信息技术支持下的数字变革和创新

信息技术信息技术支持下的教学变革支持下的教学变革和和创新创新 -构建构建智慧课堂智慧课堂 钟绍春 东北师范大学 教育部数字化学习支撑技术工程研究中心 关于教育信息化，我们需要认真思考和研究的问题： p信息技术与教育如何融合才能产生革命性的影响， 如何在主战场上发挥作用？ p如何进行教育信息化的顶层设计？ p什么是教育云平台、数字校园、宽带网络校校通、 优质资源班班通、网络学习空间人人通，它们之间 什么关系？ p宽带网络校校通如何建设，优质资源班班通、网络 学习空间如何推动？ 一、什么样的应用是革命性的? 二、如何实现革命性的应用? 三、支持创新的信息化环境建设与应用 p 信息技术与教学之间可能的关系 p 教育的根本问题及创新方向 p 信息技术与教学融合的方式及革命性标志 一、什么样的应用是革命性的? 教育 教学 1.信息技术与教学之间可能的关系 信息 技术 按照需要 提供条件 为创新提 供支撑 教学模型信息技术 创新 教育模型不好，再好的技术也解决不了教育核心问 题。 没有有效的环境，很难创新教育模型，即便有好的教 育模型也只能是空想。 支撑 p 信息技术与教学之间可能的关系 p 教育的根本问题及创新方向 p 信息技术与教学融合的方式及革命性标志 一、什么样的应用是革命性的? 缺乏学习动力，没有 兴趣。 缺乏创造力，智慧培 养远远不足。 被逼无奈、别无选择 ，痛苦学习。 2.教育的根本问题及创新方向 【1】教育的根本问题 学生绝大多数时间 学知识、做题 智慧提升远远不够 A BC D 锐得锐得PPTPPT炫彩立体图表炫彩立体图表 改革主要在实践能 力、方式和方法方面 科技创新活动培养学生创造 性思维能力，但不是主战场 轻松、愉快 主动 提升智慧高质高效 理想课堂 （智慧课堂） 【2】教育创新的方向-智慧教育 什么是智慧？ 发现智慧 应用智慧 创新智慧 智慧 发现一般人发现不了问 题和解决一般人解决不 了问题的思维能力。 构想 抉择评价 归纳 智慧 特征 发现 智慧的特征和形成方式 形成：经历过程、 积累思维经 验。 p 信息技术与教学之间可能的关系 p 教育核心问题及教改方向 p 信息技术与教学融合方式及革命性标志 一、什么样的应用是革命性的? 平移性应 用 支撑感觉 针对性应 用 支撑整合点 创新应用 模式变革 智慧应用 目标变革 革命革命 一般、一般、辅辅辅辅助助 融合融合 3.信息技术与教学融合方式及革命性标志 革命性应 用的标志 创新人才培养 目标和模式 创设有效的情 景化学习环境 提升教学质量 促进教育公平 目前，应用多数是平移、按整合点搞应用，主要支 持原有的教学目标和思路。 原有的教学目标和思路在常规教学条件下是都能够 完成的，信息技术的应用大多数只是提高了效率， 用不好还起到负面作用，普遍存在着效果不明显的 问题。 一、什么样的应用是革命性的? 二、如何实现革命性的应用? 三、支持创新的信息化环境建设与应用 革命性应 用的标志 创新人才培养 目标和模式 创设有效的情 景化学习环境 提升教学质量 促进教育公平 教 学 模 型 支撑环境 二、如何实现革命性的应用？ 集体 备课 教学 观摩 专家 讲座 交流 研讨 主动 轻松愉快 高质高效 以学生 为中心 会思考 会创造 有智慧 提升教学质量 1 促进教育公平 2 人才培养目标 大规模复制优质课堂 教学模式教学方法共享优质资源 创新教学模型 微 课 情景化的信息化支撑环境 p 如何实现教学中的革命性应用（提升质量） p 如何实现均衡发展中的革命性应用（促进均衡 ） 二、如何实现革命性的应用 p 实现教学中革命性应用的基本思路 p 实现教学中革命性应用的途径与方法 p 革命性应用需要信息技术破解的瓶颈问题 p 革命性应用的典型案例 （二）如何实现教学中的革命性应用 系统剖析教学中 存在的主要问 题。 从教学目标和教 学模式两个方面 研究破解的思路 和办法。 按照整合点的需 要研究信息技术 的应用方式及信 息化支撑环境。 在信息技术条件 下，构思最佳教 学过程。 1.实现教学中革命性应用的基本思路 p 需要思考的问题： 学科教学是否存在人才培养目标和模式需 要变革的情况，如果没有，哪来的革命性 应用呢？ 需要变革时，如何变革？ 信息技术能够从哪些方面创设 情景化学 习环 境？ p 实现教学中革命性应用的基本思路 p 实现教学中革命性应用的途径与方法 p 需要信息技术破解的瓶颈问题 p 革命性应用的典型案例 （二）如何实现教学中的革命性应用 让学生主动学习； 让学生轻松愉快地学习； 让学生会思考、会创造、变聪明，有智慧； 让学生有修养、热爱生活、发自内心友善； 让学生能够动态确定自己的学习方向。 2.实现教学中革命性应用的途径与方法 有值得让学生思考和研究 的问题或完成的任务。 解决问题或完成任务正好 需要本节课要学习的知 识。 1如何让学生主动学习 让学生主动学习； 让学生轻松愉快地学习； 让学生会思考、会创造、变聪明，有智慧 ； 让学生有修养、热爱生活、发自内心友 善。 让学生能够动态确定自己的学习方向。 2.实现教学中革命性应用的途径与方法 新知识学习中的疑难点有 有效的破解手段和办法。 2如何让学生轻松、愉快学习 让学生主动学习； 让学生轻松愉快地学习； 让学生会思考、会创造、变聪明，有智慧 ； 让学生有修养、热爱生活、发自内心友 善。 让学生能够动态确定自己的学习方向。 2.实现教学中革命性应用的途径与方法 要有能够培养学生会发现、会创造，聪 明起来的学习目标，能够落实这些目标 的教学模式及有效的情景化学习环境。 3如何让学生会发现、会创造，有智慧 基础础 知识识 应应用方法与技能 基本和综综合 学学习习 目目标标 识识 记记 理理 解解 发现与发现与 归纳归纳 掌掌 握握 理理 解解 应应 用用 综合综合 应用应用 创创新思新思维维能力能力 知识的建构，有两种方式：学习建构和归纳建构。 前者只是学习，后者是智慧形成。 教学教学 模式模式 知识与 技能 创新思 维能力 自主与 协作 讲授 让学生会思考、会创造，聪明起来的基本方法 基本知识识 发现与发现与 归纳归纳 学生 教师 应应用基本知 识识解决问题问题 的方法与技能 基本知识识与 应应用方法体 系 梳理梳理 实践实践 自主 协作 组织、引导、指导 管理、评价、讲解 问题问题 任任务务 学学习习 环环境境 教师 学生 制制 定定 学学 习习 方方 案案 发现与发现与 归纳归纳 课后课后学习学习 实践与综实践与综 合应用合应用 知识知识 理解理解 制制 定定 指指 导导 方方 案案 测试与评价测试与评价 课堂学习课堂学习 让学生主动学习； 让学生轻松愉快地学习； 让学生会思考、会创造、变聪明，有智慧 ； 让学生有修养、热爱生活、发自内心友 善。 让学生能够动态确定自己的学习方向。 2.实现教学中革命性应用的途径与方法 p 前面三个方面的事情做到了，学生自 然而然地心态好了、有修养了、发自 内心友善了、真诚了，热爱生活。 p 因此，立德树人应在学科教学中完 成。 4让学生有修养、热爱生活、发自内心友善 让学生主动学习； 让学生轻松愉快地学习； 让学生会思考、会创造、变聪明，有智慧 ； 让学生有修养、热爱生活、发自内心友 善。 让学生能够动态确定自己的学习方向。 2.实现教学中革命性应用的途径与方法 p 要有科学的测试办法，动态测试出学 生学习的个性化状况。 p 根据学生个性化学习状况，选择进一 步学习方向，并制定出合适的学习方 案。 5让学生能够动态确定自己的学习方向 p 实现教学中革命性应用的基本思路 p 实现教学中革命性应用的途径与方法 p 需要信息技术破解的瓶颈问题 p 革命性应用的典型案例 （二）如何实现教学中的革命性应用 问题问题 与 任务务布 置 问题发问题发 现现 知识识构 想与归归 纳纳 学习习管 理与评评 价 协协作学 习习 个性化 学习习 综综合应应 用与实实 践 疑难难知 识识理解 3.需要信息技术破解的主要瓶颈问题-情景化环境建立 建立情景化环境可 用的手段和条件 交互教学设备交互教学设备 云资源平台云资源平台 虚拟仿真、虚拟仿真、3D3D打印打印 网络学习空间网络学习空间 p 实现教学中革命性应用的基本思路 p 实现教学中革命性应用的途径与方法 p 需要信息技术破解的瓶颈问题 p 革命性应用的典型案例 （二）如何实现教学中的革命性应用 4.案例剖析 从原有的、新的教学思路 和方法做对比分析。 从主动、轻松愉快、智 慧提升等方面改进。 案例案例1 1 初中数学初中数学 “勾股定理勾股定理” 1.1.原有原有 【1】教学目标 掌握、理解勾股定理； 掌握多种勾股定理的证明方法； 能够应用勾股定理解决生活实际问题。 通过勾股定理的学习和应用培养逻辑思维能力。 通过勾股定理的学习，使学生热爱数学。 【2】教学模式 教学方式：以学生为中心，学生自主、协作学习， 教师组织、引导和指导。 教学方法： 学生通过多个直角三角形的三边数量关系认识勾 股定理； 通过证明理解勾股定理； 通过解决生活实际问题感悟、体验 勾股定理并形成解决问题的能力。 p 动力问题的解决思路和办法： 让学生完成一个任务，某人要买一批木板， 知道家里门高和宽，帮助判断木板能否搬进 家中。 2.2.改进改进 p 智慧培养问题的解决思路和办法： 学生自己猜想并验证出三边可能的关系； 在足够数量验证后，证明确认三边关系，即 勾股定理。 【案例2】小学科学 “简单电路” 【原有】 p 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。 p 教学思路和方法： 1.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。 3. 通过实物、软件和素材来完成与生活建立联系。 2.对于简单电路，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。 p 问题： 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。 学习动力问题并没有很好的解决。 智慧没有得到培养。 p 动力问题的解决思路和办法： 让学生完成一个任务，过圣诞节，有若干彩 色灯泡、电线和电池，如何装饰教室。 【改进改进】 p 智慧培养问题的解决思路和办法： 自己发现发现用电灯泡、电池和电线搭接电路时 手撒不开、无法独立接多个灯泡等问题； 自己构想构想出应有几个装置、每个装置应是什 么样的才能够解决所遇到的问题。 p益处： 学会自己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，从而有自 信心和价值感。 培养了创新性思维能力，真正有智慧。 案例案例3 3 小学小学语文语文 “望天门山望天门山” 天门中断楚江开， 碧水东流至此回。 两岸青山相对出， 孤帆一片日边来。 1.原有教学模型 【1】教学目标 学习一个生字“岸”； 能够抓住“望天门山”四句诗中重点字词，通过重点字词 感悟理解古诗的意境及含义，进而体会作者用词的准确 和巧妙； 能够有感情地朗读和背诵这首诗，感受祖国山河的壮丽 ，体会作者乐观豪迈的情怀。 【2】教学模式 利用图片和视频资料，让学生有感情地朗读和背诵。 利用生字学习软件，帮助学生理解生字“岸”；通过课件凸显 重点词语。 p问题： 1. 很难让学生发自内心愿意学习。 2.对于语文而言，最重要的是学会像作者一样能够逻辑严谨 、层次合理、言简意赅、语言优美地将自己的思想和感情表 达出来。仅仅通过朗读和背诵，就想做到深层次的学习是很 难的，更谈不到智慧提升了。 2.2.改进教学模型改进教学模型 利用视频、图片、动画等呈现李白游天门山所看到 的每个场景，让学生观看并发表感想，利用古诗词 学习工具记录学生所表达的内容； 按照场景，将自己的感想与李白的诗词逐句对比分 析，找出差距，在此基础上，深入分析李白诗词的 绝妙之处。 p 问题： 没有实际的场景，孩子们没有兴趣交流。 教师所营造的多媒体环境，基本上是线性播放音视频 或动画，学生没有自己的选择，不能按照自己的意愿 往下交流。 案例案例4 4 小学小学英语英语 “Lets have a picnic!Lets have a picnic!” p 改进的教学思路与方法： 给出让学生感兴趣的任务，构建出可以驱动学生学习 的模拟环境（英语学习驱动器），让学生按照自己的 意愿选择场景进行交流。 p 如何实现教学中的革命性应用（提升质量） p 如何实现均衡发展中的革命性应用（促进均衡 ） 二、如何实现革命性的应用 p教育均衡发展，应当是高位均衡。 p将好学校的优秀教师均衡到其他学 校，并不代表着水平低的教师就能 把课教好了。 （二）如何实现均衡发展中的革命性应用 1.教育均衡发展的方向 p路径1：找到新的教学方式方法，尽可 能以学生为中心，减少对教师的依赖， 教师更多的是组织和引导。好教师研究 出教学方案，准备出支撑资源和软件， 向其他教师复制。 p路径2：建立网络互动教育平台，汇聚 各方面人才，面向社会开展教育服务。 （二）如何实现均衡发展中的革命性应用 2.教育均衡发展的思路 p均衡首先是教师能力提升。 p均衡应当首先在大学区内均衡。 （二）如何实现均衡发展中的革命性应用 3.区域教育均衡发展的重点 一、什么样的应用是革命性的? 二、如何实现革命性的应用? 三、支持创新的信息化环境建设与应用 三、支持创新的信息化环境建设与应用 p 如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 p 如何推动“优质资源班班通”应用 p 如何推动“网络学习空间人人通”应用 教学模型信息技术 创新 资源与软件应按照教育模型的需要建设和应用。 支撑 （一）如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 （一）如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 p “宽带网络校校通”信息化环境总体架构 p 教育云平台应用系统主要建设内容 p 数字校园主要建设内容 优质资 源班班 通 网络学 习空间 人人通 教育云平台 数 字 校 园 学校门户 教学资源 教学工具 管理评价 教研培训 宽带网 络校校通 1.总体架构 教育云平台 学校虚拟空间 虚拟应用服务 学校门户 教学资源 备课工具 管理应用互动教研 为学校提供 教学应用服务 测评工具 学科工具 教学案例虚拟实验室互动备课 学校上传共享 教学资源 个人学习空间 协作研讨空间 家长 教师 学生 教室 学习空间人人通 构建学生、教师、家长互通 联动的学习交流空间与平台 支 撑 工 具 微课制 作工具 学科教 学工具 课件制 作工具 幕课制 作工具 素材制 作工具 音视频 工具 交流答 疑工具 云 学 习 平 台 家校互动系统 家庭辅导系统 教育公共 服务平台 备课与管理 教案课件 学案 资源包考试测评 课堂教学 云 教 学 平 台 多媒体教学 电子书包 存储 管理 动态 获取 动态 获取 微课 中心 幕课 中心 素材 中心 课件 中心 学案 中心 试题 中心 教学设 计中心 网络课 程中心 教学案 例中心 云资源 教学资源 文本图片 音视频 编辑制作探究 集成 工具软件 应按照知识点提供 (1) (2) （一）如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 p “宽带网络校校通”信息化环境总体架构 p 教育云平台应用系统主要建设内容 p 数字校园主要建设内容 p 教师备课支持系统 p 多媒体课堂教学支撑系统 p 互动学习支撑系统 p 教学评价支撑系统 p 教研培训支撑系统 2.教育云平台应用系统主要建设内容 p 重点解决个性化教学软件及学习软件制作困难问 题。 学科工 具 备课与管理 仿真实 验室 资源库 共享平台 【1】备课系统 仿真实 验室 教学资 源库 学科教 学工具 网络题 库系统 支撑支撑 工具工具 资源包课件教案 教师空间教师空间 WORDPPT学科工具 学案 集成集成 工具工具 管理管理 工具工具 仿真实验室教学资源库学科教学工具网络题库系统 支撑支撑 工具工具 备测评考试内容 智慧备课屋智慧备课屋 备课件备教案 课堂课堂 多媒多媒 体教体教 学系学系 统统 备教案 教师空间 教师空间 教师 教师 浏览 学习 评价 交流 备学案备课件备作业备测试 智慧管理智慧信息发布 基础支撑 综合服综合服 务平台务平台 WORD PPT 学科工具 WORD PPT 学科工具 PPT 学科工具WORD学科工具WORD学科工具 备学案 提供资料 编制内容 p 教师备课支持系统 p 多媒体课堂教学支撑系统 p 互动学习支撑系统 p 教学评价支撑系统 p 教研培训支撑系统 2.教育云平台应用系统主要建设内容 教师空间 教育云平台 学生空间 备课平台 教案课件学案 资源包考试测评 云课堂 支撑 引导发现 与构想 帮助理解 知识 引导协作 与探究 【2】多媒体课堂教学支撑系统 p引导导学生发现问题发现问题 ，构想问题问题 解决方法。 p帮助学生理解知识识。 p引导导学生开展探究、小组协组协 作等学习习活动动。 p 教师备课支持系统 p 多媒体课堂教学支撑系统 p 互动学习支撑系统 p 教学评价支撑系统 p 教研培训支撑系统 2.教育云平台应用系统主要建设内容 教师空间学生空间 支撑 工具 学科教学工具教学资源库仿真实验室即时通讯网络题库 课堂 教学 辅导 答疑 组织 测评 布置 作业 课前 预习 课堂 学习 课后 复习 分组 探究 交流 讨论 作业 测评 批改 作业 教 学 平 台 学 习 平 台 【3】互动学习支撑系统 p支持学生发现问题，构想问题解决方法。 p支持学生开展探究、小组协作等学习活动。 p支持学生理解知识。 互动学习系统 作业练 习答疑 学生测试 与评价 学生个性化 协作学习 教学内容直 播、点播、录 播 双向互 动教学 学生空间 教师空间 学生 教师 智慧智慧 教室教室 仿真实验室教学资源库学科教学工具网络题库系统 支撑支撑 工具工具 智慧管理智慧信息发布 基础支撑 综合服综合服 务平台务平台 电子电子 书包书包 教师指导 引领 学习过程记录 分析、反馈 课堂多媒体教学系统 教室备课 备课平台 教学平台 学习平台 互动交流 学 习 交 流 巩 固 提 高 测 试 评 价 总 结 反 思 引 领 指 导 互 动 交 流 互 动 交 流 内 容 推 送 指 答 疑 导 网 上 备 课 互 动 学 习 作业 测试与 内容 学习环境 与内容 求证与 答疑 师生交流 小组协作 学生空间 教师空间 学生 教师 智慧学习室智慧学习室 仿真实验室教学资源库学科教学工具网络题库系统 支撑支撑 工具工具 智慧管理智慧信息发布 基础支撑 综合服综合服 务平台务平台 学生学生 在线在线 学习学习 系统系统 个人收藏 学习资讯 作品展示 课堂多媒体教学系统 学 案 课 件 课 堂 实 录 测 试 练 习 我 的 作 业 疑 难 交 流 分 组 讨 论 师 生 交 流 我 的 收 藏 我 的 作 品 通 知 公 告 我 的 笔 记 好 友 管 理 自 我 学 习 测 试 训 练 答 作 业 提 问 交 流 讨 论 交 流 讨 论 资 料 收 藏 个 人 展 示 获 取 信 息 发 布 信 息 评 价 指 导 评 价 指 导 解 答 指 导 指 导 提 供 内 容 提 供 内 容 批 改 作 业 p 教师备课支持系统 p 多媒体课堂教学支撑系统 p 互动学习支撑系统 p 教学评价支撑系统 p 教研培训支撑系统 2.教育云平台应用系统主要建设内容 统计 分析 管理者教研员教师学生 修正教 学方法 指明学 习方向 剖析学 科问题 提供 决策 支持 学生教师班级学校区域 总分 学科 知识点 题型 【4】教学评价支撑系统 p 教师备课支持系统 p 多媒体课堂教学支撑系统 p 互动学习支撑系统 p 教学评价支撑系统 p 教研培训支撑系统 2.教育云平台应用系统主要建设内容 【5】教研培训系统 备课 观摩讲座异步交流实时交流学习 活动审核活动创建活动监控活动统计 活动 管理 支撑 工具 学科 工具 视频 会议 教学 资源 仿真实 验室 直播 录播 即时 通讯 博客 论坛 活动 开展 管理者教师专家教研员 教育公共服务平台 活动结果记录 协作体管理 均衡活动管理 区域均衡管理 创建均衡活动 均衡数据统计 软件 支撑 工具 网络 基础 设施 服务器 虚拟化 云存储 技术 网络基 础设施 多媒体 教室 数字化 班级 多媒体 应用 外围设 备访问 微课制 作工具 课件制 作工具 幕课制 作工具 素材制 作工具 音视频 工具 交流答 疑工具 学科教 学工具 协 作 示 范 课 录播教室 多媒体教室 微课 微课 视频 切割 集体备课 教学观摩 双向互动 交流研讨 区域协作活动 存储 管理 学科 教师 （1）学习示范课 （2）资源复制加工 （3）开展课堂教学 构建高效课堂 实现高位均衡 （一）如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 p “宽带网络校校通”信息化环境总体架构 p 教育云平台主要建设内容 p 数字校园主要建设内容 3.数字校园主要建设内容 智慧校园 p智慧校园是数字校园的一种。智慧一是指能够培养学 生的智慧，实现智慧教育；二是教师应智慧教学；三 是在培养学生的过程中所需要的手段和条件也应当尽 可能智能化。 p在智慧培养方面，智慧校园应构建出让学生主动、轻 松愉快、高质高效学习的环境，培养学生的智慧，即 构建智慧课堂。 p在智能化方面，智慧校园主要体现在备课、学习、管 理、沟通用户交流、评价、安全等方面的智能化上。 p备课智能化主要体现在资源查找主动推送、资源生成 和资源集成工具化。 p学习智能化主要体现在学生学习状况分层测试，学习 内容分层、个性化，学习环境工具化。 p交流、协作智能化主要是工具化，有相应的信息化环 境支持。 p教学管理与评价、行政管理与评价、教研与培训、信 息发布与反馈、德育、学校安全等方面，智能化主要 体现在方式方法科学、简便，构建智能化工作环境。 三、支持创新的信息化环境如何建设和应用？ p 如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 p 如何推动“优质资源班班通”应用 p 如何推动“网络学习空间人人通”应用 1.正确认识应用的本质和目标 构建新型学习环境，破解实现教育现代 化的瓶颈问题，支持智慧型人才培养， 给学习带来革命性的变化。 构建高质高效课堂，省出时间让学生做 自己喜欢的事情。 （二）如何推动“优质资源班班通”应用 2.要有科学的工作思路 以构建智慧课堂为目标，形成备课、教学 、评价与调整等的闭环系统。 根据智慧课堂构建的需要，确定信息化环 境建设、教师培训与教研的目标和内容。 根据智慧课堂构建的需要，确定管理的方 式和方法。 （二）如何推动“优质资源班班通”应用 3. 分层次并行推进，逐步提升。 根据教师教学水平的实际情况，分层次、并行推 进； 在应用过程中，逐步提升教师教学水平，与此同 时，提高应用层次。 教 学 模 型 类 别 自主 协作 智慧 讲授 教学目标-知识与技能； 教学模式-讲授为主，学生通过听 讲、看黑板、书本和教具学习。 教学目标-知识与技能； 教学模式-教师引导、指导和组织 学生自主与协作学习。 教学目标-知识与技能、创新思维 能力； 教学模式-教师引导、指导和组织 学生自主与协作学习。 4.有针对性研究信息化教学模式和支撑环境 对不同学科的教学内容分类，分别研究 信息化教学模式； 针对不同内容的信息化教学模式分别研 究如何应用