合在一起的：教育视角的“智慧型人才”培养目标必然包含对技术的适应与使用能力，而智慧型人才培养目标的实现也无法脱离“智慧型课堂技术”形态而独立存在。本文所建构的深度融合模式中所讲的智慧课堂强调同时包含以上两种视角，即“通过构建智慧学习环境，运用智慧教学法，促进学习者进行智慧学习，从而提升成才期望，即培养具有高智能和创造力的人，利用适当的技术智慧地参与各种实践活动并不断地创造知识和价值，实现对学习环境、生活环境和工作环境灵巧机敏的适应、塑造和选择”[4]。
核心素养和智慧课堂是紧密联系在一起的，在人工智能等高新技术高速发展的今天，掌握和使用新技术既是进行核心素养教学的关键手段，也是培养学生核心素养目标的一个维度。而技术的学习只有在使用技术的过程中才能发生，教学实践中应该创造条件适当地使用教育技术和智慧教育环境。
技术视角的智慧课堂已经进入教学实践且在不断成熟，其友好性和低门槛使得师生可以在短时间内适应和习惯，智慧课堂正在从实验层面走向实践层面，二者的深度融合将有效促进学生的全面发展。如科大讯飞公司开发的“智慧课堂3.0”信息化平台，便是以建构主义学习理论为依据，以“互联网+”的思维方式和人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术打造的基于动态学习数据分析和“云、台、端”的智慧课堂教学环境(如图1所示)。过去，技术是一种起“支持性”作用的辅助性工具，大数据、云计算、人工智能、“互联网+”教育出现以后，教育信息化就不再仅仅是一种简单的技术支撑，而是与教育本身形成了深度融合，成为核心教学行为不可分割的部分[5]。
(2)智慧课堂教学框架设计。培养哪些核心素养，采用什么教学策略，选用哪些教学资源是以核心素养为目标指向的智慧课堂需要重点考虑的问题，这需要程序化的核心素养教学过程框架，即通过智慧课堂进行核心素养教学的流程与规则。传统课堂教学是教师与学生通过纸笔和对话方式进行的一维线性交流，测量、评价、反馈、干预的实效性和精准性严重受阻，在对学生学习过程的评价和生成性的教学策略选取上有两个无法逾越的障碍：一是用抽样学生(以个别学生的问答)替代班级整体，二是以教师的主观感觉和经验替代学生练习结果的客观统计。前者通常会导致教师以偏概全，后者则容易造成重难点把握不准。智慧课堂将一维线性模式变成了如图3所示的“教师—技术平台—学生”之间的闭环立体交流模式，它具有多元性与选择性、即时性与交互性、生成性与发展性、泛在性与时空突破性、智慧性与创造性、虚拟性与真实性、趣味性与进阶性、智可视性与友好性以及研创性等特征，可以彻底消除上述两种障碍，使得以静态、预设、单向信息传递为主的传统教学模式转变为动态的、生成性的和高互动性的智慧课堂教学模式。由于技术平台的上述特征，尤其是时空突破性特征，使得课堂形态已经发展到了任何人在任何地点任何时间可以学习任何内容的“泛在教育”模式，课堂含义大大延伸。故智慧课堂教学框架的设计应该考虑课前、课中及课后的“泛在课堂”三个教学过程。基于核心素养教学目标，深度融合模式设置了学习支架设计、工具资源设计、学习活动设计、学习评价设计四个栏目。
图1 基于“云、台、端”的智慧课堂3.0技术架构
二、核心素养与智慧课堂深度融合教学模式建构
建构“核心素养与智慧课堂深度融合教学模式”(简称深度融合模式)如图2所示，该模式按照教学发生的先后顺序分为课前精准教学设计、课中智能教学实施、课后泛在课堂延伸三大模块。
第三，学习活动设计。课堂教学是由一系列的教学活动串联而成的，按照建构主义学习理论，认知和学习发生在各个活动的任务完成或问题解决的过程之中。深度融合模式主张在教学过程中更多地设计基于项目的活动、基于问题解决的活动、实景体验式活动等以学生为主体、教师为主导、技术平台为手段的教学活动。从时间跨度上讲，设计教学活动时注意应包括课前、课中和课后三个时段，课前活动如教师发布微课、课件、文本、图片等教学资源，学生进行预习、讨论、分享等；课中活动如课题导入、合作探究、展示与分享、实时测评与反馈、精讲与点评等；课后活动如个性化练习、交流分享、在线答疑等。
图2 核心素养与智慧课堂深度融合教学模式
1.课前精准教学设计
第四，学习评价设计。如果说教学目标既是一节课的出发点，又是归宿，教—学—评则是基于目标展开的专业实践[8]，学生的学习能力和学习兴趣往往不是教师教出来的，而是好的评价评出来的，有教必须有评。好的教学评价，有利于帮助学生产生学习兴趣、提高自我效能、激发学习动机、客观认识自我，进而达到“以评促学”之目的，教师在设计教学内容时要注意把评价内容考虑进来。
(1)核心素养教学目标设计。教学设计是从分析教学内容和学生基础、确立教学目标开始的，明确教学目标既是实施教学的逻辑起点，也是检验教学效果的重要依据。传统教学模式下，教学目标更多关注的是面向人才选拔的“知识与技能”的培养，在常规教学中，“过程与方法”基本上退化为讲授法，“情感态度与价值观”在教学目标中或表述不清，或流于形式。且由于缺乏数据的支持，“知识与技能”教学目标的确立主要依赖于教师对学生的了解和对学生答题情况的统计，这两类本应量化表达的教学目标在实际教学设计中的表述往往是模糊的。
1.4.1 植保无人机雾滴沉积分布调查 P20 2018款植保无人机具有4个旋翼，在旋转过程中会推动空气流动导致在植物冠层形成独特的旋翼下压风场。本试验为验证P20 2018款植保无人机的喷雾效果，按照倒置“W”9点取样法在试验小区内设置样点，每个样点选取2株植物，分别用回形针将水敏纸(26 mm×76 mm)固定在叶片的正面和背面，飞行完成后取回水敏纸，拍照并利用Image J软件统计水敏纸上雾滴的分布情况。
在核心素养与智慧课堂深度融合教学模式下，教师根据学科核心素养及深度学习各维度(认知、自我、人际三个领域)进行教学目标设计，确定培养学生哪些方面的能力和素养。在智慧课堂环境下，教师可以获得学生学习的连续性可视化数据，对核心素养各个维度分别进行“精准教学目标”设计。在对认知领域的核心素养目标表述中避免使用“掌握、了解、理解”等模糊词语表述，而使用如“在2分钟内，90%的同学能正确完成一道3级难度的静电场习题”等这类能表达流畅度的表述方式。在对自我领域和人际领域的核心素养目标表述中，视技术的成熟程度可采用“量化”和“质性”相结合的“半精准教学目标”设计。如果拥有能对学习者的面部表情、客观行为(例如眼动、手势)以及声音等特征进行监测与预警的可穿戴数据采集设备，则可设置更偏向量化的教学目标。
图3 闭环立体交流模式
农民按照城镇化规律集中居住是落实乡村振兴战略的有效抓手，也是符合农民意愿的实践探索。因集中居住产生的新型农村社区，既有传统乡土社会的传承，也有现代城市社会的特点。加强新型农村社区党建工作，是适应农业结构调整、农民集中居住、农村发展变化的必然要求，也是完善农村治理体系，巩固党在基层执政根基的内在要求，需要运用好“融”理念，使基层党组织始终在乡村治理体系中处于核心地位，发挥引领作用。
洗后浆残碱和I段黑液波美度是评价纸浆洗涤质量的2个重要指标[5]；然而，这2个要求是相互矛盾且难于直接测量的。要平衡这2个质量指标须建立一个二者的预测模型。
教学评价按照评价方式分为形成性评价和总结性评价，按照评价功能分为工具性评价和诊断性评价，按照评价性质分为量化评价和质性评价，按照评价主体分为学生自评、同伴互评和教师评价。为了促进学生核心素养的发展，在深度融合模式中，强调更多地使用符合教—学—评一致性的形成性评价、诊断性评价。课堂中生成性的量化评价因“智慧课堂”中的物联网、云计算、大数据等信息技术而成为可能，为教师对学生学习效果的把握、教学策略的选取提供了“精准”(即时、准确)指导。由于教育面向的对象是有主观能动性的、发展的人，对于分析、评价、创造、元认知等高阶思维能力的达成状况必须要结合质性评价方式；从评价主体的角度，深度融合模式建议多种评价方式配合使用。
第一，学习支架设计。支架式教学是以维果茨基的“最近发展区”理论为基础的一种新的建构主义教学模式，它是指针对学生学习过程中可能遇到的问题，教师通过提供起支撑、承载、联结等作用的支架[6]，把管理学习的任务逐渐由教师转移给学生自己，最后撤去支架。类似我们常说的“授人以鱼不如授人以渔”、“教是为了不教”，就是要培养学生学会学习和维持学术意念的能力。在支架教学中，教师作为文化的代表对各个教学环节进行控制、管理、帮助和指导，使学生掌握、建构、内化那些能使其从事更高认知活动的深度学习能力。典型的支架包括：情境型支架，设置情境帮助进入学习；问题型支架，创设问题情境，引发思维；实验型支架，演示实验、学生实验、家庭实验等；知识型支架，主要是提供评价和产生新的经验和信息的框架；程序型支架，是指做事的顺序；策略型支架，指在不同教学条件下，为达到不同教学效果所采用的手段和谋略；范例型支架，指典型事例和范例；训练型支架，指通过指导和练习强化学生认知理解，提升学生学习能力[7]。在智慧课堂环境下，教师在进行支架设计时要充分考虑技术手段在教学中所起的作用。
式中，λp为光源光谱的峰值波长，Bλ是光源光谱带宽所决定的高斯函数的半峰全宽.则球面F-P干涉仪探测的干涉信号光强为
课前精准教学设计包括基于信息技术的核心素养教学目标设计和智慧课堂教学框架设计两部分。
第二，工具资源设计。智慧课堂是在信息技术支持下所构建的个性化、智能化、数字化的课堂学习环境，信息化技术工具的使用和全球化教育资源的整合共享是智慧课堂的突出特征。信息技术工具的选择包括人工智能、虚拟现实、增强现实、物联网、可穿戴设备、移动终端等硬件工具，也包括如图形计算器、几何画板、思维导图、电子教材、各类题库系统、教学动态数据和教育管理信息等各种支持学科教学的专用软件工具和网络资源。秉承智慧教育“开放共享”的理念，学校或个人可以通过引进、购买、交换或自建等多种方式实现全球范围内优质教育资源的无缝整合与无障碍流通[7]，如慕课(MOOCs)、网易公开课、可汗学院公开课、个性化题库、教师自建微视频、多媒体课件等。当然，智慧课堂对传统课堂是向上兼容的，并不排斥传统的有利于学生学习认知的工具和资源。
评价的设计要注意发展性、科学性和一致性，要注意培养学生善于提问的好奇心、坚持科学实证的责任心、勇于批判质疑的好强心、积极自我反思的进取心以及尊重自然科学的敬畏心，使学生从多角度的思辨之中以科学严谨的态度和勇于担当的责任去理解科学、社会与个人之间的关系。
2.课中智能教学实施
创造性思维能力绝对不是学会知识转化为能力培养出来的，而是学生自己会发现、会构想、会综合应用形成的[9]。深度融合模式正是致力于借助技术平台创设学习环境，真正促进学生主动建构学习的发生。基于课前精准教学设计，进行以学生为学习中心、以核心素养为目标导向、以教学活动为线索、以智慧课堂为技术支持、以教师为促学者设计智慧课堂的教学实施。由于智慧课堂的闭环互动交流模式的诸多特征，教师可以实现精准测量、精准评价、实时反馈、精准干预、精准预测、个性推送、真实情景模拟等教学活动。如表1所示，教师、技术平台、学生在教学实施过程中具有不同的角色分工和作用。
人的完整存在，是马克思主义哲学对人存在方式的终极指向。在马克思看来，人应该成为“全面的人”、“完整的人”，在他的哲学世界里，强调的是人的需要的丰富性。
选择三甲胺盐酸盐为阳离子试剂，固定反应温度为85 ℃，反应6 h，溶剂用量为40%时，探究阳离子试剂与CHSOS的物质的量比对产率的影响。
表1 教师、技术平台、学生在教学实施环节中的作用
3.课后泛在课堂延伸
传统教学中教师面向全体学生统一布置作业，不同学生的学习情况不同，必然会有大量无效或低效的重复性劳动。虽然也有学校和教师尝试进行分层次教学，但通常只能模糊地将学生分成几个等级，很难及时地把握和顾及每个学生的个体差异，且极易造成学生的心理失衡。基于深度融合模式中的教学分析与评价，平台自动为学生推送个性化的复习资料和学习资源，学生课后可以在平台上自主学习，独立完成个性化作业或合作完成小组任务，并与教师或同学在平台上进行交流、讨论、分享、总结反思、提交作业、反馈问题等。同时，教师则通过各类生成的结构化数据进行个性化辅导、针对性教学、指向性资料推送，并进行教学反思、技术改进及改善教学方法和制订下一步的教学计划。
4.核心素养与智慧课堂深度融合的教学设计模式
基于深度融合模式的理论建构，设计了如表2所示的“核心素养”与“智慧课堂”深度融合的教学设计模式，并将该设计应用在常规教学和公开课教学中。
表2 核心素养与智慧课堂深度融合的教学设计模式
三、思考与展望
核心素养和智慧课堂是当今基础教育的两大主题，探索二者在教学实践层面中的深度融合意义深远。教育理念和教育技术的探索与改革永远都处于现在进行时，核心素养反映了时代对教育产品的诉求，智慧课堂则是社会科技发展的必然结果，不久的将来，它将成为与多媒体技术一样普遍的课堂常态。但是，我们也应该看到，由于教育政策、评价体系、教育资源、技术发展、人口体量、思维定势、教育延续性等种种原因，一线教学实践与上层的教育理论架构之间还存在着较大的距离。人工智能等高科技产品虽已广泛应用于社会各个领域，但在教育领域现在仍处在智慧教学发展的初期。总之，我们可以乐观地期待新一轮课程改革的成功，但也要做好克服困难迎接挑战的心理准备。实现核心素养和智慧课堂的深度融合任重而道远，离不开广大一线教师的积极参与。
[参 考 文 献]
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[DOI] 10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2019.10.003
[收稿日期] 2019-02-03
[基金项目] 中国教育学会专项课题(18XM0726003ZB)；中国教育研究院专项课题(2019STEM072)。
[作者简介] 张晓顺(1978-)，男，山东平度人，中学高级教师，博士研究生；张晓娟(1966-)，女，吉林舒兰人，硕士，中学高级教师，副校长，硕士生导师，吉林省化学学科带头人，吉林省第五批拔尖创新人才；于海波(1973-)，男，黑龙江七台河人，博士，教授，博士生导师。
[中图分类号] G424.21
[文献标志码] A
[文章编号] 1002-1477(2019)10-0009-05
[责任编辑：张 捷]
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