智慧教學實踐與評價指標的相關性分析

呼 琳，徐洪華

智慧教學是深度融合了教育技術、互聯網技術、大數據技術和云計算等技術的產物，是當前教育領域的研究熱點。［1］［2］［3］［4］智慧教學借助新的信息化技術對傳統課堂進行改革和重構，使得教師能夠及時獲得學習反饋信息并對教學方法和策略做出有效調整，同時可以實現教學過程全景數據采集，實現教學過程向數據驅動的轉變。智慧教學是線上和線下的混合教學，包括課前、課中和課后三個階段。通常來說，課前的自主學習和課后的復習在線上完成，課前以預習任務為主，課后做好應用與拓展，這些都是教學過程的必要組成部分。課中教學基于傳統課堂形式開展，但又與傳統課堂教學有很大不同，課堂教學在課前自主學習的基礎之上，開展更為豐富的教學活動，進行更為深入的研究。

如何使線上學習和線下教學的優勢都得到最大程度的發揮，從而有效提高教學質量是教學改革一直追求的目標。智慧教學效果如何進行科學評價以及智慧教學過程中如何做好學生學習能力與創新能力的培養，都是智慧教學研究的焦點問題。

一、智慧教學研究現狀

在概念上，智慧教學目前仍沒有一個統一的定義，國內許多學者從不同的角度有著不同的理解。整體而言，大家達成的共識是以建構主義學習理論作為智慧教學的指導思想，以新技術為支撐，通過變革教學方式方法，采用智慧教學活動，促進學生智慧的生成。［5］梳理智慧教學相關文獻發現，研究課題主要集中在信息化技術的使用、課堂教學模式轉變和教學方法等方面。信息技術與課堂深度融合的研究起步較晚，而課堂教學研究一直是研究的重點，尤其是近年來，與智慧課堂相關的實證研究急速增加。與智慧課堂研究密切相關的主題包括教學模式研究、課堂教學研究和教育信息化研究等。智慧課堂的實施大多采用混合學習方式，因為其結合了網絡學習技術與傳統教學方式的優勢，兩者互為補充，能更好地實現以學生為中心的教學模式，更好地體現教師的主導作用和學生在學習過程中的主體地位，可以大大提高學習效果和教學質量。很多學者還研究了智慧課堂的構建方法、翻轉課堂、智慧課堂教學模式和智慧課堂的未來發展趨勢等。［6］［7］［8］智慧課堂是一種新型教學模式，它將新技術與傳統課堂進行深度融合［9］［10］，是智慧教學領域的研究熱點，但研究的深度還不夠，也缺少這方面的實證研究，而結合智慧教學案例進行的數據挖掘與分析就更為少見。因此，智慧教學案例和實踐數據的分析對相關研究和施教者都有重要的借鑒和參考意義。

二、智慧教學實踐與效果

（一）全景數據驅動智慧教學

智慧課堂環境構建包括硬件條件、軟件技術和教學資源建設等。智慧教學活動分為課前、課中和課后三個部分，每個部分都由教師活動和學生活動共同組成。課前記錄學習的圖文內容、觀看視頻時長、瀏覽課件頁數和練習自測成績等。課中記錄簽到次數、彈幕次數、投稿內容、隨堂測驗和小組協作情況等。課后記錄作業、討論和單元考核等。智慧教學采用多元化的評價機制，評價主體包括學生和教師，學生可以進行自評和互評。評價指標包括學習投入度、參與度、學習能力和應用創新能力等。

1.課前線上自主學習

課前的自主學習是智慧教學的必要階段，需要借助現代信息化技術在網絡上實現。教師通過網絡將任務發布給教學班級，平臺向學生推送通知和學習內容，學生進行線上學習，通過平臺進行交流和協助。通常情況下，教師推送的學習任務除了常規的課件、音視頻和參考資料，還包含知識要點的檢測任務。學生收到公告以后，按照要求做好預習并完成練習檢測任務。智慧平臺會記錄學生自主學習情況并產生分析報告，教師結合課前線上學習情況、學生反饋信息和預習檢測等數據分析學情，設計教學方案，調整教學策略。線上學習可以突破時空界限，學生與教師以及學生之間可以進行交流和互動。另外，在自主學習過程中，學生還可以有效利用碎片化時間進行學習。

2.課堂進行研究性學習

在面對面的課堂研究學習過程當中，教師的活動和學生的任務有序地相互作用。經過課前的自主學習，很多基礎的記憶性和理解性問題已經完成，學生帶著問題走進課堂。教師根據分析的學情數據，對課堂的教學過程和方案進行了微調和準備，課堂上引導教學過程，促進學生進行深入思考。在可操作的范圍內，教師選擇學生在課前線上學習過程中遇到的普遍性問題，創造情境并組織學生進行討論和相互合作。教師可以參與討論或引導協作過程。在進一步合作階段，教師及時分配新的任務，學生以小組的形式進行探究，以進入更深層次的學習。探究學習階段之后，教師發布隨堂測試，學生在限制的時間內提交測試結果。智慧教學平臺能即時反饋測試結果并生成測試結果的統計報告。教師根據測試結果進行實時點評和總結，學生則完成知識的內化過程。在有條件的情況下，針對小組的學習和探究情況，教師還可以組織學生進行自我評價、學生與學生之間進行相互評價或者教師針對個體和小組整體進行評價。因為學生在課前已經進行了必要的線上學習和討論，所以，在智慧課堂上學生更愿意參加課上互動，表現更為積極主動，也更容易實現深度學習。

3.課后拓展學習注重提升

課后階段的任務也是在線上完成。課后階段教師的任務主要是制作習題作業和進行個性化輔導，學生的任務是完成作業并進行總結和反思。［5］該階段教師根據課堂的反饋情況制定復習和拓展學習任務并通過平臺推送給學生，學生在收到作業任務后，及時完成任務并將結果提交。教師收到反饋后可以進行輔導，借助智慧教學平臺強大的智能統計分析功能，對學生反饋的共性問題發布針對性的講解或練習題目，以鞏固學習效果。教師也可以根據學生的個體情況推送不同的練習題目或對學生進行有針對性的輔導。學生在完成教師布置的任務后，對于個人存在的疑問，可以向老師請教或向其他同學尋求幫助。最后學生對自己的學習過程進行反思，完成知識的內化過程。課后階段師生之間和生生之間均可以進行交流互動。

（二）構建智慧教學評價量表

結合智慧教學流程和各個階段質量評價邏輯，以智慧教學平臺為依托，采取線上與線下并重、定性與定量結合、過程性與總結性相結合的方式，從課前、課中和課后三個維度構建評價量表。該評價量表著重對學生的學習投入度、參與度、學習能力、知識遷移與創新能力四個評價指標進行監測，旨在對學習過程狀態有效掌握并形成科學評價。結合課程智慧教學實踐經驗和智慧平臺數據采集的特點，評價量表的設計涉及9 個可量化觀測點（課件觀看總頁數、視頻觀看時長、練習自測、彈幕、投稿、隨堂測試、作業檢測、討論互動和編程訓練）。計算量化公式為課前（30%）+課中（50%）+課后（20%）。其中，課前線上自主學習階段包括課件觀看總頁數（30%）、視頻觀看時長（30%）和自主學習練習自測（40%）；課上研究學習階段包括隨堂測試（40%）、彈幕互動（20%）和投稿與提問（40%）；課后擴展學習階段包括課后作業檢測（30%）、討論互動（30%）和編程訓練（40%）。

（三）智慧教學實踐與效果

在計算機基礎與程序設計課程中進行了智慧課堂教學實踐。教學過程分為課前自主學習、課中研究學習和課后拓展學習三個階段。課前教師制作教學素材、發布教學資源，并根據學習反饋情況制定教學方案。學生根據教師推送的教學資源和學習任務進行自主學習，可在線進行交流并記錄學習心得。在課上的研究學習階段，學生整理問題提出疑問，教師根據學生提出的問題進行歸納整理，確定共性問題并創設情景，有條件地開展協同教學過程，學生參與互動，進行協同學習。在這個過程中，教師根據學生的交流和反饋情況，適時地布置新的任務并對學習過程進行引導，學生進入深層次的合作探究過程。在教學任務完成之后教師發布課堂的測試任務，學生按照要求限時提交結果。最后，教師根據反饋情況進行實時點評，學生則完成知識的內化過程。在課后的拓展學習中，教師布置作業或根據學生差異進行個性化輔導，學生完成任務并進行總結與反思。

從智慧課堂與傳統課堂考試成績的對比來看，智慧教學課堂的平均成績更高，學生的優秀、良好和中等成績占比都要高于傳統課堂。從成績的整體分布來看，智慧課堂教學的成績符合正態分布，并且高分數段的占比更優，更符合理想化的成績分布趨勢。另外，智慧教學課前進行的自主學習和預習反饋有利于教師提前掌握學情，做到精準施教；課上互動數據實時呈現，學生表現積極主動；課后兼顧學生差異，實現個性輔導。

三、評價指標的相關性分析

（一）學習投入度、參與度與考試成績的相關性分析

使用SPSS 軟件，對實施智慧教學的兩個課堂，共計153 名學生的行為數據進行分析。學生自主學習投入度、課堂互動的參與度與課程考試成績之間的皮爾遜相關性檢驗結果顯示，投入度與考試成績，投入度與參與度的相關性系數分別為0.589 和0.563，參與度與考試成績的皮爾遜相關系數為0.872，后面兩者具有強相關性，并且它們都是在0.01 水平上顯著相關。這說明學習熱情高漲的學生，更愿意積極主動地參與互動，其考試成績更高。學習投入度高的學生，更愿意參與課堂活動與互動，并且學習成績也更好。該數據分析結果表明，學生增加學習投入并積極參與交流互動，有利于提高學習成績。建議教師設計具有趣味性和互動性強的學習任務，激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性和主動性，促進學生的自主學習并進行有效互動。

表1 學習投入度、參與度與考試成績之間的相關性

（二）學習能力、創新能力與考試成績的相關性分析

對學生的學習能力、知識遷移與創新能力和考試成績相關性進行分析。其中，學習能力評價包括課前自測、課中隨堂檢測和課后作業檢測三個觀測點。創新能力與學習能力，創新能力與考試成績的皮爾遜相關性系數分別是0.501 和0.521，這說明學習成績好并不一定創新能力就強，這跟學生的學習方法、學習效率和思維方式都有很大的關系。另外，還存在思維活躍的學生但其學習目標不清晰的情況。學習能力與考試成績的皮爾遜相關系數為0.87，二者具有強相關性，這說明學習主動性強并且會學習的學生，考試成績更高，這一點與學習投入度、參與度和考試成績相關性表現一致。該數據分析結果表明，教師在設法提高學生學習成績的同時，還應該對學生加強引導，關注知識遷移與創新能力發展，實現學生綜合素質的提升。

表2 學習者的學習能力、知識遷移與創新能力與考試成績相關性

（三）線上學習與線下學習相關性分析

混合教學的實施過程是將新技術與傳統教學進行深度融合，借助智慧教學工具和平臺實現對教學過程全景數據的采集與記錄。教師通過對課前預習、課中互動和課后拓展各個階段的數據進行挖掘分析，動態調整教學過程，實現教學效果的最大化。課前的自主學習與課后的拓展學習均在線上完成，課堂的教學任務則根據具體情況主要在線下完成，靈活利用智慧教學平臺組織并引導學生完成即時發布的學習任務。線上學習與線下學習的皮爾遜相關系數為0.885，二者具有強相關性，且在0.01 水平上顯著相關（見表3）。該數據分析結果表明，線上學習與線下學習可以優勢互補。因此，在智慧教學實施過程中應充分發揮線上與線下優勢，在兩者共同作用下提高學習效果與教學質量。

表3 線上學習與線下學習相關性

智慧教學作為一種新型教學模式，將新技術與傳統課堂深度融合，實現以學生為中心的教學目的。在智慧教學過程中，對課前的學情數據、課中的互動數據和課后的反饋數據進行挖掘與分析，促進教學過程向數據驅動轉變。從教學實踐效果來看，智慧課堂有效促進了學生的自主學習和互動交流，學生的課堂表現更為積極活躍，考試成績得到顯著提高。

基于智慧教學過程采集的全景數據，對評價指標相關性進行分析的結果顯示，學生增加學習投入并積極參與交流互動有利于提高學習成績，教師設計具有趣味性和互動性強的活動任務，能夠激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性和主動性，有效提高教學質量。此外，充分發揮線上學習與線下教學的優勢有利于提高教學實效。研究結果還顯示，學習能力好的學生，其知識遷移與創新能力不一定強，因此，教師在重視提高學習成績的同時，還應該加強對學習過程的引導，注重知識遷移與創新能力培養，從而促進學生綜合能力的全面提升。