智慧教育是数字时代教育的新形态，是当前教育系统革新的有效推动力。教育数字化转型借助技术塑造以改变和创新教学模式、形态和架构，变革传统教育模式走向智能教育模式。而智慧课堂是智慧教育/智能教育的主场景，也是学校教育数字化转型的核心和主阵地。

2022年教育部工作要点明确提出，“加快推进教育数字转型和智能升级”“探索大中小学智慧课堂建设”。智慧课堂被赋予了更多的教育使命和更高的价值期望，在教育信息化走向数字化转型发展新阶段，智慧课堂将成为引领和推动教学数字化转型的新引擎、新动力。

智慧课堂是技术发展与课堂教学整合应用的产物，是利用人工智能、大数据等新兴技术打造的智能高效的新型课堂。智慧课堂引领和推动教学数字化转型具有以下五方面特征：

教学人本化

教育数字化转型最终要落实到人的层面上。尽管智慧课堂是技术与教学整合的产物，离不开技术的支撑，但本质上智慧课堂是育人的活动，其根本宗旨是育人，通过教学育人，基于智能化学习环境开展更高效的育人活动，培养人的智慧。

数据要素化

数据是促进课堂教学智慧生成的前提，从数据获取、信息与知识加工到智能输出，实现教学智慧生成。要把握数字教学的关键环节，以数据为教学变革的关键要素，打造教学数字化转型新动力。

业务全景化

教学数字化转型是学校教育教学的系统性变革，其实质是教育全要素、全流程、全业务、全领域的数字化转型。

教学智能化

智慧课堂是智慧教育/智能教育的主场景、主阵地，也是学校教育数字化转型的核心场域。智慧课堂的典型特征是“智能高效”。基于智能高效的课堂，实施精准化教学、个性化学习、智能化考试、数智化评价和精细化管理，形成智能化教学新模式，实现教学数字化转型和智能升级。

发展生态化

推进教学数字化转型，要从生态发展的视角，重塑面向未来教育服务的数字教学新生态。在数字化转型实践中，技术与教育正逐渐形成全领域、全要素、全链条、全业务的系统性深度融合的新格局，以共同构建未来教育生态。

智慧课堂引领教学数字化转型的推进策略

01

塑造新理念

数字技术赋能的优质教学

智慧课堂构建与应用的根本目的是利用技术手段优化教学系统结构和流程，提升教学质量和效率，培养学生智慧，促进核心素养落地，实现数字技术赋能的优质教学。在教育数字化转型和新课程改革背景下，应坚持核心素养导向、教学精准高效、技术全面赋能等理念，引导和推进教学系统性变革和数字化转型。

01

核心素养落地

智慧课堂以培养学生核心素养为根本宗旨。基础教育新一轮课程改革将核心素养的培养作为学科教学的基本任务，在义务教育课程标准和方案中提出核心素养落地，从注重学科内容教学转向学生的核心素养发展。在智慧课堂教学中，应把核心素养发展作为智慧培养的前提条件，充分利用智能化学习环境和资源，通过新的课程实施实现核心素养落地，进而引导和激发学习者的智慧生成。

02

教学精准高效

优质教学是高质量、高效率的教学，体现在教与学的精准高效上。在智慧课堂教学中，基于智能化学习平台，通过全过程动态学习数据分析，实现课前教学准备和预习的实时评测与反馈，进行精准的课前学情分析，有助于以学定教；开展课中的即时评价和反馈，有效调整教学策略，有助于精准的教学实施；课后精准推送个性化作业，进行针对性的作业辅导，有助于精准化的学习巩固，提升教学的质量和效率。

03

技术全面赋能

新阶段智慧课堂离不开新一代人工智能、脑科学等新兴技术的支持，提升教师数字素养与技能关键内驱力，用数字技术赋能教学全过程，是实现优质教学的重要条件。在传统课堂教学中，教师由于数字技术应用能力不足，客观存在经验化的学情分析、单一性的情境创设和互动方式、手工式的作业批改等现象，个性化学习、因材施教难以实现，并且增加了学生和教师的负担，用数字技术全面赋能，为减负增效和个性化教育提供了新动能。

02

升级新环境

“云、脑、端”智能化学习平台

在智慧课堂建设与应用实践中，学习环境建设方案大都采用“云+端”的系统架构。畅言智慧课堂在业内最早提出了“云、网、端”架构的学习环境，后来利用AI技术升级为“云、台、端”架构，目前正进一步向“云、脑、端”一体化智能学习平台迭代升级，真正建成立体综合教学场，为教学数字化转型、智能升级提供环境支撑。

01

构建智能教育云平台

依托智能技术和教育云服务方式建设，实现智能化的教育云服务，主要提供网络学习空间服务、数字教学资源服务、在线学习服务等基础服务。例如，数字教学资源服务是通过与多家国内出版社、资源厂商合作，提供中小学主流教材版本相配套的优质资源，包含课件、教案、视频、音频、交互式资源、动画、习题、图片等多种类型。同时，资源内容按照学科教学特色，提供不同教学阶段筛选，这样教师可以根据教学设计与实施需要筛选资源内容，提高教学效率。

02

开发教室智能大脑

以教室智能黑板/大屏为载体构建教室人工智能教育大脑。教室智能大脑作为智慧课堂的通讯和运算中枢，构建课堂环境的控制中心，汇聚智慧课堂中的人、活动和环境数据，形成统一的数据中心。其核心功能是数据获取、挖掘与服务，一是获取课堂教学全景数据，如课堂授课、师生互动、学习探究、课堂环境、课堂管理等数据；二是全过程动态数据分析，为精准化教学、个性化学习提供数据支撑；三是借助通讯中枢和云服务，将教学活动由课堂内延伸至课堂外，完成各类授课、学习和教研活动的多模态数据分析与服务。

03

打造智能教学终端

数字化教学离不开智能教学终端，主要包括教师终端、学生终端等。教师智能终端能够为教师提供备课、授课、辅导、教研、学习管理等全场景服务，提供了极为丰富的教学功能，同时支持终端移动教学功能，在提高教师教学效率的同时，实现了个性化教学和辅导。学生智能终端为学生提供学习工具、交互工具、动态评价工具，支持多种方式的学习应用，既可以对学生在课堂内、外学习活动的数据进行采集，也可以支持课前预习、课中交互和课后学习巩固，实现泛在学习。

03

打造新动力

全过程动态学习数据分析

智慧课堂历来重视教学数据的开发利用，用数据驱动课堂教学变革。树立全过程动态学习数据分析理念，构建智慧课堂大数据体系和数据挖掘分析框架。把数据作为教学数字化变革的关键要素，通过过程数据伴随式获取、实时分析和挖掘处理，实现课堂教学智慧的生成，打造教学数字化变革的新动力。

01

伴随式过程数据获取

人工智能、大数据等技术支持教学过程数据的伴随式采集，能够实现对学生知识掌握情况、操作技能掌握情况、课堂学习行为等方面的精准实时分析，帮助教师了解教学实施效果。例如：基于智慧课堂智能化学习平台，对课堂中的随机回答、互动行为、分组合作、学习探究、学习测评等学习动态数据进行实时采集，便于教师通过数据支撑更全面地掌握学生的学习表现；借助智能感知、高清摄像等设备可以实时记录学生实验操作全过程数据，便于教师了解学生实验技能掌握情况和实验完成情况。

02

多模态数据实时分析

利用人工智能技术，对教学情境中产生的文本、语音、视频、图像等多模态学习行为数据等进行高效的整合、关联，实现视频动作识别、自动打分、追踪分析等课堂评测数据实时分析。例如，基于行为分析AI模型可以实时诊断学生在体育运动中的发力部位是否正确、摆臂幅度是否到位，以及实验操作是否正确、程序是否规范等，解决教师难以在课堂评测中兼顾所有学生表现的难题，提升课堂评测分析的精准性，为课堂教学改进提供依据。

03

深层次数据挖掘处理

利用数据挖掘技术对教育数据进行挖掘分析，助力解决教学中的实际问题，以释放教育数据的价值。例如，对师生进行全面建模分析，整合个体特征、行为、心理等多方面数据来源，构建教师或学生全方位数据模型，反映真实的师生状态和水平。对教学过程进行数据建模，挖掘复杂情境下教学要素之间相互作用的变化和发展规律，生成教学过程模型，用于刻画教学活动轨迹、查找改进教学问题并指导实践。

04

构建新模式

数据驱动的智能教学模式

教学数字化转型和智能升级最终落实在教学实践中，体现在技术支持的教与学形态变化上，借助于技术推动传统教育模式走向智能教育模式。基于智能化学习环境和工具，与教学深度融合，用数据赋能教学全过程，促进教学流程和结构创新，聚焦教学设计、教学实施、学习探究、教学评价等核心场景，形成数据驱动的智能教学新模式。

01

智能化教学设计

利用数字技术优化和创新教学设计可以为教师带来多方面的助益，提高教学设计的有效性。例如：基于数据的精准化学情诊断、情感态度识别、知识状态分析、学科能力追踪分析等，助力教师开展多维度学习者特征分析和弹性化教学目标设计；基于数字技术的高效化资源准备，通过一站式资源检索、个性化习题推荐、教学视频自动生成等，助力教师高效获取和制作教学资源；基于教育数据挖掘和教育知识图谱技术实现动态路径规划，助力教师进行有效的教学活动设计等。

02

智能化教学实施

数字技术可以赋能适切性讲授情境创设、智能化知识讲解与拓展，支持更具灵活性、情境性、开放性的知识呈现和传递，实现多维立体的课堂互动。例如，对于智能技术支持的教学情境创设，可以借助AR/VR、数字孪生、元宇宙等新技术创设更加逼真、高体验的教学情境。对于智能技术助力课堂互动，可以通过多样化课堂互动工具和沉浸感知的智慧课堂环境，支持多维全向师生互动、智能分组互动、远程实时互动等，提升教学互动的深度和广度，实现高效课堂互动。

03

智能化学习探究

通过探究活动情境构建、仿真实验场景模拟、在线探究活动支持等，帮助学生更加沉浸、开放、深层次地参与多种类型的学习探究活动。例如，在智能技术支持的体验型探究方面，借助VR头戴显示器，虚拟环境构建技术，能够通过三维场景模型、动画与模拟来实时渲染生成虚拟数字内容，还原真实的探究活动情境，让学生开展体验型探究。在智能技术支持的网络应用型探究方面，应用AI技术进行学习资源推荐、提供智能化在线交流工具、进行学习状态监测等，支持学习者更高效地开展基于网络的学习探究。

04

智能化教学评价

利用数字技术赋能教学评价全流程，助力教学评价更全面、精准、科学。在课堂教学评价方面，通过评价数据的伴随式采集、即时化分析反馈，实现对学生课堂知识掌握情况、操作技能掌握情况等方面的精准实时分析，帮助教师了解课堂教学的实时效果并及时调整教学策略；在作业评价方面，利用数字技术赋能作业数据采集、作业批改与评分等，实现作业数据高效采集和智能分析，辅助教师提高作业评价效率和作业辅导的精准性；在教学质量评价方面，数字技术支持更加系统和全面的教学质量数据采集、处理与分析，助力开展科学循证的学生学业质量评价和教师教学质量评价。

05

构筑新生态

多维一体的教学生态体系

教学数字化转型是涉及多主体、多要素、多领域、多方位的教学系统性变革，是一个动态开放的生态化发展过程，通过数字化转型、智能升级，逐步形成新型教学生态。基于智慧课堂已有研究与实践成果，应以一体化智能教学形态为切入口，着力打造多维一体的教学生态体系。

01

面向全时空，线下教学与线上学习一体化

数字时代学校教育时空是由线下教学场所和线上数字时空组成的混合式教学时空，为混合式教学提供了便利条件。一方面，利用线上学习时空24小时开放、实时连接、资源丰富多样、服务无边界等突出优势，积极开展在线课程学习、网络协同教学、网络研修等线上教与学活动，实现开放自主学习、个性化学习、协作式学习；另一方面，发挥传统线下教学面对面实时互动、丰富的情感交流、强烈的现场感、对学习者的引导约束等优势，作为学校教育背景下不可替代的重要教学方式，开展方式可操作、技术可支撑、过程可控制、目标可达成的教与学活动。发挥两种教学方式的特色优势，构筑线下与线上“跨时空”一体化教学新生态。

02

面向全链条，课内教学与课外学习一体化

数字化教学是一个动态、开放的教学生成过程。教学全过程既包括课堂讲授、课堂互动等课内实施的环节，也包括课前的教学准备和课后的学习巩固、评价反馈等课外环节，教学数字化应该是教学全链条的系统性变革。例如，教师利用智能化学习平台提供的丰富学习资源进行预习内容和作业推送，学生完成预习后通过平台提交作业，经过平台自动化批改和统计分析，并结合学生学习档案记录的学生个性化特征，形成了完整的学情数据，便于教师进行基于数据的教学设计。课内环节主要任务是将教学设计付诸实施，通过技术支持的精准化讲授、多样化的师生互动和分组合作讨论等，完成教学活动，使学习者得到知识意义的自主建构。课内与课外有机结合、一体化发展，形成教学全过程系统性变革合力。

03

面向全场域，实景教学与虚拟学习一体化

随着新兴数字技术加速发展，认知大模型、数字孪生、元宇宙等新技术不断涌现和组合创新，使得数字教学的场域发生了重要变化，教学主体可以在现实场景和虚拟场景中获得多个身份参加不同场域的教学活动，智慧课堂教学变革迎来新的机遇和挑战。当前的重点是利用数字孪生、元宇宙等新兴的虚拟仿真技术，并加持认知大模型等人工智能新技术，多种技术相互渗透融合，创建高度仿真真实环境，打造“虚实融合”“多样态一体化”的新型课堂形态，可以实现不同场域中的智能化交互，提升学习者的感受和体验，实现以学生为中心的沉浸式、情境化、个性化学习，有效促进教学智慧生成和学生智慧发展，实现教学数字化转型、智能升级。

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来源：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. （原文有删减）