从数字化课堂向智慧课堂的建设之路--新时代智慧课堂设计基础

从数字化课堂向智慧课堂的建设之路新时代智慧课堂设计基础方海光教授首都师范大学教育技术系智慧学习进行轻松的（EasyLearning）、投入的（EngagedLearning）和有效的（EffectiveLearning）（简称3E）的学习。能够在任何时间（Anytime）、任何地点（Anyplace）、以任何方式（Anyway）和任何步调（Anypace）（简称4A）以学习者为中心智慧课堂的通用模型智慧课堂设计的四个基本原则。1.资源匹配2.教学逻辑3.用户体验4.交互及时智慧课堂建设方向01资源课件差异•多种微课，同课异构•多种交互，多种学生参与智慧课堂建设方向02多样教学支持翻转课堂、小组学习，协同学习，一对一学习，基于项目的学习，基于问题的学习智慧课堂建设方向03反馈交互数据课前课中课后，多层级，评价，竞赛智慧课堂建设方向04体验性设计•平台界面•微课设计•学习单设计•不同引导•兴趣激发智慧学习环境整体的解决方案是最好的设计根本开发软件软件设计ＵＩ设计交互设计设计SLE教学设计体验设计技术设计数据设计智慧学习环境（SLE）设计-智慧课堂设计基础土木工程师装修设计师建筑设计师建房子•数据设计•技术设计•体验设计•教学设计认知心理挖掘智慧智慧学习环境（SLE）设计方面可以根据学生的学习方式和工具灵活调整的座椅保险公司设计“比邻”学习中心INNOVA秘鲁全新的学校系统微课设计体验设计用户故事空间设计纸上原型数据设计SLE设计方法论-六大基本方法微课设计体验设计用户故事空间设计纸上原型数据设计SLE设计方法微课和微课程设计需要考虑什么？优秀的微课是设计出来的以学习者为中心@互联网思维的原则----微课的设计，应当以学习者为中心，营造1对1的感觉。微课的设计技巧？01选择和分析处理知识点（问题）•选择难点考点重点•6分钟可以可完成•内容准确•聚焦少关联微课的设计技巧？02根据不同类型选择合适的微课设计每个微课前，根据所要讲解的知识点选择适当的微课类型，有助于提高微课堂的效果。微课的设计技巧？03构建完整精炼的教学过程•切入课题要新颖、迅速•讲授线索要鲜明•结尾要快捷•力求创新，亮点耀眼微课的设计技巧？04学生高体验感的微课•调动学生的积极性•设置适当互动感•促进学生思维•激发主动性微课设计体验设计用户故事空间设计纸上原型数据设计SLE设计方法什么是用户故事用户故事描述了对系统用户或客户有价值的功能。用户故事包括三方面内容：书面描述（用于计划和备忘），交谈（细化故事细节），以及测试用例（验证故事实现）。例子用户往售货机每塞一个硬币，售货机都要显示当前该客户已经投了多少钱。当用户投的钱够买某一款饮料时，代表这款饮料的按钮的灯就会亮。如果那个用户按了这个按钮，售货机就放一罐饮料到出口，然后找零钱给他。例子事件：1.用户投入一些钱。2.售货机显示用户已经投了多少钱。3.如果投入的钱足够买某种饮料，这种饮料对应的按钮的灯就会亮。4.用户按了某个亮了的按钮。5.售货机卖出一罐饮料给他。6.售货机找零钱给他。名称：卖饮料微课设计体验设计用户故事空间设计纸上原型数据设计SLE设计方法•白板、KT板•纸张、卡片、易事贴•透明塑料片•双面胶•水性笔、马克笔、剪刀、尺子、修正带准备工具•相机•文件夹和信封•打印机操作流程确定结构制定标准团队分享勾勒框架准备工作创作原型010305020406微课设计体验设计用户故事空间设计纸上原型数据设计SLE设计方法概念区分用户体验并不是指产品本身是如何工作的，而是指产品如何和外界联系并发挥作用，也就是人们如何“接触“或者“使用”它。用户体验：UE用户体验是指用户在访问平台的过程中的全部体验，它包括平台是否有用，疑惑或者bug程度，功能是否易用、简约，界面设计和交互设计是否友好等方面。用户体验的核心是UCD，即“以用户为中心的设计”。“AJAX之父”的JesseJamesGarrett早在2000年就提出了以用户为中心的设计的流程和用户体验的要素。几个通用的原则就近设计原则01允许用户犯错误02提供实用的帮助03符合用户的使用习惯04微课设计体验设计用户故事空间设计纸上原型数据设计SLE设计方法学习环境是一个动态的概念，布置科学而优雅的课堂环境，必须考虑教学设备、教学材料、座位编排等方面的要求，适合不同教学活动，满足学生个性化学习的需求。SLE设计方法充分考虑年龄特征及其认知特点重视合作学习与探究式学习强调技术在教育中的深度融合服务于学生的学习活动指导原则教室整体设计1ActiveTable普罗米修斯互动课桌SLE设计方法课桌椅的设计2可移动桌椅03灵活的桌椅支持多种学习活动01关注学生的生理发展02功能设计多元化座位把教室分成不同的学习区域，不同的座位编排方式具有不同的空间特点和功能，根据不同的教学法进行灵活的调整和变化，以综合支持课堂听讲、自主、探究和协作的学习方式与教学方法。SLE设计方法教室桌椅摆放3秧田式布局马蹄形座位布局小组式布局参考资料：黄荣怀，胡永斌，杨俊锋，肖广德.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究,2012。OneNote课堂笔记本软件支持合作学习的多媒体教室交互式电子白板SLE设计方法教室软硬件设施4随着信息技术在教育领域的迅速普及，我国的各级各类学校陆续建设了大量的信息化教室并投入使用，信息化教学成为常态。智慧教室的装备及与之匹配的教学模式的研究是学校信息化发展到一定阶段的内在诉求。微课设计体验设计用户故事空间设计纸上原型数据设计SLE设计方法学生教师数字化环境教材反馈引导提供资源获取资源学习工具反馈反馈教学工具提供资源预设/获取资源搜索/呈现资源支持教学教学模式课堂管理课堂测试讲授自主探究合作探究考勤监看锁屏表扬即时问答即时测试随堂考试电子教材多媒体资料网上资源服务器无线网Pad/手机教学系统教科书其他资源电子白板教育大数据背景下的智慧课堂结构基于PADClass模型数字化课堂学习过程数据挖掘与分析研究智慧课堂三种典型课堂类型“秧苗式”和“层叠U型”多媒体教室空间布局多媒体教室空间布局—基础型应用交互白板教室空间布局—基础型应用“秧苗式”和“多组圆桌型”交互白板教室空间布局53计算机机房空间布局—智慧型应用“队列式”和“多组圆桌型”计算机机房空间布局54“多组圆桌式”和“多组U型”平板电脑教室空间布局平板电脑教室空间布局—智慧型应用各种新技术的环境下，我们继续进行创新环境设计—空间型应用STEAM教育带来的新变化—空间型应用各种未来学习空间环境下，我们继续进行设计—空间型应用空间型应用也许包括校园智慧图书馆教育大数据是智慧课堂的必由之路大数据不在大，重在发现和挖掘数据的价值，关键是用好数据。—雷朝滋司长2017年11月3日，在北京师范大学“引领卓越，大数据助推高校综合改革——高校大数据应用研讨会”讲话。2017年11月3日，在北京师范大学主办的“引领卓越，大数据助推高校综合改革——高校大数据应用研讨会”讲话。发展教育大数据，推进基于数据驱动的教育应用，为教育教学决策提供有效支持，提高教育质量和教育治理能力，为破解教育发展难题提供了有效途径。“大数据”当今很热。有人甚至说掌握大数据的人可以像上帝一样俯瞰整个世界。当然，若有这样的人，大数据就不叫大数据了。—张景中院士摘自《教育大数据》序言，机械工业出版社，2016年11月。教育从业者通过大数据来分析学习进程和结果，进一步改善教学的方式与方法，有助于实现“改善学习成果，促进自主学习”，有利于大面积地提高教与学的效果，优化学生的素质。李国杰院士，2015我们认为：不要纠结教育数据够不够大，大数据还是小数据，能够进行知识共享共建的都是好的教育大数据。教育大数据是全学习过程的数据，不仅仅是一种技术，而是利用新兴资源的新思维、新视角和新教学策略。目前，教育大数据的重要性已经提升到国家战略层面，教育大数据中心建设、区域数据共建共享应用成为主要的建设模式，对个体学习全过程数据分析和精准数据评测学习成为主要的应用场景。我们对于教育大数据的三层理解1全学习过程数据AllLearningProcessData2教育大数据系统BigDataSystem3教育大数据共建共享等思想DataSharngThinking方海光著《教育大数据》机械工业出版社2016.11基于教育大数据的智慧课堂三个主要应用场景pad智慧课堂深入精准教学的需要学校pad及手机等移动终端教学应用后，需要通过学生学习数据进行分析，进行精准教学分析和相关教学资源和作业的精准推送。学校精准学情分析的需要实现学校的可视化管理，对于学校学情、教学进度、各教师和学生表现进行统一分析。学生生涯成长过程记录的需要实现学校学生学习过程的记录，并能够提供学生成长记录，对接全国中小学生综合素质评价工作。教育大数据的智慧课堂典型应用过程：阶段性划分的全学习过程类型：全学习过程的数据类型是多样的评测：教学诊断和试卷分析方海光;高辰柱;陈佳，改进型弗兰德斯互动分析系统及其应用，中国电化教育，2012-10-10课堂：改进型弗兰德斯互动分析从图中可以看出各个知识点之间的依赖关系。箭头尾部的知识点依赖于箭头指向的知识点。课程：知识点依赖关系翻转课堂：过程中的数据多样性反馈英语考试：自动批改知识可视化：思维导图大数据视角下的智慧课堂知识可视化：思维导图发展新趋势：处处皆课堂移动智能终端+教育大数据的新型智慧课堂建设的4个关键点关键点1传统的教育信息化建设中，平台、系统、资源、空间、师生，各要素都具备，而能够将硬件、软件、人的协同应用依靠智能学习终端！智能学习终端是跨场域应用关键关键点2诸多反对智能学习终端（如手机）进校园的主要问题是担心学生分散精力和玩游戏，从软件底层系统进行管控是关键，其优于学校管理措施！管控是中小学移动智能终端应用红线学校智能治理和科学决策依靠自然数据的采集和大数据分析，智能学习终端的普及率和常态使用是关键！设备普及率和使用率决定教育大数据应用程度关键点3数据驱动教学，数据驱动决策，数据驱动治理是未来学校发展和建设的关键！（实现全员多元互动新型学校生态，同样有利于提高成绩。）教育大数据驱动的个性化学习和学校治理是未来发展方向关键点4智慧教育在中小学开展的主要路径分析目标：特色-需求-全员-顶层设计规划：任务-关键路径基线分析：现状确定-基础阶段观察：KPI-PM成果：路径学校推进智慧教育基本路径路径1.学校基础发展方向01管理系统02教学系统03数据基础04资源-课程路径2.学校提升发展方向01数据-精准方向02终端-教学变革03教室-特色实验室路径3.学校前瞻发展方向01数据-精准方向02特色-智慧校园03未来学校-空间建设04端云架构、数据支持-诊断05人工智能-无人化06学校决策支持07学校教育-家庭教育路径4.学校创新发展方向1智能教育机器人2智能视觉处理3区块链技术4多维度智能推送5大数据深度学习翻转化PAD化智慧化教育大数据系统化资源教育大数据视角下的课堂发展路线新技术应用曲线变革管理面人们抵制变革的表达方式因其对变革的看法不同而不同，而正是这些人员对变革的忧虑，将会对整个变革过程产生不同的影响，并且随随着时间的变化而变化。+0-好奇漠不关心害怕拒绝接受负起责任主动参与时间来自《2016中国智慧学习环境白皮书》的相关数据解读白丁会客厅：智慧学习与教育大数据参考文献[1]方海光，《教育大数据》，机械工业出版社，2016年[2]方海光;王红云;黄荣怀，移动学习的系统环境路线图，现代教育技术，2011-01-15[3]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，中国电化教育，2012-10-10[4]方海光;张景中，教育软件可用性评测研究，电化教育研究，[5]方海光;罗金萍;陈俊达;杜婧敏，基于教育大数据的量化自我MOOC自适应学习系统研究，电化教育研究，2016-11-01[6]方海光;侯伟锋;王晓春;楚云海，基于PADClass模型的数字化课堂学习过程数据挖掘与分析研究，电化教育研究，2014-10-01[7]焦宝聪，HelgeHoivi