如何应用信息技术构建智慧课堂
东北师范大学 钟绍春
一、我们追求什么样的课堂
我们的教育遇到了什么问题？
1.学生缺乏学习动力，没有兴趣。
2.智慧培养远远不足，缺乏创造力等。
理想课堂：学生轻松、愉快、主动、高质高效学习，形成系统解决问题的能力，尽可能培养智慧；同时教师也尽可能轻松、愉快、高效。
如何轻松、愉快、主动，并非易事。
轻松、愉快的关键是已经学习的知识用途明确、体系完整、融会贯通；新知识学习的动因明确、与原有知识的关系清楚；新知识学习中的疑难点有有效的破解手段等。
主动的关键是有值得让学生思考和研究的问题，所学知识能够用于解决感兴趣的实际问题，让学生感觉到通过学习会有成就感和自信心，让学生更有智慧。
现在的教育：学生绝大多数时间是在完成课程学习，主要集中在知识的学习和能力的培养方面。
课程改革主要集中在方式和方法方面。尽管强调创新能力培养，但在学科教学中很难落实。过程与方法试图培养学生的创新性思维能力，但在具体教学内容安排上，往往只有知识与技能。
为此，中小学和大学都在开展科技创新类的活动，试图通过这类活动培养学生的创造性思维能力。但是，很多学生对于规定学习内容以外的内容可能没有兴趣，更没有精力参与。
最可行的途径是在学生必须学习的任务中完成，即在规定的课程中完成。
如何在规定的课程中完成培养学生的创造性思维能力和综合解决问题的能力呢？关键是在教学目标中要有能够落实创造性思维能力和综合解决问题能力培养的目标。
智慧教育：是指能够培养学生智慧的教育。
智慧：是一种不同于一般大众所具备的问题解决能力，主要特征是能够发现一般人发现不了的问题，能够解决一般人解决不了的问题。按照解决问题的情况不同，智慧分为：创新智慧、发现智慧和应用智慧。
创新智慧：在已有工作基础上或空白情况下，构想出新思路、新方法、新模型、新产品、新技术等的能力。
发现智慧：发掘已经存在但尚未被认知的事物及其属性、事物之间的关系等。
应用智慧：应用所学知识解决一般人解决不了问题的能力。
智慧教育，从学习目标、方式方法和支撑环境等方面改变了教育理论和方法。
学习目标方面：在已有教育目标“学会知识并转化为问题解决能力”的基础上，扩充“让学生学会逐级发现已有知识和能力解决不了的问题，并能够构想出应当有什么样的知识和能力才能解决这些问题”，在此基础上，“学会这些知识并转化为解决问题的能力”。扩充这样的教育目标，激活了学生的学习欲望，培养学生的创新性思维能力，将知识融会贯通，让学生真正有智慧。
比如，小学科学课“电池盒和电灯座的认识”一课，教师的教学设计如下：
教学目标：
（1）认识电池盒和电灯座的结构和作用；
（2）能够用电池盒和电灯座搭接电路；
（3）能够与生活建立联系。
教学过程：
1.认识电池盒和电灯座的结构和作用：分小组，每个组发电池盒和电灯座，让学生通过合作探究、个性化学习方式认识电池盒和电灯座的结构和作用。
2.能够用电池盒和电灯座搭接电路：对于简单电路，用能够用电池盒、电灯座、灯泡、电线等搭接电路；对于多个灯泡的电路，让学生通过平板电脑，利用仿真软件完成。
3.与生活建立联系，通过实物、软件和素材来完成。
问题：学生尽管是合作、探究、个性化学习，而且利用电子书包等现代化手段，但学习内容还是学会知识并转化为解决问题的能力。对于为什么学、如何培养创新性能力是很难完成的。
解决办法，按照智慧教育的思路，在教学目标中加入两个新的目标，就可能较好的解决上述问题：
让学生发现用电灯泡、电池盒电线搭接电路时手撒不开、无法独立搭接多个灯泡等等问题。
让学生构想出什么样的装置能够解决所遇到的问题。
扩充这样的教育目标：学生学会发现问题且能够构想出解决问题应有什么样的知识和能力、掌握知识并能够融会贯通，使学生更有自信心和价值感，能够激活学生的学习兴趣，并有持续且高昂的学习欲望；能够将知识融会贯通；培养了学生的创新性思维能力，变得越来聪明，让学生真正有智慧。
二、实现理想课堂的思路及瓶颈问题
（一）实现理想课堂的基本思路
准确界定教学目标。
尽可能培养智慧，以能力为导向，梳理方法，理清思路与规律。
为每一个目标设计最佳学习过程。
应能够推出学习步骤（需要比较方案）。
安排适切的教学条件。
整合点判定，比较信息技术支持方案，构建环境。
有效组织教学活动。
（二）实现理想课堂的主要瓶颈问题
1.学生学习的主要瓶颈
学习动力不足。
疑难知识不好理解。
缺乏问题发现与构想环境。
很难做到个性化学习、情趣相投的合作学习。
难以动态获取有针对性的学习资料。
大多数情况下与教师没有机会交流。
很难管理自己的学习过程。
2.教师教学的瓶颈
疑难知识讲解困难。
很难构建学生能力形成的实践环境。
很难构建学生个性化学习环境。
很难构建学生情趣相投合作学习环境。
很难为学生提供丰富的有针对性的学习资料。
很难与所有学生随时沟通。
很难管理教学过程，分析教学质量。
很难快速、方便备课。
三、信息技术如何破解实现理想课堂的瓶颈问题
（一）理念、原则与方向
理念：技术支持创新，思路引领方向。
原则：按照学与教的需要应用技术。
方向：构建新型的学与教环境，破解实现理想课堂的瓶颈问题，支持智慧型人才培养，实现教育现代化。
（二）理想课堂瓶颈问题的破解方法与途径
1.问题发现与构想环境建立
（1）发现问题
关键：让学生有机会系统应用与拟学习知识直接衔接的已有知识，且在应用中让学生逐步发现已有知识解决不了的问题。
思路：引出系列的生活中实际任务，让学生自己探究能否应用已有知识完成，进而发现解决不了的问题。
技术路径：任务专题网站，完成任务的探究环境（实验、作曲、设计等模拟环境，写作、交流、阅读等应用平台）。
例子：在学习勾股定理时，让学生发现诸如“测量河宽或楼高”等任务是应用已有知识完成不了的任务。
（2）构想环境建立
关键：引导、激发构想，呈现构想，并可以不断地调整。
思路：提供可激发、引导构想的类比案例，并给出呈现构想的表达环境。
技术路径：可激发、引导构想的类比案例专题网站，表达构想的探究环境（三维呈现环境，写作、交流等呈现平台）。
例子：在勾股定理探究时，如学生发现应有办法通过直角三角形的一条边和一个角测量楼高的想法时，可提供楼、画线和角等工具，让学生表达出自己的构想。
2.疑难知识理解
物理、化学、生物、数学、科学、地理等学科最普遍的是抽象知识不好理解，知识综合运用困难。
抽象知识理解：生活中能够看得见的，主要采取图片、视频、音频方式；生活中很难或无法看得见的，主要采取演示动画、虚拟仿真等方式。原理讲解、方法学习，主要采取视频、演示动画等方式；操作能力培养、探究活动支撑，主要采取可交互虚拟仿真方式。物理发动机工作原理。人体结构。
综合运用：采取建立问题驱动式学习环境方式，建立知识分类树、每个知识的关键点、知识之间的关联应用方式、典型应用题，帮助学生深化知识、建立体系。
语文、英语、历史等学科有多种类型的困难，如方法掌握和应用、情景创设、背景介绍、资料查询等。
解决办法：
电子课文编辑和应用工具、文章理解支持工具，根据整合点需要将有关资料集成在整合点上，按照使用需要提供检索方式；或建立资料库、专题网站等。《狼牙山五壮士》
情景创设，真实场景主要通过视频、音频、图片等方式完成。不可再现的场景、微观或太宏观的场景主要采取模拟方式实现。
3.个性化与协作环境构建
（1）个性化
主要困难：对问题有针对性、层次合适的学习内容获得。
解决办法：对不同问题，分层提供学习内容，形成系统学习环境。
（2）协作
主要困难：情趣相投的合作建立、内容交流等。
解决方法：根据学生情况进行网络分组，建立情趣相投的合作；采取基于学科虚拟平台、视频会议技术建立的内容交流支撑环境。
4.学习管理与评价
（1）学习管理：系统全面管理学生学科学习情况。
（2）学习评价：实时测试和评价学生学习情况。
5.快速备课
主要问题：个性化教学软件及学习软件制作困难。
解决方法：学科教学工具+仿真实验室+资源库+备课管理系统+共建共享平台。
四、教师队伍应提升哪些能力
1.教师
（1）能够正确界定教学目标，科学设计教学过程，准确判定整合点。
（2）能够制定出有针对性的技术解决方案。
（3）能够正确选择教学资源和软件，构建有效的教学环境。
（4）能够应用资源和软件，有效组织课堂教学活动。
（5）能够科学评价教学效果。
2.教研员
（1）自己能够按照科学的方法设计课。
（2）指导教师按照科学的方法设计课，剖析设计中可能存在的问题，给出修改意见。
（3）组织研讨和示范活动。
（4）组织应用评比，评选有引领性案例。
（5）组织教师建立学科资源框架、筛选资源、开发特色资源。
（6）与教师共同提出信息化环境及资源需求。
3.信息技术人员
（1）汇总教研员及教师的信息化环境及资源需求，设计信息化环境和资源的总体架构。
（2）建设区域公共服务平台及数字校园。
（3）为教师及教研员提供特色资源与软件的开发技术支持。
（4）为教师及教研员提供平台与软件的操作培训。
（5）为教师教学提供必要的技术保障。
4.校长及管理人员
（1）组织教研员及骨干教师成立教学创新示范工作组，制定应用推动方案并实施。
（2）组织教研员、信息技术人员及骨干教师成立资源、软件及环境建设工作组，制定建设方案并实施。
（3）监督、检查建设与应用推动情况。
（4）制定评审标准，并实施。
（5）制定保障措施，并实施。
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