當(dāng)下作為新事物的智慧教室在未來將會(huì)成為教室的基本形態(tài)，我們對(duì)使用智能媒體提升教學(xué)質(zhì)量也一直抱有很高期望。以往，雖有研究表明媒體技術(shù)具有提升教學(xué)質(zhì)量的功能，但那些結(jié)論多是通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)得來的，媒體技術(shù)在常態(tài)教學(xué)中的實(shí)際作用到底如何還有待商榷。揭示智慧教室中媒體技術(shù)的實(shí)際教學(xué)作用就需要在該環(huán)境下開展常態(tài)化的教學(xué)實(shí)踐。與常規(guī)教室不同，智慧教室旨在提供豐富的信息感知、加工處理功能，它不僅僅是教學(xué)的物理空間，同時(shí)也是教學(xué)信息空間的一部分，具有智能性、高互動(dòng)性等特點(diǎn)。常規(guī)教室環(huán)境下的教學(xué)，我們耳熟能詳，但智慧教室環(huán)境下的教學(xué)，我們所知甚少。如果不將智慧教室作為常態(tài)教室使用，我們就不會(huì)知道智慧教室環(huán)境下的教學(xué)到底是怎樣的，也不會(huì)在經(jīng)驗(yàn)層次上深刻體驗(yàn)到智慧教室對(duì)提升教學(xué)質(zhì)量的潛力。而協(xié)作學(xué)習(xí)是一種特殊的教學(xué)形式。相比其他教學(xué)形式，協(xié)作學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境更為復(fù)雜，對(duì)師生的要求更高，如能搞清楚智慧教室環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)的特征，對(duì)其他形式的教學(xué)探究也將會(huì)迎刃而解，因而研究智慧教室環(huán)境下的協(xié)作學(xué)習(xí)是深入理解智慧教室環(huán)境下教學(xué)的突破口。為深入理解智慧教室環(huán)境下的教學(xué)，推動(dòng)智慧教室環(huán)境下教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施，完善智慧教室的功能設(shè)計(jì)，促進(jìn)智慧教室在教學(xué)實(shí)踐中的發(fā)展與應(yīng)用，我們迫切需要在該環(huán)境下開展協(xié)作學(xué)習(xí)實(shí)踐并對(duì)其進(jìn)行多元化分析。在此過程中需要重點(diǎn)解決三個(gè)問題：①如何理解和表征協(xié)作學(xué)習(xí)過程，并探索不同教室環(huán)境下協(xié)作學(xué)習(xí)之間的差異及這種差異與媒體技術(shù)使用之間的關(guān)系？②如何準(zhǔn)確反映智慧教室中諸媒體產(chǎn)品在協(xié)作學(xué)習(xí)中的特定功能與實(shí)際作用？③如何設(shè)計(jì)協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)以促進(jìn)優(yōu)良協(xié)作學(xué)習(xí)過程的發(fā)生？
　　基于此，2015年8月，我開始依托課題確定博士論文選題。同年9月，我嘗試在北師大7號(hào)樓的智慧教室中進(jìn)行為期6個(gè)月的探索性實(shí)驗(yàn)，初步形成了智慧教室判定標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)作學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)框架、協(xié)作學(xué)習(xí)IIS圖分析法規(guī)范、協(xié)作學(xué)習(xí)角色行為編碼體系、媒體技術(shù)教學(xué)功能判定方法和教學(xué)過程機(jī)制圖生成規(guī)范等理論，驗(yàn)證了項(xiàng)目執(zhí)行方案的可行性，并于2016年3月完成了博士論文開題工作。當(dāng)時(shí)，關(guān)于智慧教育、智慧教室或智慧課堂的相關(guān)研究如雨后春筍，各大教育公司也相繼推出了智慧教室解決方案，全國各地中小學(xué)也開始陸續(xù)配備智慧教室。可以說，無論是學(xué)術(shù)圈、教育科技公司，還是中小學(xué)，都卷入了智慧教室建設(shè)浪潮之中，智慧教室的發(fā)展呈現(xiàn)一派欣欣向榮的景象。但在后期尋找中小學(xué)實(shí)驗(yàn)校時(shí)，我發(fā)現(xiàn)這只是一種假象。教育科技公司的產(chǎn)品多是掛羊頭賣狗肉，換湯不換藥，只是在原有教育產(chǎn)品的基礎(chǔ)上掛上智慧二字，然后進(jìn)行大肆宣傳。學(xué)術(shù)圈則很少關(guān)注這些，他們多只顧自吹自擂，幫助人們暢想人工智能的教育應(yīng)用能夠帶來的無限可能，至于能否實(shí)現(xiàn)則較少關(guān)心，無形中充當(dāng)了教育科技公司的免費(fèi)宣傳員。當(dāng)下多數(shù)教育科技公司的智慧教室解決方案與人們所期望的智慧教室實(shí)際教學(xué)功能之間存在很大的差距。
　　為確保研究的順利開展，我們從常態(tài)教學(xué)需求出發(fā)，通過對(duì)普通教室的改造來搭建滿足研究所需要的智慧教室環(huán)境。但普通教室沒有學(xué)習(xí)系統(tǒng)和必需的硬件設(shè)備，也沒有錄像機(jī)、三腳架、錄音筆等樣本采集設(shè)備，條件好點(diǎn)的教室也只有錄播功能，并未達(dá)到我所期望的智慧教室要求。當(dāng)向余勝泉老師尋求幫助時(shí)，他慷慨地借給我25臺(tái)平板電腦，當(dāng)武法提老師知道我的困難時(shí)，也雪中送炭資助了研究經(jīng)費(fèi)，非常感謝兩位老師的無私幫助。萬事俱備，但樣本的采集與處理也異常艱辛。當(dāng)時(shí)，我們拖著平板電腦、DV、三腳架、錄音筆等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，來回穿梭在石景山、通州等地。從北師大到通州，來回乘地鐵要4小時(shí)，我們每每都是迎著朝陽出，伴著晚霞?xì)w，歸途中常東倒西歪地酣睡在地鐵里。就這樣，我們用時(shí)3個(gè)月收集到了64個(gè)協(xié)作學(xué)習(xí)視頻樣本，然后又花了2個(gè)月的時(shí)間，人工完成了視頻轉(zhuǎn)錄，轉(zhuǎn)錄文本多達(dá)44萬字，而后又花了4個(gè)月的時(shí)間完成了樣本的IIS圖分析、行為分析、媒體功能判定和教學(xué)過程機(jī)制圖繪制等數(shù)據(jù)處理工作。
　　基于上述樣本，研究將ns圖分析法與行為分析法進(jìn)行結(jié)合，提出了還原協(xié)作學(xué)習(xí)過程的教學(xué)過程機(jī)制圖，并借助教學(xué)過程機(jī)制圖和一些定量數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)智慧教室環(huán)境下的協(xié)作學(xué)習(xí)與常規(guī)教室環(huán)境下的協(xié)作學(xué)習(xí)之間的差異；然后借助基于信息流分析的媒體功能判定指標(biāo)和相關(guān)信息流數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)性分析，來考察這種差異與智慧教室功能設(shè)置的關(guān)系，尋求智慧教室的功能設(shè)計(jì)啟示和協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)思路。經(jīng)過七年的不斷完善，形成了本書的章節(jié)體系架構(gòu)，具體內(nèi)容如下。
　　緒論綜述了智慧教室、協(xié)作學(xué)習(xí)和教學(xué)分析的研究現(xiàn)狀。目前，智慧教室的功能設(shè)計(jì)與交互方面的研究已趨成熟，但如何在智慧教室中開展常態(tài)教學(xué)成為一個(gè)亟待解決的實(shí)踐問題。國內(nèi)外雖有這方面的教學(xué)個(gè)案研究，但數(shù)量少，不足以解釋該環(huán)境下的教學(xué)真相。因此，我們亟須對(duì)智慧教室環(huán)境下的教學(xué)進(jìn)行全方位探索，特別是以學(xué)生為中心的協(xié)作學(xué)習(xí)。但協(xié)作學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)普遍存在聚焦原則性或規(guī)范性知識(shí)、研究不系統(tǒng)和缺乏數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等不足，無法保證目標(biāo)一手段一結(jié)果的一致性，難以解釋實(shí)施該活動(dòng)的協(xié)作學(xué)習(xí)發(fā)生過程。而目前協(xié)作學(xué)習(xí)分析研究多集中于協(xié)作學(xué)習(xí)的交互分析，但協(xié)作學(xué)習(xí)的交互分析多研究在協(xié)作過程中發(fā)生了什么、表現(xiàn)出什么行為特征，至于如何表征和還原協(xié)作學(xué)習(xí)的整體過程，呈現(xiàn)更多過程性數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)，并以此分析協(xié)作學(xué)習(xí)的運(yùn)行特征，卻很少被關(guān)注。為此，研究提倡從信息系統(tǒng)角度出發(fā)，通過教學(xué)過程機(jī)制圖從整體上描述常態(tài)教學(xué)過程是如何發(fā)生的，通過IIS圖分析和教學(xué)行為分析的相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)一步分析教學(xué)過程中發(fā)生了什么，以此還原教學(xué)過程細(xì)節(jié)，解釋反思教學(xué)。