研究型大學實驗教學信息化實證研究

楊選瑾 熊宏齊

摘 要：為深入了解高校實驗教學信息化現(xiàn)狀，本文以某研究型大學271名本科生為研究對象，對信息技術影響下實驗教學中教師專業(yè)發(fā)展、學生學習方式和態(tài)度，以及課程實施現(xiàn)狀進行了實證研究。研究表明，當前高校實驗教學存在信息化路徑仍需探索、資源翻轉率有待提高、深度融合尚未達成等問題。

關鍵詞：實驗教學；信息技術；融合

過去對實驗教學信息化的研究，主要集中于教師在教學實踐中的經驗反思，缺少從學生訴求角度進行綜合分析；多為理論模型構建及價值分析，缺少從微觀層面進行實證探究；主要聚焦專業(yè)課程或通識課程案例分析，缺少對實驗教學的具體分析與深入挖掘。在這種背景下，立足于學生訴求對實驗教學信息化進行實證研究就顯得尤為重要。

一、研究對象、方法與結果

考慮到研究型大學在實驗教學、信息化建設方面具有典型性及代表性，因此選擇某研究型大學D為本研究的調查對象。為深入了解不同學科、不同年級信息技術與實驗教學的融合差異，在2017年4—6月期間，筆者選取至少學習過一學期（或修完2學分）實驗課程的一年級至三年級在校本科生為問卷調查對象，涉及理、工、文、醫(yī)等專業(yè)共271人。

信息技術的高速滲透已使原有教與學的內容、方式發(fā)生了改變，促使其向數(shù)字化、智能化和個性化方向發(fā)展。本文基于學生訴求，將信息技術作為“新”加入的變量，以其對實驗教學中各要素起到的作用、發(fā)揮的影響進行研究與探討。

1.信息技術影響下實驗教師的專業(yè)發(fā)展

在信息爆炸時代，高校教師的專業(yè)素養(yǎng)及個人能力又有了更高層次的要求，尤其是信息素養(yǎng)。1974年，美國信息素養(yǎng)專家澤考斯基最先提出信息素養(yǎng)的基本概念，即“利用大量信息工具及主要信息源使問題得到解答的技術和技能”。本文參考聯(lián)合國教科文組織制定的《教師信息和通信技術能力框架（2011）》[1]及國內普遍使用的信息素養(yǎng)基本內涵（陳維維，2002）[2]，通過學生評分，從信息知識、信息技能、信息意識和信息道德四個維度對實驗教師信息素養(yǎng)進行評價。根據(jù)調查問卷的數(shù)據(jù)，四個維度平均得分都在4.2分以上，可判斷學生對實驗教師信息化素養(yǎng)評分較高。

進一步研究實驗教師信息素養(yǎng)得分與課程滿意度間是否呈相關關系。設置組1代表教師信息素養(yǎng)得分（X1=信息知識、X2=信息技能、X3=信息意識、X4=信息道德），組2代表實驗課程滿意度得分（Y1=鞏固自身專業(yè)知識、Y2=增強學科基礎理論、Y3=培養(yǎng)科學研究興趣、Y4=聯(lián)系實際生活程度、Y5=鍛煉實踐運用能力），通過SPSS21.0進行典型相關分析，教師信息知識（Sig=0.000）和信息技能（Sig=0.050）兩個指標與實驗課程滿意度呈顯著正相關，教師信息意識（Sig=0.848）和信息道德（Sig=0.961）兩個指標與實驗課程滿意度無相關關系。由此我們可以判斷，教師掌握的信息知識與技能越多，應用能力越強，實驗課程的滿意度越高。

2.信息技術影響下學生的學習方式與學習態(tài)度

與教師多樣的教學手段相對應，學生可自主選擇的信息化學習方式也十分豐富。調研問卷采用單選題，可選題項設計為當前實驗課程中使用較多的四種信息化學習方式。調查結果顯示，76.8%學生選擇“通過QQ、微信號等下載實驗講義與課件”；10%學生 “課前通過微課、公開課預習實驗基礎知識”，但在信息化教學手段調查中，有24%學生接觸過視頻實驗課程的講授；分別有7.4%和5.9%學生“通過遠程實驗平臺進行模擬或仿真實驗”和“通過預約開放實驗室進行補充學習與研究”。這說明，當前的信息化學習手段大多處于被動的使用狀態(tài)，未能成為學生主動的選擇；當前的實驗室開放力度還不夠大，信息化資源不夠豐富、多樣；學生的動手能力、創(chuàng)新能力潛能有待進一步釋放。

在信息技術與實驗教學融合后，學生對實驗課程的態(tài)度表現(xiàn)如下：態(tài)度呈“比較積極”與“非常積極”的學生占半數(shù)以上，“一般積極”與“比較不積極”的學生占40%，“很不積極”的學生僅占1.1%。這與徐千惠（2015）在杭州師范大學所調查的“約3/5的本科生對實踐教學表示滿意或非常滿意”[3]相符合，反映了大多數(shù)學生在當前的實驗課程中呈現(xiàn)積極良好的態(tài)度。

通過不同年級學生實驗課程學習態(tài)度的單因素方差分析，在顯著性水平為0.05的前提下，得出各年級間學生實驗課程學習態(tài)度存在差異（P=0.043）。進一步研究發(fā)現(xiàn)，只有一年級與三年級學生對待實驗課程的態(tài)度存在顯著性差異（P=0.035），三年級學生的學習積極性顯著低于一年級學生，二年級與一、三年級態(tài)度上不存在顯著差異。通過訪談了解到，一年級新生對大學生活充滿期望，同時通識教育的寬廣性讓他們對每一門課程都有較高的興趣；二年級學生在適應大學生活后，更多地受到高年級學生的課程選擇、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動及擇業(yè)的影響，學習取向發(fā)生改變，對部分課程學習的積極性較一年級有所降低；三年級學生在第三學年中更加明確未來的發(fā)展與目標，學習取向進一步改變（即相較于一年級呈顯著差異）并趨于穩(wěn)定。

3.信息技術影響下的實驗課程實施現(xiàn)狀

有效的課程實施離不開各種教學輔助方式，離不開學生的高度參與，而數(shù)字化溝通方式能及時、迅速、有效地讓教師對學生提出的問題進行反饋。根據(jù)調查問卷回收的數(shù)據(jù)，實驗課程中每位同學至少接觸過兩種以上教學輔助形式，80%以上學生接觸過信息化教學輔助方式。在目前較常使用的信息化教學輔助手段中，出現(xiàn)頻率最高的是“微信、QQ或郵箱留言”，這也與我們實際教學情況相符合。“錄制教學視頻”和“操作虛擬實驗”比例分別為8.6%和7.8%，使用頻率較低。值得注意的是，選擇現(xiàn)場“一對一指導”和“集中答疑”方式占總選擇次數(shù)的一半以上。這表明當前實驗教學中，教師與學生“面對面”互動依舊是主流方式。

訪談中學生反映：實驗內容能在一定程度上鞏固專業(yè)知識，但許多細節(jié)需要靠自己摸索；將實驗課內容與當下前沿技術相結合，更能提高大家的積極性；新技術的試用拓展了自身的眼界，增長了以前未曾涉及的課外知識。這也驗證了實驗課程的特點。

二、分析與討論

綜合分析后筆者認為，當前研究型大學實驗教學信息化發(fā)展尚不成熟，達成信息技術與實驗教學深度融合還需假以時日。

1.信息化路徑仍需探索

信息技術在教學中的應用同教學環(huán)境、學習資源、教學過程等密切相關。這意味著實驗教學信息化并非簡單的技術應用與方案實施，而應著眼于教學的實用性和效能的可持續(xù)發(fā)展。這要求我們摸索出一條適合大多數(shù)實驗課程教學的有效路徑，優(yōu)化實驗教師教學指導方式，變革較為機械的傳統(tǒng)學習模式，依托信息技術重構實驗教學模式。研究中發(fā)現(xiàn)，受學生歡迎的信息化教學手段及輔助方式均有交互性強、使用方便等特點。相關探索過程可以從交互性入手，將其作為設計和衡量的標準進行教學設計與改革。

2.資源翻轉率有待提高

當前，信息化教學資源尚未得到充分利用。盡管一部分優(yōu)秀學生在教師幫助下利用學校提供的各項信息化教學資源，加強了自主學習與研究性學習，但大部分學生面對繁重的專業(yè)課程學習，較少顧及實驗課程學習，積極性有待提高。信息化教學資源的最大化利用離不開學生的高度參與，這意味著要帶動絕大多數(shù)學生“沉浸式”的投入其中，并根據(jù)學生的切實需求和實際情況進行規(guī)劃，讓他們在實驗課程學習中獲得探究與發(fā)現(xiàn)的樂趣。提高資源翻轉率，將是我們需要探討的關鍵問題。

3.深度融合尚未達成

實驗教學信息化不僅是信息化資源建設，更需要有效發(fā)揮技術帶來的種種優(yōu)勢，深刻變革實驗教學體系?！吧疃热诤稀笔窃谛畔⒓夹g與課程整合長期沒有產生實質性進展的基礎上提出來的，它明確要求教育系統(tǒng)產生結構性變革，而不只是在教育方式、教育手段上下功夫[4]?？梢哉f，實驗教學信息化發(fā)展、混合式學習方式驅動下，實驗教學信息化要在設計初期從頂層將學校、教師、課程全方位覆蓋，并協(xié)調各部門進行改造，有效達成多維度的線上線下相融合，為不同層次、不同特點的學生發(fā)展打通一條信息化上升通道。

三、有關建議

1.實現(xiàn)教學指導的高度交互

根據(jù)ICAP 學習方式分類學，交互方式對學習活動最為有效[5]。換言之，無論是符合信息化潮流的在線課程，還是傳統(tǒng)的班級授課制，學生參與度越高的課堂越能夠增強其學習能力。這意味著高度交互的實驗教學指導，既能夠讓實驗教師向學生傳遞大量信息，又能夠讓學生及時有效地向教師反饋信息，從而在一定程度上提高了實驗教學的成效。因此，在“數(shù)字化”“媒體化”“多元化”環(huán)境下，實驗教師在加強自身專業(yè)知識建設的同時，還需通過教師培訓、公開賽課、同伴互助等努力提高信息技術應用能力[6]；能夠在課堂教學之前，通過網絡獲取大量與課程內容相關的素材和資源，并通過PPT、視頻等手段呈現(xiàn)給學生；在課程結束后，通過遠程教學、虛擬仿真等技術打破時空界限，幫助學生課后復習與自我提升，促使實驗教學模式朝高度交互的方向發(fā)展。

2.幫助學生開展有效達成深度學習

深度學習是一種學習者能夠主動、批判性地整合新知識，并以深度理解為起點、以新情境中的遷移為導向、以解決復雜問題和培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標的高層次學習方式[7]。為幫助學生有效達成深度學習，需要在實驗教學中引入合理的技術接口和知識接口，加強自主研學，提高學生的學習效率與積極性。在知識接口中，實驗課程需在設計上采用分層教學理念，利用大數(shù)據(jù)、云計算等方式，根據(jù)已有選課、職業(yè)規(guī)劃、學術發(fā)展等因素，推薦適合學生專業(yè)基礎與生涯發(fā)展的實驗課程，讓本科生更好地整合新知識與發(fā)展創(chuàng)新思維，為下一階段學習與生活做準備。在技術接口中，微信、微博、QQ已憑借“市場進入次序優(yōu)勢”，成為高校師生當下的主流溝通方式，實驗教學需利用好人們習慣的交流工具，增加師生溝通頻率、拉近師生距離、樹立本科生科研信心，讓本科生更為主動地解決較為復雜的專業(yè)問題。如果高校忽視學生已有的交流習慣，大力建設獨立的交流平臺（如網絡論壇），將事倍而功半。

3.合理重構課程體系

布朗芬布倫納認為，個體嵌套于相互影響的一系列環(huán)境系統(tǒng)之中，包括外環(huán)境、中環(huán)境和微環(huán)境，在這些系統(tǒng)中，系統(tǒng)與個體相互作用并影響著個體發(fā)展[8]。如果將數(shù)字化時代當做實驗教學生態(tài)的外環(huán)境，那么信息技術這個新變量必然對教師、學生及課程構成的中環(huán)境產生影響。同樣地，教師與學生的訴求也對實驗教學信息化的微環(huán)境起到作用。這要求我們在厘清信息技術帶來巨大效益后，合理重構當前的實驗課程體系，將簡單機械的“+信息技術”轉變?yōu)橛袡C融合的“信息技術+”，這包括優(yōu)化教學內容、重置課程學分和增強創(chuàng)新訓練三方面。即在已有的實驗環(huán)境允許下，將理論知識講授交由線上的視頻錄播學習，優(yōu)化教師工作量及教學重心；線上自主學習的實驗基礎知識可替代部分課程學分，鼓勵學生自主研學；線下突出學生實踐操作訓練，增強創(chuàng)新思維及問題解決能力的培養(yǎng)。

參考文獻：

[1] UNESCO ICT Competency Standards for Teachers. UNESCO.http：//cst.unesco-ci.org/sites/projects/cst/default.aspx . 2013.

[2] 陳維維，李藝. 信息素養(yǎng)的內涵、層次及培養(yǎng)[J]. 電化教育研究，2002（11）：7-9.

[3] 徐千惠. 大學生學習滿意度調查研究[D].杭州師范大學，2015.

[4] 何克抗. 新課改 新課堂 新跨越——教育系統(tǒng)如何實現(xiàn)信息技術支持下的重大結構性變革[J]. 現(xiàn)代遠程教育研究，2013（4）：3-8.

[5] 盛群力，丁旭，滕梅芳. 參與就是能力——“ICAP學習方式分類學”研究述要與價值分析[J]. 開放教育研究，2017，24（2）：46-54.

[6] 孔晶，趙建華. 教師信息技術應用能力發(fā)展模型及實現(xiàn)路徑[J]. 開放教育研究，2017，23（3）：87-95.

[7] 劉哲雨，郝曉鑫. 深度學習的評價模式研究[J]. 現(xiàn)代教育技術，2017，27（4）：12-18.

[8] David R.Shaffer. 發(fā)展心理學：兒童與青少年Childood & adolescence[M]. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2005.

[責任編輯：夏魯惠]