本文节选自刘邦奇、聂小林编著的《智能高效课堂构建》一书，内容有删改。
课堂讲授是课堂教学的核心部分，是教师通过言语、文字等向学生传递知识、描绘现象、设置疑问、引导思考的活动。有效的讲授能充分发挥教师在课堂中的主导作用，为学生提供有组织的信息，激发学生兴趣，启迪学生心智。“双减”政策中明确提到，教师要做到应教尽教，提升课堂教学质量，强化学校教育的主阵地作用。课堂讲授作为整个课堂教学成功的关键部分，对提高课堂教学质量至关重要。
智能技术助力课堂讲授
提升教学情境适切性
智能技术可以支持教学情境的创设，提升教学情境的适切性。扩展现实技术能够构建沉浸式、具有临场感的虚拟情境，使学生在教室内就能体验真实的场景，有助于提高学生的学习兴趣和学习体验，降低学生的认知负荷，促进学生对知识的理解、吸收与内化。思维导图、概念图、知识图谱技术等以网状的结构可视化知识文本，为教学构建结构化的知识情境，实现对教学信息有效的组织和管理。
实现知识讲解动态化
智能技术可以支持知识讲解内容的动态生成，以及知识呈现形式的动态表征，提升讲授的效果。一方面，基于知识图谱、智能推荐和智能检索等技术，系统可以动态推荐与知识点对应的资源，帮助教师丰富讲授内容。另一方面，动态几何、虚拟仿真等技术能够实现知识的三维动态表征，打破环境的制约，帮助教师将复杂的教学问题简单化、直观化，使学生能全方位观察事物的具体形态和抽象原理推演过程，满足学生认知过程中感知具体事物和过程的需求。
提升课堂讲授便捷性
智能技术可以辅助教师更便捷地进行讲授，提高课堂教学效率。红外感应、多点触控等技术，可以智能识别教师在智能电子白板上的手势操作，辅助教师进行板书和知识演示。手写识别技术可以智能转写教师在智能电子白板上的板书，将教师的手写体转写成印刷体，使板书更规范、更便于识别。语音合成、点读等技术能够帮助教师实现词语、句子、课文的自动带读，帮助提高带读的发音标准度。
典型场景
人工智能、扩展现实、知识图谱等智能技术能够让教师讲授的知识更为直观形象、条理分明、动态深入，拓展课堂讲授的广度和深度，提升学生的学习体验。智能技术支持课堂讲授主要体现在适切性情境构建、智能化知识讲解、多手段辅助讲授等典型场景中，具体如表1所示。
表1 智能技术助力课堂讲授典型场景
适切性情境构建
智能技术助力教学情境构建，主要体现在问题情境构建和知识情境构建两个方面。
①问题情境构建
问题情境是以问题或任务为中心构成的活动场域。在问题情境中，知识隐含在一连串的学科问题或现实生活问题中，学生在解答问题的过程中，完成对知识的理解和迁移。
②知识情境构建
知识情境强调对知识的“认知、识记、识别”，知识情境构建通过对知识本身进行组织、关联和管理，帮助学生更好地掌握、识记知识。
智能化知识讲解
智能技术助力教师进行知识讲解，主要体现在信息解释与拓展、图形动态建模两个方面。
①信息解释与拓展
借助智能检索、智能推荐等技术，教师能高效灵活地对知识进行解释和拓展。智能检索技术包括文本检索、图像检索、视频检索等。
②图形动态建模
图形动态建模主要基于动态几何等技术，通过建立动态变化的图形，将原本内隐的知识以动态化形式呈现。
多手段辅助讲授
辅助讲授并不直接服务于知识内容的传授，而是作为一种支撑，支持课堂讲授的开展。基于智能技术的辅助工具能够提升教师课堂讲授的效率。辅助工具主要基于集成式的多功能终端设备，通过红外感应、多点触控、手写识别、语音合成等智能技术，缩短教师在板书、带读等方面所花费的时间，提升知识讲解效率。
①智能辅助书写
红外感应、多点触控等技术通过红外光扫描跟踪教师在智能电子白板上的手指动作，智能识别教师手势操作，如点击、放大、缩小、旋转、擦除、书写、批注、圈画等，使教师能徒手进行知识重难点的讲解批注，使讲解更清晰有效。
②智能辅助带读
语音合成技术通过规则驱动或数据驱动这两种合成方法，将电子教材内的文本转换成机器合成的语音，然后基于点读技术，电子教材可以实时朗读教师指向的词语或段落，帮助学生体会语段中的语音、语调。
案例 扩展现实技术赋能小学英语讲授
北京师范大学教育学部“VR/AR+教育”实验室和清华大学附属小学共同设计了一节基于扩展现实技术的英语课“The Sun and the Eight Planets”，此课入选了中国教育学会课堂教学展示与观摩(培训)系列活动。课上，教师基于扩展现实技术，带领学生学习了太阳系和八大行星的英文单词、相对位置等知识，为学生创设了虚实结合的教学情境，丰富了学生的学习体验，促进了学生的知识理解和语言表达，实现了智能技术与英语课程教学的深度融合。扩展现实技术在讲授中的应用具体包括以下两个方面。
①问题情境创设。教师基于VR技术进行八大行星单词的讲授。第一步“情境引入”，教师带领学生通过佩戴VR眼镜进入“太阳系”这一情境，使学生仿若身临其境；第二步“引导探索”，教师通过提问，引导学生通过转动头部、躯干等动作来探索太阳系，感受太阳的光照、温度，以及太阳周围的行星，思考并回答教师提出的问题（图1）；第三步“归纳总结”，教师根据学生的回答内容进行总结，引出本节课的授课内容。基于虚拟现实技术，太阳系直观展示在学生面前，突破了传统的学习方式和物理学习空间。
图1 基于虚拟现实的太阳系情境体验
②知识动态化讲解。教师基于AR软件进行单词和句式的教学。第一步“图片配对”，教师基于平板电脑的摄像头和增强现实软件，为学生演示太阳系行星与轨道的配对，当教师在讲台上移动印有行星图案的实体卡片时，卡片和软件上的行星虚拟影像会叠加出现在平板电脑屏幕上，软件会自动判断和反馈行星是否被放置到了正确轨道。通过将平板电脑与电子大屏相连，学生能实时看到教师在平板电脑上的操作过程(图2)。第二步“词句跟读”，当判定行星卡片放置正确时，软件会呈现该行星的动画画面。教师在操作过程中，带领学生朗读行星单词和新句式，同时也能让学生感知行星的位置，加深了学生的知识认知和记忆。
图2 基于增强现实的行星位置配对
授课教师和学生都认为，扩展现实技术能够将真实和虚拟的事物结合在一起，一方面能够帮助教师在课堂中创设出真实的英语学习情境，另一方面能够让学生真切地感知学习内容，帮助学生理解和记忆词汇，提升学习兴趣。
本案例根据北京师范大学教育学部“VR/AR+教育”实验室、清华大学附属小学郭姗姗老师英语公开课“The Sun and the Eight Planets”的视频、相关论文资料整理。
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编辑 | 郭涛歌
审核 | 黄倩倩
