江豐光 孫銘澤

【摘 要】未來教室、智能教室與創(chuàng)新學(xué)習(xí)空間是信息技術(shù)迅猛發(fā)展與實(shí)現(xiàn)教育變革的產(chǎn)物。本文在綜合國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析并概括了未來教室應(yīng)具備的基本特征，并以國內(nèi)外已成功建設(shè)的未來教室為例，提出構(gòu)成未來教室的幾個(gè)維度，為未來教室的后續(xù)研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】未來教室；案例分析；模型構(gòu)建

【中圖分類號】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2014）09-0029-04

教室是正規(guī)教育下學(xué)生學(xué)習(xí)的主要場所，而學(xué)習(xí)環(huán)境對學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、情感、價(jià)值觀的形成有著重要的影響，這與古代所提倡的“身教、言教與境教三者缺一不可”相呼應(yīng)。隨著交互式電子白板、智能空間技術(shù)、無線射頻技術(shù)、智能錄播系統(tǒng)等一些先進(jìn)的科技產(chǎn)品、創(chuàng)新技術(shù)手段的出現(xiàn)，與不斷有學(xué)者所提出新的學(xué)習(xí)理論、教育理念的形成，一場科技與教育的巨大變革勢在必行。未來教室是將傳播學(xué)、心理學(xué)、空間設(shè)計(jì)、教學(xué)論、科學(xué)技術(shù)等相關(guān)理論有機(jī)地融合在一起，構(gòu)建出更適合學(xué)習(xí)者進(jìn)行知識探索的學(xué)習(xí)環(huán)境。未來教室概念的提出，是將具有高科技含量的信息技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境整合的探索，從而重構(gòu)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)環(huán)境，使多種學(xué)習(xí)方式得以順利開展，促進(jìn)學(xué)習(xí)者的自主、探究、協(xié)作能力與心智的全面發(fā)展。

學(xué)習(xí)空間的發(fā)展變革

現(xiàn)今絕大多數(shù)的課堂教學(xué)離不開技術(shù)的支持。技術(shù)作為教學(xué)的檢測、信息、社群工具與承載信息的媒體，在整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)中（教學(xué)前中后）起著舉足輕重的作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，筆者從過去教室變革至今，歸納出學(xué)習(xí)空間大致經(jīng)歷了以下三個(gè)不同發(fā)展階段。

1.以教師“教”為中心的教室設(shè)計(jì)

基于黑板、粉筆等基礎(chǔ)設(shè)施，并以教師講授為主的學(xué)習(xí)空間，如同行為主義下的學(xué)習(xí)環(huán)境。在該學(xué)習(xí)空間內(nèi)，教具主要是粉筆、黑板、印刷教材，教學(xué)結(jié)構(gòu)是以教師為中心。教師為主導(dǎo)課堂的施教者，通過板書或者口授的方式將知識傳遞給學(xué)生。學(xué)生的學(xué)習(xí)資料是傳統(tǒng)的紙質(zhì)教材，課堂上只是被動地用耳聽、用筆記，相當(dāng)于一個(gè)物理接收器。教室的座位布局屬于傳統(tǒng)的“插秧式”（如圖1）：教師在講臺前授課，學(xué)生的座位則整齊地排列在下方。座位相對來講比較固定，不能靈活地將座位進(jìn)行變換重組。這極大地限制了師生之間的互動與生生之間的討論交流，教師與學(xué)生容易產(chǎn)生距離上的隔閡，不利于開展探究協(xié)作與小組互動，一成不變的教室設(shè)計(jì)同時(shí)也阻礙了學(xué)生自主創(chuàng)新能力的發(fā)展。

圖1 傳統(tǒng)“插秧式”教室設(shè)計(jì)

2.以學(xué)生“學(xué)”為中心的教室設(shè)計(jì)

基于計(jì)算機(jī)、投影儀等教學(xué)設(shè)備，并以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)空間，如同建構(gòu)主義下的學(xué)習(xí)環(huán)境。在該種學(xué)習(xí)空間下，幻燈、投影、電子白板、平板電腦、教學(xué)機(jī)器、電子書包等具備先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)品開始出現(xiàn)并應(yīng)用于教學(xué)。教學(xué)結(jié)構(gòu)是在教師講授的基礎(chǔ)上，融入了小組學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式。學(xué)生除了紙質(zhì)教材，更多地使用電子教材及多媒體設(shè)備，減輕了學(xué)生書包的重量，學(xué)習(xí)資料的獲取也更為便捷。交互式電子白板取代了傳統(tǒng)的黑板，現(xiàn)今平板電腦的使用使教師能夠更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況與進(jìn)度，更能體現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)的趨勢。教室的座位布局打破了傳統(tǒng)的“插秧式”，而采用靈活的小組式布局。教師的位置也不再局限于講臺，可以在教室的中心位置進(jìn)行授課（如圖2）。這種空間布局使多種學(xué)習(xí)方式得以順利開展，有利于培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)作能力。同時(shí)電子白板、平板電腦等一些電子設(shè)備的使用，使知識的呈現(xiàn)形態(tài)得以多樣、直觀、具體化，有利于學(xué)生對知識的獲取、吸收與理解。但是該學(xué)習(xí)空間只是機(jī)械地將先進(jìn)的技術(shù)等軟硬件應(yīng)用于教學(xué)現(xiàn)場，并未考慮人機(jī)工程學(xué)，教學(xué)與技術(shù)并未做到真正的融合。

圖2 以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的教室設(shè)計(jì)

3.以人體工程學(xué)中“人”為中心的教室設(shè)計(jì)

在第二階段的基礎(chǔ)上，將人體工程學(xué)運(yùn)用到空間設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)出以人為中心的設(shè)計(jì)理念，如同人本主義下的學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)。在這種學(xué)習(xí)空間下，各種技術(shù)或設(shè)備并不是簡單地安放于教室之中，而是充分考慮了學(xué)生的實(shí)際需求與學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)規(guī)劃。比如，教室四周都設(shè)有交互式電子白板，使教室內(nèi)的學(xué)生都能夠看清楚屏幕。室內(nèi)的燈光、溫度、氣味、顏色、濕度等能夠隨著課程內(nèi)容的要求而發(fā)生改變，達(dá)到貼近情境導(dǎo)向的作用，產(chǎn)生出更適合于學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)。這個(gè)階段的課桌椅也不是固定的，而是能夠根據(jù)實(shí)際教學(xué)活動需要進(jìn)行任意調(diào)整，靈活拼接成可供個(gè)人學(xué)習(xí)、二人交流、多人合作的多元擺放形式。課堂上不再總是教師主導(dǎo)—學(xué)生主體的學(xué)習(xí)，而是能依據(jù)不同學(xué)科、不同課程內(nèi)容、不同教學(xué)方法與不同學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)而體現(xiàn)師生間教學(xué)融合，有學(xué)生主導(dǎo)課程與教師主導(dǎo)課程的不同教學(xué)設(shè)計(jì)，教室的空間設(shè)計(jì)更多彩、更多元、更貼近學(xué)習(xí)者的特性。可以說，第三階段的學(xué)習(xí)空間是便于實(shí)現(xiàn)科技與教學(xué)有機(jī)整合的無障礙的學(xué)習(xí)空間。

圖3 以人為本的多樣化教室設(shè)計(jì)

未來教室的趨勢與特征分析

1.以人為中心的設(shè)計(jì)理念

未來教室的設(shè)計(jì)必須充分考慮到人體工程學(xué)原理，實(shí)現(xiàn)“人—機(jī)—環(huán)境”的和諧。比如，考慮到不同階段學(xué)習(xí)者的身高體重，學(xué)習(xí)時(shí)間的長短，以及不同的學(xué)習(xí)形式等，而設(shè)計(jì)出可調(diào)節(jié)高度、可旋轉(zhuǎn)拼接、讓使用者具有最舒適感覺的課桌椅。室內(nèi)的物理因素，如光線、氣溫、顏色、氣味、溫度等都經(jīng)過設(shè)計(jì)并可調(diào)控，從而創(chuàng)造出最有利于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的環(huán)境，達(dá)到舒適安全與智能的學(xué)習(xí)空間。走廊或其他非正式場所同時(shí)提供隨機(jī)的討論場所與學(xué)習(xí)角；過去研究表明，友好、非正式、放松的互動會讓人們較容易產(chǎn)生新的靈感與創(chuàng)意。學(xué)習(xí)者看到同伴在認(rèn)真學(xué)習(xí)，自然會增強(qiáng)自身學(xué)習(xí)的動力，這稱為同伴引力與學(xué)習(xí)氛圍。因此，不同的學(xué)習(xí)空間之間最好使用玻璃板隔墻。學(xué)習(xí)空間需融入自然元素，在這種環(huán)境下，學(xué)習(xí)者會在潛意識中產(chǎn)生積極、愉悅的感覺。同時(shí)，需要打破傳統(tǒng)的長方形的教室空間結(jié)構(gòu)，可嘗試圓形、多邊形等空間布局，給學(xué)習(xí)者帶來不同的感官體驗(yàn)。

2.學(xué)習(xí)空間的可重構(gòu)性與無限延伸性

未來教室必須能滿足不同的教學(xué)類型，即教室的設(shè)計(jì)必須能夠適用于多種不同類型的教學(xué)場所。學(xué)習(xí)空間的可重構(gòu)性包含兩個(gè)方面：一是課堂桌椅的重構(gòu)，二是空間的可重構(gòu)性。桌椅的重構(gòu)性體現(xiàn)在教室內(nèi)桌椅的位置不是固定不變的，而是能夠根據(jù)不同的教學(xué)類型，靈活、快速地進(jìn)行拆分與重組。如日本東京大學(xué) KALS未來教室所采用的豆瓣型課桌，可滿足2～6人的協(xié)作學(xué)習(xí)組合。空間的重構(gòu)性是指，教室內(nèi)具有可切換透明度并可通過控制實(shí)現(xiàn)自由移動的玻璃。通過切換透明度可決定是否能觀察到不同學(xué)習(xí)區(qū)域?qū)W習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)，通過控制玻璃的自由移動，可在一間教室內(nèi)劃分出不同的學(xué)習(xí)區(qū)域，以適應(yīng)不同的教學(xué)情境；或?qū)砷g教室合并成一間大教室。

同時(shí)，學(xué)習(xí)空間不應(yīng)局限于教室內(nèi)，應(yīng)將其延伸至走廊甚至校園，即能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，打破時(shí)間與空間的障礙，并且可與自然生態(tài)空間進(jìn)行連結(jié)。此外，還可在走廊安放圓桌、沙發(fā)等，提供給師生一種輕松舒適的可進(jìn)行小組協(xié)作或隨時(shí)隨地都可進(jìn)行討論的空間；校園內(nèi)設(shè)有木桌、長椅等基礎(chǔ)設(shè)施，并保證無線網(wǎng)絡(luò)的可使用，供個(gè)人或小組進(jìn)行自主、合作學(xué)習(xí)。

3.具有高科技的智能技術(shù)與教學(xué)裝備的應(yīng)用

除了普通教室具有的基礎(chǔ)設(shè)備之外，未來教室還配有多種先進(jìn)的軟、硬件設(shè)備。交互式電子白板是未來教室最常見的設(shè)備之一，通過電子白板，教師可將不同媒體資源進(jìn)行整合，創(chuàng)設(shè)課程情境，使學(xué)生進(jìn)行自主、協(xié)作學(xué)習(xí)。同時(shí)電子白板的交互性可以提高學(xué)生課堂參與度。平板電腦的使用改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，教材的電子化、通過無線網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料的隨時(shí)獲取、及時(shí)的在線測評等應(yīng)用強(qiáng)化每位同學(xué)的課堂參與度，并增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也有利于教師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的掌握。通過智能錄播系統(tǒng)，師生可進(jìn)行課后反思鞏固，也讓家長了解到孩子在校的各種學(xué)習(xí)情況。

案例分析——美國戴頓大學(xué)

位于美國俄亥俄州的戴頓大學(xué)所成立的學(xué)教中心致力于推動學(xué)生之間的合作，所建立的巴黎圣母會成員館學(xué)習(xí)空間為學(xué)習(xí)者創(chuàng)造出良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。

1.合作友好型走廊

該學(xué)教中心將非傳統(tǒng)意義上的學(xué)習(xí)場所——走廊進(jìn)行了改建，安放了桌椅、沙發(fā)，配以柔和的燈光，為學(xué)生進(jìn)行即興討論、小組學(xué)習(xí)或是師生間的交談創(chuàng)造了條件，將學(xué)習(xí)從教室延伸到室外（如圖4）。

2.放松舒適的討論區(qū)

該學(xué)習(xí)空間在教室外設(shè)置了臨時(shí)討論區(qū)。該討論區(qū)配有舒適的兩張單人沙發(fā)與一張多人沙發(fā)、三個(gè)圓桌，可將筆記本、書籍或是咖啡等放于桌上，同時(shí)提供數(shù)塊可供書寫的白板。空間上方柔和的燈光給人舒適的感覺，學(xué)生可通過無線網(wǎng)絡(luò)查找資料，進(jìn)行討論交流。

3.工作室

該工作室的中間擺放了24把可360度旋轉(zhuǎn)的椅子，所有椅子構(gòu)成了一個(gè)大圓形。工作室的四周各配有一塊巨型白板，可供教師書寫。在白板中間掛有等離子屏幕，可播放圖片、視頻，或是切到網(wǎng)站進(jìn)行教學(xué)。工作室還為學(xué)生提供了數(shù)個(gè)便攜式手寫白板。同時(shí)，教師可通過控制器調(diào)節(jié)室內(nèi)光線，如使光線變得柔和從而讓學(xué)生能夠安靜地回想剛剛所學(xué)到的知識（如圖5）。

4.靈活的教學(xué)方式

教師可在公共區(qū)的電子白板上進(jìn)行授課，布置完任務(wù)后，學(xué)生會三五個(gè)人站在公共區(qū)討論，或是去工作室利用那里的投影機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、電子白板等資源，或是一群人坐在沙發(fā)上，或是搬幾把椅子在圓桌旁坐下。通常情況下學(xué)生們的討論都會非常激烈，沖泡咖啡的頻率很高，有時(shí)也會點(diǎn)披薩等外賣。這種小組式學(xué)習(xí)與靈活多變的小組組織形式極大地激發(fā)了學(xué)生的積極性與創(chuàng)造力。培養(yǎng)了他們檢索資料、自主學(xué)習(xí)與合作探究的能力。

在戴頓大學(xué)，學(xué)生與教員在嶄新的學(xué)習(xí)空間下采用多變的教學(xué)方式獲得了成功。學(xué)生與教員之間能夠獲得近距離的接觸交流，小組成員之間為了共同的學(xué)習(xí)目標(biāo)而勤奮學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)活動從室內(nèi)延伸到室外，這些特點(diǎn)使學(xué)生在相同的時(shí)間內(nèi)得到了最大的收益。

未來教室模型構(gòu)建

通過對相關(guān)文獻(xiàn)與案例的分析研究，筆者認(rèn)為構(gòu)建未來教室的核心應(yīng)以人為中心，在該核心理念的基礎(chǔ)上，分為空間設(shè)計(jì)、硬件、軟件、教師培訓(xùn)、學(xué)習(xí)分析、自然生態(tài)交互性六個(gè)維度?！耙粋€(gè)核心與六個(gè)維度”很好地體現(xiàn)了未來教室的結(jié)構(gòu)與特征。

1.空間設(shè)計(jì)

空間設(shè)計(jì)是指對未來教室的空間進(jìn)行整部布局。對教室的設(shè)計(jì)應(yīng)最大化地滿足教學(xué)需求，提高空間利用率，充分滿足教學(xué)結(jié)構(gòu)與環(huán)境之間的關(guān)系。在進(jìn)行空間設(shè)計(jì)時(shí)，要預(yù)留出教師進(jìn)行多中心授課的空間，方便教師在室內(nèi)走動，與學(xué)生進(jìn)行交流或答疑解惑。同時(shí)，應(yīng)考慮室內(nèi)可移動玻璃的安放位置，使其在需要時(shí)能夠?qū)κ覂?nèi)空間進(jìn)行有效分割，劃分出獨(dú)立的學(xué)習(xí)空間。課桌的設(shè)計(jì)也應(yīng)滿足拼接方便的特點(diǎn)，達(dá)到適用于個(gè)人學(xué)習(xí)、小組討論、講座等不同用途。除此之外，教室內(nèi)需提供專門的區(qū)域用于展示學(xué)生作品，提高學(xué)生的積極主動性，使其體驗(yàn)到自我成就感。

2.硬件

硬件是指協(xié)助教師教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的各種儀器、技術(shù)產(chǎn)品等教學(xué)裝備。具體可包括智能錄播系統(tǒng)、交互式電子白板、等離子顯示儀、平板電腦、光電系統(tǒng)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備等。教學(xué)設(shè)備的合理配置與使用可以豐富教師的授課形式，創(chuàng)設(shè)多種學(xué)習(xí)情境，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與知識掌握度，刺激學(xué)生的多種感覺器官，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性。

3.軟件

軟件是指除硬件以外的一些學(xué)習(xí)資源，是未來教室不可或缺的一部分。主要包括網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、電子教材、教學(xué)資源庫等。在教學(xué)平臺上，教師可以發(fā)布學(xué)習(xí)資源、布置作業(yè)、與學(xué)生進(jìn)行互動，學(xué)生可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、提交作業(yè)、與其他同學(xué)進(jìn)行討論交流等。電子教材的使用拓寬了學(xué)生獲取學(xué)習(xí)資料的途徑，節(jié)約了教學(xué)成本。

4.教師培訓(xùn)

教師應(yīng)具備熟練操縱并應(yīng)用教學(xué)裝備的技能，能夠利用有關(guān)的教學(xué)軟件與教育資源對課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高教學(xué)效果。同時(shí)，教師的教學(xué)方法也應(yīng)結(jié)合軟、硬件資源，順應(yīng)新的教學(xué)理念。在充分考慮學(xué)生身心發(fā)展的情況下，制定出合理、高效的教學(xué)計(jì)劃。

5.學(xué)習(xí)分析

學(xué)習(xí)分析是指通過收集與學(xué)生行為以及教學(xué)環(huán)境有關(guān)的數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析，從而有針對性地對學(xué)習(xí)進(jìn)行干預(yù)，為學(xué)習(xí)者制定個(gè)性化的教學(xué)方案并實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。因此，在未來教室進(jìn)行的教學(xué)過程中，應(yīng)將學(xué)生數(shù)據(jù)與智能化數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集，分析學(xué)生所處的學(xué)習(xí)狀態(tài)與環(huán)境因素，判定現(xiàn)階段的學(xué)習(xí)成效，診斷學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，不斷地改進(jìn)教學(xué)方法，為每位學(xué)生的具體現(xiàn)狀與能力提供有針對性的教學(xué)。

6.自然生態(tài)交互性

自然生態(tài)交互性是指未來教室與大自然進(jìn)行的生態(tài)連結(jié)，使教學(xué)環(huán)境更加生態(tài)化、人性化。學(xué)習(xí)環(huán)境包括建筑的內(nèi)部環(huán)境，如室內(nèi)光、聲、電、溫度、濕度等因素都可通過控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，教室的天花板可設(shè)計(jì)成具有起伏式的屋頂，像層層樹冠一樣，使學(xué)生在室內(nèi)猶如身處樹林。建筑外部的自然環(huán)境可通過擴(kuò)大校園的綠化范圍、修建庭宇湖泊等措施，為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，緩解學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，陶冶性情，為學(xué)生提供優(yōu)美的學(xué)習(xí)環(huán)境。建筑屋頂可安裝太陽能電池板，實(shí)現(xiàn)能量的自給。室外配備雨水收集凈化系統(tǒng)等。同時(shí)，建筑材料也應(yīng)盡量使用可降解、循環(huán)的環(huán)保材料，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)能夠避免對學(xué)生的身體健康造成安全隱患。

結(jié)語

一間成功設(shè)計(jì)的未來教室是多領(lǐng)域、多學(xué)科相互融合、共同作用的結(jié)果。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展與各國對教育重視程度的加深，越來越多的專家學(xué)者投入到對未來教室的設(shè)計(jì)與研究當(dāng)中，各國的學(xué)校甚至企業(yè)也都在實(shí)際行動中探索未來教室所必備的成功要素?？梢哉f，未來教室作為教育技術(shù)研究領(lǐng)域的一個(gè)課題，具有強(qiáng)大的前景與生命力，勢必產(chǎn)生出全新的教育模式。