构建未来课堂的探索与研究

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摘 要：未来课堂是信息技术与现代教育深度融合的必然产物，是现代学校教育改革发展的基石。本文详尽阐述了未来课堂的概念、功能实现及其可能架构，深入剖析了未来课堂标准化建设内容、关键性技术实现，并据此提出了实施未来课堂建设的两点思考，供读者研究参考。

关键词：未来课堂;互动教学系统;个人学习空间;微视频

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-7503（2015）01/03-0043-04

当前，新一轮的教育改革浪潮正席卷全球，学校教育也正经历信息技术与课堂教学的深度融合，如何把握好学校教育的改革发展方向，成为了新时期学校教育工作的重要课题。为此，本文重点对学校教育改革发展的基础――未来课堂的可能架构与建设关键进行了初步的探索与研究，供大家参考。

一、未来课堂的研究背景

人类社会进入二十一世纪以来，云计算、移动互联、大数据等新技术的诞生，掀起了信息技术新革命，它广泛并深远地影响着我们的学习和生活。技术革新催生了大量移动学习与教育产品，创造了在线学习、移动学习等泛在学习手段，诞生了慕课、翻转课堂等教育新理念。技术革新促使我们需要转变教育观念，以适应未来的教育需求。

（一）课堂测量需要从定性到定量的分析方法

现阶段课堂教学过程缺乏数据采集、数据存储与有效分析的手段，使得课堂测量与评价反馈等主要依托教学者的经验、常规观察等定性分析手段，不能实现基于教学过程数据分析的对班级或个体学习状况的定量分析。

（二）构建符合教育规律的个性化学习环境

教育过程最有效的方式是在针对个体的学习能力、学习反馈所构建的个性化学习环境中，可满足学习者个性化的学习需求，充分尊重学习者的差异性。传统的课堂缺乏硬件环境和软件手段的支撑，无法实现课堂在时空上的有效延伸，使得学习过程片段化、碎片化，不能有效地连续聚焦于某个学习任务。

（三）国家基础教育发展的战略需求

继《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》后，刘延东又在全国教育信息化工作电视电话会议上作重要讲话，表明国家对利用教育信息化带动教育现代化，促进教育公平与区域教育均衡化发展的战略部署初具规模。现阶段，学校教育仍是教育实施的主阵地，课堂仍是主战场，利用教育信息化手段提高课堂教学效率，促进教育质量提升仍是我们追求的主要目标。

综上几点，探索并构建符合国情、校情的未来课堂之路是时代所需，也必将是教育改革发展的又一个里程碑。

二、未来课堂的构建探讨

未来课堂究竟是什么模样？现阶段没有统一的模式和标准，但从信息技术和教育技术的发展趋势，我们可以感知、猜想和窥探其发展。当前，许多文章将未来课堂、未来教室概念混淆使用，正确辨析二者的概念更有利于我们深入讨论未来教育的形态。简单讲，未来教室多指适应未来教育的教室现代化支撑环境。未来课堂多指未来教育环境支撑下的课堂开展，其教育活动能突破时空限制，并有效地延伸至课堂前后及课堂内外。

（一）未来课堂的概念

未来课堂的概念阐述颇多，或强调环境支撑、或强调课堂应用，多数未能全面地阐述两者间的关系，在此介绍一例相对全面、完整的未来课堂概念定义。

未来课堂是相对于传统和现代课堂而言的，是在人本主义、互动、环境心理学等相关理论和智能空间、云计算、人体工学等技术的支持下，以互动为核心，充分发挥课堂组成各要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，实施教与学，以促进人的认知、技能和情感的学习与发展的教与学的环境与活动。[1]

（二）未来课堂的功能

未来课堂依旧是通过教学活动来达到培养人的目的，其功能是以课堂数字化为基础，利用信息化手段支撑教学活动的开展，突破课堂时空限制，延伸课堂影响范围，提升课堂教学效益。

1.未来课堂的课堂实现

未来课堂中，教师与学生将采用手持移动终端设备，通过Wi-Fi连接并实现相互间信息的交换与传送，主要实现以下功能。

（1）共享教学大屏（电子白板或一体机屏等），实现课堂信息的及时呈现，教学问题的快速聚焦，建立课堂教学中心，并利用终端分组轻松实现对小组协作式学习的环境支撑等。

（2）忠实记录课堂进程中教师教学电子板书与学生屏幕书写的原笔迹，课堂问题信息反馈，如作业、调查等结果，快速形成个人笔记与错题集，并实现传送和存储等管理功能。

（3）提供数字化的自定义功能（工具）组件，实现对特定应用场景的支撑，如：主、客观作业的评测与反馈机制;以及对特定学科应用的支撑，如几何画图、物理实验器材等学科工具。

2.未来课堂的功能拓展

未来课堂的大数据记录，不仅可以帮助学生再现教学情景，回顾教学进程，更重要的是课堂记录数据的跨平台应用，突破课堂限制，形成学生个性化的泛在学习平台，充分尊重学生的个体差异，实现教学评价从定性到定量的转变。如课前教师预设学习任务，课中实现验证和讨论，课后实现智能化的针对性个别辅导。

（三）未来课堂的构建

依据未来课堂的功能实现，强化两类建设目标：一是教学活动开展所依赖的各类硬件环境建设，二是如何控制和利用硬件环境，促进课堂信息交流、有效互动等软件环境建设。

1.硬件环境建设

紧密围绕实现未来课堂功能所需硬件辅助确立硬件环境标准，主要包括以下方面。

（1）常规教室硬件建设，主要指专用教室桌椅（含USB供电模块等）或普通教室桌椅、环境采光与照明、教室供电集中管理等。

（2）常规教室信息化建设，主要指教室多媒体建设，辅以数字广播、巡考系统等，其中，多媒体项目建设包括了互动电子白板（投影+计算机）或交互式一体机、教室音响、实物展台以及讲台中央控制系统等。

（3）专用教室信息化建设，是实现未来课堂的数字化硬件基础，主要指师生手持互动移动终端（如平板电脑等）、Wi-Fi环境搭建、互联网接入等。

2.软件环境建设

（1）课堂互动教学系统，主要实现了课堂师生、生生间的多元互动交流，实现课堂信息的分类记录，支持常规课堂、小组协作、任务式教学等多种教学模式。

（2）个性化学习空间的搭建，实现跨平台、跨终端的泛在学习应用，突破课堂教学的时空壁垒，与课堂信息记录紧密配合，实现个性化的辅助教学，并将课堂功能有效延伸。

三、未来课堂的建设研究

当前，未来课堂系统的建设探索如雨后春笋般萌发，但受利益驱动，多数商家的系统都强调自成体系，未能与前端学校课堂、教室建设本身有效融合，使得建设后应用与维护难以为继。故此需要对未来课堂建设的整体性解决方案进行思考，使其能真正达到常态化应用的目的。

（一）未来课堂建设的标准化

标准化是规范未来课堂软硬建设，实现成果快速复制与应用的基础。未来课堂的建设标准化主要包括：

（1）强、弱电建设标准，现阶段影响未来教室常态化应用的重要原因是移动终端（如：平板电脑）的供电续航能力较低，加之充电小车管理模式使用不便。需要建立一套行之有效的强（多媒体、照明、空调等）、弱（终端、网络等）电的供电、综合布线标准，以确保其常态应用与教学安全。

（2）多媒体建设标准，教室多媒体建设可供选择的方案较多，如互动电子白板、互动一体机等，其各有优缺点，如采用投影方式受限于当前主流热光源损耗过大、讲台中央控制的分离式组合系统故障系数被放大，互动一体机虽能克服上述缺点，但又存在机体过重、维护困难等困扰。

（3）课堂设施建设标准，包括学生课桌椅、照明、隔音等基础设施，如为解决终端续航能力问题，就需定制集中USB供电模块，并安装到学生桌面，实现不间断供电能力。

（4）无线Wi-Fi建设标准，未来课堂的核心关键词是互动，设备间的功能互动尤其依赖于Wi-Fi的标准建设，并且当未来课堂进入常态化应用阶段后，不同教室Wi-Fi之间的关系，不同教室地址空间的划分等都将变成规模庞大的系统工程。

（5）互联网接入与管控标准，未来课堂必须提供互联网接口，相应管控标准尤为重要。由谁来完成此项管理则决定了整个系统的布局与功能。如：由接入设备管理，必将影响课堂使用的灵活性;由教师借助软件系统控制，就将需重新规划整个系统的出口网关，调整与接入设备间的关系。

（6）移动终端选择与管控标准，移动终端的屏幕尺寸、运行流畅性、书写体验等都是影响选择的重要指标，同时，如何行之有效地批量管理移动终端同样是必须深入探讨的课题。如：终端联网限制（减少其他联网应用的影响）、安装授权限制（减少用户安装非授权软件，破坏系统稳定性）等。

（二）未来课堂实施的关键――课堂互动教学系统的重要意义

课中教学是实施教学活动的关键，对课中互动教学的支撑是未来课堂研究的重点，通过比较研究可以深刻理解课堂互动教学系统对未来课堂的重要意义。

1.采用传统课堂教学的主要特点

以教师、课堂、教材为中心;以教师讲授为主，学生被动接受;学生机械地操练巩固;重知识传授而忽视能力培养;学习评价多数仅能实现定性的分析;课堂缺乏过程记录等。

2.引入互动教学系统的课堂主要特点

以多屏互动、大屏共享为基础，实现教与学的交往互动过程;教师与学生分享彼此的思考、经验和知识;快速构建丰富的课堂教学资源;实现对学习者学习能力的培养;学习评价从定性分析走向定量分析;全过程的课堂数据记录有利于课堂拓展，形成学生个性化的泛在学习空间等。

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图1 典型的多屏互动教学系统功能拓扑示图[2]

互动教学系统引入课堂教学是信息技术与教育深度融合的重要阶段，真正做到了对教学过程的无缝支撑，使技术应用与教学过程融合并线推进，最大限度地降低技术使用对教学过程的中断和影响。

（三）未来课堂的个性化体验――个人学习空间的建立

未来课堂拓展了现代课堂的内涵，也必将影响学校的办学模式走向――虚实教学的有机结合，一方面学生在正规学校接受有限的学校教育，另一方面学生在更广阔的时空范围内通过个性化的学习空间去巩固、弥补和拓展学校教育的成果。

个人学习空间必须具备卓越的跨平台、跨设备支撑，实现移动终端、台式计算机等多种设备的访问能力，从而实现对翻转课堂等教育新理念的全面支撑。典型应用场景为：课前，教师依据教学任务下发学习任务，如教学微视频、练习材料等，督促、汇总学生学习情况;课中，依托教学互动系统开展教学活动，全程记录学生课堂学习痕迹，为课后针对性补救奠定基础;课后，依据学生课中学习的记录分析，在个人学习空间中突出对其缺失或不足的知识进行弥补和强化，推送相应微学习视频和练习辅导，并依据反馈信息抉择下一步处置策略。

四、未来课堂建设的几点思考

（一）微视频对未来课堂的重要意义

微视频（微学习视频）是2014年最潮的教育名词，它与当前的教学改革密切联系。有关其特征、设计或制作等讨论的问题均已受到广大教师和学者的关注，此处仅讨论几个应用层面的问题。

（1）单个存在的微视频价值不大，依据微视频的课程、资源的两大特性，微视频建设必须依托课程编排形成体系，才能集微成众，构建起微视频资源库，从而形成对学科教学连续、完整的支撑，才能突现其存在的价值。

（2）微视频与教学改革有机结合才具有真正意义。未来课堂实现了对翻转课堂等教革理念的支撑，翻转课堂的课前辅学环节是微视频最为重要的应用之一;同时，未来课堂强化了个性化学习空间的建立，课后补救与辅导环节也是其重要的应用场景。

（3）微视频的教学主题及其难度选择非常重要，不能随意地将课中学习内容移植到课外学习，同时，教学内容不宜过于简单或困难，教学过程富有趣味性和启发性，注重培养学生独立思维与科学探究的能力。

（二）适合学校实际的未来课堂建设方案

现阶段，关于未来课堂的建设与应用依然处于探索阶段，许多学校都想抓住难得的教学改革机遇，引领和推进学校教育教学发展。时代赞赏这样的改革精神，但在未来课堂建设问题上，依旧需要保持清醒的头脑，才能建设适合学校实际的未来课堂。

（1）未来课堂的硬件基础建设有待发展成熟。主要指移动终端设备屏显、书写体验与电池续航能力等，它会直接影响到学校的硬件投资回馈率、常态化应用能力及教室基础设备设施建设等。

（2）未来课堂的软件支撑尚需进一步完善。虽然当前教育市场上推行的互动教学、个人学习空间等系统繁多，但真正能与课堂教学有机结合，能延续教师早期教学成果（如课件等），并契合教师教学惯性思维（如教学操作习惯等）的极少。

最后，任何革新都会是一次经历苦痛的重生，未来课堂的改革推进自然也不会一帆风顺，我们需要坚定改革的信念和决心，未来课堂的教学模式必将遍布神州教育。

参考文献：

[1] 陈卫东，叶新东，许亚锋.未来课堂：智慧学习环境[J].远程教育杂

志，2012，（7）.

[2] 成都交大电子有限责任公司，成都石室中学.慧道-石室智慧教

室系统软件功能拓扑图介绍[M].2014.