苏州大学教育学院,苏州
现代信息技术的飞速发展正深刻改变着人们的学习、生活与生产方式。习近平总书记在党的二十大报告中明确指出,要推进教育数字化,建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国[1]。《中国教育现代化2035》亦将“加快信息化时代教育变革”列为重要战略任务,提出通过建设智能化校园,综合运用互联网、大数据和人工智能等技术统筹建设一体化智能化教学平台,促进形成网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系[2]。教育数字化的核心特征之一是人工智能与教育的深度融合、相互赋能[3],智慧课堂作为先进信息技术与教育教学深度融合的新兴教学环境,是学校教育数字化转型的主阵地[4]。互动是智慧课堂的核心要素[5],能够推动教师、学生、技术与教学资源的深度融合。然而在实际教学中,智慧课堂互动也存在个性化反馈不足、情感互动缺失[6]等问题,制约了学生的有效学习。基于此,本研究通过对国内外相关主题文献的系统性梳理,剖析智慧课堂互动研究的核心主题与理念演进逻辑,为未来研究方向与实践路径提供参考。
本研究的文献检索范围涵盖中国知网、万方、维普及Web of Science(WOS)核心期刊数据库,采用内容分析法对文献进行主题编码与分类。本研究通过逐篇研读文献的研究问题、研究假设、研究方法与核心结论,先确立一级主题框架,再进一步拆解二级主题,最终形成“理论研究—设计研究—行为研究”三大一级主题,各一级主题下细分具体二级主题。其中,理论研究聚焦智慧课堂互动的基础理论建构,包括模型构建、功能阐释与特征提炼;设计研究侧重支撑智慧课堂互动的技术工具与研究工具开发;行为研究通过实证方法探究智慧课堂互动实践的效果与优化路径。
智慧课堂互动的理论研究起步较早。早期研究多聚焦智慧教室的硬件建设与技术应用,如Skipton将智慧教室定义为基于电子或技术增强的教室,尚未形成对智慧课堂互动的专门探讨[7]。2008年,IBM公司“智慧地球”概念的提出,推动智慧化理念向教育领域渗透,学者们开始关注智慧教室的教育价值,课堂互动作为核心要素逐渐进入研究视野,相关理论成果持续涌现。
模型建构是理论研究的核心内容。Milne率先提出未来教室的二元互动模型,即人与人的互动、人与信息的互动[8]。黄荣怀等人进一步整合先前研究,提出SMART模型,涵盖内容呈现、环境管理、资源获取、及时互动及情境感知五大模块,并将即时互动细分为便利操作、流畅互动和互动跟踪三个维度[5],强化了模型的实践指导性。总体来看,智慧课堂互动模型呈现出“维度拓展—内涵深化—聚焦核心”的演进特征,学界对互动主体、互动过程的认识日益全面,为后续实证研究提供了坚实的理论框架。
早期研究对智慧课堂互动功能的认知较为表层,多强调其便利化、生活化、自由化等特征。例如,Plantamura等认为,智慧课堂互动能够使学生体验真实生活情感,让语言学习更具生活化与真实性[9]。Wong指出智慧教室可实现课堂互动的自由化与多样化,进而激发学生兴趣、深化学习体验[10]。随着研究的深入,学者们逐渐认识到智慧课堂互动的深层教育价值:一方面,其能够促进师生深度交流,提升学生课堂参与度,推动小组合作与探究学习,同时辅助教师开展即时反馈与个性化指导[11];另一方面,其在构建和谐平等师生关系[12]、促进学生深度学习[13]等方面发挥着重要作用。这一认知转变表明,智慧课堂互动已从单纯的教学辅助手段,升级为支撑教育目标实现的核心要素,体现了技术与教育教学融合的深层逻辑。
现有文献主要从技术与教育两个维度提炼智慧课堂互动的特征。技术维度上,相较于传统教室,智慧课堂互动具备情境自然多样、突破语言限制、多通道输入、多感官并用等特点[14,15],这得益于人工智能、大数据等技术的支撑;教育维度上,学生互动更具个性化与自主化[16],教师身份从传统的互动组织者、监督者转变为引导者与支持者,凸显了“以学生为中心”的教育理念[17]。这种双重特征的提炼,既反映了新兴技术对课堂互动形式的革新作用,也体现了教育理念自身的完善。随着技术与教育教学的深度融合,智慧课堂互动特征的内涵仍在持续丰富,呈现出动态演进的趋势。
设计研究是连接理论与实践的桥梁,主要聚焦课堂互动工具与课堂观察工具的开发与优化,为智慧课堂互动的开展提供技术支撑与研究方法。
智慧课堂互动工具的研发经历了从技术导向到用户导向,再到教育导向的转变。早期研发多聚焦外部环境的技术集成,与课堂互动的关联性较弱。例如,加拿大某研究团队研发的设备集成化终端系统,教师可通过一个控制面板操纵所有智能设备,虽降低了设备使用负担[18],但未关注师生互动需求;德国某团队开发的智能代理服务器,实现了设备集成化与工作状态检测,进一步提升了课堂效率[19],但仍未突破技术辅助教学的局限。随着研究的反思与技术的发展,互动工具研发开始回归课堂互动本质,凸显学生的主体地位[20]。学乐云、雨课堂等工具相继涌现,但实践中暴露出互动形式单一、互动深度不足、缺乏有效评价等问题。针对这些缺陷,王晓春在智慧教室大规模使用Pad的背景下,构建了以Pad为主体的多终端协同智慧教学平台框架[21],为高校课堂互动工具研发提供了理论指导。总体而言,课堂互动工具的研发已从传统的教室物理改造,转向技术与互动需求的深度融合,其核心目标已转变为促进师生深层次互动与学生深度学习,体现了技术服务于教育本质的发展逻辑。
智慧课堂互动观察工具的研究主要围绕弗兰德斯互动分析系统(Flanders Interaction Analysis System,FIAS)的改进展开,该系统是美国教育家弗兰德斯于20世纪创建的课堂言语互动分析工具,包含教师言语行为、学生言语行为及课堂沉寂三大类别,共十种互动行为编码[22],但其难以适配智慧教室环境下的课堂互动特征。国外学者Amidon等人将FIAS编码从10个扩展至24个[23],细化了互动分析维度,但过多编码增加了观察难度,未得到广泛使用。国内学者在FIAS及国外改进版本基础上,结合智慧教育环境特点进行创新:顾小清和王炜提出ITIAS系统,纳入课堂互动中的技术成分[24],但18种编码仍存在过于细化的问题;方海光团队对FIAS与ITIAS进行优化,推出改进型弗兰德斯互动分析系统IFIAS,将编码精炼至14种,降低了观察负担[25],但存在技术成分被忽视的问题;李红美等人创建双编码分析系统ARSIAS[26],实现技术与教学的融合;韩后等学者开发的OOTIAS系统,细化了技术层面的互动行为类型[27],但24种编码再次增加了观察负担。现有智慧课堂互动观察工具设计的核心逻辑是“适配智慧环境—细化互动分类—平衡观察效率”,但仍未妥善解决“全面性”与“操作性”的矛盾。如何在精简编码体系的同时,全面覆盖智慧教室中多模态、技术赋能的互动形式,是未来观察工具设计的核心议题。
随着智慧教育理念的普及与智慧教室的广泛应用,学者们通过实证研究探究智慧课堂互动的实践效果与优化策略,形成了丰富的研究成果。
传统课堂互动多依赖师生交流、小组讨论等形式,难以发挥智慧教室的技术优势,课堂互动效率有限。针对这一问题,学者们聚焦技术与互动的深度融合,探索新型课堂互动策略。陈蓓蕾等人设计的技术支持型教学交互策略,有效提升了学习者的互动参与度与深度学习水平[28]。随着5G技术的普及,有学者开发5G环境下多模态融合教学互动策略,实证验证其对提升学习者学习体验的显著作用[29]。这些新型策略的核心特征是“技术赋能”与“数据驱动”,通过整合先进技术与教学理念,突破传统课堂互动策略的局限,为智慧课堂互动的优化提供了实践路径。
学界对智慧课堂互动有效性的认知存在分歧。多数研究者认为,智慧教室支持多种互动形式,鼓励学生个性化创作[30],提升合作参与度,充分体现“教师为主导、学生为主体”的理念,能够有效促进学生深度学习。部分学者则提出不同观点,认为智慧课堂互动本质上未超越传统课堂,仍以教师为主导[31,32]。经分析,导致这一争议的原因主要包括三方面:其一,研究学科差异。抽象程度较高的学科(如数学)中,教师讲解仍是知识传授的核心,智慧课堂互动对学习效果的提升作用有限,而人文学科(如语文、英语)中,多样化互动形式更能够促进学生多感官输入与深度理解。其二,研究学段差异。低年级学生技术适应能力较弱,难以承受技术符合,互动效果欠佳;高年级学生技术接受度与适应性更强,互动效果更优。其三,教师技术素养差异。技术操作能力较弱的教师在教学中需分散精力关注设备使用,甚至因操作失误影响课堂秩序,导致互动效果不佳。这一争议表明,智慧教室课堂互动的有效性并非绝对,而是受多种因素影响,未来研究需构建更全面的评估框架,综合考虑学科特点、学段特征、教师素养等变量。
智慧教室环境下的课堂互动研究涵盖理论、设计、行为三大主题,其中理论研究涉及模型建构、功能与特征探讨,设计研究聚焦互动工具与观察工具的开发,行为研究则围绕互动策略及有效性展开。该领域研究呈现出从技术辅助到技术融合的显著转变:早期研究具有鲜明的“技术辅助”特征,彼时智慧教室课堂互动的模型尚未完善,功能与特征的学界共识未形成,受设备引进初期、教育理念转型阶段的双重影响,学界对技术赋能课堂互动的认知较为初级,相关建设多集中于物理环境改造,技术虽在一定程度上提升了互动效率,但本质与传统课堂差异不大,难以有效促进学生深度学习。随着“智慧地球”概念的普及与智慧教育研究的深化,学者们逐渐意识到智慧教室并非单纯的设备技术堆砌,而需实现教育理念、教学方法与技术的深层次变革,因此后续研究转向技术与教育的深度融合,通过理论建构、技术研发与策略优化,让课堂互动具备便利化、个性化、实时性与多感官交互性等特点,既实现了技术与课堂互动的深度融合,也显著提升了互动效率与学生深度学习效果。
未来智慧课堂互动研究需在现有基础上进行针对性突破:理论层面,尽管当前学界已形成对智慧课堂互动功能、特征的共识,构建的交互模型也具备概括性,但对理论研究的重视仍显不足,且智慧课堂的前沿性要求其紧跟技术发展步伐,因此未来需进一步深入探究课堂互动的深层次机制,突破传统课堂互动框架,同步推进智慧教室改造与教育理念升级;设计研究层面,现有互动工具存在师生适应性不强、对提升互动效果作用有限的问题,观察工具多源于传统课堂互动分析系统的改造,过度侧重言语互动、忽视多感官互动与技术成分,且部分编码系统复杂导致观察负担加重,未来需充分考量师生对先进技术的适应程度,开发兼具前沿性与可操作性、契合智慧课堂需求的互动及观察工具;行为研究层面,当前学界虽通过实证研究积累了一定成果,但在互动有效性评价与策略可行性验证方面存在认知分歧,未来需结合学科差异、年级特点、教师信息技术素养等多元因素,从更客观的视角完善评价体系、验证互动策略,推动研究朝着更深层次发展。
[1] 中华人民教育部.数字化赋能高等教育高质量发展[EB/OL].(2022-12-18)[2024-07-23].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s5148/202212/t20221219_1034999.html.
[2] 中共中央,国务院.中国教育现代化2035[N].北京:新华网,(2019-02-23)[2024-07-23].http://www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201902/t20190223_370857.html.
[3] 孙典,王莉,商立媛.人工智能赋能我国高等教育高质量发展的内涵、困境及路径[J].现代教育管理,2024(6):34-42.
[4] 刘邦奇.智慧课堂引领教学数字化转型:趋势、特征与实践策略[J].电化教育研究,2023,44(8):71-79.
[5] 黄荣怀,胡永斌,杨俊锋,等.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究,2012,18(2):22-27.
[6] Mao Q,Fang X,Jiang L,et al.Enhancement or Impediment? How University Teachers’ Use of Smart Classrooms Might Impact Interaction Quality[J].Sustainability,2023,15(22):15826.
[7] Skipton C,Matulich E,Papp R,et al.Moving from Dumb to Smart Classrooms:Technology Options and Implementation Issues[J].Journal of College Teaching & Learning(TLC),2006,3(6).
[8] Milne A J.Entering the Interaction Age:Implementing a Future Vision for Campus Learning Spaces[J].Educause Review,2007,42(1):12-31.
[9] Plantamura V L,Gentile E,Angelini A.Intelligent Interaction for Linguistic Learning[C]//Affective Computing and Intelligent Interaction:First International Conference,ACII 2005,Beijing,China,October 22-24,2005.Proceedings 1.Berlin:Springer Berlin Heidelberg,2005:947-955.
[10] Wong W.The Case for Smart Classrooms[J].Community College Journal,2008,79(2):31.
[11] 黄晓锋.论Hiteach互动系统在课堂教学中运用[J].上海教育科研,2013(12):65-66.
[12] 张亚珍,张宝辉,韩云霞.国内外智慧教室研究评论及展望[J].开放教育研究,2014,20(1):81-91.
[13] 陈蓓蕾,张屹,杨兵,等.智慧教室中的教学交互促进大学生深度学习研究[J].电化教育研究,2019,40(3):90-97.
[14] 杨现民.信息时代智慧教育的内涵与特征[J].中国电化教育,2014(1):29-34.
[15] 徐振国,陈秋惠,张冠文.新一代人机交互:自然用户界面的现状、类型与教育应用探究——兼对脑机接口技术的初步展望[J].远程教育杂志,2018,36(4):39-48.
[16] Peña-Ríos A,Callaghan V,Gardner M,et al.Towards the Next Generation of Learning Environments:An InterReality Learning Portal and Model[C]//2012 Eighth International Conference on Intelligent Environments.Washington:IEEE,2012:267-274.
[17] 何文涛,杨开城,张慧慧.智慧教室环境下协作学习的行为构成及其特征分析[J].电化教育研究,2017,38(11):87-95.
[18] Cooperstock J.Intelligent Classrooms Need Intelligent Interfaces:How To Build A High Tech Teaching Environment That Teachers Can Use?[C]//2003 Annual Conference.Washington:ASEE,2003:8-759.
[19] Ramadan R A,Hagras H,Nawito M,et al.The Intelligent Classroom:Towards an Educational Ambient Intelligence Testbed[C]//2010 Sixth International Conference on Intelligent Environments.Washington:IEEE,2010:344-349.
[20] Badam S K,Elmqvist N.Polychrome:A Cross-Device Framework for Collaborative Web Visualization[C]//Proceedings of the Ninth ACM International Conference on Interactive Tabletops and Surfaces.New York:ACM,2014:109-118.
[21] 王晓春.以Pad为主体的多终端协同智慧教学平台框架[J].现代教育技术,2018,28(11):121-126.
[22] Flanders N A.Intent,Action and Feedback:A Preparation for Teaching[J].Journal of Teacher Education,1963,14(3):251-260.
[23] Amidon E J,Hough J J.Interaction Analysis:Theory,Research and Application[M].New York:Rinehart & Winston,1967.
[24] 顾小清,王炜.支持教师专业发展的课堂分析技术新探索[J].中国电化教育,2004(7):18-21.
[25] 方海光,高辰柱,陈佳.改进型弗兰德斯互动分析系统及其应用[J].中国电化教育,2012(10):109-113.
[26] 李红美,张剑平.面向智慧教室的ARS互动教学模式及其应用[J].中国电化教育,2015(11):103-109.
[27] 韩后,王冬青,曹畅.1∶1数字化环境下课堂教学互动行为的分析研究[J].电化教育研究,2015,36(5):89-95.
[28] 陈蓓蕾,张屹,杨兵,等.技术支持的教学交互策略促进交互深度研究[J].中国电化教育,2019(8):99-107.
[29] 蔡苏,焦新月,杨阳,等.5G环境下的多模态智慧课堂实践[J].现代远程教育研究,2021,33(5):103-112.
[30] 江毅,王炜,李辰钰,等.智慧教室环境下师生互动行为研究[J].现代远距离教育,2019(3):13-21.
[31] 李利,梁文洁,薛锋.智慧教室环境中的课堂互动教学现状分析——基于小学数学课堂教学个案的研究[J].电化教育研究,2018,39(3):115-121.
[32] 刘喆,陈霓.智慧教室环境下的课堂教学互动行为分析——以10个初中数学优质教学视频课例为观察对象[J].现代教育技术,2021,31(9):28-36.