课堂教学环境是一个多要素构成的整体系统，它对教学活动的顺利开展、学生学习产生着重要的影响。经过十多年的建设，我国教育信息化教学环境在课堂教学应用方面已逐步实现常态化，但课堂教学中仍存在评价诊断不足、反馈不充分、互动工具支撑不够、互动层次不高等问题。　　2013年，教育部副部长刘利民强调:“推进基础教育信息化，关键是要在教与学主战场的应用。要紧紧围绕课堂教学，让信息化手段成为课堂教学的常规手段。”同时，教育部副部长杜占元表示:“坚持应用驱动和机制创新，将信息技术应用在教学的主战场上，做到常态化、大范围应用。”教育信息化的工作重点必须集中体现在教与学的主战场，紧紧围绕课堂教学实施信息技术的深入融合。　　“智慧地球”概念在2008年提出后，伴随着云计算、虚拟化和物联网等新技术的发展，“智慧课堂”等概念也应运而生。“智慧课堂”是以互动为核心，有效整合多种技术手段的人性化、智能化和信息化教学环境，面向未来创新人才培养需求和新课程改革需要的新型课堂形态。　　本研究针对目前课堂教学环境互动方面存在的问题，参考国内外学者对智慧课堂的研究成果，分析云端环境特征，强调以互动为核心、以学生为中心的设计原则，创建了基于技术、内容、服务和应用的云端智慧课堂互动教学环境模型;在此基础上，设计和实现了云端智慧课堂互动教学环境;针对不同类型课堂的互动特点，构建了支持高互动的讲授型课堂应用模式和支持小组合作的协作型课堂应用模式。　　本研究针对具体的教学应用场景设计互动教学流程并将其应用于教学实践中，按照基于弗兰德互动分析系统(FIAS)改进的编码系统，对不同学科的2节小学课堂教学实录进行详细的编码，从基本情况、课堂主导性、课堂教学风格、学生行为、课堂互动行为特征等五个方面研究总结了云端智慧课堂互动教学环境支撑下的课堂教学互动的特征。并从云端智慧课堂互动教学环境的感知有用性、感知易用性、感知愉悦性、行为意向等方面展开问卷调查和对云端智慧课堂互动教学环境功能设计的有效性等进行了访谈。研究表明:云端智慧课堂互动教学环境能极大地提高学生的学习兴趣和课堂参与;促进师生、生生关系融洽，互动氛围浓厚;促进互动多元化、深层次化、互动思维可视化、互动范围广泛化;关注生成性资源的再利用，支持动态评价和个性化学习。