内容导图

一、“未来教室”回应互联网时代苏州教学改革与创新

当前人类已逐步从“资源时代”进入到“知识经济与信息时代”，知识已成为经济和社会发展最主要的生产因素和驱动力。学校教育模式秉承工业革命规模化教育的理念与思想，具有按时作息制，统一安排进度等优点，但是在教学过程中存在注重整体，忽略个体，注重共性，忽略个性，注重知识，忽略了创造。信息技术带来的第三次教育革命使规模化与个性化统一成为可能，教育信息化是教育理念和教学模式的一场深刻革命，在提高教育质量、推动教育理念变革和培养具有国际竞争力的创新人才等方面具有独特的重要作用。

江苏省苏州市是一座有着2500年多年历史的文化名城，是一座社会经济健康、高速、可持续发展的现代化、国际化城市，其发展所取得的成就(苏州奇迹)[i]在很大程度上得益于崇文重教的优良传统，得益于优先发展教育的战略定位，得益于启动教育现代化和教育信息化工程的创新之举。为深入贯彻落实创新、协调、绿色、开放和共享的发展理念，加快推进苏州市以教育信息化引领教育现代化的进程，按照“服务全局、融合创新、深化应用、完善机制”的原则，苏州市教育局与华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心(以下简称国家工程中心)联合打造“信息化教学改革与创新示范区”，通过以“未来教室”应用为切入点，满足高度发达的苏州经济社会对苏式教育个性化需求，回应互联网时代苏州教育课堂教学的改革与创新。

未来教室不仅为苏州教育提供了先进的信息化课堂教学载体，明确了苏州推进教育信息化应用融合的主攻方向，同时也树立了“应用就是最大的建设”的信息化工作理念，开启了苏州教育信息化从“投入驱动”向“应用驱动”转型发展的新阶段。基于未来教室的信息化教学改革试点聚焦一项核心任务：利用信息技术促进苏州教育高位均衡发展，将提升苏州教育质量与推动苏州教育创新。力争实现两大目标：一是以信息化教育推动教育结构重组、流程再造和文化重构，提升规模化教育的内在品质和质量;二是以信息化教育促进创新人才培养，实现以深度学习为目标的个性化教育。通过两大目标点面结合，最终显现规模化和个性化统一下的苏州教育高位发展。

自2013年至今，苏州市教育局与华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心在7所直属学校设置了42个教改实验班，进行常态化教学应用实践，截止目前，在全市近百所所中小学校建成“未来教室”200余间，培养了300多名市级专家型种子教师，带动了19044名普通教师开展教学新技术研究和应用，服务超过15万名中小学生的学习生活。

二、苏州未来教室教学改革实践与应用创新

未来教室是国家数字化学习工程技术研究中心应用先进信息技术促进学校教育改革创新与整体发展的解决方案，是融合了物理空间、资源空间与社交空间于一体的智慧学习环境。几年来，苏州市教育局极力推动以未来教室为载体的智慧学习环境的建设，深入贯彻“以深度应用为驱动”的未来教室环境下教学创新实践与应用研究，旨在真正实现信息技术与教育的深度融合，从流程再造和资源重组两个方面真正实现信息化，不使用技术去强化传统教学，而是用技术去创新教学，引领教育体系变革，主要从以下四个方面进行应用创新实践：

1、学习环境创新

未来教室打破了传统教室的局限性，它将空间设计、传播学、心理学、教学论、科学技术有机的融合在一起，构建出一个优化后的学习环境，其更适合学习者进行知识的探索，同时有效改善传统教室里师生交流不及时、课堂效率难提高、学习者参与不够等诸多问题。未来教室融入了先进理念和技术、关注教与学的主体自由和发展，对传统教室进行了重构与创新，即以物联网、云计算和大数据为支撑，通过starC云端一体化学习平台，支持物理空间和虚拟空间的无缝缝合，打破了传统课堂的时空限制，满足了不同教学、学习或交流方式的需要，实现了教学环境的云端一体化、设备移动化、场景可视化、管控智能化和能耗绿色化，如图1所示。

图1 未来教室

(1)云端一体化。 “云”的理念在数据上的实践便是大数据，在计算力上的实践便是“云计算”。在“云”端之上可建设大规模的共享教育资源库，打造教育科研“云环境”，创建网络学习平台，教育资源通过云计算和云存储提供给用户，有利于资源的聚类、共享、升级、推送。“端”，则指学习者可以直接接触到的物理设备，如个人电脑、iPad、手机等移动设备。“端”是提供服务的界面，也可以是数据的来源。在教育中，“端”可以统称为教育教学发生的场所，教育教学仅仅局限于实体课堂上，还可以延伸到虚拟课堂。云端一体化是指教育云平台与物理课堂有机结合。学习者的学习不再局限于课堂上这种物理空间的学习，还可以通过虚拟空间进行学习，两种空间相辅相成来帮助教师的教学和学习者的学习。云端一体化教学环境体现了以学生为中心的设计理念，以资源云和学科工具以及课堂互动作为技术支撑，充分尊重教师教学设计的个性化与创造性，实现了课堂教学模式的多样化，优质教学资源和教学设计的共享，为教学活动创造了新环境。

(2)设备移动化。在未来教室里，为了方便教师的自由教学和学习者的自由学习，教室里的设备都是便携的、可移动的。比如，教室的桌椅是可移动的、可拼凑的，学生的讨论板是可移动的，教师和学习者均可拿着iPad进行自由教学和自由学习，达到适用于个人学习、小组讨论、探究实验、讲座等不同形式的学习，极大地满足课堂教学多元化需求。师生之间通过智能终端进行视频、语音、图像和信息等全媒体的互动，教师可以拿着iPad在教室的任一角落与任一学生进行互动，学生也可以拿着iPad接收老师发来的形式各样的学习资料，更方便实现各种各样的教学活动。未来教室的设备移动化，为教学互动和协作学习带来了非常大的便捷，为教学提供了更好的体验，如图2所示。

图2 设备移动化

(3)场景可视化。场景可视化，是将课堂环境转化为视觉形式的过程，增强场景的呈现效果，可以直观交互的方式实现对课堂环境的观察。场景可视化可以分为以下3个层面：① 教学场景的录制。可以通过智能录播设备，将现场摄录的视频、音频、电子设备的图像信号等进行同步录制，这也是课堂环境的可视化。② 教学活动的记录。把在教学活动中具体的、细微的活动记录下来，比如师生之间的互动、学习者之间的探讨学习，这样积累一定的数据后，可以把这些数据进行归纳整理，通过对大数据进行分析，发现学习者的学习问题、行为习惯等。③ 教学资源的可视化。一些新兴技术比如VR/AR技术、3D打印以及一些仿真学科工具等，均可实现教学资源的可视化，这些技术应用在教学中，激发了学习者的学习动机，实现情景化学习，增强了学习体验。

(4)管控智能化。如何对学习环境进行有效的、高效的或者更智能化的管控，这是未来教室场景当中一个很重要的有机的组成部分。未来教室的管控智能化主要体现身份识别功能、设备集成智能控制、环境智能调节、教学情境创设、教学过程控制等方面，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效的信息交互，并通过新的服务模式使各种信息技术融入到教育中。管控智能化让学习者与学习环境不再是孤立的，让学习者的临场感更强，同时，也更方便教师的教学管理，通过更高效、更智能化的方式，为教学提供服务。

(5)能耗绿色化。在未来教室的使用过程中，体现了节约能源的思想。主要分为以下两个方面：第一个方面是从建筑设计的角度，即使用更多的清洁能源。另一个方面就是通过管控教育场景里面耗电设备的运行情况，以达到更好的节约用电的目的，从而达到节能减排，实现地球的绿色化的目标。另外，未来教室里面的能耗绿色化理念还可以增强学习者节约能源的意识。

未来教室作为一个新型课堂教学环境，体现了“以学习者为中心”的设计理念，将具有高科技含量的信息技术与传统教学环境整合，从而重构学习者的学习环境，同时满足教师多元化教学的需求，使多种教学方式得以顺利开展，促进学习者的自主、探究、协作能力与心智等的发展。

2、教学内容创新

除了教学环境创新，苏州市未来教室教学改革实验还开展了教学内容创新。通过教学内容的创新促进了教学方式和学习方式的改变，使得教学更加开放化、个性化，有助于激发学生学习兴趣，提升学习体验，提高教学效率，有助于创新性教学活动的开展。苏州市未来教室环境下教学内容的改变与创新主要表现在以下三个方面：

(1)教学内容组织与管理方面。未来教室环境下的教材是一种新技术支撑下的数字化教材。可以根据支撑环境的不同变为多种的呈现方式，也可以根据个人不同的需要，提供满足个性化需求的教学内容。学生可以个性化的组织它所需要的学习素材和学习资源，知识的建构也是以网络结构的方式来进行建构和组织。

图3 数字化教材

(2)教学内容展示方面。云端一体化学习空间以云技术为依托，集成了丰富的学科工具、学科资源、微课，教师和学生都可以利用丰富的学科资源与工具来支持教学，优化课程，满足教学多元发展的需求，不断提高课堂教学满意度。师生还可以通过一些教学应用以及互联网资源来帮助教学，让教学的内容更加丰富，形式更加灵活多样。

(3)教学内容设计方面。未来教室环境下的教学内容设计，更加关注学生，更加注重符合信息时代认知规律的内容，包括认知规律、传输规律还有接收规律等。此外，基于未来教室环境下的教学内容设计还具有面向空间、学科等特点与优势。创新的教学内容设计突破了物理空间的限制，不再局限于课堂的45分钟，提高课堂的效度。

3、教学模式与方法创新

传统课堂以教师为主体的教学模式在一定程度上阻碍和压抑了学生的积极性与创造力，由于传统教学模式的弊病与局限，对教学模式的变革与创新十分必要。随着信息技术的迅猛发展并逐渐渗透到教育领域，教学也逐渐突破了时空的限制，教学模式由以“教”为主向以“学”为主的教学模式发展。技术革新下的未来教室教学场景，为师生提供了更加开放化、个性化、可视化的、技术支持的教学环境，为教学模式的创新创造了良好的条件。

未来教室环境下的教学模式是一种面向空间、面向学科，充分利用教学数据，进行多样化的教学设计，例如基于双轨展示的教学模式、基于思维导图的教学模式、基于互动反馈的教学模式、基于协作探究的教学模式、基于流程再造的教学模式等。在未来教室环境下，教师不再是单一的传授式教学，而是采用灵活的多样化教学方式。

(1)面向空间维度的教学模式变革

信息技术和教育的结合为教学场景的拓展带来了无限可能。教学空间得到了延伸与拓展，由原先的物理空间变为物理和虚拟空间的结合。在这样的教学环境下，教学更加以学生为中心，注重学生的主体地位。

(2)面向学科维度的教学模式变革

由于各个学科自身的特性和特点不同，在面对不同学科时需要不一样的教学方式。运用学科工具、学科教室等学科资源让教学资源可视化、创造学科情境，促进知识迁移等，教师可以根据授课对象的特征、学科特点、教学需求等实际情况来灵活选择教学方式。

(3)面向评价维度的教学模式变革

不同于传统的总结性评价以分数来衡量学生，未来教室环境下的教学更注重过程性评价。传统的教学评价大多通过测验进行，方式单一，信息相对滞后，不能真实地反应学生学习情况。未来教室环境下的教学评价方式更加多样化，教师可通过大数据分析、诊断学生的学习情况，给予学生及时的反馈与建议等，过程性评价能帮助教师及时了解学生的学习情况，灵活的调整自己的教学设计，更高效的进行教学。

(4)面向学习流程再造的教学模式创新

未来教室环境下的新的教学空间使得教学突破了时空的限制，教学不再局限于传统课堂，而是开始面向迈向全空间、全过程。未来教室环境下的课前、课中、课后教学新模式，对于传统教学流程进行了重构与再造，改变了传统教与学的方式。教师依据学生的课前学习情况来安排课中教学的内容，在课堂上，注重学生自主探究和小组合作学习，引导学生发现问题、解决问题。在课后，云平台可以推送符合学习者学习特征和需求的学习资源，帮助学生进行课后学习、拓展探究，学生也可以对课堂上的内容进行反复观摩、学习，并与同伴、教师进行在线交流。教学流程的再造使学生获得了主体地位，充分提高了学生的学习积极性和自主性，带来了一种全新的高效互动教学，学生拥有更多参与机会，学习途径更加多样化，有利于促进学生的深度学习，如图4所示。

图4 学习流程再造——课前、课中、课后教学

4、机制体制创新

为推动信息技术与学科教学的深度融合，全面深化未来教室环境下信息化教学应用与创新，苏州市教育局积极探索出一条校地合作的新模式，通过加强与华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心的战略合作，2016年8月由苏州市教育信息中心、国家数字化学习工程技术研究中心共同发起成立了苏州华中师大教育研究院。

图5 苏州华中师大教育研究院成立仪式

研究院整合华中师范大学教育理论研究优势和苏州一线教学实践资源，在苏建立以发展教育信息化为主要任务的产、学、研、用一体化的研究机构，为苏州教育信息化提供理论支撑、技术支持与实践指导，探索除了一条区域教育信息化建设与应用范式。

苏州华中师大教育研究院立足苏州教育教学实践，以推动信息技术、课程学科与教学方法的融合为主要任务，一年来，将技术研发、跟岗指导、资源共享、培养培训等工作以实体形式在苏落户，使华师研究院与苏州一线教育教学紧密协同，大力推动苏州教育信息化从起步应用向融合创新转型发展。

三、苏州未来教室教学改革的成果与影响

苏州教育改革探索了信息技术与教育融合的区域成功经验。一是关注融合技术的教育创新，探索出信息化支撑下的教育新模式、新方法、新手段，促进形成了苏州教育新形态;二是关注技术与教育的融合创新，通过开展大规模实验实践，探索了信息技术与教育融合的典型路径。

通过几年的教学应用摸索，实践证明，信息技术对教育发展具有革命性影响，教育信息化的持续快速发展必然引发教学手段、方法、内容的全面变革，以课堂教学环境创新为抓手，以信息化促进创新人才培养，已经在苏州初见成效。

1、基本形成了信息技术与教学融合的苏州模式。

(1)构建了一系列系统化的可复制、可评价、可推广的信息化教学案例与方法。

在各支持团队的共同努力下，教师们通过在未来教室环境下的常态化教学，自发将各种信息技术融入到课堂教学中。同时，教学理念得以转变，更加注重学生自主学习能力和合作学习能力的培养，重视学生合作学习、活动学习的设计，师生互动设计的更加合理和有效，不同学科教师逐步形成了各自应用特色，融合程度逐步深入。在未来教室信息化融合教学研究的驱动下，形成未来教室优秀课例1200余节，覆盖语文、 数学、英语、 物理、 化学、政治、历史、 地理、生物等多个学科，其中获国家级优秀课例38节;在全国“一师一优课一课一名师”晒课活动中，2015年苏州市共有20504名教师参与晒课20951节，获得省优639节，获得部优320节;2016年共有18593名教师参与晒课19123节，获得省优1064节，获得部优694节。

图6 依托未来教室，2015、2016年苏州市晒课获奖情况

(2)探索并形成了未来教室与学科教学融合的有效模式。

在市教育局统一指导下，在“未来教室”专家支持团队、应用支持团队和技术服务团队协助和支持下，未来教室与学科教学融合的探索不断深入，从应用阶段逐步过渡到信息技术与教学融合阶段，从初步融合逐步过度到教学反思、课程整合和教学创新，形成了基于学科特征的信息化教学模式，覆盖九大学科，如表1所示。

表1 不同学科融合模式

(3)建立了学情数据伴随式收集体系，形成了科学的实证教育观。

依托未来教室云端一体化的教学平台、学生绿色评价、质量监测等信息系统，收集学生学习的过程性数据，重点对学生的学习态度、行为习惯、学习成效、信息素养等方面进行数据采样与研究分析，给每个学生建立全面的成长数据档案，形成可视化的数据分析报告，向教师提供科学的、可量化的学生观测工具，为教师开展基于学生个体的个性化差异化教学建立基础。

2、坚持科研引领，建立了完备的信息化教学与研究支持体系，实现了教师教学方式的转变。

未来教室的应用与创新，覆盖教师课前、课中、课后教学全流程。为教师提供丰富的信息化教学资源与工具，引导教师从讲台中央走到学生身边，从知识的传授者变为学习的指导者。研发大数据基础上的学生个性化的诊断报告，提升教师的数据解读及应用能力，使教师有能力关注到每一个学生，为他们提供因人而异的指导，努力实现因材施教。

(1)推动了教师教学方式的创新，课堂教学质量稳步提升。

在教学过程中，教师教学积极性显著提升，尝试运用多种教学方法开展教学，类型和教学风格有了显著变化，力改传统“一言堂”、“满堂灌”的局面，教师的观念逐渐从“教师的教”向“学生的学”转变。同时，以高中课堂为例，在无互动终端的教学环境下，教师教学质量五方面，除了课堂的生成度不够，需要强化，其他四方面中等偏上，效果良好。对比无互动终端的课，在有学生互动终端的环境下，教师课堂五层面品质都有提升，五项指标都是中等偏上，都比无移动端环境下的分值高，如图6所示。

图7 课堂观察“五维度”数据分析结果

(2)通过科研引领，课堂教学逐步融合教育数据思维，教师课堂教学研究从经验分析向科学实证转变，教师教学研究成果显著。

苏州市教育局依托华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心，与高等院校开展科研合作，将高校前沿的研究理论、缜密的研究方法、高端的科研人才与苏州的教研员、学科教师紧密结合，对未来教室课堂环境下的教师能力、教学组织、教学形态、教学效果、评价标准、学生素养等方面开展课题研究，对课堂教学开展全面、科学、客观的教学研究。

截止目前，共有40多位高校专家亲临苏州指导各学校教改工作的开展70余次，远程协助100余次。从信息化教育教学理论交流，到校园信息化特色建设、校本课程建设、教师教学研究、学生核心素养培育，以及软件设计、技术难题等多方面进行专业支持。同时，将高校的学术资源引入苏州课堂，有10多位专家和信息化教学教改实验学校学生进行了学术交流，为学生打开专业领域的兴趣之门。

苏州市教育局根据未来教室的应用情况，在2016年4月下发了信息化教学研究的微课题，增加了广大未来教室数字教师信息技术与学科深度整合的探索兴趣。不同学科的教师都逐步将自己的探索经验提升为理论研究，并将实际教学经验与理论研究相结合，积极总结，申报微课题。两年来，教师共撰写论文197篇，其中163篇论文获奖，20余篇论文发表在国家、省级核心期刊上。申报信息化教育教学微课题39个，其中国家、省级课题17个。

3、基于未来教室，延展了学生学习空间，构建了泛在智能的学习环境，推动学生学习方式的变革。

苏州市发挥未来教室云端一体学习环境的优势，鼓励信息化教改实验学校和其他有条件的学校在课上及课下常态化运用笔记本、平板电脑等移动终端进行学习，鼓励教师将教学与信息化结合，通过自主开发与外部引入(爱学堂、盒子鱼英语、洋葱数学等)相结合，重构教学流程，将物理课堂延伸到虚拟课堂，为学生提供一个无时不在、无处不在的信息化泛在学习环境，在日常教学中培养学生的信息素养、创新能力与协作精神。

苏州市教育质量检测中心与中国基础教育质量监测协同创新中心领衔的专家团队在基于网络调研、实地访谈、问卷调查、课堂观察、量表测评等多种研究方法的基础上，对未来教室环境下的学生的学习情况以及身心健康进行了追踪，发布了《2016未来教室教改实验蓝皮书》。

图8《2016未来教室教改实验蓝皮书》

目前，初步研究已经显现，未来教室实验群体学生相对其参照群体更加活跃、积极乐观，学业成绩、学习品质和数字素养均高于参照群体。

(1)未来教室对学生学业水平影响分析

为了深刻了解和把握未来教室环境下苏州市的教育教学水平，苏州市教育质量检测中心与中国基础教育质量监测协同创新中心领衔的专家团队参照市2015年与2016年苏州市义务教育学业质量监测数据，对未来教室学习环境中的学生学业成绩进行了分析和研究。

经过分析和研究发现，未来教室实验群体与参照群体的得分存在着显著差异，未来教室实验群体的学业水平明显高于参照群体，如表2所示。

表2未来教室实验群体与参照群体得分对比

注：*表示在0.05水平(双侧)上差异显著;**表示在0.01水平(双侧)上差异显著;***表示在0.0010.01水平(双侧)上差异显著。

将全体学生2015年的学业水平与2016年的学业水平进行分析，发现未来教室实验群体的学业水平呈现明显的上升趋势，参照群体的学业水平则有所下降，如表3所示。

表3 全体学生2015年、2016年得分对比

另外，经过分析发现，未来教室实验群体学生在内容指标和能力水平各维度的得分普遍高于参照群体。

综合以上研究分析，可以看出信息化教育改革对学生学业水平的提升产生了积极的影响，这是由于在教学中基于信息技术的教学不仅改变了教师教的方式，也改变了学生学的方式。教师采用不用的技术手段与工具开展教学，提高了学生的学习积极性，形成良好的师生互动，在教师的引导下，学生通过自主参与、独立探究，不仅能眼见其形、耳闻其声，而且能手脑并用，调动多种感官参与认知活动，提升学生学习效果。

(2)基于基础素养的学生学习品质分析

学生学习基础素养是指学生应具备的能影响学习质量的基本品质与技能，对学生的可持续发展和终身发展产生重要影响。经过研究，发现未来教室学生学习品质总体及在各维度(如学习动机、学习策略、学习习惯)上得分较高，效果良好。

信息化教学手段的应用激发了学生的学习兴趣，促进了学习态度、兴趣和效率等多方面的提升。同时，教师将信息技术与新课改的要求进行有效结合，鼓励学生利用信息技术进行探究学习，并主动解决问题，学生通过对信息的整合与分析，自行找出问题解决方案，逐渐成为学生的主体，这种学习方式的转变，促使学生的学习品质有了显著提升。

(3)基于关键能力的学生数字素养分析

关键能力是指帮助学生适应终身发展和社会发展需要的必备技能，随州信息技术的飞速发展与广泛应用，数字素养日益成为现代社会成员实现生存与发展的关键能力，也成为衡量个人综合素质的重要指标。

通过编制《苏州市中学生数字素养水平测试题》和《苏州市中学生数字素养水平调查问卷》，对未来教室实验群体和参照群体进行测试和访谈发现，实验群体的高中生和初中生在总分和数字素养四个维度(“信息情感意识”、“信息伦理道德”“信息科学知识”和“信息处理能力”)的平均得分上面均明显高于同阶段的参照群体。

四、专家点评

苏州的未来教室项目在全省乃至全国尚属领先，不仅是双板显示和StarC平台的灵活运用,让未来教室环境凸显了它在教育教学过程中的先进性、视觉的震撼感，更是有利于探索建立“以学习者为中心，以学情分析为基础，以能力、素质培养为重点”的课堂教学新模式;通过未来教室项目的实践创新，形成了苏州教育信息化UGBS[ii]协同创新模式，丰富了苏州教育信息化“四代同堂”[iii]的发展模式;专家们一致对通过未来教室的融合创新改变传统教学方式充满期待，一致认为对研制苏州教育“互联网+”行动计划，创新移动互联时代教育教学流程，以信息技术全面提升课堂教学质量、全面带动教育现代化具有积极意义。

[i] 苏州奇迹: 上世纪80年代乡镇企业发展创造了举世闻名的”苏南模式“，90年代的外向型经济发展又一次创造了”苏州奇迹“，这构成了苏州发展的前两波。第二波的外向型经济发展，使得”苏州的世界“变成”世界的苏州“苏州发展已融入到世界经济循环之中，社会经济发展取得了辉煌成就，苏州城市的地位在整个中国乃至世界得到了显著提升，步入了中国城市发展的第一方阵，现在苏州发展已步入第三波，第三步的关键词是信息化。

[ii] UGBS: 即由高校(universities)、政府(government)、企业(business) 、学校school)组成的教育信息化协同创新体，引领未来教室应用研究、推动未来教室的发展、支撑未来教室的应用、开展未来教室各项应用研究、迭代更新等，促进未来教室的试点、推广和普及。

[iii] 四代同堂：即研究一代、试点一代、推广一代、普及一代的教育信息化发展模式。

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