信息技术支持下的数字变革和创新

信息技术支持下的教学变革和创新 -构建智慧课堂,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： 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？ 如何进行教育信息化的顶层设计？ 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？ 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,信息技术与教学之间可能的关系 教育的根本问题及创新方向 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?,1.信息技术与教学之间可能的关系,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,信息技术与教学之间可能的关系 教育的根本问题及创新方向 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,B,C,D,锐得PPT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。,信息技术与教学之间可能的关系 教育核心问题及教改方向 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,一般、辅助,融合,3.信息技术与教学融合方式及革命性标志,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,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,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,如何实现教学中的革命性应用（提升质量） 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,实现教学中革命性应用的基本思路 实现教学中革命性应用的途径与方法 革命性应用需要信息技术破解的瓶颈问题 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,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？,实现教学中革命性应用的基本思路 实现教学中革命性应用的途径与方法 需要信息技术破解的瓶颈问题 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 知识,应用方法与技能 基本和综合,学习目标,识记,理解,发现与 归纳,掌握,理解,应用,综合应用,创新思维能力,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,发现与 归纳,学生,教师,应用基本知识解决问题的方法与技能,基本知识与应用方法体系,梳理,实践,自主,协作,组织、引导、指导 管理、评价、讲解,问题 任务,学习 环境,教师,学生,制定 学习方案,发现与 归纳,课后学习,实践与综合应用,知识理解,制定 指导方案,测试与评价,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,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。 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,要有科学的测试办法，动态测试出学生学习的个性化状况。 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,实现教学中革命性应用的基本思路 实现教学中革命性应用的途径与方法 需要信息技术破解的瓶颈问题 革命性应用的典型案例,（二）如何实现教学中的革命性应用,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,云资源平台,虚拟仿真、3D打印,网络学习空间,实现教学中革命性应用的基本思路 实现教学中革命性应用的途径与方法 需要信息技术破解的瓶颈问题 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,案例1 初中数学 “勾股定理” 1.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。,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.改进,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】 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。,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。,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】,智慧培养问题的解决思路和办法： 自己发现用电灯泡、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。,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3 小学语文 “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。,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.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。,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4 小学英语 “Lets have a picnic!”,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。,如何实现教学中的革命性应用（提升质量） 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,教育均衡发展，应当是高位均衡。 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,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。 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,均衡首先是教师能力提升。 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,如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 如何推动“优质资源班班通”应用 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,“宽带网络校校通”信息化环境总体架构 教育云平台应用系统主要建设内容 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,宽带网络校校通,1.总体架构,教育云平台,学校虚拟空间,为学校提供 教学应用服务,学校上传共享 教学资源,个人学习空间 协作研讨空间,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,教育公共服务平台,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,“宽带网络校校通”信息化环境总体架构 教育云平台应用系统主要建设内容 数字校园主要建设内容,教师备课支持系统 多媒体课堂教学支撑系统 互动学习支撑系统 教学评价支撑系统 教研培训支撑系统,2.教育云平台应用系统主要建设内容,重点解决个性化教学软件及学习软件制作困难问题。,【1】备课系统,资源包,课件,教案,教师空间,教师空间,WORD,PPT,学科工具,学案,集成工具,管理工具,仿真实验室,教学资源库,学科教学工具,网络题库系统,支撑工具,备测评考试内容,智慧备课屋,备课件,备教案,课堂多媒体教学系统,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,教师备课支持系统 多媒体课堂教学支撑系统 互动学习支撑系统 教学评价支撑系统 教研培训支撑系统,2.教育云平台应用系统主要建设内容,云课堂,支撑,【2】多媒体课堂教学支撑系统,引导学生发现问题，构想问题解决方法。 帮助学生理解知识。 引导学生开展探究、小组协作等学习活动。,教师备课支持系统 多媒体课堂教学支撑系统 互动学习支撑系统 教学评价支撑系统 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,支持学生发现问题，构想问题解决方法。 支持学生开展探究、小组协作等学习活动。 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,支撑工具,智慧管理,智慧信息发布,基础支撑,综合服务平台,电子书包,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,仿真实验室,教学资源库,学科教学工具,网络题库系统,支撑工具,智慧管理,智慧信息发布,基础支撑,综合服务平台,学生在线学习系统,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,教师备课支持系统 多媒体课堂教学支撑系统 互动学习支撑系统 教学评价支撑系统 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,教师备课支持系统 多媒体课堂教学支撑系统 互动学习支撑系统 教学评价支撑系统 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,“宽带网络校校通”信息化环境总体架构 教育云平台主要建设内容 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 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。 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。 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。,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。 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。 交流、协作智能化主要是工具化，有相应的信息化环境支持。 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？,如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 如何推动“优质资源班班通”应用 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“宽带网络校校通”所提供的信息化资源与软件，以及互联网络构建信息化支撑环境。,5.典型引路 培养有引领性的教师，带动应用。 形成可大规模复制、推广的模式和机制。 6.合理投入 应加大软件、教师培训和应用推动的投入； 软件、教师培训和应用推动的投入应大于硬件的投入。,7.加强资源梳理和有引领性特色资源建设 应根据地域教师和教材情况，分类梳理资源。 建设能够引领本地区教改方向的特色资源。应重点建设案例、微课、幕课、测试与训练等资源。,三、支持创新的信息化环境如何建设和应用？,如何建设“宽带网络校校通”信息化环境 如何推动“优质资源班班通”应用 如何推动“网络学习空间人人通”应用,网络学习空间是指针对不同教育机构或个人的业务开展、交流与分享、文件存储与管理、通知、喜好等方面的需要，从教育云平台中选择相应软件，通过虚拟方式集成，并运行在为其所提供的网络空间（存储空间、运算空间、通信空间等）中的应用系统。,（三）如何推动“网络学习空间人人通”应用,1.网络学习空间建设的主要内容,网络学习空间分为机构和个人两类。 机构空间：班级、年级，教研组、年级组、教务处、办公室、后勤、学校，教育局等。 个人空间：学生、教师、班主任、校长、行政管理人员、教研员、局长、家长。,服务器虚拟化,云存储技术,网络基础设施,样式定制,内容定制,服务定制,运行监测,存储管理,备课,教研,培训,考试,学习,管理,展示与分享,学生空间,教师空间,教研员空间,管理者空间,家长空间,交流答疑,教育局空间,学校 空间,班级空间,2.网络学习空间应用的方向,学习支撑（主战场）： 支持学生发现问题、构想解决方案、将知识融会贯通应用、准确评价等，支撑智慧教育； 支持教师组织、引导、指导学生学习，备课等。,研训支撑： 支持集体备课、教学观摩、专家培训、交流研讨、论坛交流及网络学习； 支持学科内容编写和交流，应用学科工具软件和仿真实验室支持备课和交流活动。,管理支撑： 按照工作流程支持教师与学生、教师与家长、管理者与学生、管理者与家长、管理者与教师等之间的信息传递、汇总、监测、分析、预警与决策等；,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,要开展有魂的教育信息化！,开启智慧人生，成就中国梦想！,谢谢大家！,