近年来，为了探索全日制远程教学模式的未来发展，成都七中、成都七中育才学校都开展了未来课堂教学试验工作。2016年3月30日，《四川日报》以《未来课堂、翻转课堂也“上网”啦》为标题，对成都七中的未来课堂进行了报道。
3月25日上午，在成都七中林荫校区高二（6）班的英语课上，老师刚刚给出3幅图片，就听到课堂上一阵点击平板电脑进行抢答的声音。一位戴眼镜的男同学抢到了答题权，并用英语回答。
这一刻，别看教室里只有50多个学生，但这个男同学其实是从近两万个通过在线同步课堂学习的同学中脱颖而出的。
这堂课是成都七中东方闻道网校打造的“未来课堂”教学模式的生动展现。在“未来课堂”，不仅课堂现场的学生可以通过平板电脑将答案发送给老师，处在教育落后地区合作学校的学生也可以通过卫星导播实现与老师的实时互动。
成都七中、成都七中育才学校未来课堂试验工作取得了丰硕的阶段性成果。本节将主要对成都七中的试验情况做简要介绍。本节部分内容采用了成都市教育科学研究院于2015年5月承担的课题“基于云技术条件下直播教学的模式研究”的研究成果。
一、成都七中对全日制远程教学“未来课堂”的探索
2012年，成都七中东方闻道网校开始了基于云计算、大数据技术的远程直播教学未来模式“未来课堂”的探索。该模式共分为“未来课堂+直播模式”和“未来课堂+翻转课堂模式”两种方式。
（一）“未来课堂”及其特点
国务院特殊津贴专家，四川省物理特级教师，成都七中东方闻道网校教务长龚廉光老师认为，所谓“未来课堂”是指在信息技术环境下，以师生间、生生间互动为核心教学环节，以培养创新型人才为目标的课堂。他认为这种课堂主要有四大特征。
第一，交互性强。在传统课堂教学中，教师大量使用的是师生交互、生生交互的方式，该方式比较原始，像教师提问学生回答、课堂小组讨论等。而“未来课堂”包括课中交互、课前交互、课后交互，不但实现了人与人之间的交互，还能够实现人与设备、人与资源、人与环境的交互。特别是通过电子作业，教师可以随时查看学生的作业情况，发现学生的问题，便于师生互相了解、及时了解。电子作业起到了诊断作用，比如，教师想了解学生到底在哪些方面可能有问题，就可以布置一两份电子作业给他，这两份作业可以很简单。反馈之后教师马上查看，统计一下，就可以看出问题出在哪个地方。作业诊断功能发挥得好，就可以减少学生的做题量，减少学生的课业负担。电子作业发挥了交互作用和学情诊断功能。
第二，及时反馈。及时反馈是对学生行为的即时评价，以让学生随时进行调整，达到最优效果。现在很多教师在课堂上使用反馈功能，但是反馈功能存在一些问题：反馈的结果用没用？反馈的结果用于课堂生成了吗？对课堂反馈开展进一步发掘了吗？如果学生出现错误，那么原因是什么呢？能不能调出一两份学生作业展示给大家看一看？让大家讨论讨论，这样就可以达到对问题的拓展、生成。好的课、有生命的课一定是有生成的课，没有生成的课，谈不上是一节好课。
第三，具有数据的搜集、整理和分析功能。学情分析是很有必要的，能帮助教师深入了解学生出现问题的原因，这对学生改进很有帮助。此外，如果多数学生在做电子作业时出问题了，教师就可以把电子作业调出来看一看到底错在什么地方以及原因是什么。是知识讲解的问题，还是课堂结构的问题？如果训练不够，是思维能力没有达到还是方法有问题？教师要分析数学，就要改进教学，就要把这些数据用到教学中。特别是每次大型考试结束后，教师就可以对每个学生前期的学情进行分析和总结，分析和总结学生的长科在哪些地方，弱科在哪些地方，再依据分析结果，认真对学生进行个别指导。这样的就更有针对性，效果会更好。
第四，支持对多种教学手段的应用。除了微课，教师还可以使用数学几何画板，化学、物理的虚拟实验室等。“未来课堂”供大家研究和创造的东西很多，所以教师要敢于想象，敢于使用，敢于去闯，敢于创新，关键是思想认识要提高。
（二）“未来课堂+直播模式”
成都七中在高一和高二年级的直播班中开展了“未来课堂+直播模式”的试验研究工作。该模式通过卫星直播方式，在将成都七中课堂教学原汁原味地呈现给远端学校的同时，还利用云计算、大数据和未来课堂技术，将所形成的课前、课中、课后的数字资源以及教与学的结果、过程、行为数据等提供给远端学校，初步实现了教学资源和教学数据的共享。远端教师可以根据远端学生的学习情况，采取同时跟随或同步跟随的方式，按需应用成都七中提供的教学资源和数据，从而使全日制远程教学进入全息教学新时代。
截至2017年9月，成都七中高一、高二、高三三个年级各有一个“未来课堂+直播教学”前端班。远端有75所学校、235个班级跟随成都七中开展了未来课堂信息化教学。
（三）“未来课堂+翻转课堂模式”
成都七中按照翻转课堂教学理念与模式，对传统教学流程进行了重构，经过两年多的探索实践，初步形成了“未来课堂+翻转课堂模式”的“三课前二课中三课后”教学模式。①课前：教师制作微课，设置习题；②课前：学生学习微课，完成习题；③课前：教师根据反馈，设计课堂教学；④课中：教师组织问题，互动教学；⑤课中：学生交流、质疑、讨论、实验、练习；⑥课后：教师分层布置电子作业；⑦课后：学生自主选择时间在电脑上完成作业；⑧课后：教师查看学生作业反馈情况，初步确定下一节课的教学内容。（见图8-4）
图8-4 成都七中“未来课堂+翻转课堂模式”
2014年9月，成都七中翻转课堂班开始翻转课堂实践，经过两年多的试验，早已实现了常态化运行。截至2016年9月，全国共有22所学校的117个班级6000余个学生跟随成都七中开展翻转课堂教学，共录制了2632节微课，存储了2787节课堂实录，发布了6060份课堂练习，上传了2044个授课包。这些资源不仅实现了校内共享，而且还通过跟随翻转课堂的模式向更多区域学校辐射，如马尔康中学、贵阳二中、彭州一中、冕宁中学、小金中学等学校。
二、基于云计算、大数据技术的“未来课堂”探索
“未来课堂”是一种旨在培养未来的学生，最终实现每个学生的个性都得到充分发展的全新教学模式。这种教学模式是建立在云计算、大数据等IT产业颠覆性技术基础上的。有了云计算技术，人们就有可能随时随地按需使用优质教育资源了。大数据技术将开辟教育新时代。最早洞见大数据时代发展趋势的数据科学家之一维克托·迈尔-舍恩伯格（Viktor Mayer-Sch?nberger）教授认为：“大数据是一种价值观、方法论……是一场思维的大变革。”[17]“大数据开启了一次重大的时代转型。就像望远镜让我们能够感受宇宙，显微镜让我们能够观测微生物一样，大数据正在改变我们的生活以及理解世界的方式。”[18]这种思维的重大转变主要体现在三个方面：一是分析与某个现象相关的所有数据，而不再依赖于随机采样的少量数据样本；二是接受纷繁复杂的数据，而不再仅仅追求数据的精确性；三是不再探求难以捉摸的因果关系，转而关注事物的相关关系。分析大数据主要是为了预测未来“是什么”，而不是“为什么”。
人类有了望远镜、显微镜，从此进入太空世界和微观世界。而有了大数据，教育就像医学有了核磁共振技术，可以观察学生的思维，促使教育由“模糊”进入“精确”时代。大数据通过记录每个学生的“行为轨迹”，分析全体学生的行为数据，形成全体学生的面貌和状态。这意味着学生的思维运行方式是可计算的。以往我们观察世界、认识世界靠什么？靠抽样数据、局部数据、片面数据，甚至经验、想象、信仰、理念、假设；而在大数据时代，人类有可能使用全面的、完整的和系统的数据，依靠基于全体的实证分析、数据分析，了解事物间的相关关系，挖掘新知识、新智慧，创造新价值。
目前，成都七中“未来课堂”的探索处于起步阶段，其教育教学效果正在显现。
三、“未来课堂”探索给全日制远程教学带来的改变
“未来课堂”应用将会使教学由“模糊”进入“精确”时代。“未来课堂”广泛运用了大数据技术。大数据的精确、全面、及时和“让数据说话”，将建立一个全新的教育坐标系，为教育的发展提供新的视野和动力。几年来，成都七中东方闻道网校利用“未来课堂”构建的新型课堂教学模式，已经进入常态化运行阶段，有效地改变了全日制远程教学模式的面貌。
（一）“未来课堂”让学生思维“透明”
一直以来，教育工作者常自诩“智慧的接生婆”，这表明人类的理性具有有限性，即“接生婆”并不十分清楚教育究竟是如何影响学生成长的。不过，随着大数据时代的到来，这一状况正在得到改变。大数据时代颠覆了人类探索和认知世界的方法，为教育打开了一扇大门。在大数据时代，每个学生都成为数据的源头，他们在互联网上和教学系统中的“行为轨迹”都将留下“数据脚印”，成为大数据记录、分析的原始材料。例如，学生在解题过程中的答题时间、答对了多少、答错了多少、多少道题不会做等情况都将成为大数据的重要数据来源。大数据技术可以数据化教师和学生的行为表现，并对其进行分析、挖掘，从中发现他们思维过程的特点和规律，让学生思维“透明”，从而帮助我们找到影响教育的真正因素。
在成都七中“未来课堂”环境下，学生人手一台平板电脑。教学过程中和课后，学生的课堂练习、课堂笔记、课后作业、错题集等电子足迹（学习行为）都会被自动记录下来存入“云端”，形成学习大数据。利用大数据挖掘技术、智能分析技术，系统可以将学生的思维过程具象呈现，使学习过程和结果数量化，像随堂测试结果、学生学习的知识“短板”、师生和生生互动结果、课后作业情况统计等都实现了随时随地呈现。课前，授课教师利用“未来课堂”的数据分析技术来了解学生的课前学习反馈情况，像学生的作答率、正确率等（见图8-5），以掌握学情，并根据学情进行教学设计、精准定位教学目标和实施有针对性的教学。教学中，教师更多地引导和组织学生去讨论、运用知识协作解决问题等。教师利用大数据技术的支持，实现了更科学、更有针对性地教学。
图8-5 学生课后各学科学习情况
（二）“未来课堂”变革了教与学方式
学生白天听课，晚上回家做作业，这是一直以来学校广泛采用的教学方式。如今这一方式正在发生改变，即学生在家里看授课教师教学视频，第二天再到课堂上探讨、消化、巩固所学知识。翻转课堂颠覆了学校教与学关系，将知识传授的过程放在课外，使学生可以选择最适合自己的时间、地点和方式接受新知识，而学校、教室则成为知识内化、合作探究、小组讨论交流、答疑的场所。
传统教学缺乏对学生个体的关注与支持，而全日制远程教学因教学规模较大，使这一问题显得尤为突出。“未来课堂+翻转课堂模式”实现了教学过程的全信息化，初步形成了“先学后教，以学定教”的教学模式。学生课后可以通过网络学习教师以微课方式提供的优质教育资源，而不仅仅单纯地依赖授课教师的课堂教学。教师则可以根据学生学习情况，分层布置学生作业，进行有针对性的个性化指导和过程性评价。大数据让教学有了更加科学的依据和方法。
大数据技术的应用，让教师能够更全面、更及时了解学生的学习状况和学习中存在的问题。例如，学生对某一学科各章节知识的掌握情况，可以用一棵知识树的方式呈现出来。知识树上的每片叶子表示一节内容。系统根据学生掌握水平的差异，让叶子呈现不同的颜色，从而使教师教学从凭经验判断转到了依据数据进行科学决策，从关注学生整体转到了关注学生个体的成长，并通过不断改进、优化教学，提高教学效率效益。“未来课堂+翻转课堂模式”有效地改变了全日制远程教学存在的弊病，使学校教学从以教师“教”为中心转向以学生“学”为中心的教学模式。
（三）“未来课堂”的教学评价由终结性评价变为过程性评价
大数据改变了人类教学评价的方式和标准。传统教学中，学生练习环节一般交给学生自主完成，完成好坏需要教师批改后才能知道结果。这种延迟反馈影响了学生的学习效果。在这种情况下，教师往往使用题海战术，让学生一遍遍地做练习题。这一现象存在的主要原因是，传统教学中，教师往往关注学生的“入门”知识是否足够和考试结果如何，而对学生学习过程的关注则相对较弱，基本上采用终结性评价。在大数据时代，教学系统可以实时跟踪学生的学习过程，及时发现学生的认知偏差，并进行过程性评价与校正，指导学生去弥补不足。
教师可以利用“未来课堂”的即时反馈功能，及时了解情况，并对学生的学习进行过程评价。一位英语教师在讲解情态动词时，利用系统向学生的平板电脑推送一道选择题，然后让学生即时解答，随后在教师的主机上就可以看到多少学生回答正确以及多少学生回答错误。这样，教师通过追问，马上了解到学生的困惑点在何处，并及时释疑，解决学生出现的问题。
（四）“未来课堂”让学校管理由“模糊”走向“精确”
维克托·迈尔-舍恩伯格说：“在不久的将来，世界许多现在单纯依靠人类判断力的领域都会被计算机系统所改变甚至取代。”[19]大数据将使教育决策和管理依据教学规律，而非经验。例如，成都七中“未来课堂”可以记录教师教学的全过程，这为学校更加准确地掌握教师教学情况，建立更加科学、有效的师资队伍管理办法奠定了基础。图8-6展示的是教师登录和使用“未来课堂”平台的情况。同时，“未来课堂”平台还可以记录、呈现教师的教学成果，像教师所教班级学生的学习成绩等信息。学生成绩可以与本校教师、其他省市学校教师所教班级的成绩进行比较。这为学校校长、教育局局长、教育厅厅长等了解哪所学校师资队伍状况更好等情况提供了科学依据。各级教育行政部门可以依据这些情况，调整管理策略，推动教育科学发展。
图8-6 教师登录和使用“未来课堂”平台的情况
成都七中“未来课堂”的探索工作虽然处于初步探索阶段，但已经取得了一定的成效。例如，试验班学生在自主学习能力等综合素养和学业成绩方面都有较大提高，他们在数学、物理、化学等学科的日常考试中，不断创造出好成绩。全日制远程教学模式未来还有较大发展空间。关于全日制远程教学模式未来该如何发展、该朝哪些方向发展，我们将在第四节中做进一步探讨。