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[摘 要]教育信息化进程中，技术与教学不断融合，改变着传统教学的形态和过程，是探索新课改的重要契机。借助“粤教云”服务平台和“数字教材”等资源，探讨多维互动及协作学习策略，构建智慧课堂下多维互动式教学模式，以初中物理课堂教学为例介绍实施过程，并通过实施前后的数据对比分析，验证该模式的有效性。
[关键词]初中物理；多维互动；智慧课堂；数字教材
一、研究背景
1.教育理念的不断创新
班级授课制多采用讲授法，教学和学习方式较单一，师生互动次数有限、程度不深。新课标提倡多样化的教学方式与合作探究的学习方式。云计算、大数据、移动互联网的迅猛发展，改变了人们的交往和学习方式，也改变了课堂教学互动方式。课堂互动不再局限于人与人的互动，人机互动为课堂增添了新的活力，课堂互动正走向多维度立体化的形式。云互动课堂提供的丰富的互动方式为教学改革提供了新思路。
2.课堂教学环境的变化
现代化的课堂教学离不开信息化环境的支撑作用，技术的高速发展激发了教育工作者拓展教与学的概念以及课堂环境设计的热情，智慧教室的设计和应用已成为教育技术学研究的热点领域之一。智慧课堂可定义为将云端和物联网等新技术集为一体的未来智能型课堂，它通过互动教学系统对计算机、智能终端、互动电子白板、实物展台等硬软件资源进行整合，形成一种智能化的教学方式[1]。“云服务 终端 互动教学系统”模式开始成为课堂教学环境的主要特征之一。
技术的巨大进步给教育带来了深刻变革，课堂学习环境从多媒体环境向智慧环境发展，学习内容的传递方式以及教师与学生的互动方式也发生了较大改变。因此，信息环境下新的教学模式的应用实践显得尤为重要。在此介绍以“粤教云”项目在珠海开展的区域化试点工作为基础，以“粤教云”公共服务平台为支撑，围绕云服务、云互动、云协同三类“云端”结合的智慧课堂[2]，如何构建多维互动式教学模式。
二、多维互动式教学模式
1.多维互动式教学
课堂教学互动通常被认为是人、技术、资源和环境之间的高度耦合[3]。传统课堂教学互动形式比较单一，主要是师生之间、学生之间的言语互动。智慧课堂中的互动形式可以划分为人与人之间的互动、人与技术之间的互动两类。人与技术的互动包括教师应用交互式电子白板、液晶一体机、移动终端等设备，在可视化互动技术与课堂教学支撑系统的支持下组织课堂教学，包括资源演示、学情分析、作品分享与评价等活动；学生应用移动学习终端进行资源学习、自主练习、实践创作以及成果展示等活动[4]。
多维互动教学是指利用多媒体、网络、云计算等技术在传统班级课堂中建立课堂网络学习环境，为学习者提供协商讨论、相互交流和信息共享的渠道，学生则以小组形式在评价激励机制下，以有效完成共同的学习任务而合作互助的学习过程。它在传统的班级课堂合作学习的基础上，融入网络学习，使得群组学习在学习内容、学习媒体、学习环境和学习资源上能够优势互补，使学习过程更加便利、更多互动、更富创新。其应用流程如图1所示。
智慧课堂是一个智能化的教学空间，由多屏显示、平板电脑和连接互联网的教学互动平台构成，利用平板电脑可以方便进行资源的获取，以及与教师和其他同学之间的互动、交流[5]。如在教学中，教师可以借助平板电脑看到学生电脑屏幕上显示的内容，并可以随时操控学生的电脑，根据学生的需要及时协助学生完成课程；学生可在云平台分组讨论，也可及时与教师沟通。这样使课堂从原先静态、预设的形态转变成动态的、生成的和高互动的形态。课堂互动不仅仅局限于师生之间、生生之间，还包括人与技术、人与环境、人与资源等方面的多种互动，这就是多维互动式教学的核心。
2.多维互动式教学模式的构建
在教师的引导下，通过学生自主实践、思考、交流过的知识内容，才能被内化到学生的知识体系中，互动与交流是其中的重要环节。智慧课堂构建了个性化和信息化的教学环境，支持教师的有效教学和学生的有序协作、有效交流，协作是其典型特征，即借助强大的“粤教云”服务平台所创设的良好协作环境，使得学生个体与个体之间、个体与群体之间思想碰撞，增强学生个体的沟通能力、个体独立作业能力以及优化群体智慧[6]。在多维互动教学的基础上，可结合具体学科教学的特点，突出群组协作学习的特色，在此以初中物理为例介绍“智慧课堂多维互动式教学模式”的构建（见图2）。
基于智慧课堂的多维互动式教学模式可以分为课前自主探究、课中知识内化、课后学习延伸三个阶段。课前，教师利用智慧课堂进行教学主题设计、确定教学目标、制定分组原则、选择技术工具、整合多种相关资源；学生的学习活动则与之对应，确定自己的学习目标、原有知识结构和认知水平、形成對主题的初步认知。课中，教师要创设情境、基于问题引导互动探究、以物理建模促使学生感知物理现象，对学习过程中的疑问进行解答；学生则围绕主题任务开始网络探究、协作学习、组内互动，进而达到经验同化，深刻掌握物理知识原理与应用。课后，教师尝试通过协作解决相应实际问题、并通过各种检测方式进行评价；学生则总结反思。教师和学生的活动，在三个阶段并非独立存在，而是存在时间先后和逻辑推进的关系，师生之间的活动也需要适当的策略进行调节，使二者保持良好呼应。
三、初中物理多维互动式教学实践
多维互动式教学具有交互性强、时效性高、共享便利等特点，对于培养学生的创造能力、求异思维、批判精神、合作能力等有着独特而明显的作用。下面以人教版初中物理“功”的教学设计为例，说明多维互动式教学模式在教学实践中的应用及效果。
1.案例概述
“功”这节课，在学生了解了力的必要知识的基础上，通过实例说明“做功”的两个不可缺少的条件，得出力的方向跟物体运动方向相同时，功的计算式W=FS。教学中要注意到“功”的概念概括性强、抽象程度高，难以让学生短时间内就有深刻体会，需逐步拓展深化。这节课使用了“数字教材”，充分应用“粤教云”智慧课堂的统计反馈功能、个性化评测功能，运用平板电脑开展“先学后教、小组互助”式协作学习。学生通过多维互动式教学模式的各个环节，形成清晰的概念，掌握正确的方法，构建知识体系。通过形式多样的互动活动，有效支撑课堂多屏互动、分享协作，实现教与学的客观记录与实时评价。 2.学情分析
学生已有一定的力学基础知识，但抽象思维还不成熟，仍需感性经验作为依托，在教学中可借助多媒体和实例分析，加强直观性和形象性，引导学生充分利用已有知识来构建“功”的概念。根据本节课特点，尽量使用身边常见的事物进行实例分析，拉近教学内容与学生生活的距离。
3.教学活动设计
根据多维互动式教学模式，基于“粤教云”的智慧课堂在教学活动中为师生提供了多种形式、多个环节的充分交互。在课堂教学前，先让学生依据自己的兴趣进行自由分组，利用平板预习“数字教材”课程内容，基于网络或者线下讨论交流，选择人类发明的一种工具，说明其省力的原理，做成PPT存到课程云空间，教师阅读后点评展示。在课堂教学中，按照创设情境、导入新课，物理建模、感知现场，自主学习、合作释疑，协作探究、解决问题，评价总结、意义建构的多维互动式教学应用进程，依托“粤教云”服务平台和“数字教材”给学生创设了基于交互的知识发现与理解的学习活动。课后，教师尝试通过协作解决相应实际问题，并通过各种检测方式进行评价，学生则进行总结反思。
4.教学反思
这节课综合应用学生自学体验、讲授、分组讨论等教学方法，师生高效互动。学生利用互动平台与同伴进行交流探讨、协作学习、问题形成等活动，在学习过程中形成学习档案记录。“数字教材”的实时统计功能有助于教师更便捷地了解每个学生当堂任务的完成情况和内容的掌握情况；资源下发共享有利于学生自主学习，尊重学生学习差异；通过交互活动和拍照上传等功能，教师可以在课内外对学生的成果进行过程性评价和反馈。
四、应用及效果分析
为了更好地评价多维互动式云课堂的效果，研究者随机选取了初中二年级两个班的学生共94人进行教学实验。对两个班学生进行了物理水平的测试，结果显示不存在显著差异。以其中一个班的学生为实验组，另一个班作为控制组，实验组学生在多维互动式云课堂中上物理课，控制组学生则在传统的常规教室中上物理课，半个学期后，比较了两组学生的物理期末考试成绩，结果显示实验组成绩显著高于控制组，证明提供多维互动式教学模式能够提高学生的学习成绩。综合实验研究结果以及教师对智慧课堂多维互动式教学模式的评价，该模式的优势主要有以下几个方面。
一是创建了有利于深度协作的教学平台。将网络教学与课堂教学有机融合，使教学活动在时间和空间上得到了延伸，弥补了单一化课堂授课方式的不足。在平台创设的协作学习环境中，学习者可选择自己感兴趣的问题，形成探讨某专题的小组，通过丰富的平台资源查阅相关学习资料，丰富学习内容。有利于学习者独立地判断事物，客观地分析他人意见，开阔思维的空间，辩证地认识世界，为深度协作奠定基础。
二是扩充了沟通交流的途径。师生之间、学生之间可以实现实时和异步交流与分享，丰富了交流手段和途径。学生不论在线上还是线下，都可以即时分享信息，协作学习更加便利。小组协作活动中的学习者可以将其在学习过程中探索、发现的信息和学习材料与组内成员共享，共同完成既定的学习任务。在此过程中，学生为了达到小组学习目标，可以采用对话、商讨、争论等形式[7]对问题进行充分论证。在协作学习过程中，学习者以相互合作共事的态度，共享信息与资源，共同承担学习任务。
三是提高了协作兴趣。在协作学习环境中，教师的主要任务是引导学生的学习方向，解答学生提出的问题；学生则由传统的信息接受者转变为信息的生产者和传递者。可视化的资源和工具为“粤教云”平台提供了一个支持多人同时协作、修改文件的功能，在线协作方便快捷，如同面对面交流。人性化的设计，为协作学习扫除了障碍，提高了学生的协作兴趣。
初中物理多维互动式教学模式是一种正在探讨和尝试中的创新型教学方案，随着该模式在学校的持续推进，学生的学习方式由原来的被动接受变为现在的自主选择，包括关注的知识点、学习的时间、信息的筛选与整合等，学习过程的深度参与使学生的能力水平得到很大的提高。对于教师来说，在珠海市“粤教云”项目的助推下，参与“互动云课堂”应用教学探索的过程使他们在信息技术能力方面得以迅速提升。
參考文献
[1]刘邦奇.“互联网 ”时代智慧课堂教学设计与实施策略研究[J].中国电化教育，2016（10）：51-56.
[2]许骏，唐连章.云计算与大数据时代的教育信息化探索实践——“粤教云”计划及示范工程进展[J].教育信息技术，2014（11）：3-9.
[3]胡卫星，田建林.智能教室系统的构建与应用模式研究[J].中国电化教育，2011（9）：127-132.
[4]韩后，王冬青，曹畅.1：1数字化环境下课堂教学互动行为的分析研究[J].电化教育研究，2015（5）：89-95.
[5]Md Anwar Hossain Masud，Xiaodi Huang.An e-learning system architecture based on cloud computing[J].System，2012，10（11）：74-78.
[6]施秋萍.云端环境下协作学习活动的设计与应用研究[D].华南师范大学硕士学位论文，2013.
[7]余亮，黄荣怀.活动理论视角下协作学习活动的基本要素[J].远程教育杂志，2014（1）：48-55.
（责任编辑 郭向和）
[关键词]初中物理；多维互动；智慧课堂；数字教材
一、研究背景
1.教育理念的不断创新
班级授课制多采用讲授法，教学和学习方式较单一，师生互动次数有限、程度不深。新课标提倡多样化的教学方式与合作探究的学习方式。云计算、大数据、移动互联网的迅猛发展，改变了人们的交往和学习方式，也改变了课堂教学互动方式。课堂互动不再局限于人与人的互动，人机互动为课堂增添了新的活力，课堂互动正走向多维度立体化的形式。云互动课堂提供的丰富的互动方式为教学改革提供了新思路。
2.课堂教学环境的变化
现代化的课堂教学离不开信息化环境的支撑作用，技术的高速发展激发了教育工作者拓展教与学的概念以及课堂环境设计的热情，智慧教室的设计和应用已成为教育技术学研究的热点领域之一。智慧课堂可定义为将云端和物联网等新技术集为一体的未来智能型课堂，它通过互动教学系统对计算机、智能终端、互动电子白板、实物展台等硬软件资源进行整合，形成一种智能化的教学方式[1]。“云服务 终端 互动教学系统”模式开始成为课堂教学环境的主要特征之一。
技术的巨大进步给教育带来了深刻变革，课堂学习环境从多媒体环境向智慧环境发展，学习内容的传递方式以及教师与学生的互动方式也发生了较大改变。因此，信息环境下新的教学模式的应用实践显得尤为重要。在此介绍以“粤教云”项目在珠海开展的区域化试点工作为基础，以“粤教云”公共服务平台为支撑，围绕云服务、云互动、云协同三类“云端”结合的智慧课堂[2]，如何构建多维互动式教学模式。
二、多维互动式教学模式
1.多维互动式教学
课堂教学互动通常被认为是人、技术、资源和环境之间的高度耦合[3]。传统课堂教学互动形式比较单一，主要是师生之间、学生之间的言语互动。智慧课堂中的互动形式可以划分为人与人之间的互动、人与技术之间的互动两类。人与技术的互动包括教师应用交互式电子白板、液晶一体机、移动终端等设备，在可视化互动技术与课堂教学支撑系统的支持下组织课堂教学，包括资源演示、学情分析、作品分享与评价等活动；学生应用移动学习终端进行资源学习、自主练习、实践创作以及成果展示等活动[4]。
多维互动教学是指利用多媒体、网络、云计算等技术在传统班级课堂中建立课堂网络学习环境，为学习者提供协商讨论、相互交流和信息共享的渠道，学生则以小组形式在评价激励机制下，以有效完成共同的学习任务而合作互助的学习过程。它在传统的班级课堂合作学习的基础上，融入网络学习，使得群组学习在学习内容、学习媒体、学习环境和学习资源上能够优势互补，使学习过程更加便利、更多互动、更富创新。其应用流程如图1所示。
智慧课堂是一个智能化的教学空间，由多屏显示、平板电脑和连接互联网的教学互动平台构成，利用平板电脑可以方便进行资源的获取，以及与教师和其他同学之间的互动、交流[5]。如在教学中，教师可以借助平板电脑看到学生电脑屏幕上显示的内容，并可以随时操控学生的电脑，根据学生的需要及时协助学生完成课程；学生可在云平台分组讨论，也可及时与教师沟通。这样使课堂从原先静态、预设的形态转变成动态的、生成的和高互动的形态。课堂互动不仅仅局限于师生之间、生生之间，还包括人与技术、人与环境、人与资源等方面的多种互动，这就是多维互动式教学的核心。
2.多维互动式教学模式的构建
在教师的引导下，通过学生自主实践、思考、交流过的知识内容，才能被内化到学生的知识体系中，互动与交流是其中的重要环节。智慧课堂构建了个性化和信息化的教学环境，支持教师的有效教学和学生的有序协作、有效交流，协作是其典型特征，即借助强大的“粤教云”服务平台所创设的良好协作环境，使得学生个体与个体之间、个体与群体之间思想碰撞，增强学生个体的沟通能力、个体独立作业能力以及优化群体智慧[6]。在多维互动教学的基础上，可结合具体学科教学的特点，突出群组协作学习的特色，在此以初中物理为例介绍“智慧课堂多维互动式教学模式”的构建（见图2）。
基于智慧课堂的多维互动式教学模式可以分为课前自主探究、课中知识内化、课后学习延伸三个阶段。课前，教师利用智慧课堂进行教学主题设计、确定教学目标、制定分组原则、选择技术工具、整合多种相关资源；学生的学习活动则与之对应，确定自己的学习目标、原有知识结构和认知水平、形成對主题的初步认知。课中，教师要创设情境、基于问题引导互动探究、以物理建模促使学生感知物理现象，对学习过程中的疑问进行解答；学生则围绕主题任务开始网络探究、协作学习、组内互动，进而达到经验同化，深刻掌握物理知识原理与应用。课后，教师尝试通过协作解决相应实际问题、并通过各种检测方式进行评价；学生则总结反思。教师和学生的活动，在三个阶段并非独立存在，而是存在时间先后和逻辑推进的关系，师生之间的活动也需要适当的策略进行调节，使二者保持良好呼应。
三、初中物理多维互动式教学实践
多维互动式教学具有交互性强、时效性高、共享便利等特点，对于培养学生的创造能力、求异思维、批判精神、合作能力等有着独特而明显的作用。下面以人教版初中物理“功”的教学设计为例，说明多维互动式教学模式在教学实践中的应用及效果。
1.案例概述
“功”这节课，在学生了解了力的必要知识的基础上，通过实例说明“做功”的两个不可缺少的条件，得出力的方向跟物体运动方向相同时，功的计算式W=FS。教学中要注意到“功”的概念概括性强、抽象程度高，难以让学生短时间内就有深刻体会，需逐步拓展深化。这节课使用了“数字教材”，充分应用“粤教云”智慧课堂的统计反馈功能、个性化评测功能，运用平板电脑开展“先学后教、小组互助”式协作学习。学生通过多维互动式教学模式的各个环节，形成清晰的概念，掌握正确的方法，构建知识体系。通过形式多样的互动活动，有效支撑课堂多屏互动、分享协作，实现教与学的客观记录与实时评价。 2.学情分析
学生已有一定的力学基础知识，但抽象思维还不成熟，仍需感性经验作为依托，在教学中可借助多媒体和实例分析，加强直观性和形象性，引导学生充分利用已有知识来构建“功”的概念。根据本节课特点，尽量使用身边常见的事物进行实例分析，拉近教学内容与学生生活的距离。
3.教学活动设计
根据多维互动式教学模式，基于“粤教云”的智慧课堂在教学活动中为师生提供了多种形式、多个环节的充分交互。在课堂教学前，先让学生依据自己的兴趣进行自由分组，利用平板预习“数字教材”课程内容，基于网络或者线下讨论交流，选择人类发明的一种工具，说明其省力的原理，做成PPT存到课程云空间，教师阅读后点评展示。在课堂教学中，按照创设情境、导入新课，物理建模、感知现场，自主学习、合作释疑，协作探究、解决问题，评价总结、意义建构的多维互动式教学应用进程，依托“粤教云”服务平台和“数字教材”给学生创设了基于交互的知识发现与理解的学习活动。课后，教师尝试通过协作解决相应实际问题，并通过各种检测方式进行评价，学生则进行总结反思。
4.教学反思
这节课综合应用学生自学体验、讲授、分组讨论等教学方法，师生高效互动。学生利用互动平台与同伴进行交流探讨、协作学习、问题形成等活动，在学习过程中形成学习档案记录。“数字教材”的实时统计功能有助于教师更便捷地了解每个学生当堂任务的完成情况和内容的掌握情况；资源下发共享有利于学生自主学习，尊重学生学习差异；通过交互活动和拍照上传等功能，教师可以在课内外对学生的成果进行过程性评价和反馈。
四、应用及效果分析
为了更好地评价多维互动式云课堂的效果，研究者随机选取了初中二年级两个班的学生共94人进行教学实验。对两个班学生进行了物理水平的测试，结果显示不存在显著差异。以其中一个班的学生为实验组，另一个班作为控制组，实验组学生在多维互动式云课堂中上物理课，控制组学生则在传统的常规教室中上物理课，半个学期后，比较了两组学生的物理期末考试成绩，结果显示实验组成绩显著高于控制组，证明提供多维互动式教学模式能够提高学生的学习成绩。综合实验研究结果以及教师对智慧课堂多维互动式教学模式的评价，该模式的优势主要有以下几个方面。
一是创建了有利于深度协作的教学平台。将网络教学与课堂教学有机融合，使教学活动在时间和空间上得到了延伸，弥补了单一化课堂授课方式的不足。在平台创设的协作学习环境中，学习者可选择自己感兴趣的问题，形成探讨某专题的小组，通过丰富的平台资源查阅相关学习资料，丰富学习内容。有利于学习者独立地判断事物，客观地分析他人意见，开阔思维的空间，辩证地认识世界，为深度协作奠定基础。
二是扩充了沟通交流的途径。师生之间、学生之间可以实现实时和异步交流与分享，丰富了交流手段和途径。学生不论在线上还是线下，都可以即时分享信息，协作学习更加便利。小组协作活动中的学习者可以将其在学习过程中探索、发现的信息和学习材料与组内成员共享，共同完成既定的学习任务。在此过程中，学生为了达到小组学习目标，可以采用对话、商讨、争论等形式[7]对问题进行充分论证。在协作学习过程中，学习者以相互合作共事的态度，共享信息与资源，共同承担学习任务。
三是提高了协作兴趣。在协作学习环境中，教师的主要任务是引导学生的学习方向，解答学生提出的问题；学生则由传统的信息接受者转变为信息的生产者和传递者。可视化的资源和工具为“粤教云”平台提供了一个支持多人同时协作、修改文件的功能，在线协作方便快捷，如同面对面交流。人性化的设计，为协作学习扫除了障碍，提高了学生的协作兴趣。
初中物理多维互动式教学模式是一种正在探讨和尝试中的创新型教学方案，随着该模式在学校的持续推进，学生的学习方式由原来的被动接受变为现在的自主选择，包括关注的知识点、学习的时间、信息的筛选与整合等，学习过程的深度参与使学生的能力水平得到很大的提高。对于教师来说，在珠海市“粤教云”项目的助推下，参与“互动云课堂”应用教学探索的过程使他们在信息技术能力方面得以迅速提升。
參考文献
[1]刘邦奇.“互联网 ”时代智慧课堂教学设计与实施策略研究[J].中国电化教育，2016（10）：51-56.
[2]许骏，唐连章.云计算与大数据时代的教育信息化探索实践——“粤教云”计划及示范工程进展[J].教育信息技术，2014（11）：3-9.
[3]胡卫星，田建林.智能教室系统的构建与应用模式研究[J].中国电化教育，2011（9）：127-132.
[4]韩后，王冬青，曹畅.1：1数字化环境下课堂教学互动行为的分析研究[J].电化教育研究，2015（5）：89-95.
[5]Md Anwar Hossain Masud，Xiaodi Huang.An e-learning system architecture based on cloud computing[J].System，2012，10（11）：74-78.
[6]施秋萍.云端环境下协作学习活动的设计与应用研究[D].华南师范大学硕士学位论文，2013.
[7]余亮，黄荣怀.活动理论视角下协作学习活动的基本要素[J].远程教育杂志，2014（1）：48-55.
（责任编辑 郭向和）