基于智慧教室的 高校課堂教學(xué)實(shí)踐研究

石寅霞 喬愛(ài)玲

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，以學(xué)習(xí)者為中心教學(xué)理念的提倡，以及混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、協(xié)作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等教學(xué)模式在高校的應(yīng)用，傳統(tǒng)的高校課堂已無(wú)法滿足教師對(duì)智能化、互動(dòng)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(shí)踐研究是目前需要重點(diǎn)討論的問(wèn)題。本研究以首都師范大學(xué)初建成的智慧教室為基礎(chǔ)，開展基于智慧教室的高校課堂教學(xué)實(shí)踐，設(shè)計(jì)相應(yīng)的基于智慧教室的教學(xué)活動(dòng)流程，并通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的方式對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)測(cè)，以期為今后的教學(xué)實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：高校課堂；智慧教室；教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2018）17-0105-04

引言

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》指出，教師要利用先進(jìn)的信息技術(shù)及相關(guān)設(shè)備，改善教學(xué)條件和方法，從而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的提升、知識(shí)技能的增強(qiáng)和綜合素質(zhì)的提高等。[1]在這一背景下，提倡智能化、個(gè)性化的智慧教育成為越來(lái)越多的人討論的話題。目前對(duì)于智慧教育的概念和本質(zhì)有多種說(shuō)法，概括來(lái)說(shuō)智慧教育就是多種智能技術(shù)與教育深度融合的產(chǎn)物，代表未來(lái)教育信息化發(fā)展的一個(gè)重要方向，其本質(zhì)目的在于提升教育系統(tǒng)的效率和智能化水平，培養(yǎng)卓越的、智慧的、適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的人才。[2]近年來(lái)，有關(guān)智慧教育的創(chuàng)新實(shí)踐研究經(jīng)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(chuàng)設(shè)等的發(fā)展過(guò)程，其中，智能化、個(gè)性化的智慧教室構(gòu)建是智慧教育實(shí)施的基礎(chǔ)與保障。目前，智慧教室、智慧課程、電子書包等在許多中小學(xué)得到了廣泛的研究和實(shí)踐應(yīng)用，但是在高校，智慧教室的實(shí)踐案例還是寥寥無(wú)幾。[3]因此，本研究以筆者所在學(xué)校初建成的智慧教室為基礎(chǔ)，開展基于智慧教室的高校課堂教學(xué)實(shí)踐，并通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查的方式對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)測(cè)，以期為今后的教學(xué)實(shí)踐提供參考。

高校智慧教室的構(gòu)建

智慧教室是信息化學(xué)習(xí)環(huán)境的高級(jí)形態(tài)，對(duì)它的研究最早可以追溯到1988年Rescigno提出的“Smart-Classroom”，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)智慧教室都提出了自己的看法，結(jié)合北京師范大學(xué)黃榮懷教授等人的研究，概括來(lái)說(shuō)，智慧教室就是指以“學(xué)習(xí)者為中心”為基本理念，借助多種信息化技術(shù)和智能技術(shù)創(chuàng)設(shè)的一種能夠優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)、方便學(xué)習(xí)資源獲取、促進(jìn)課堂交互開展，具有情景感知和環(huán)境管理功能的師生互動(dòng)環(huán)境，從而推進(jìn)混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂、協(xié)作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等教學(xué)模式改革，最終達(dá)到優(yōu)化教學(xué)環(huán)境、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。[4]智慧教室的構(gòu)建要以實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)為基礎(chǔ)創(chuàng)建，為了能夠?qū)崿F(xiàn)新時(shí)代下教學(xué)環(huán)境的信息化、個(gè)性化、互動(dòng)化、智能化，筆者所在學(xué)校在近期初步完成了智慧教室環(huán)境的構(gòu)建，其主要的構(gòu)建思路和教室構(gòu)成主要從兩方面著手。

1.智慧教室的空間規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施

課堂互動(dòng)是影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，為了使學(xué)生能夠在課堂上進(jìn)行有效的互動(dòng)交流，筆者所在學(xué)校智慧教室采用了分布式的空間布局。具體包括由計(jì)算機(jī)、交互式白板、投影等觸控一體機(jī)組成的講臺(tái)，教室四角的四個(gè)顯示屏，安裝于教室各角落的攝像頭，以及動(dòng)態(tài)組合的課桌椅。這樣的空間規(guī)劃能夠?qū)崿F(xiàn)課程的隨時(shí)錄播、課堂的多屏互動(dòng)，學(xué)生可以根據(jù)需要隨時(shí)拼合成小組支持小組研討式學(xué)習(xí)的互動(dòng)化教學(xué)。

2.智慧教室的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

智慧教室的技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要依托于功能模塊的設(shè)計(jì)，主要包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的支持環(huán)境、智慧教室環(huán)境的智能管控、課程的內(nèi)容呈現(xiàn)、課堂的智能錄播、課堂的多屏互動(dòng)等系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)看，首先，借助校園無(wú)線網(wǎng)的覆蓋，智慧教室中的多種設(shè)備間可以無(wú)縫連接，包括智能終端（教師/學(xué)生平板）—顯示終端（顯示屏）、智能終端（教師平板）—智能終端（學(xué)生平板）、智能終端（教師/學(xué)生平板）—互聯(lián)網(wǎng)等之間的連接，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化、互動(dòng)化、信息化的教學(xué)環(huán)境[5]；其次，智慧教室中的空調(diào)、燈光、自動(dòng)窗簾等設(shè)置了一鍵式智能管控，且多個(gè)顯示屏、交互式電子白板、計(jì)算機(jī)、平板電腦等構(gòu)成了多屏互動(dòng)系統(tǒng)，教師的講課內(nèi)容可以同時(shí)投屏到多個(gè)屏幕，促進(jìn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)習(xí)資源之間及時(shí)有效的交互；再次，智慧教室依托于智能錄播系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了課程的異地同步互動(dòng)教學(xué)和個(gè)性化學(xué)習(xí)資源的提供，以及學(xué)生學(xué)習(xí)情況的記錄與分析，為教師課堂活動(dòng)的開展和學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)反饋提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)服務(wù)。

基于智慧教室的教學(xué)實(shí)踐

“信息技術(shù)教育”是教育技術(shù)學(xué)專業(yè)本科生和研究生專業(yè)必修課程，也是教育技術(shù)學(xué)課程體系的核心課程之一。該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生系統(tǒng)地了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)外信息技術(shù)教育的理論與方法以及新進(jìn)展，掌握中小學(xué)信息技術(shù)課、綜合實(shí)踐活動(dòng)、各個(gè)學(xué)科課程中信息技術(shù)教育的內(nèi)容和方法，并通過(guò)對(duì)信息技術(shù)教育課程的觀摩，進(jìn)行體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，從而系統(tǒng)掌握信息技術(shù)教育中課件的設(shè)計(jì)與制作。[6]本課程涵蓋了理論講授、技能訓(xùn)練、實(shí)踐探究等多種課型的教學(xué)內(nèi)容，顯然傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)模式無(wú)法促進(jìn)該課程的教學(xué)?；诖?，本研究以筆者所在學(xué)校教育技術(shù)系2015級(jí)本科生和2017級(jí)教育碩士?jī)蓚€(gè)班級(jí)為研究對(duì)象，依托學(xué)校初步建成的智慧教室開展了本科生和研究生“信息技術(shù)教育”課程的課堂教學(xué)實(shí)踐?；谥腔劢淌业恼n堂教學(xué)實(shí)踐主要包括課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)和線上、線下兩種形式。

1.課前（線上）

課前，教師可在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布課程導(dǎo)學(xué)視頻、課件以及其他學(xué)習(xí)資料，設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)和測(cè)試，并要求學(xué)生觀看課程視頻、課件等資料，完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)，進(jìn)行課前測(cè)試，參與在線討論等，以達(dá)到使學(xué)生初步了解教學(xué)內(nèi)容，提出問(wèn)題，從而了解學(xué)習(xí)情況和需求的目的。

2.課中（線下+線上）

智慧教室可以通過(guò)情境感知、數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析等技術(shù)，提前預(yù)知學(xué)習(xí)者潛在的學(xué)習(xí)需求。[7]教師可以通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中記錄的學(xué)生學(xué)習(xí)的大數(shù)據(jù)，分析每個(gè)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況，制訂有針對(duì)性的個(gè)性化的教學(xué)方案。因此，課中，本研究基于智慧教室開展了問(wèn)題導(dǎo)入、課堂實(shí)時(shí)互動(dòng)與反饋評(píng)價(jià)、個(gè)人學(xué)習(xí)模式、協(xié)作學(xué)習(xí)模式等教學(xué)活動(dòng)。

問(wèn)題導(dǎo)入：教師根據(jù)課前學(xué)生在線學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析結(jié)果和具體教學(xué)內(nèi)容，利用各種多媒體創(chuàng)設(shè)一定的教學(xué)情境，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生快速融入課程學(xué)習(xí)。

課堂實(shí)時(shí)互動(dòng)與反饋評(píng)價(jià)：在課程講授過(guò)程中，教師可利用多個(gè)智能顯示屏、教師平板、學(xué)生平板，將教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)隨時(shí)發(fā)送給學(xué)生。學(xué)生可以通過(guò)智能終端隨時(shí)提出學(xué)習(xí)困惑，分享學(xué)習(xí)體會(huì)，與教師、同學(xué)進(jìn)行互動(dòng)；教師可通過(guò)智慧教室的互動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)屏幕廣播、屏幕監(jiān)看、隨機(jī)點(diǎn)名，以督促學(xué)生學(xué)習(xí)，并在課中開展課堂測(cè)試，進(jìn)行分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)、成果查看，并及時(shí)反饋、個(gè)別指導(dǎo)等，提高課堂互動(dòng)性；教師和學(xué)生還可隨時(shí)將自己找到的學(xué)習(xí)資源或?qū)W習(xí)作品發(fā)送到屏幕，進(jìn)行分享。

個(gè)人學(xué)習(xí)模式：在課程講授中，教師依據(jù)信息技術(shù)教育課程的內(nèi)容，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)終端的學(xué)習(xí)資源開展個(gè)人自主學(xué)習(xí)，還可依據(jù)教師提出的教學(xué)問(wèn)題開展個(gè)人探究式學(xué)習(xí)。例如，在理論講授型課堂上，學(xué)生通過(guò)移動(dòng)終端，自主查找學(xué)習(xí)資料，進(jìn)行拓展內(nèi)容的學(xué)習(xí)；在技能訓(xùn)練型課堂上，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)終端查找資料，利用學(xué)習(xí)工具完成探究式學(xué)習(xí)任務(wù)；學(xué)生還可以通過(guò)學(xué)習(xí)終端隨時(shí)舉手提問(wèn)，教師在教師終端收到學(xué)生的提問(wèn)后，隨時(shí)進(jìn)行個(gè)性化的課堂學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

協(xié)作學(xué)習(xí)模式：在信息技術(shù)教育的實(shí)踐類課程中，教師采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，具體流程包括：①教師提出課程任務(wù)，發(fā)布到學(xué)生學(xué)習(xí)終端；②學(xué)生利用學(xué)習(xí)終端查找資料，分組展開學(xué)習(xí)（各小組學(xué)生圍坐在一起，開展圓桌式討論）；③各小組學(xué)生利用學(xué)習(xí)工具（學(xué)習(xí)終端提供）完成小組任務(wù)，并發(fā)布到平臺(tái)上；④各小組進(jìn)行課堂展示，教師進(jìn)行反饋評(píng)價(jià)；⑤各小組在學(xué)習(xí)終端進(jìn)行投票，進(jìn)行小組互評(píng)。在小組協(xié)作學(xué)習(xí)模式中，教師將問(wèn)題解決與小組合作緊密聯(lián)系在一起，促進(jìn)知識(shí)建構(gòu)。

3.課后（線下）

課程結(jié)束后，教師可以在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)隨時(shí)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄，包括登錄次數(shù)、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、測(cè)試成績(jī)以及小組作業(yè)完成情況等，學(xué)生也可以隨時(shí)查看他人作品，上傳學(xué)習(xí)資料，參與小組討論，解答同學(xué)問(wèn)題等。在課后，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生并沒(méi)有因?yàn)槲锢砜臻g的分割和“下課”而斷開聯(lián)系，而是隨時(shí)進(jìn)行互動(dòng)，這也解決了傳統(tǒng)大學(xué)課堂下課后，教師與學(xué)生由于少見(jiàn)面而引發(fā)的少溝通、少交流、少指導(dǎo)等問(wèn)題。

基于智慧教室的課堂實(shí)踐在確保課前—課中—課后的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)教師與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)的基礎(chǔ)上，也實(shí)現(xiàn)了采集學(xué)生所有的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)的功能，幫助教師量化了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡，從而及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度與側(cè)重點(diǎn)，更好地實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的融合。[8]

結(jié)果分析與總結(jié)

為了評(píng)測(cè)此次教學(xué)實(shí)踐的效果，本研究對(duì)參與“信息技術(shù)教育”課程學(xué)習(xí)的60名本科生和研究生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，從學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動(dòng)性、學(xué)習(xí)參與性、學(xué)習(xí)滿意度等方面進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如下。

1.學(xué)習(xí)態(tài)度調(diào)查

在對(duì)是否喜歡基于智慧教室開展課堂教學(xué)的調(diào)查中，有75.86%的學(xué)生表示喜歡，其中50%的學(xué)生表示非常喜歡，有22.41%的學(xué)生對(duì)這種教學(xué)模式持中立態(tài)度，僅有1.72%的學(xué)生表示不喜歡。同時(shí)，在對(duì)是否已經(jīng)適應(yīng)了基于智慧教室的課堂學(xué)習(xí)的調(diào)查中，有89.66的學(xué)生表示已經(jīng)適應(yīng)這種教學(xué)模式，并希望今后在更多課程中能夠開展教學(xué)實(shí)踐。這表明大多數(shù)學(xué)生對(duì)基于智慧教室的課堂教學(xué)持積極態(tài)度。

2.學(xué)習(xí)參與度調(diào)查

有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)參與度的調(diào)查，本研究主要從課前自主任務(wù)的完成情況，課上教學(xué)活動(dòng)的參與情況，課后利用提供的課程資源進(jìn)行復(fù)習(xí)、反思、完善作業(yè)、參與在線討論活動(dòng)的情況，以及與傳統(tǒng)課堂參與度的比較來(lái)展開調(diào)查。調(diào)查結(jié)果表明在課前自主任務(wù)完成上，56.9%的學(xué)生表示每次都能夠按時(shí)完成任務(wù)，且任務(wù)完成的質(zhì)量較好，46.1%的學(xué)生表示能夠按時(shí)完成任務(wù)，但任務(wù)完成的質(zhì)量一般；在課堂教學(xué)活動(dòng)的參與上，27.59%的學(xué)生表示能夠很好地參與教學(xué)活動(dòng)，完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)，67.24%的學(xué)生表示能夠比較好地參與教學(xué)活動(dòng)，完成課堂學(xué)習(xí)的基本任務(wù)要求，僅5.17%的學(xué)生表示勉強(qiáng)完成學(xué)習(xí)任務(wù)；在課后復(fù)習(xí)、參與在線討論上，22.41%的學(xué)生表示一定會(huì)參與，74.14%的學(xué)生表示偶爾會(huì)，僅有3.15%的學(xué)生表示不會(huì)；在與傳統(tǒng)課堂參與度的比較中（如下頁(yè)圖1），將近83%的學(xué)生表示基于智慧教室的課堂教學(xué)提高了課堂的學(xué)習(xí)參與度。以上結(jié)果表明，基于智慧教室的課堂實(shí)踐極大地提升了學(xué)生課堂的參與度，并促進(jìn)了學(xué)生課上、課下的學(xué)習(xí)。

3.學(xué)習(xí)效果、滿意度調(diào)查

有關(guān)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、滿意度的調(diào)查，本研究主要從課堂師生、生生交流上是否增強(qiáng)，課堂協(xié)作學(xué)習(xí)的效果以及與傳統(tǒng)課堂相比教學(xué)效果是否有提升等方面來(lái)展開。調(diào)查結(jié)果表明：在交流互動(dòng)方面，86.21%的學(xué)生表示基于智慧教室的課堂實(shí)踐增加了師與生、生與生互動(dòng)；在協(xié)作學(xué)習(xí)效果方面，74.14%的學(xué)生表示增強(qiáng)了新知識(shí)的獲得，62.07%的學(xué)生表示鞏固了已有知識(shí)，65.52%的學(xué)生表示學(xué)習(xí)積極性提高，75.86%的學(xué)生表示團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力增強(qiáng)；在與傳統(tǒng)課堂比較上，29.31%的學(xué)生表示基于智慧教室的課堂教學(xué)效果非常好，51.72%的學(xué)生認(rèn)為比較好，18.97%的學(xué)生持中立態(tài)度（如圖2）。以上結(jié)果表明，基于智慧教室的課堂教學(xué)實(shí)踐在一定程度上提升了教學(xué)效率，受到大部分學(xué)生的認(rèn)可。

問(wèn)題及建議

在本次調(diào)查最后，本研究對(duì)智慧教室開展課堂教學(xué)的問(wèn)題與不足進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)整結(jié)果按照比重大小依次為：智慧教室部分功能無(wú)法使用（48.28%），手機(jī)、平板等硬件反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（41.38%），上課使用手機(jī)分散學(xué)習(xí)精力（37.93%），教室網(wǎng)絡(luò)故障（34.48%），課堂中使用手機(jī)時(shí)功能復(fù)雜、操作不便（31.03%）等。

此外，學(xué)生也針對(duì)目前的教學(xué)實(shí)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(shè)備檢查工作；合理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，運(yùn)用智慧教室的多種功能開展教學(xué)；開展基于問(wèn)題、基于項(xiàng)目的教學(xué)模式，使得學(xué)生能夠自主應(yīng)用智慧教室提供的學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)工具開展協(xié)作探究式學(xué)習(xí)；增加多種評(píng)價(jià)方式，包括組間互評(píng)、組內(nèi)互評(píng)、學(xué)生互評(píng)等；增加學(xué)習(xí)資源的建設(shè)等。

綜上所述，本研究基于智慧教室開展的課堂教學(xué)實(shí)踐在一定程度上提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度和積極性，促進(jìn)了高校信息化教學(xué)改革，但由于本次實(shí)踐是高校智慧教室應(yīng)用于課堂的初步探索，仍舊存在許多問(wèn)題，包括如何進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)將應(yīng)用智慧教室作為教學(xué)手段而非目的，如何針對(duì)不同課程內(nèi)容設(shè)計(jì)基于智慧教室的不同的教學(xué)流程，如何更好地應(yīng)用智慧教室的功能提高教學(xué)質(zhì)量和效率，如何將傳統(tǒng)課堂與智慧課堂結(jié)合做好過(guò)渡以及如何做好智慧教室的基礎(chǔ)設(shè)施（網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備）保障等，還需要今后進(jìn)行更深入的探索。

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