教室是学习时最常见、最平常、也最重要的场所，在大多数人的观念里，教室是黑板加粉笔式的，教师是课堂的中心，具有绝对权威。从二十世纪八十年代开始，随着信息技术的不断发展，我们正经历三波数位学习的浪潮：第一波是个人电脑教室时代，第二波是线上学习时代，第三波则是数位教室时代即未来课堂。由于移动终端的普及、电子书和互动式电子白板的使用，未来课堂让学习方式变得更加自由与广阔。
一、未来课堂案例模型分析
1.美国麻省理工学院的TEAL教室
在美国，麻省理工学院（MIT）通过现代科技激发学习者主动学习，为学习者营造一个动手实践、彼此合作且具有高度互动性（学生与老师间、学生与学生间）的TEAL教室，见图1。教室共有13张直径约两米的圆桌，每桌可容纳九位学生，每三位为一组配有一部电脑，用于小组协作报告与老师教学交互。教师的讲台位于教室的中央，教室配有八台投影机和十三部摄影系统，可将老师的示范即时投射在教室的八个投影幕上，使不同角度学生都可以看清楚老师在课堂上的各种教学示范，同时学生在学习和实验操作的过程中遇到的任何问题，都可以利用此设备与大家进行讨论。
2.台湾中正大学的未来教室
在我国台湾中正大学也建置类似TEAL的未来教室，其最大的特色在于教室空间规划，将未来教室分为教材展示区、活动讨论区与设备控制区3部分。
教学展示区结合电脑与投影仪，将教学素材和内容呈现到大型投影银幕或交互式电子白板上，师生利用触控笔控制教学内容的显示，透过教学辅助软件对教学内容进行移动、绘图、书写、录制的操作，使学生对抽象概念产生具体的印象，有效帮助学生学习。活动讨论区内将科技工具运用在教学上，改善传统老师对学生单向式教学模式，以学习者为中心设计教材，鼓励学生主动学习、善用资讯科技进行沟通与创意思考，强调群组的互动与讨论，培育学生应用资讯搜集、整理、分析资料，并发挥创意解决问题的能力。设备控制区对网络、视讯设备与教学平台进行控制与监测，了解网络连接设备的使用状况与流量是否正常，利用录制软体将授课内容数位化，转化为数字化教材内容并及时上传，使学生课后获得更多复习与反思的时间与机会，达到对知识准确建构的教学要求。
3.华东师范大学未来课堂原型
陈卫东在其博士论文中根据学习空间设计原则，以学习者为中心，按照节能、环保、安全、无障碍、人文、经济空间设计理念，设计了基于泛在网络的，具有智能环境控制、多屏显示、课堂智能实录、视讯会议功能的，课堂桌椅可调节和易组合的未来课堂原型，可以实现课堂内各种教与学设备和移动终端无缝接入，便于学习者获取更多的扩展学习资源进行自主探索和开展协作学习以及对课堂声、光、电等环境进行智能化控制，能有效满足学习者对学习者对课堂空间的功能和技术要求，促进学习者的学习和各方面能力的培养。见图2。
4.公司的“未来课堂”解决方案
北京中大育盟教育科技有限公司在其“未来教室”教育解决方案提到，其解决方案能将课堂教学全过程同步实时采集、自动录制，实现教学现场同步直播、课后课程内容自动上传、即刻点播收看，并能轻松制作网络课件，进行后期加工制作，对课程进行点评，对资源库进行分级管理等要求。
二、未来课堂功能分析
通过对国内外未来课堂典型案例、原型和解决方案分析，可以看出，未来课堂是一个以学习者为中心，通过现代信息技术手段为学习者营造一个轻松、愉悦、高互动的智能化学习环境，鼓励学习者通过互助合作方式完成知识的学习和能力的培养。综合分析，未来课堂应该具备：
1.智能化环境控制
未来课堂可以实现对课堂内的声音、光线、电源、温度和湿度等智能化控制，为教师和学习者创造一个舒适的教与学环境。
2.多屏显示
未来课堂除了交互电子白板之外还需要多个显示屏幕，使教师可以从不同视角来展示教学内容，使不同角度学习者可以观察到教师的示范和开展协作式学习。
3.课堂智能实录
未来课堂能够跟踪和记录课堂内一切教与学行为，如教师的教学示范和学习者的学习行为，并自动上传至云端，为教师和学生的课后反思提供资源支持。
4.基于泛在网络的无线连接
未来课堂内的教与学设备通过泛在网络方式实现无线互联，避免的布线的不便利。同时，通过泛在网络教师和学习者能轻松获取云端资源和实现资源共享。
5.活动桌椅便于拼接
未来课堂的桌椅是符合人体工学的个性化桌椅，易于拼接组合，使学习者可以快速组合成学习小组，进行互动交流和合作学习。
三、未来课堂为协作学习提供优势条件分析
协作学习（Cpllaborative Leaming）是目前世界上许多国家普遍采用的一种富有创意的教学理论与方略，是指教学者按照一定策略将学习者组成学习小组或团队，利用工具和资源，小组成员间通过互助、合作、共享等方式完成教学目标。最终达到对知识意义的建构、技能的提升和情感态度的升华。未来课堂以互动为核心的课堂，而协作学习是一种高互动的教学模式，因此，未来课堂所具备的功能可以为协作学习提供非常有利条件。
1.未来课堂多屏显示技术和智能环境控制系统有利于协作学习情境创设和协作成果展示
未来课堂是一个去中心化的课堂，课堂空间不再是固定不变的长方体，可以是符合结构力学的任意形状。为了克服传统多媒体课堂单屏显示环境下“单一、静态的幻灯片孤立地显示在屏幕上，一张张地按序演示”的现状，使不同角度的学生可以看清楚展示的内容和满足教学者从不同视角展示教学内容，未来课堂为教与学活动提供了多屏显示技术。
根据建构主义学习理论和情境认知与学习理论观，“学习应该在真实情境下发生，以解决现实生活中的问题为目标，在真实情境中学到的东西比简化情境中学到的东西要有效”。未来课堂中智能环境控制系统根据协作任务和内容实际需求可以对教室内声音、光线、温度和湿度进行智能化控制，结合多屏显示技术可以为协作学习活动营造一个真实生活情境，让学生在真实情境中完成协作任务，对协作成果也可以生动全面多角度进行展示。
2.基于泛在网络和云端的未来课堂有利于教师协作任务与活动设计和学生自主探索学习
协作学习一切活动都是围绕协作任务而展开的，协作学习任务和活动分析与设计是协作学习教学设计的关键环节。学生自主探索是进行自我知识意义建构的过程，为协作活动的开展和组间合作交流做准备。
未来课堂中无所不在的泛在网络连接方式使各种教学设备和学习终端可以无线接入和互相连接，为未来课堂主体提供无所不在的个性化智能服务。未来课堂资源的存储和获取都是通过云端来实现，课前教师利用云端资源进行协作学习任务设计，也可以将相关学习资源进行打包推送给每个学生。学生通过泛在网络登录到云端学习支持平台，利用平台学习资源和教师推送的资源进行课前预习和自主探索，实现未来课堂各种资源间的互享。
3.未来课堂活动桌椅便于学习者组成协助小组进行互动
协作学习是以学习小组方式进行，协作小组是协作学习的最基本的表现形式，学习者通过与成员分工合作、交流互助来完成学习。因此，协作课堂要便于学习者组成学习小组和进行组间交流探讨。未来课堂是一个创意空间布局，它的设计突出对课堂主体的关注，课堂桌椅符合人体工学和个体的发展需求，可以根据学习者身体特征需求进行调节，并为特殊人群提供无障碍设置，其灵活的桌椅，易拼接，便于学习者组成协作小组，开展面对面的互动交流和协作探讨。
四、未来课堂协作学习模型设计
未来课堂协作学习是以群体动力学、建构主义和情境认知与学习等理论为基础，基于云端学习平台，通过协作小组间互助、合作来完成教学目标，最终达到对知识意义的建构、技能的提升和情感态度的升华的一种学习模式。笔者构建了基于云平台为基础的未来课堂协作学习模型，见图3。该模型由课前准备、课堂学习和课后反思三个过程组成，三个过程相互补充，构成了未来课堂完整的有机整体。
1.课前准备
（1）协作学习任务的设计
协作学习任务分析是未来课堂协作学习教学设计的关键环节，精心设计、选择合适的协作学习任务，是组织未来课堂协作学习的重要环节和首要条件，也是协作学习体现其教育价值的重要保障。根情境认知与学习理论，“学习应该在真实情境下发生，以解决现实生活中的问题为目标，协作学习任务的应具有真实性，真正起作用的是学习者与环境的相互协调”。因此：
第一，所设计的任务应该是真实或接近真实且有意义的。例如，以学习者关心的问题或者做出某种实际产品或作品作为任务，以激发学习者的学习主动性和积极性。
第二，所设计的任务应该具有整体性。学习任务由许多要素组成，各要素之间相互关联相互依赖构成有机统一整体和任务发展全过程。给学习者提供完整的学习任务，能够发挥学习者主观能动性，自主分析完成任务必须经历的步骤和所需知识与技能。
第三，所设计的任务应该具有协作互助性。协作学习任务应该含有不同层次的要求，在理解上存在一定屏障，需要小组成员合作，充分发挥每个成员的优势，集思广益，齐心协力才能完成。协作任务的难度必须大于个人能力，小于团队协作能力。
第四，所设计的任务具有整合与创新性。协作学习任务要体现跨学科性和综合性，允许不同观点与材料的汇总综合，不同价值判断和选择，完成任务的方式和解题思路可以是多种多样，包容别出心裁、与众不同的理解，任务成果可以形式多样，知识成果具有高可迁移性。
协作学习任务是用来促使学生主动探索和吸纳新知识，调整和重组原有的知识结构。任务设计要做到合理有根据，让每个学生能够掌握基础知识和技能，使智力和解决问题能力得到最大程度的发展。
（2）协作内容预习
预习是指在学习新知识之前对将要所学知识进行自学，主要针对学习者。协作课前预习要求学习者达到对协作目标的理解、协作任务的熟悉和协作内容进行分析。预习能够培养学习者自主探索精神和自学能力，但是，学生的预习往往是不规范的，较随意缺乏目的性，缺乏效率。因此，在预习中需要教师提供必要的指导，调动学习者自学的积极性和阅读兴趣，让学习者能够有目的、有计划、有步骤，按照一定规范进行预习。教师在学习者预习过程中应该起到一个杠杆作用，为学习者设置明确的预习目标，将协作学习任务和要求展示给学习者，并提供一些阅读资源，供学习者参考。对学习者预习过程和预习成果的考察，能够确定学习者先行知识和技能水平。学习者将预习过程中遇到的问题可以通过云端协作学习支持系统及时反馈给教师，以便于教师及时调整教学设计。
2.课堂协作学习
（1）任务情境的创设。情境认知与学习理论认为学习是在特定情境中实现对知识的建构，任务情境对协作学习效果有着重要影响。未来教室中智能环境控制系统和多屏显示设备能够根据任务要求对教室内声、光、电等环境和情境内容显示进行自动化控制，让学习者能够置身于真实情境中，激发学习者的想象力和创造力，与组内其他成员通力合作，在真实情境下完成的协作学习任务。
（2）协作分组。协作分组是建立在群体动力理论基础之上，实质是在小组成员之间建立相互信任、相互关爱、高互动、共同合作与成长的学习机制。分组的核心是有利于小组成员的合作和相互促进，根据协作任务要求和学习者起始能力、学习潜力和一般特征等因素，采取异质或同质策略进行分组。每组人数不能过多，3～7人比较合适，能保证每个成员都有足够多的参与机会。分组之后，需要对协作任务进行分解，根据组内成员的各自特点进行合理任务分工和角色分配。
（3）协作活动的开展。协作活动的开展是未来课堂协作学习的中心环节，可分为自主探索和交流探讨两部分。自主探索能力是学习者应该具备的重要素质之一。自主探索是指学习者利用云端学习资源和教师推送的资源对自己负责的协作任务建立自己的认知。协作成员在具有一定的认知基础上就某一问题与同伴进行交流探讨，分享自己探索的成果，协作组对不同观点采用对话、商讨、争论、实验等形式进行分析论证。在交流探索过程中，协作成员可以清楚认识到自己在协作任务和内容的理解认知的不足，然后再有针对性地进行自主探索，再开展交流探讨，最后使每个成员完成对知识意义的建构，这个过程是动态的螺旋式上升的过程。
由于协作组成员在原有知识结构、认知能力存在差别，在新知识建构的能力和速度会表现出较大差异。协作成员应该互相帮助、相互关爱，让先进者帮助后进者完成对知识意义的建构，实现协作组成员共同促进和共同发展。
（4）成果展示。协作学习一般以一个结论或一个作品（产品）作为其最终成果，对成果进行展示是对小组的共同努力与共同奋斗结果的肯定。协作组通过多屏显示空间可以多层次、多角度从横向或纵向充分展示自己的协作成果，展示和介绍协作成果的过程也是知识进行外化的一个过程，有利于增强成员对本组成果的认同感和加深对协作内容的理解。
（5）评价反馈。学习总结和评价是教育质量管理的核心，有助于培养学习者的批判性思维能力和加深对知识的理解与意义的建构。协作学习评价是多层面的，包括对学习者个体和协作小组的评价。根据评价主体未来课堂协作学习可分为自我评价、生生互评、组间互评、教师评价和系统测评五种形式。未来课堂评价关注协作过程而不是最终成果，协作过程才能完整体现协作学习成效，才能准确、客观、全面反映出学习者个体和协作组的真实变化。通过建立学生学习档案做到定量评价和定性评价、形成性评价和总结性评价、自我评价和他人评价的有机结合。未来课堂协作学习是基于一定环境和任务而展开的，环境的舒适度、工具可利用性利任务的合理性对协作活动的开展和成果的取得会产生重要影响，因此，对这些影响因素评价是必不可少的。
（6）课堂实录。课堂实录不属于未来课堂协作学习模式中的固定环节，它从协作情境创建开始一直到课堂评价反馈结束。协作过程中会有许多新知识、新思维的碰撞和火花的生成，这些本身就是一种生成性资源，如果能将这些过程及时记录下来，则有利于课堂资源的共享和为教师与学习者的课后反思提供资源支持，促进教师专业发展和完善学习者的知识建构。未来课堂的智能实录系统能够实现对教师自动跟踪，实现对多频显示界面能够自动跟踪和捕捉以及对协作小组的协作交流活动及其行为实现智能化记录，这些不需要人为的干预，课堂结束时会自动上传至云端。
3.课后巩固
（1）课后反思。课后反思分为教师教学反思和学生学习反思。教学反思是指教师对未来课堂协作学习的再认识、再思考，并以此来总结经验教训，提升教师的专业水平和教学实践的合理性。学生反思可以发现原有的知识漏洞，引起新的认知冲突，有利学习者重塑自己的知识体系，调整自己的情感和学习策略，对学习效率和效果的提高、自学兴趣和能力的形成、学习方法和策略的迁移以及智力和情感的发展有着重要作用。
教师和学习者课后可以登录到云端协作学习支持系统观看课堂实录资源对教学和学习进行反思。教师主要从课堂协作活动、学生发展、教师发展和人际关系四个方面进行教学反思。学生主要从协作活动效果、自身发展和人际关系三个方面进行反思。教师和学习者可以通过协作学习支持系统将反思结果上传到云端，作为以后教学和学习的参考，学生的反思还可以作为学期综合评价的一部分。
（2）课后拓展。课后拓展是未来课堂协作学习的重要组成部分，课后拓展的内容包括测试习题、拓展阅读、在线交流与经验分享。
测试习题主要以客观形式来检测学习者对协作内容的掌握程度，也是对教师设计的协作任务和活动是否成功的一个检验。测试结果可以作为教师和学生反思的依据和下一次协作学习的起点。扩展阅读是教师为学习者提供的关于协作任务和内容的一些延伸性材料，它可扩展学习者的知识面和加深对协作目标和内容的理解，但是并不是强制性的。学习者在反思过程中和阅读扩展材料过程中遇到的问题可以通过在线交流方式与其他学习者和教师进行交流，使课堂协作学习活动得以延续，成为课堂协作学习的有益补充。学习者由于知识建构的方式的差异，导致其在协作学习过程中所获得经验也有所不同。学习者分享自己的学习成果和学习经验，是对自己协作学习的一个总结，也是对新建构的知识的一个内化和巩固的过程，更是学习者进行经验交流和学习分享的一种有效方式。
五、未来课堂协作学习模式新特征
1.未来课堂协作学习是一种“多对多”学习模式
“多对多”学习模式是指课堂中一个教师可以教授多个学生，一个学生也可以向多个教师请教。未来课堂协作学习是以教师团队形式进行策划和组织课堂协作学习，教师团队中包含3～5名学科指导老师和1名技术指导老师。学科指导教师是指具有相同学科背景和知识的教师，他们课前共同交流协商进行教学目标分析、学习者特征分析、协作任务的选择和协作活动的设计等。未来课堂是一个高互动、多功能、多技术设备的课堂，设备应用和保持设备正常运行势必增加学科教师的负担，使学科教师不能全身心投入到协作学习策划和组织过程中，因此，教学团队中必须有一位技术指导老师，负责未来协作课堂设备的维护，为协作学习的开展提供一个稳定的学习环境。学科教师在学科研究领域和教学方式上存在一定差异，教师团队之间需要建立相应的分工合作机制，发挥集体智慧，通过互动交流、取长补短，根据协作任务的特点和教师的专长，确定一个主指导教师，其他为辅助指导老师，教师之间相互配合，以提高整体备课水平和协作指导水平。
传统课堂中通常只有一个老师，面向全体学生，学生在遇到问题时也只能向这一位老师请教，属于“一对多”的教学关系。未来协作课堂中属于“多对多”关系，并不意味教师团队需要全部进入协作课堂，课堂中教师不是越多越好，教师多反而会给学习者带来一种无形压力。未来课堂中只需要一位学科教师进入课堂为学习者的协作学习创设任务情境、指导学习者进行协作分组和任务分工、对协作活动进程进行监控等。其他教师则通过云端学习支持系统接入到协作课堂，为学习者提供在线学习指导。学习者在性格和认知风格上的差异，对于教师的指导方式和指导风格在接受程度和喜欢程度有所不同，学习者可以根据自己的喜好选择自己喜欢的老师进行交流和进行问题咨询，这样有利于激发学习者的学习热情，营造良好的学习氛围，也是协作课堂对学习者自主权的一种尊重。
2.未来课堂协作学习途径的多样性
学习途径是指学习者为达到学习目标而通过的道路。传统课堂中教师是知识的讲授者和传递者，学生是只是被动接受知识，学生主要依靠教师来学习。未来协作课堂存在多种学习途径，不仅可以依靠教师来学习，还可以依靠同伴和资源进行学习。
未来协作课堂中教师不再是知识的讲授者和传递者，而是学生知识建构的指导者和帮助者，学习主要通过与成员间的协作互助来完成学习。学习者的自主探索是与小组成员进行合作探讨的前提，自主探索是指学习者利用云端学习支持系统的学习资源和教师推送的学习资源对协作学习内容进行学习。云端资源具有信息量大、类型丰富等特征，学习者可以搜索到自己想要的资源，教师推送的资源具有针对性、目的性强，学习者可以拿过来直接阅读和参考。这个过程中学习者展开的学习和对知识的建构都是依靠资源来完成。
合作探讨是指协作组成员针对某个具体问题各抒己见，通过对话、商讨、争论的形式探讨论证，然后达成相对统一的认识。在合作探讨过程中学习者能够充分认识到自己在知识结构和事物认知方面的局限性，在同伴的支持和帮助下可以逐渐完善自己的知识结构和扩展自己的思维角度。在合作探讨过程中学习者主要是要依靠同伴来完成协作任务的学习和新知识的建构。
3.未来协作课堂是生成性课堂，其成果具有可分享性
生成性是指未来协作课堂关注协作学习过程，着眼于对协作学习活动的描述，通过把协作学习活动细化为一系列具体可描述观察的学习行为，赋予协作过程以结果的意义，对学习者的评价是以学习者在协作过程中参与度、交流程度、贡献率和协作组的整体表现作为评价依据。可观察的学习行为描述的不是协作学习过程结束后学生行为的变化，而是协作学习过程中协作小组围绕协作主题自主选择、主动参与的一系列行为，反映出小组成员思维展开的过程与方式、小组成员之间情感交流的深度和方向，即学习行为描述的是协作学习的过程与方法。未来协作课堂主动规避标准化结果，提倡协作小组成员个性的发展和有意义的个人表现。
未来协作课堂中智能实录系统能够将协作过程中产生的新知识、新思维及时记录下来并自动上传云端。登录到云端的教师和学生可以访问并点播这些资源，有利于协作资源和成果的共享。
六、总结
未来课堂可以满足不同学科和不同教学模式教与学的要求。协作学习是一种高互动，以小组合作形式来学习，有利于培养学习者学习自发性、团队合作精神、批判性思考和复杂问题解决能力。未来课堂的软硬件环境为协作学习活动的提供非常有利的条件，未来课堂环境开展的协作学习不同于传统课堂和网络课堂下的协作学习，它具有自身特点。笔者根据未来课堂协作学习新特点，构建了基于云平台的协作学习模型，为教师在未来课堂中开展协作学习提供了一个参考框架。
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