高校教師應用智慧教室實現教學轉型的現狀及建議

蔣立兵　毛齊明　盧子洲　萬真

【關鍵詞】? 智慧教室;教學轉型;高校教師;智慧教育;課堂教學改革;教育信息化;本科教育

【中圖分類號】? G451????? 【文獻標識碼】? A????? 【文章編號】 1009-458x（2019）3-0077-07

隨著移動智能終端、無線接入技術的迅速普及，支持“智慧教育”的智慧學習環境已經成為教育技術領域關注和研究的焦點。智慧教室是一種智能學習環境，它是教育信息化發展的必然趨勢和高級形態，對課堂教學具有革命性影響（陳琳， 等， 2017）。智慧教室是數字化教室發展到一定階段的產物，是一種能優化學習內容呈現、便捷獲取學習資源、提供豐富認知工具、促進課堂深度交互、支持即時教學評價，同時具有情境感知和環境管理功能的智慧學習環境（張屹， 等， 2016）。雖然國內外學者對智慧教室的認識存在差異，智慧教室的功能和形態也各不相同，但是智慧教室在中小學的建設和應用已經非常廣泛，也有一些高校已經開始建設和應用智慧教室，試圖通過智慧教室優化教學環境，創新課堂教學模式，推動大學課堂教學從“以教為中心”向“以學為中心”轉型。

一、提出問題

長期以來，我國高校課堂教學以“傳遞—接受”式為主，過于注重知識的系統講授。在講授型教學中，教學互動的匱乏造成課堂氛圍沉悶、師生關系比較緊張，不僅難以激發學生的學習動機，而且抑制了學生能動的學習活動，抹殺了學生的創造思維和探索精神，難以促進學生的探究能力、合作能力、表達能力和創新能力等的全面發展。高校課堂教學改革就是要改變過于注重知識傳授的教學方式，逐步從“以教為中心”轉向“以學為中心”。2018年1月，教育部頒布了《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》，高等教育司司長吳巖表示該標準把握世界高等教育發展的先進理念，提出三大基本原則：突出學生中心、突出產出導向、突出持續改進（萬玉鳳， 等， 2018）。其中，“突出學生中心”是指：要注重激發學生的學習興趣和潛能，創新形式、改革教法、強化實踐，推動本科教學從“教得好”向“學得好”轉變。

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確提出，信息技術對教育發展具有革命性影響;……要提高教師應用信息技術的水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果;鼓勵學生充分利用技術手段自主學習，增強運用技術解決問題的能力（汪基德， 2011）。2012年教育部印發的《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》指出，充分發揮信息技術的優勢，……對推動教育理念變革和培養具有國際競爭力的創新人才具有重要作用（教育部， 2012）。信息技術促進教學轉型就是通過技術改變教學環境、教學資源、教學方式、評價方式來實現的。智慧教室以可視化的信息呈現、便捷的課堂交互、豐富的智能應用、即時的教學反饋等功能，幫助師生開展豐富的教學活動，轉變講授中心的教學方式，促進教學互動生成，推動課堂教學的轉型。

目前，智慧教室應用研究主要集中在基礎教育領域，高校教師應用智慧教室的效果研究比較少。比如，張菲菲（2015）從智慧教室的特征出發，根據高等師范學校教師職業技能指標，對教師運用智慧教室前后的教學技能提高情況進行了系統分析，研究表明智慧教室可以提高教師的提問技能、講解技能、變化技能和信息技術運用技能等，并且青年教師的教學技能提高效果比中年教師明顯。又如，張屹等（2017）設計了基于評價的APT教學模式，并以“教育技術學研究方法”為例，采用實驗研究法探究其促進大學生研究能力的發展情況，研究發現智慧教室中基于APT的教學可以在一定程度上提升大學生的研究能力和元認知水平。但是，上述研究并未探討智慧教室中高校課堂教學轉型的狀況。智慧教室是否能夠促進高校課堂轉型、提升教學質量成為學校和教師關注的焦點，也是大學建設和應用智慧教室的關鍵。本研究試圖通過分析大學智慧教室常規課堂的教學行為，重點探討：①高校教師應用智慧教室實現教學轉型的現狀究竟如何？②在智慧教室中，課程性質、教師職稱、教師性別等變量是否會影響課堂教學的轉型？③如何促進高校教師應用智慧教室開展教學轉型？

二、研究設計

（一）樣本選擇

C大學已建設智慧教室20余間，投入使用了4個學期。研究團隊采用分層抽樣的方法選取智慧教室2017—2018學年上學期某一周的30個常規課堂作為分析對象。由于大學課堂一般為兩節課連上，教學活動組織以兩節課為一個單元，因此這里把兩節課作為一個分析單位，每個課堂時長約90分鐘。該學期共有357門課程在智慧教室中授課，以課程性質（文科、理工科）和教師職稱（教授、副教授、講師）兩個維度進行分層抽樣，共選出具有代表性的30個課堂作為研究對象。其中，文科課堂、理科課堂分別為21個、9個;任課教師中男性18人、女性12人;教授、副教授、講師分別為9人、13人、8人。同時，隨機選擇在智慧教室中授課的49名教師開展問卷調查和個別訪談。

（二）分析框架

在“以教為主”的課堂教學中，教師處理教學內容的方式主要是理解教材;教師在教學活動安排上，主要通過呈現信息、解釋內容、知識講授、演示示范等教導活動，向學生傳遞教學內容;學生主要通過接受信息、理解知識等活動開展符號學習，師生之間偶爾有弱交互的問答行為;教師會通過課堂管理來維持課堂秩序，教學媒體主要承擔信息呈現的功能;學生的學習結果一般屬于低階認知：記憶知識、理解知識、簡單應用等。講授中心課堂中教學系統的作用機制如圖1所示。

“以學為主”的課堂教學在教學內容處理上，教師不是簡單地向學生傳授知識，而是在對教學內容進行精心處理的基礎上，為學生提供優質學習資源，將學生自己能夠學會的內容交給學生自學完成;在課堂管理上，為學生創設恰當的教學情境，充分調動學生的學習動機，不斷維持學生的學習注意力;在學習活動組織上，除必要的講授外，組織豐富多彩的學習活動，開展頻繁的深層次互動，引導學生能動地參與到學習活動中來，促進學生對知識的自主內化和社會建構;教學媒體不僅僅承擔信息呈現的角色，更多的是為學習者提供學習資源、認知工具、交互工具、評價工具等;學生的學習結果更偏向高階認知：應用能力、分析能力、評價能力、創新能力、表達能力、交往能力、合作能力等。學習中心課堂中教學系統的作用機制如圖2所示。

分析講授中心課堂與學習中心課堂的教學系統作用機制發現，兩種課堂中教師在處理學習內容、誘發學習行為、組織教學活動等維度上存在巨大差異，因此把這三種教學行為作為教學轉型的分析維度。在學習中心課堂上，教師在處理學習內容時，一般會提供輔助性學習資源、根據具體教學調整內容、為學生提供展示材料的機會;在誘發學習行為上，教師會通過多種途徑激發學習動機、維持學生的注意力;在組織學習活動上，為學生設計豐富多彩的學習活動，激發學習者主動參與課堂，促進師生、生生之間的深層次互動。基于以上分析，本研究構建的課堂教學轉型分析框架如表1所示。

（三）研究工具

基于課堂教學轉型的分析框架，采用李克特五點量表編制“課堂教學轉型觀察量表”，量表的結構主要由3個一級維度、8個二級指標、16個觀測點構成。“提供輔助學習資源”的觀測點為資源豐富性、資源適用性，“根據教學調整內容”的觀測點為調整內容容量、調整內容難度，“學生展示部分材料”的觀測點為自學部分材料、提供展示機會，“激發學生學習動機”的觀測點為創設問題情境、建立知識關聯，“維持學習的注意力”的觀測點為提醒學生參與、即時評價反饋，“學習活動的能動性”的觀測點為活動引導參與、活動適合學情，“學習活動的多樣性”的觀測點為活動類型豐富、活動時間適宜，“學習活動的交互性”的觀測點為教學互動頻率、教學互動深度。量表共18個題項，每個題項有五個選項：很不好、不太好、一般、比較好、非常好。同時，編制“智慧教室中課堂轉型現狀的調查問卷”對教師開展調查，調查維度包括課程性質、教師人口學變量、課堂轉型的態度、課堂轉型的條件、課堂轉型的障礙、課堂轉型的建議等。

為了提高教學轉型量表采集數據的效度，本研究采用多人觀察賦值、專家核查數據的方法對每個課堂教學視頻進行分析，即由2人同時觀察一個視頻按照量表打分，當意見不一致時向專家求助;觀察者對每個視頻分析后，再由專家對該觀察數據進行復查，當發現數據異常時三人共同討論修正。收集數據后對量表的題項區分度、信度和效度進行分析，對教學轉型數據進行相關性分析和高低組獨立樣本t檢驗（高低組各占50%），結果顯示各題項與總分的相關系數在0.520～0.934之間，高低組兩個樣本在每個題項上的得分差異顯著（P<0.005）。這說明“課堂教學轉型觀察量表”的題項均具有較好的區分度。內部一致性系數Cronbach?α=0.958，表明課堂教學轉型量表信度非常好。因子分析顯示，KMO=0.773>0.5，Bartlett顯著性水平p=0.0<0.05，提取2個公因子累計貢獻率為75.15%>60%，因子載荷系數均大于0.35，表明量表具有良好的結構效度。

基于“課堂教學轉型量表”對每一個課堂的教學轉型數據進行分析，并依據轉型數據對30個課堂的教學轉型狀況進行排序。同時請3位具有博士學歷和副教授職稱且長期從事課堂教學改革的教學論專家觀看課堂實錄，討論后對30個課堂的教學轉型狀況進行排序。對比分析發現量表測量的排序結果與專家的排序結果基本一致。綜合三位專家的意見確定了本研究中課堂教學轉型的判斷依據：轉型指數M≥3.5表示課堂實現轉型，3.5>M≥3.0表示課堂實現部分轉型，3.0>M≥2.5表示課堂基本未轉型，M<2.5表示課堂未轉型。

三、分析結果

先利用SPSS對收集的數據進行描述性統計，分析30個課堂教學轉型的整體狀況，再利用t檢驗從課程性質、教師人口學變量兩個維度分析教學轉型的組間差異性，最后統計教師的調查問卷。

（一）課堂教學轉型的整體狀況分析

在30個課堂中，有7個課堂即23.33%實現了教學轉型;有5個課堂即16.67%實現了部分轉型;另外60%的課堂以知識講授為主，課堂轉型評分非常低，屬于基本未轉型或未轉型。30個課堂的教學轉型指數均值M=2.556，各個維度的描述性統計數據如表2所示。數據顯示高校教師應用智慧教室開展教學轉型的狀況呈現兩極分化，且整體狀況不太理想。在一級維度上，處理學習內容（M=2.87）>組織學習活動（2.61）>誘導學習行為（2.38）。在“處理學習內容”維度中，提供輔助學習資源（3.10）>學生展示部分材料（2.82）>根據教學調整內容（2.70）;在“組織學習活動”維度上，學習活動的多樣性（2.67）>學習活動的交互性（2.60）>學習活動的能動性（2.57），但是相差非常小;在“誘導學習行為”維度上，激發學生學習動機（2.83）>維持學習的注意力（1.93）。教師也對自己課堂的教學轉型狀況進行了自我報告：約16.3%的教師表示自己的課堂教學已經轉型，57.1%的教師認為自己的課堂實現了部分轉型，另外還有26.5%的教師表示自己的課堂未能轉型。教師自我報告的結果明顯好于教學行為分析的結果。

（二）課堂教學轉型的學科性質差異性分析

利用SPSS20.0對文科課堂（21個）和理科課堂（9個）的教學轉型數據進行獨立樣本均值t檢驗（杜曉新， 2013），分析結果如表3所示。從均值來看，文科課程的教學轉型狀況在各個指標上均優于理科課程，尤其是在“學習活動的多樣性”“激發學生學習動機”兩個子維度上差異明顯，但是在統計學上無顯著性。在7個已經轉型的課堂教學中，文科課程有6個;在12個實現部分轉型和基本轉型的課堂中，文科課程占了9個。從轉型比率來看，28.6%的文科課程已經轉型，42.9%的文科課程實現部分轉型或基本轉型;只有11.1%的理科課堂已經轉型，33.3%的理科課程實現部分轉型或基本轉型。

（三）課堂教學轉型的教師人口學差異性分析

利用SPSS20.0從教師性別和教師職稱兩個維度對教學轉型狀況數據進行獨立樣本均值t檢驗，分析結果如表4所示。在教師性別變量上，女性教師的課堂轉型狀況要優于男性教師，尤其是在“組織學習活動”維度上有顯著性差異（t=-2.229， 0.01

四、研究結論

（一）智慧教室中的教學轉型狀況處于一般水平

智慧教室為師生開展豐富的教學活動提供了便利，對促進高校課堂教學從“以教為主”的講授中心轉向“以學為主”的學習中心具有一定的價值。但是，分析發現智慧教室中的教學轉型狀況處于一般水平，并且呈現出兩極分化現象，教師自我報告的結果好于教學行為分析的結果。分析C大學智慧教室中課堂教學轉型不理想的主要原因包括：①高校教師在教學上花費精力不足，課堂教學轉型意愿不強。接近9成的教師表示高校課堂教學需要轉型，并且智慧教室對促進課堂轉型有一定的作用。但是，教學相比科研來說是軟指標，在高校科研導向的背景下高校教師在教學改革上所花費的精力比較少，這是大學教學改革遠遠滯后于中小學的主要原因。②相當部分的高校教師尚不具備課堂轉型的觀念、教學轉型的實施能力。分析發現，只有少部分具有較強教學改革意愿和改革能力的教師在課堂轉型上做得比較好，超過6成的教師不知道如何實現課堂轉型。③高校教師對智慧教室的功能、智慧教室的應用方法掌握不夠。僅有4.1%的教師表示能夠熟練使用智慧教室，63.2%的教師表示由于無法熟練使用智慧教室而影響了智慧環境的功效發揮。④智慧教室功能不夠穩定成熟，配套資源軟件不夠豐富。在訪談中，師生普遍反映當前智慧教室教學平臺的兼容性、穩定性與友好性亟待提高，教學資源的豐富性、適用性、可用性有待完善。比如，教師們在開放式問卷中表示“設備的穩定性較差，經常出現故障，影響正常上課”“需要穩定的功能，才能提升教師的使用意愿”“缺乏成熟的教學軟件，影響了使用效果”“平臺要加強穩定性、便利性，學生互動不方便”“設備反應慢，易死機”，等等。⑤學生缺乏必要的自主學習能力。65.31%的教師認為學生的自學能力制約了課堂教學轉型，教師在開放式問卷中表示“學生自主學習意愿較弱，開展教學轉型有一定的困難”“學生習慣了教師講授，不太適應以學生學習為中心的課堂”。

（二）智慧教室中實現教學轉型需要諸多條件保障

技術豐富的智慧教室具有優化學習內容呈現、便捷獲取學習資源、提供豐富認知工具、促進課堂深度交互、支持即時教學評價等功能，理論上對促進課堂教學轉型具有重要價值。但是，在實踐層面上智慧教室中的大學課堂教學轉型處于一般水平，與我們的愿景相差較遠。一位教師的話可以很好地回答這個問題：“智慧教室和課堂轉型并不存在必然聯系，課堂轉型在常規教室中也可以實現;但是在一定條件下智慧教室可以促進課堂轉型。”因此，智慧教室促進大學課堂教學轉型并不是必然的，而是需要若干嚴格的條件。調查顯示，智慧教室要促進課堂教學轉型所需要的條件如圖3，重要性程度依次為：教師課堂轉型的意愿81.63%、學生較強的自學能力77.55%、教師具備學為中心的理念65.31%、智慧教室的功能穩定61.22%、具有配套的教學資源48.98%、提供成熟的教學模式48.98%。但是，對教師的問卷調查和個別訪談發現，C大學的智慧教室應用尚缺少成熟的教學轉型條件。教師認為影響智慧教室促進課堂轉型的主要障礙統計如圖4所示，依次為：智慧教室功能不夠穩定成熟67.35%、學生缺乏自學能力65.31%、缺乏成熟的教學模式51.02%、教師不會使用智慧教室46.94%、缺乏配套的教學資源36.73%、教師缺乏課堂轉型的意愿32.65%、教師缺乏課堂轉型的能力30.61%。

五、對策建議

（一）優化升級系統，提供教學轉型的智慧環境

系統成熟、設備穩定、體驗友好的產品屬性是教師愿意持續使用智慧教室的前提條件，也是智慧環境發揮應然價值的基礎，離開這個基本條件談智慧教室下的課堂教學轉型是一句空話。但是從調研的情況來看，C大學的智慧教室故障率較高、穩定性較差、友好性欠缺，影響了教師的使用意愿，不少教師把智慧教室當作普通教室來使用，影響了智慧教室的應然價值發揮。學校應該在充分吸取國內外智慧教室建設先進經驗的基礎上對高校教師的教學需求進行系統調研，升級硬件設備、優化軟件平臺，力求提高整個智慧教室系統的可用性、友好性、便捷性、穩定性和成熟性。另外，需委派專業技術人員對智慧教室進行產品維護。當智慧教室出現故障時，技術人員能盡快解決問題。同時，建立專門的反饋渠道和及時處理問題的問責機制，以確保智慧教室中教學的正常進行。目前，高校智慧教室建設和應用尚處于嘗試階段，學校可先進行小規模的試點，切勿大躍進式地推進，否則很容易處于高校智慧教室“建而不用”的尷尬境地。

（二）轉變評價機制，增強教師的教學轉型意愿

無論是教師學習使用智慧教室，還是教師開展課堂教學轉型，都需要付出大量的時間和精力，這與當前高校對教師的評價機制和評價方式存在較大矛盾。當前，國內高校對教師的評價普遍存在“重科研、輕教學”的取向。教學是難以量化的軟指標，教師往往將更多的精力放在科研工作上，自然而然會制約教師在教學上的精力投入。盡管87.7%的教師表示大學課堂應從“教為中心”轉向“學為中心”，但是教師在教學轉型上投入的精力普遍不足，教學轉型的動機和意愿不強。有教師在開放式問卷中表示“要實現課堂教學轉型，首先得提高教師課堂轉型的意愿，歸根結底在于改變教師評價機制”。因此，轉變教師評價方式和評價機制，加大教學創新、教學改革在職稱評審和績效獎勵中的權重，對增強教師教學轉型的意愿具有重要價值。

（三）通過教師培訓引導教師樹立生本教學理念

要實現課堂教學轉型，僅僅具有優質的教學環境顯然是不夠的，更重要的是教師要具有以學生學習為中心的教學理念，掌握學習中心課堂的教學活動設計技巧，具備學習中心課堂的教學實施能力。陳佑清（2014）認為學習中心課堂是指以學生學習活動作為整個課堂教學中心的課堂。學習中心課堂的教學組織要盡可能讓學生自主學習成為課堂教學的基本狀態，并讓其占據主要的教學時空;教師的教導活動則成為引發、促進學生能動、有效學習的手段（陳佑清， 2017）。但是，目前絕大多數高校教師的教學理念比較陳舊，未掌握學習中心課堂的教學活動設計與教學組織能力，也無法熟練使用智慧教室。因此，需要為教師開展智慧環境下學習中心課堂的系列培訓，內容主要包括高校課堂教學轉型的基本取向、智慧環境下學習中心課堂的教學活動設計、智慧環境下學習中心課堂的教學過程組織等。

（四）開展優秀案例研修，提升教師教學轉型能力

智慧教室對高校師生來說屬于新生事物，不少教師表示第一次在智慧教室中授課有些不知所措，需要為教師提供優秀的教學案例。另外，不同學科課程應用信息技術的類型、方式存在較大差異，智慧教室在不同學科課程中的應用方式、應用模式也會有所不同。因此，學校可以定期開展智慧教室中學科優秀案例研修活動，以提高教師應用智慧教室開展課堂轉型的能力。一是學校通過教研課題鼓勵教師探索智慧環境下的教學創新，同時為教師提供相互交流、共同進步的機會;二是學校通過優秀案例示范、觀摩、研討等方式，引導教師開展實踐性反思，提高高校教師基于智慧教室的教學設計能力和實施能力;三是為不同學科教師提供基于智慧教室的學習中心課堂教學模式，以解決不同學科在應用智慧教室的功能、方式等方面的差異。

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