基于智慧教室的 高校課堂教學實踐研究

石寅霞 喬愛玲

摘要：隨著信息技術的發展，以學習者為中心教學理念的提倡，以及混合式教學、翻轉課堂、協作學習、探究學習等教學模式在高校的應用，傳統的高校課堂已無法滿足教師對智能化、互動化、信息化課堂的要求，因此，開展基于智慧教室的高校課堂實踐研究是目前需要重點討論的問題。本研究以首都師范大學初建成的智慧教室為基礎，開展基于智慧教室的高校課堂教學實踐，設計相應的基于智慧教室的教學活動流程，并通過問卷調查的方式對教學效果進行評測，以期為今后的教學實踐提供參考。

關鍵詞：高校課堂；智慧教室；教學效果

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2018）17-0105-04

引言

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》指出，教師要利用先進的信息技術及相關設備，改善教學條件和方法，從而促進學生創新思維的提升、知識技能的增強和綜合素質的提高等。[1]在這一背景下，提倡智能化、個性化的智慧教育成為越來越多的人討論的話題。目前對于智慧教育的概念和本質有多種說法，概括來說智慧教育就是多種智能技術與教育深度融合的產物，代表未來教育信息化發展的一個重要方向，其本質目的在于提升教育系統的效率和智能化水平，培養卓越的、智慧的、適應時代發展的人才。[2]近年來，有關智慧教育的創新實踐研究經歷了從智慧城市、智慧校園、智慧圖書館等到智慧教室、智慧課程、智慧課堂、電子書包、智慧教育資源創設等的發展過程，其中，智能化、個性化的智慧教室構建是智慧教育實施的基礎與保障。目前，智慧教室、智慧課程、電子書包等在許多中小學得到了廣泛的研究和實踐應用，但是在高校，智慧教室的實踐案例還是寥寥無幾。[3]因此，本研究以筆者所在學校初建成的智慧教室為基礎，開展基于智慧教室的高校課堂教學實踐，并通過問卷調查的方式對教學效果進行評測，以期為今后的教學實踐提供參考。

高校智慧教室的構建

智慧教室是信息化學習環境的高級形態，對它的研究最早可以追溯到1988年Rescigno提出的“Smart-Classroom”，國內許多學者對智慧教室都提出了自己的看法，結合北京師范大學黃榮懷教授等人的研究，概括來說，智慧教室就是指以“學習者為中心”為基本理念，借助多種信息化技術和智能技術創設的一種能夠優化教學內容呈現、方便學習資源獲取、促進課堂交互開展，具有情景感知和環境管理功能的師生互動環境，從而推進混合式教學、翻轉課堂、協作學習、探究學習等教學模式改革，最終達到優化教學環境、激發學生學習興趣、提高教學質量的目標。[4]智慧教室的構建要以實現其目標為基礎創建，為了能夠實現新時代下教學環境的信息化、個性化、互動化、智能化，筆者所在學校在近期初步完成了智慧教室環境的構建，其主要的構建思路和教室構成主要從兩方面著手。

1.智慧教室的空間規劃和基礎設施

課堂互動是影響教學質量的關鍵因素之一，為了使學生能夠在課堂上進行有效的互動交流，筆者所在學校智慧教室采用了分布式的空間布局。具體包括由計算機、交互式白板、投影等觸控一體機組成的講臺，教室四角的四個顯示屏，安裝于教室各角落的攝像頭，以及動態組合的課桌椅。這樣的空間規劃能夠實現課程的隨時錄播、課堂的多屏互動，學生可以根據需要隨時拼合成小組支持小組研討式學習的互動化教學。

2.智慧教室的技術實現

智慧教室的技術實現主要依托于功能模塊的設計，主要包括無線網絡的支持環境、智慧教室環境的智能管控、課程的內容呈現、課堂的智能錄播、課堂的多屏互動等系統的實現。具體來看，首先，借助校園無線網的覆蓋，智慧教室中的多種設備間可以無縫連接，包括智能終端（教師/學生平板）—顯示終端（顯示屏）、智能終端（教師平板）—智能終端（學生平板）、智能終端（教師/學生平板）—互聯網等之間的連接，實現了個性化、互動化、信息化的教學環境[5]；其次，智慧教室中的空調、燈光、自動窗簾等設置了一鍵式智能管控，且多個顯示屏、交互式電子白板、計算機、平板電腦等構成了多屏互動系統，教師的講課內容可以同時投屏到多個屏幕，促進教師與學生、學生與學生、學生與學習資源之間及時有效的交互；再次，智慧教室依托于智能錄播系統和網絡教學平臺，實現了課程的異地同步互動教學和個性化學習資源的提供，以及學生學習情況的記錄與分析，為教師課堂活動的開展和學生學習評價反饋提供技術支持和數據服務。

基于智慧教室的教學實踐

“信息技術教育”是教育技術學專業本科生和研究生專業必修課程，也是教育技術學課程體系的核心課程之一。該課程的教學目標是使學生系統地了解當前國內外信息技術教育的理論與方法以及新進展，掌握中小學信息技術課、綜合實踐活動、各個學科課程中信息技術教育的內容和方法，并通過對信息技術教育課程的觀摩，進行體驗式學習，從而系統掌握信息技術教育中課件的設計與制作。[6]本課程涵蓋了理論講授、技能訓練、實踐探究等多種課型的教學內容，顯然傳統的以講授為主的教學模式無法促進該課程的教學。基于此，本研究以筆者所在學校教育技術系2015級本科生和2017級教育碩士兩個班級為研究對象，依托學校初步建成的智慧教室開展了本科生和研究生“信息技術教育”課程的課堂教學實踐。基于智慧教室的課堂教學實踐主要包括課前、課中、課后三個環節和線上、線下兩種形式。

1.課前（線上）

課前，教師可在網絡平臺發布課程導學視頻、課件以及其他學習資料，設置學習任務和測試，并要求學生觀看課程視頻、課件等資料，完成課前學習任務，進行課前測試，參與在線討論等，以達到使學生初步了解教學內容，提出問題，從而了解學習情況和需求的目的。

2.課中（線下+線上）

智慧教室可以通過情境感知、數據挖掘、學習分析等技術，提前預知學習者潛在的學習需求。[7]教師可以通過分析網絡平臺中記錄的學生學習的大數據，分析每個學習者的學習情況，制訂有針對性的個性化的教學方案。因此，課中，本研究基于智慧教室開展了問題導入、課堂實時互動與反饋評價、個人學習模式、協作學習模式等教學活動。

問題導入：教師根據課前學生在線學習數據分析結果和具體教學內容，利用各種多媒體創設一定的教學情境，提出問題，引導學生思考，激發學生的學習興趣，使學生快速融入課程學習。

課堂實時互動與反饋評價：在課程講授過程中，教師可利用多個智能顯示屏、教師平板、學生平板，將教學內容和學習任務隨時發送給學生。學生可以通過智能終端隨時提出學習困惑，分享學習體會，與教師、同學進行互動；教師可通過智慧教室的互動系統實現屏幕廣播、屏幕監看、隨機點名，以督促學生學習，并在課中開展課堂測試，進行分數統計、成果查看，并及時反饋、個別指導等，提高課堂互動性；教師和學生還可隨時將自己找到的學習資源或學習作品發送到屏幕，進行分享。

個人學習模式：在課程講授中，教師依據信息技術教育課程的內容，讓學生通過學習終端的學習資源開展個人自主學習，還可依據教師提出的教學問題開展個人探究式學習。例如，在理論講授型課堂上，學生通過移動終端，自主查找學習資料，進行拓展內容的學習；在技能訓練型課堂上，學生通過學習終端查找資料，利用學習工具完成探究式學習任務；學生還可以通過學習終端隨時舉手提問，教師在教師終端收到學生的提問后，隨時進行個性化的課堂學習指導。

協作學習模式：在信息技術教育的實踐類課程中，教師采取任務驅動教學模式，具體流程包括：①教師提出課程任務，發布到學生學習終端；②學生利用學習終端查找資料，分組展開學習（各小組學生圍坐在一起，開展圓桌式討論）；③各小組學生利用學習工具（學習終端提供）完成小組任務，并發布到平臺上；④各小組進行課堂展示，教師進行反饋評價；⑤各小組在學習終端進行投票，進行小組互評。在小組協作學習模式中，教師將問題解決與小組合作緊密聯系在一起，促進知識建構。

3.課后（線下）

課程結束后，教師可以在網絡教學系統隨時查看學生的學習記錄，包括登錄次數、學習時長、測試成績以及小組作業完成情況等，學生也可以隨時查看他人作品，上傳學習資料，參與小組討論，解答同學問題等。在課后，教師與學生、學生與學生并沒有因為物理空間的分割和“下課”而斷開聯系，而是隨時進行互動，這也解決了傳統大學課堂下課后，教師與學生由于少見面而引發的少溝通、少交流、少指導等問題。

基于智慧教室的課堂實踐在確保課前—課中—課后的每一個教學環節教師與學生進行實時互動的基礎上，也實現了采集學生所有的學習行為數據的功能，幫助教師量化了解學生的學習效果，把握學生的學習軌跡，從而及時調整授課進度與側重點，更好地實現了教與學的融合。[8]

結果分析與總結

為了評測此次教學實踐的效果，本研究對參與“信息技術教育”課程學習的60名本科生和研究生進行了問卷調查，從學生的學習態度、學習效果、學習興趣、學習主動性、學習參與性、學習滿意度等方面進行了調查，調查結果如下。

1.學習態度調查

在對是否喜歡基于智慧教室開展課堂教學的調查中，有75.86%的學生表示喜歡，其中50%的學生表示非常喜歡，有22.41%的學生對這種教學模式持中立態度，僅有1.72%的學生表示不喜歡。同時，在對是否已經適應了基于智慧教室的課堂學習的調查中，有89.66的學生表示已經適應這種教學模式，并希望今后在更多課程中能夠開展教學實踐。這表明大多數學生對基于智慧教室的課堂教學持積極態度。

2.學習參與度調查

有關學生學習參與度的調查，本研究主要從課前自主任務的完成情況，課上教學活動的參與情況，課后利用提供的課程資源進行復習、反思、完善作業、參與在線討論活動的情況，以及與傳統課堂參與度的比較來展開調查。調查結果表明在課前自主任務完成上，56.9%的學生表示每次都能夠按時完成任務，且任務完成的質量較好，46.1%的學生表示能夠按時完成任務，但任務完成的質量一般；在課堂教學活動的參與上，27.59%的學生表示能夠很好地參與教學活動，完成課堂學習任務，67.24%的學生表示能夠比較好地參與教學活動，完成課堂學習的基本任務要求，僅5.17%的學生表示勉強完成學習任務；在課后復習、參與在線討論上，22.41%的學生表示一定會參與，74.14%的學生表示偶爾會，僅有3.15%的學生表示不會；在與傳統課堂參與度的比較中（如下頁圖1），將近83%的學生表示基于智慧教室的課堂教學提高了課堂的學習參與度。以上結果表明，基于智慧教室的課堂實踐極大地提升了學生課堂的參與度，并促進了學生課上、課下的學習。

3.學習效果、滿意度調查

有關學生學習效果、滿意度的調查，本研究主要從課堂師生、生生交流上是否增強，課堂協作學習的效果以及與傳統課堂相比教學效果是否有提升等方面來展開。調查結果表明：在交流互動方面，86.21%的學生表示基于智慧教室的課堂實踐增加了師與生、生與生互動；在協作學習效果方面，74.14%的學生表示增強了新知識的獲得，62.07%的學生表示鞏固了已有知識，65.52%的學生表示學習積極性提高，75.86%的學生表示團隊協作能力增強；在與傳統課堂比較上，29.31%的學生表示基于智慧教室的課堂教學效果非常好，51.72%的學生認為比較好，18.97%的學生持中立態度（如圖2）。以上結果表明，基于智慧教室的課堂教學實踐在一定程度上提升了教學效率，受到大部分學生的認可。

問題及建議

在本次調查最后，本研究對智慧教室開展課堂教學的問題與不足進行了調查，調整結果按照比重大小依次為：智慧教室部分功能無法使用（48.28%），手機、平板等硬件反應時間過長（41.38%），上課使用手機分散學習精力（37.93%），教室網絡故障（34.48%），課堂中使用手機時功能復雜、操作不便（31.03%）等。

此外，學生也針對目前的教學實踐提出了一些建議，主要包括：教師要在課前做好智慧教室的設備檢查工作；合理進行教學設計，運用智慧教室的多種功能開展教學；開展基于問題、基于項目的教學模式，使得學生能夠自主應用智慧教室提供的學習資源、學習工具開展協作探究式學習；增加多種評價方式，包括組間互評、組內互評、學生互評等；增加學習資源的建設等。

綜上所述，本研究基于智慧教室開展的課堂教學實踐在一定程度上提升了學生學習的參與度和積極性，促進了高校信息化教學改革，但由于本次實踐是高校智慧教室應用于課堂的初步探索，仍舊存在許多問題，包括如何進行教學設計將應用智慧教室作為教學手段而非目的，如何針對不同課程內容設計基于智慧教室的不同的教學流程，如何更好地應用智慧教室的功能提高教學質量和效率，如何將傳統課堂與智慧課堂結合做好過渡以及如何做好智慧教室的基礎設施（網絡、設備）保障等，還需要今后進行更深入的探索。

參考文獻：

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