智慧教室促進中學課堂教學變革研究

0 引言

隨著人工智能技術的高速發(fā)展，智慧學習環(huán)境已成為教育信息化與教育現(xiàn)代化研究和實踐的熱點。智慧學習環(huán)境的建構與應用不僅是教育信息化和教育現(xiàn)代化的必然趨勢，也是教育技術發(fā)展的應然階段。智慧學習環(huán)境的建構與應用將給課堂教學帶來革命性的影響。智慧教室作為智慧學習環(huán)境的典型代表，其在優(yōu)化信息內(nèi)容呈現(xiàn)、資源便捷獲取、增強課堂交互、提升教學精準度等方面可以為課堂教學提質增效2]、建構良性生態(tài)學習系統(tǒng)[3提供有效支撐。

1 問題的提出

以人工智能技術為代表的數(shù)智技術飛速發(fā)展，技術革新優(yōu)化了課堂教學環(huán)境，推動了課堂教學方式的變革[4]。課堂教學方式逐漸從以教師的“教”為中心轉變?yōu)橐詫W生“學”為中心。智慧教室的建設和使用，在推動教師課堂教學方式創(chuàng)生的同時，也促進了學生創(chuàng)新能力、批判性思維、合作學習等能力的提升[5]。當前，對高校智慧教室和中學（試點校）智慧教室使用和課堂教學變革成效的研究屢見不鮮。但是，智慧教室對完全中學教學變革的促進作用研究還較少。本研究對完全中學智慧教室中的教學行為進行分析，探究智慧教室促進中學課堂教學變革的成效。同時，探究學科課程性質和教師職稱對教學變革的影響。

2 研究設計

2.1 樣本選擇

某完全中學2024年開始使用智慧教室，目前已經(jīng)使用了兩個學期?？紤]到任課教師在第一個教學學期中對智慧教室設備的使用還比較生疏、對新教學環(huán)境還比較陌生，研究采用分層抽樣的方法選取2024一2025學年第一學期，即智慧教室投入使用的第二個學期的39節(jié)常規(guī)課作為分析對象，通過觀察智慧教室的教學錄像對教師與學生的教學行為進行統(tǒng)計，分析教學改革成效。

該學期除去復習課、習題課、隨堂考試等非正常授課教學外，共有398節(jié)課在智慧教室中授課，課程涵蓋語文、英語、歷史、道德與法治、健康等文科課程和數(shù)學、地理、生物學、心理、科學等理科課程。任課教師包括高級教師、一級教師、二級教師等。以課程學科性質、教師職稱為維度，依據(jù)比率進行分層，共選出具有代表性的39節(jié)課并將其作為研究對象。其中，文科21節(jié)課、理科18節(jié)課；任課教師中，高級教師4人、一級教師3人、二級教師3人。此外，研究還對應用智慧教室的任課教師和學生進行了問卷調(diào)查和結構化訪談。

2.2 研究工具

采用國內(nèi)外FIAS分析法[6，該分析方法將教學行為分為學生活動、教師活動、混亂或沉寂三個類別。同時，結合對課堂教學實踐的觀察，借鑒ITIAS編碼[]，將學生活動界定為聽講、自主研習、提問、應答、獨立思考、合作與討論、觀察與模仿、練習或操作、展示等九個子類別。參考有效教學的教導行為分類，借鑒ITIAS編碼，結合對課堂教學實踐的觀察，將教師活動界定為激發(fā)學習興趣、講授、提問、組織教學活動、示范或演示、課堂管理、評價與反饋、個性化指導或參與討論、板書、技術設備操作等十個子類。

由于在實際課堂教學實踐中，學生活動和教師活動往往在同一時空重疊進行，需要對教學過程中的學生活動和教師活動進行分析歸類，考查這一活動是以學生“學”為主還是以教師“教”為主，如該行為以學生“學”為主則將其歸入學生活動，如果以教師“教”為主則將其歸入教師活動。因此，在“講授”與“聽講”兩個子類中教師具有控制關鍵要素的地位，所以保留“講授”，在“示范或演示”與“觀察與模仿”兩個子類中教師發(fā)揮引領作用決定方向，所以保留“示范或演示”，在“個性化指導或參與討論”與“合作與討論”兩個子類中強調(diào)學生的塑造過程，所以保留“合作與討論”。綜合上述分析，借鑒課堂教學行為分析框架（CT-BAS），本研究設計了符合中學課堂教學情境的教學行為分析系統(tǒng)（ClassroomTeachingBehaviorsAnalysis System in Secondary School，簡稱CTBASSS），如表1所示?；谥袑W課堂教學活動轉換的頻率，按照課堂教學實踐中教學行為轉換節(jié)點進行切片，詳細記錄各種教學行為時間，以此作為教學行為分析抽樣的依據(jù)。

表1中學課堂教學行為分析系統(tǒng)（CTBASSS）

2.3 統(tǒng)計方法

參考FIAS分析法和S-T教學行為分析法[8]，本研究共設計了10項課堂教學行為變量，即：教師活動率、教師言語率、教師提問率、教師講授率、課堂互動率、學生活動率、學生言語率、學生應答率、學生提問率、混亂沉寂率。CTBASSS變量及其縮寫字母如表2所示。參考S-T教學行為分析法[9]，本研究提出了CTBASSS分析法的教學課堂類型的標準，如表3所示。使用CTBASSS分析法對教學行為整體樣本進行統(tǒng)計分析，同時從學科性質和教師職稱兩個方面對課堂教學行為進行分析考察。

表2CTBASSS變量及其縮寫字母

表3教學課堂類型的標準

3 分析結果

為了掌握智慧教室中學課堂教學變革的實際情況，本研究基于CTBASSS分析法，從教學行為的整體狀況、教學行為的學科性質差異、教學行為的教師職稱差異等三個維度對教學改革績效進行科學分析。

3.1教學行為的整體情況分析

中學課堂教學模式產(chǎn)生轉變。學生核心素養(yǎng)發(fā)展背景下，基礎教育教學方式正在發(fā)生著持續(xù)變革。研究參考S-T教學模式分析法和課堂互動率TS，對39節(jié)課的教學模式進行分析，結果發(fā)現(xiàn)，智慧教室下的中學課堂教學模式正在發(fā)生著轉變，正逐漸從講授型課堂向互動型課堂轉變。教學行為的整體情況分析結果如表4和表5所示。

表4智慧教室中教學行為變量整體統(tǒng)計結果

表5中學智慧教室中各學科教學行為分析結果

由表4和表5可知，39節(jié)課中，互動型課堂占53.85% 、講授型課堂占 46.15% 。在18節(jié)講授型課堂中，僅有6節(jié)課學生活動率低于 5% 。在學生活動行為中，學生的言語率 SL 為 22.97% ，占學生行為的 92.03% 。在智慧教室環(huán)境下的課堂時間利用率較高，混亂沉寂率 Q 為 1.32% ，即每節(jié)課的平均混亂沉寂時間控制在1分鐘以內(nèi)。智慧教室的使用為中學課堂教學中各主體間教學互動提供了更多的便捷條件。無論是師生、生生還是教師與資源、學生與資源之間等多元互動都得到一定促進。此外，基于對39節(jié)課的教學行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，發(fā)現(xiàn)在智慧教室中，教師依然是中學課堂教學的主控者。雖然，中學教師有意識進行“提問”，但是學生的“應答”并不理想，教師在激發(fā)學生的學習興趣和學習動機方面還有待進一步加強，同時教師應充分認識到激發(fā)學生的學習興趣和學習動機對學生參與課堂有效教學的重要意義。

3.2教學行為的學科性質差異性分析

本研究使用SPSS20.0對以上21節(jié)中學文科課堂和18節(jié)中學理科課堂的數(shù)據(jù)進行獨立樣本均值 t 檢驗。此外，研究還對教師活動率、教師言語率、教師提問率、教師講授率、課堂互動率、學生活動率、學生言語率、學生應答率、學生提問率、混亂沉寂率等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，結果如表6所示。

表6學科性質差異t檢驗

注：**代表 P?0.01 ，表示具有極其顯著性差異。

由表6可知，中學文科課堂在教師提問率、課堂互動率、學生活動率、學生言語率、學生應答率、學生提問率等數(shù)據(jù)上優(yōu)于中學理科課堂?；诮y(tǒng)計學視角，中學文科課堂和理科課堂在課堂互動率上具有極顯著性差異，中學文科課堂優(yōu)于理科課堂。從中學教學模式和教學方式變革的視角來看，中學文科課堂教學整體優(yōu)于中學理科課堂教學。

3.3教學行為的教師職稱差異性分析

本研究使用SPSS20.0對以上18節(jié)中學高級職稱教師的課堂和21節(jié)中學非高級職稱教師的課堂數(shù)據(jù)進行獨立樣本均值t檢驗。此外，研究還對中學高級職稱教師課堂和非高級職稱教師課堂中的教師活動率、教師言語率、教師提問率、教師講授率、課堂互動率、學生活動率、學生言語率、學生應答率、學生提問率、混亂沉寂率等數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。結果如表7所示。

表7教師職稱差異t檢驗

注：*代表 0.01?P?0.05 ，表示具有顯著性差異；*代表P?0.01 ，表示具有極其顯著性差異。

由表7可知，中學高級職稱教師在教師提問率、學生活動率、學生言語率、學生應答率、學生提問率等數(shù)據(jù)上優(yōu)于中學非高級職稱教師。基于統(tǒng)計學視角，中學高級職稱教師和非高級職稱教師在教師活動率、教師言語率、課堂互動率上具有顯著差異。同時，中學高級職稱教師和非高級職稱教師在混亂沉寂率上具有極顯著性差異。中學高級職稱教師課堂優(yōu)于非高級職稱教師課堂。從中學教學模式和教學方式變革的視角來看，中學高級職稱教師課堂優(yōu)于豐高級職稱教師課堂教學。

4結束語

4.1智慧教室使用對促進中學教學改革具有重要意義

人工智能技術高速發(fā)展下的智慧教室使用，在一定程度上滿足了中學師生、生生、教師與資源、學生與資源的強交互需求，對推進中學教學模式和教學方式變革具有重要的意義。本研究基于選取的39節(jié)智慧教室的課堂教學錄像，利用CTBASSS框架對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，智慧教室中中學課堂教學模式正在發(fā)生轉變，正逐漸從講授型課堂向互動型課堂，39節(jié)課中，互動型課堂占 53.85% 。但是，在中學課堂教學中教師依然是控制課堂教學的主體。對教師進行訪談后了解到，由于智慧教室投入使用時間較短，部分功能不夠成熟，智慧教室內(nèi)各系統(tǒng)間的統(tǒng)整不夠穩(wěn)定，在一定程度上影響了正常的課堂教學成效。基于此，學校應進行系統(tǒng)科學的課堂教學需求調(diào)研，及時升級更新軟硬件及環(huán)境，使智慧教室具有更高的成熟型、穩(wěn)定性、可用性。同時，應該暢通智慧教室使用的反饋渠道，及時處理解決智慧教室使用中的問題，確保智慧教室為中學課堂教學賦能增效。

4.2學科屬性和教師職稱對中學課堂教學變革的影響顯著

為了探究不同學科屬性和不同職稱的中學教師對智慧教室使用中課堂教學變革的影響，本研究按照課程性質和學科教師職稱進行分組，利用t檢驗進行組間教學行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和差異性分析。研究發(fā)現(xiàn)，中學文科課堂教學整體優(yōu)于中學理科課堂教學，尤其是中學文科課堂和理科課堂在課堂互動率上具有極顯著性差異。中學高級職稱教師課堂優(yōu)于非高級職稱教師課堂教學，中學高級職稱教師和中學非高級職稱教師在教師活動率、教師言語率、課堂互動率上具有顯著差異，中學高級職稱教師和非高級職稱教師在混亂沉寂率上具有極顯著性差異。對教師進行訪談后了解到，盡管非高級職稱教師在對智慧教室理解和使用上占有優(yōu)勢，但是受到教學經(jīng)驗、教學任務、考核績效等多元因素影響，他們更多地關注學生“是否把知識記住，以便于考試使用”，而對“是否進行了課堂教學變革”“學生是否在進行深度學習”等方面關注較少。

4.3通過增強校本教研逐漸提升中學教師對課堂教學變革的關注度

課堂教學的變革需要教師具有符合教育現(xiàn)代化的教育理念，教學觀念需要從以講授為中心向以學習為中心轉變?！半p減”政策實施后，教師的非教學任務得到了一定程度的減輕，但依然面臨較為繁重的教學任務、績效量化考核等，教師無暇深入探究以學習為中心的教學理念和提升相應的教學設計、實施和評估能力?；诖耍瑢W校應立足本校實際，結合實際學情，組織學校教師進行不同層次、不同需求、不同形式的校本教研，幫助教師樹立以學習為中心的課堂教學理念，科學提升教師的教學設計、實施和評估的能力。同時，學校應該建立更加完善的績效量化考核標準體系，激勵教師開展有效的以學習為中心的教學變革。

4.4通過開展專題培訓不斷提高中學教師使用智慧教室的能力

智慧教室的使用不僅可以豐富課堂教學形式、優(yōu)化信息優(yōu)化，還可以幫助教師根據(jù)學情數(shù)據(jù)對教學進行有針對性的診斷和改進；智慧教室的使用不僅可以為教師的“教”賦能，也可以根據(jù)學生的個性化需要為學生的“學”賦能；智慧教室為增強課堂互動、資源支持、即時反饋等提供支撐。如果教師只有學科知識和基本課程教學知識技能則難以更好地理解和充分利用智慧教室。基于此，學校應根據(jù)不同教師的需要進行智慧教室功能和操作方法的系統(tǒng)培訓，同時配置專業(yè)的智慧教室運維人員為教師使用智慧教室提供有力保障，從而提升智慧教室中各項功能的利用率，幫助教師在實際操作中提升教學效果。

5 參考文獻

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