高校智慧教室建設(shè)經(jīng)驗與探索

林憶杉 徐菁苒 劉璐

上海交通大學生命科學技術(shù)學院，上海 200240

信息科學技術(shù)的不斷發(fā)展極大地推進了教育教學的信息化，同時也對傳統(tǒng)的教育模式及其課堂教學提出了挑戰(zhàn)。智慧教室作為一種新型教育形式，將現(xiàn)代化手段引入傳統(tǒng)教學過程，對教學模式和教育理念的創(chuàng)新以及信息技術(shù)與教學手段的融合能起到促進作用。

雖然我國智慧教室建設(shè)起步較晚，但發(fā)展較快，許多高校及研究機構(gòu)配備了屬于自己的校園網(wǎng)和直播平臺，建起了屬于自己的智慧教室，但是智慧教室在建設(shè)過程中也出現(xiàn)了一些問題。比如課堂過于依賴技術(shù)而忽視了教學的本質(zhì)，過于注重智慧教室過程建設(shè)而不注重管理和更新，教室缺乏信息技術(shù)基本技能等。因此，國內(nèi)對智慧教室的使用展開了一系列的研究。目前，有關(guān)智慧教室的研究主要集中在以下兩方面：一是理論研究，主要是針對智慧教室理論框架的研究；二是研究如何通過現(xiàn)有的技術(shù)實現(xiàn)智慧教室軟硬件的升級。理論探討主要涉及基本理論、設(shè)計、應用和評價等，包括概念特征、技術(shù)設(shè)計、空間設(shè)計、教學模式、評價標準以及成本效益等。如在教學模式應用方面，張菲菲從智慧教室的特征出發(fā)，基于高等師范學校教師的職業(yè)技能指標，系統(tǒng)分析了教師在運用智慧教室前后教學技能的提高情況。研究結(jié)果表明，智慧教室可提高教師的講解技能、提問技能以及對信息技術(shù)的運用技能等，而且青年教師教學技能提高的效果比中年教師明顯。在教學互動模式研究方面，國內(nèi)外一些研究者針對智慧教室和師生互動之間的關(guān)系開展了相關(guān)研究。如蔣立兵、毛齊明、萬真等研究發(fā)現(xiàn)，智慧教室有利于課堂互動與小組的協(xié)作學習，激發(fā)學生的好奇心，提高學生的學習積極性和主動性。王曉晨、黃榮懷、王夢舒等的研究表明，技術(shù)豐富的智慧教室環(huán)境可以更為有效地開展課堂互動活動，更好地提高互動頻率、豐富互動主體和互動內(nèi)容，從而提高課堂互動的整體質(zhì)量。由此可見，智慧教室能更好地為課堂教學提供有效的教學互動環(huán)境及其互動模式，以提高學習者的學習興趣和學習效果。有關(guān)智慧教室的設(shè)計方面，金智勇、張立龍?zhí)岢觥叭灰惑w”模型，并進行了構(gòu)建和探索，即融“物理空間+資源空間+社區(qū)空間”為一體的新型學習環(huán)境。

上述研究主要側(cè)重于探究智慧教室使用的“應然”狀態(tài)。其“實然”狀態(tài)怎樣、是否發(fā)揮應有的功能？學生和教師會有怎樣的學習或教學體驗？如何使智慧教室發(fā)揮最佳的使用效果？諸如此類的問題亟待解答。本研究以上海交通大學為例，通過調(diào)查分析了解目前智慧教室建設(shè)過程中存在的問題，并針對存在的問題提出提升智慧教室建設(shè)實效的建議，為提升教學質(zhì)量、促進教學改革、加快新時代互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)與教育教學的有機融合提供理論和實踐依據(jù)，為未來智慧大學建設(shè)提供參考。

一、上海交通大學智慧教室應用整體情況

上海交通大學目前建有靈活多變互動教室、多屏互動教室、翻轉(zhuǎn)教室、專用研討教室等多種類型的智慧教室。本研究以上海交通大學在2018—2019 學年第2 學期開設(shè)課程的智慧教室為研究對象，通過調(diào)查問卷、隨機采訪、教師訪談等方式展開調(diào)查和研究。該學期在智慧教室開設(shè)的本科課程共有127 門次，課程類型涉及通識課和專業(yè)課，其中涉及文科類課程70 門次、理工類課程57門次；任課教師中正高職稱的有23人，副高職稱的有33人，中級職稱的有71人。上課的學生2671人次，學生涉及的專業(yè)有語言類、音樂類、工商管理類等專業(yè)，還有來自工科平臺的中法留學生等。

二、智慧教室使用效果與課程性質(zhì)、教師職稱及性別的關(guān)系分析

（一）問卷設(shè)計

本研究基于智慧教室的功能、信息技術(shù)的教學價值、已有課堂教學的評價標準，分別設(shè)計了《上海交通大學智慧教室使用效果調(diào)查問卷》的教師版與學生版。

教師問卷設(shè)計主要從教師的基本信息、智慧教室使用的認同度、應用智慧教室的方式與能力、智慧教室應用的效果、智慧教室的應用問題等方面，對教師使用智慧教室的整體情況進行問卷調(diào)查。

學生問卷的設(shè)計，主要從學生的基本信息、學習的氛圍、學習的動機、學習的過程、學習的效果、學習的滿意度以及智慧教室的優(yōu)勢、問題和建議等方面，對學生在智慧教室中的學習情況進行全面的調(diào)查。

（二）結(jié)果分析

首先進行隨機抽樣，向授課的教師發(fā)放教師版問卷、向上課的學生發(fā)放學生版問卷。然后對發(fā)放的問卷進行回收和統(tǒng)計，計算回收率，并對有效問卷進行數(shù)據(jù)處理和分析，以研究智慧教室使用效果與課程性質(zhì)、教師職稱及性別的關(guān)系。

本次參加問卷調(diào)查的教師人數(shù)共25 人，發(fā)放問卷25份，回收24份，其中有效問卷23份，回收率為96%，有效率為92%；參加問卷調(diào)查的學生人數(shù)共182人，其中女生為110 人，男生為72 人，涉及的專業(yè)有生命科學（占32%）、工科（占25%）、理科（占24%）、人文社科（占19%）等；本次共發(fā)放182 份調(diào)查問卷，回收180 份，其中有效問卷178 份，回收率和有效率分別為98.9%和97.8%。首先，從學生或教師是否有智慧教室學習/上課經(jīng)歷、是否認同使用智慧教室及其學習效果/使用效果、是否對學校開展智慧教室建設(shè)有所了解等方面進行問卷調(diào)研，結(jié)果如表1所示。

從表1 可看出，有智慧教室學習經(jīng)歷的學生占比為43%，94.5%的學生表示認同智慧教室的使用和學習效果，使用功能較多的是簽到、查閱及下載學習資料、小組協(xié)作討論、交流互動等。教師在智慧教室課堂上過課的占比為44%，絕大部分（92%）教師表示喜歡智慧教室，使用的功能主要是課前推送信息、簽到、多屏互動及教學錄像回放等，且對使用效果感到滿意。此外，有53.3%的學生了解學校開展的智慧教室建設(shè)，46.7%的學生只是聽說過，但不是很清楚智慧教室建設(shè)的情況。

基于上述研究基礎(chǔ)，對其中10 門課程（5 門理科、5門文科）進行了深入的問卷調(diào)查和隨機采訪，課程類型涵蓋了通識課、專業(yè)課和二專課程，見表2。共發(fā)放問卷182 份，回收180 份，其中有效問卷178 份，回收率為98.9%，有效率為97.8%；分別隨機訪談5 位教師和20 位學生，總結(jié)調(diào)查結(jié)果見表3。

1.智慧教室使用效果與課程性質(zhì)的關(guān)系

在調(diào)查的學生中，有46%的調(diào)查者認為智慧教室使用效果與課程性質(zhì)有關(guān)（見表3），且其中67%的調(diào)查者認為文科課程上課效果好。有72%的教師認為，智慧教室使用效果與課程性質(zhì)有關(guān)。這個調(diào)查結(jié)果表明，使用智慧教室上課效果與課程專業(yè)有一定的關(guān)系，文科課程更為適用智慧教室上課。

2.智慧教室使用效果與教師職稱的關(guān)系

調(diào)查結(jié)果顯示，60%的學生和教師均認為智慧教室的使用與職稱沒有關(guān)系（見表3），而與教師的投入程度有關(guān)。教授上課經(jīng)驗豐富，教學效果好，能夠靈活運用更多的智慧教室功能；年輕副教授講課生動有趣，遇到不同觀點更愿意跟學生進行探討式教學，深受學生喜歡。

3.智慧教室使用效果與教師性別的關(guān)系

調(diào)查顯示，智慧教室使用效果更多跟教師教學風格有關(guān)，與教師性別關(guān)系不大（見表3）。

三、智慧教室使用經(jīng)驗及存在問題分析

通過上述研究筆者發(fā)現(xiàn)，教師對智慧教室使用有較高的認可度，認為智慧教室的可移動式座位可以任意組合，更適合研討課、討論課及小班化教學，課堂氛圍更好。2020 年春季學期，受新冠肺炎疫情影響，全部課程都采取在線上課的模式，這更體現(xiàn)出智慧教室的優(yōu)勢。利用智慧教室上課，網(wǎng)速快、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，可以實現(xiàn)自動錄播，收音效果好；任課教師還可以跟課堂上課一樣使用板書，講課效果好，授課質(zhì)量和效果有保障。

學生對使用智慧教室很支持，認為智慧教室環(huán)境好、教學設(shè)備使用方便、課堂參與度更高。智慧教室更適合嘗試各種新的教學模式，比如基于問題的學習模式，教師提供案例，小組討論；互動討論模式，教師講解重點內(nèi)容，學生參與互動討論；自主探索模式，教師引導，學生自己發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。

但是通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，智慧教室在使用中也存在一些問題，結(jié)果如表4所示。

從表4可看出，有50%以上的學生和教師均認為存在的問題主要是軟件、云平臺不穩(wěn)定；智慧教室使用方式未能根據(jù)課程性質(zhì)個性化調(diào)整；教師應用多媒體技術(shù)不熟練、教室容納人數(shù)太少等。

總結(jié)上述調(diào)查分析結(jié)果可知，目前智慧教室使用存在的主要問題有以下三個方面。

1.智慧教室概念有待普及

目前，智慧教室在學生中的普及率不夠，學生和任課教師對智慧教室的功能不熟悉，智慧教室使用范圍有限，缺乏后續(xù)使用過程中的跟蹤服務(wù)。

2.軟硬件設(shè)施有待提升

智慧教室容納人數(shù)少（現(xiàn)有智慧教室大部分容納人數(shù)在40 人以內(nèi)）；智慧教室軟件、云平臺等功能不夠穩(wěn)定。

3.個性化功能有待開發(fā)

目前，智慧教室的使用還缺乏結(jié)合不同課程的特點對相關(guān)功能模塊進行優(yōu)化組合，無法實現(xiàn)個性化功能以及真正的靈活使用。

綜上所述，智慧教室可以有效提升教學效果和教學質(zhì)量，受到了學生和教師的認可與歡迎，但是在使用過程中存在一些問題，解決好這些問題能更好地提升智慧教室建設(shè)質(zhì)量及其使用效果。

四、提升智慧教室建設(shè)質(zhì)量及其使用效果的優(yōu)化建議

針對上述智慧教室使用中存在的問題，研究提出以下建議和策略，以提升智慧教室的建設(shè)質(zhì)量和使用效果，為未來智慧大學的建設(shè)提供參考。

1.重視智慧教室概念普及使用培訓

目前，校內(nèi)智慧教室開展的智慧教學還是比較有限的，對教師的培訓大多停留在教學方式上，對實際操作的培訓較少。應做好智慧教學使用與改革培訓工作：在學生群體普及智慧教室概念，讓學生了解智慧教室的服務(wù)與功能；學生要轉(zhuǎn)變過去的思想，主動參與學習，開展自主個性化學習，從而真正使教與學動起來，實現(xiàn)教學相長。

2.整合教學資源平臺，健全智慧教室保障體系

上海交通大學校內(nèi)教學資源平臺有教學發(fā)展中心網(wǎng)站、教師教學支持使用指南平臺、Canvas 幫助欄目和交通大學視頻網(wǎng)站等。為了充分發(fā)揮智慧教室的價值、充分利用學校的教學資源平臺，可對這些教學資源進行網(wǎng)站關(guān)聯(lián)和優(yōu)化整合，實現(xiàn)校內(nèi)資源的共建共享及其效益的最大化。

對于教育行業(yè)而言，“互聯(lián)網(wǎng)+”信息技術(shù)的應用仍然處于起步階段，許多信息系統(tǒng)不夠成熟，導致智慧教室還存在一定的不穩(wěn)定性，這不僅會浪費寶貴的教學時間，而且還會影響到教學質(zhì)量。因此，需要制定先進實用的建設(shè)計劃，選取發(fā)展成熟的教育技術(shù)軟硬件產(chǎn)品，確保教學過程中軟硬件系統(tǒng)的流暢性與安全性。此外，目前具有代表性的智慧教室解決方案基本上都實現(xiàn)了課堂互動、課程錄制、統(tǒng)一管理等功能，可根據(jù)不同課堂教學需要，加大不同類型智慧教室的建設(shè)力度，讓每名教師都參與進來，讓智慧教室教學常態(tài)化。

3.智慧教室與專業(yè)授課相結(jié)合

智慧教室的建設(shè)還需與具體的學科相結(jié)合，并依據(jù)學科的特點、性質(zhì)開展教學。智慧教室具有不同功能模塊系統(tǒng)，為了滿足不同學科及其課程的教學需求，應對智慧教室的不同功能模塊進行綜合考慮和設(shè)計，充分提升其學科適應性。依據(jù)智慧教室的功能，社科類課程如思政類、語言類、管理類、經(jīng)濟類等相對適宜采用智慧教室上課。而一些理工科類的課程，如程序設(shè)計、高等數(shù)學、機械制圖等，經(jīng)常需要進行公式推導、畫圖、演算、論證，如果將這些課程做成PPT 以及動畫演示等，教師需要付出大量的時間和精力，同時若要更換一個題目或例子相對也比較麻煩，這時就需要對智慧教室的設(shè)計以及教學模式進行綜合設(shè)計和研究。多視窗互動智慧教室能實現(xiàn)高難度復雜問題的多維度展示，優(yōu)化教學內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，因此生物、醫(yī)學類課程，設(shè)計類課程較適合采用這種類型的智慧教室進行教學。對于課后學習研討、學術(shù)型社團活動交流、大學生“雙創(chuàng)”項目探討等則比較適合采用研討型的智慧教室。總之，智慧教室的設(shè)計和應用需要結(jié)合不同學科及其課程的特性，選用不同的智慧教室方案及其教學應用模式。

五、結(jié)語

教學環(huán)境的設(shè)計與建設(shè)，對課堂教學的改革起著不可或缺的作用。本文結(jié)合上海交通大學智慧教室的應用整體情況對教師的職稱、性別以及課程的性質(zhì)等變量與智慧教室使用效果的關(guān)系進行分析，總結(jié)了智慧教室的使用經(jīng)驗，希望可為高校智慧教學環(huán)境的建設(shè)提供一定的參考。智慧教室的建設(shè)只有符合高校自身的辦學思路和教學的實際需求，才能充分發(fā)揮人的主觀能動性，從而最大限度地提高智慧教室的使用效能，以推動學習環(huán)境由數(shù)字化向智能化的轉(zhuǎn)變。同時，智慧教室的研究和建設(shè)也是一個不斷優(yōu)化的動態(tài)過程，隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷進步，新的產(chǎn)品和技術(shù)將更好地服務(wù)于智慧教室，為智慧教學提供無限可能。