基于智慧教室的 高校课堂教学实践研究

石寅霞 乔爱玲

摘要：随着信息技术的发展，以学习者为中心教学理念的提倡，以及混合式教学、翻转课堂、协作学习、探究学习等教学模式在高校的应用，传统的高校课堂已无法满足教师对智能化、互动化、信息化课堂的要求，因此，开展基于智慧教室的高校课堂实践研究是目前需要重点讨论的问题。本研究以首都师范大学初建成的智慧教室为基础，开展基于智慧教室的高校课堂教学实践，设计相应的基于智慧教室的教学活动流程，并通过问卷调查的方式对教学效果进行评测，以期为今后的教学实践提供参考。

关键词：高校课堂；智慧教室；教学效果

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2018）17-0105-04

引言

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出，教师要利用先进的信息技术及相关设备，改善教学条件和方法，从而促进学生创新思维的提升、知识技能的增强和综合素质的提高等。[1]在这一背景下，提倡智能化、个性化的智慧教育成为越来越多的人讨论的话题。目前对于智慧教育的概念和本质有多种说法，概括来说智慧教育就是多种智能技术与教育深度融合的产物，代表未来教育信息化发展的一个重要方向，其本质目的在于提升教育系统的效率和智能化水平，培养卓越的、智慧的、适应时代发展的人才。[2]近年来，有关智慧教育的创新实践研究经历了从智慧城市、智慧校园、智慧图书馆等到智慧教室、智慧课程、智慧课堂、电子书包、智慧教育资源创设等的发展过程，其中，智能化、个性化的智慧教室构建是智慧教育实施的基础与保障。目前，智慧教室、智慧课程、电子书包等在许多中小学得到了广泛的研究和实践应用，但是在高校，智慧教室的实践案例还是寥寥无几。[3]因此，本研究以笔者所在学校初建成的智慧教室为基础，开展基于智慧教室的高校课堂教学实践，并通过问卷调查的方式对教学效果进行评测，以期为今后的教学实践提供参考。

高校智慧教室的构建

智慧教室是信息化学习环境的高级形态，对它的研究最早可以追溯到1988年Rescigno提出的“Smart-Classroom”，国内许多学者对智慧教室都提出了自己的看法，结合北京师范大学黄荣怀教授等人的研究，概括来说，智慧教室就是指以“学习者为中心”为基本理念，借助多种信息化技术和智能技术创设的一种能够优化教学内容呈现、方便学习资源获取、促进课堂交互开展，具有情景感知和环境管理功能的师生互动环境，从而推进混合式教学、翻转课堂、协作学习、探究学习等教学模式改革，最终达到优化教学环境、激发学生学习兴趣、提高教学质量的目标。[4]智慧教室的构建要以实现其目标为基础创建，为了能够实现新时代下教学环境的信息化、个性化、互动化、智能化，笔者所在学校在近期初步完成了智慧教室环境的构建，其主要的构建思路和教室构成主要从两方面着手。

1.智慧教室的空间规划和基础设施

课堂互动是影响教学质量的关键因素之一，为了使学生能够在课堂上进行有效的互动交流，笔者所在学校智慧教室采用了分布式的空间布局。具体包括由计算机、交互式白板、投影等触控一体机组成的讲台，教室四角的四个显示屏，安装于教室各角落的摄像头，以及动态组合的课桌椅。这样的空间规划能够实现课程的随时录播、课堂的多屏互动，学生可以根据需要随时拼合成小组支持小组研讨式学习的互动化教学。

2.智慧教室的技术实现

智慧教室的技术实现主要依托于功能模块的设计，主要包括无线网络的支持环境、智慧教室环境的智能管控、课程的内容呈现、课堂的智能录播、课堂的多屏互动等系统的实现。具体来看，首先，借助校园无线网的覆盖，智慧教室中的多种设备间可以无缝连接，包括智能终端（教师/学生平板）—显示终端（显示屏）、智能终端（教师平板）—智能终端（学生平板）、智能终端（教师/学生平板）—互联网等之间的连接，实现了个性化、互動化、信息化的教学环境[5]；其次，智慧教室中的空调、灯光、自动窗帘等设置了一键式智能管控，且多个显示屏、交互式电子白板、计算机、平板电脑等构成了多屏互动系统，教师的讲课内容可以同时投屏到多个屏幕，促进教师与学生、学生与学生、学生与学习资源之间及时有效的交互；再次，智慧教室依托于智能录播系统和网络教学平台，实现了课程的异地同步互动教学和个性化学习资源的提供，以及学生学习情况的记录与分析，为教师课堂活动的开展和学生学习评价反馈提供技术支持和数据服务。

基于智慧教室的教学实践

“信息技术教育”是教育技术学专业本科生和研究生专业必修课程，也是教育技术学课程体系的核心课程之一。该课程的教学目标是使学生系统地了解当前国内外信息技术教育的理论与方法以及新进展，掌握中小学信息技术课、综合实践活动、各个学科课程中信息技术教育的内容和方法，并通过对信息技术教育课程的观摩，进行体验式学习，从而系统掌握信息技术教育中课件的设计与制作。[6]本课程涵盖了理论讲授、技能训练、实践探究等多种课型的教学内容，显然传统的以讲授为主的教学模式无法促进该课程的教学。基于此，本研究以笔者所在学校教育技术系2015级本科生和2017级教育硕士两个班级为研究对象，依托学校初步建成的智慧教室开展了本科生和研究生“信息技术教育”课程的课堂教学实践。基于智慧教室的课堂教学实践主要包括课前、课中、课后三个环节和线上、线下两种形式。

1.课前（线上）

课前，教师可在网络平台发布课程导学视频、课件以及其他学习资料，设置学习任务和测试，并要求学生观看课程视频、课件等资料，完成课前学习任务，进行课前测试，参与在线讨论等，以达到使学生初步了解教学内容，提出问题，从而了解学习情况和需求的目的。

2.课中（线下+线上）

智慧教室可以通过情境感知、数据挖掘、学习分析等技术，提前预知学习者潜在的学习需求。[7]教师可以通过分析网络平台中记录的学生学习的大数据，分析每个学习者的学习情况，制订有针对性的个性化的教学方案。因此，课中，本研究基于智慧教室开展了问题导入、课堂实时互动与反馈评价、个人学习模式、协作学习模式等教学活动。

问题导入：教师根据课前学生在线学习数据分析结果和具体教学内容，利用各种多媒体创设一定的教学情境，提出问题，引导学生思考，激发学生的学习兴趣，使学生快速融入课程学习。

课堂实时互动与反馈评价：在课程讲授过程中，教师可利用多个智能显示屏、教师平板、学生平板，将教学内容和学习任务随时发送给学生。学生可以通过智能终端随时提出学习困惑，分享学习体会，与教师、同学进行互动；教师可通过智慧教室的互动系统实现屏幕广播、屏幕监看、随机点名，以督促学生学习，并在课中开展课堂测试，进行分数统计、成果查看，并及时反馈、个别指导等，提高课堂互动性；教师和学生还可随时将自己找到的学习资源或学习作品发送到屏幕，进行分享。

个人学习模式：在课程讲授中，教师依据信息技术教育课程的内容，让学生通过学习终端的学习资源开展个人自主学习，还可依据教师提出的教学问题开展个人探究式学习。例如，在理论讲授型课堂上，学生通过移动终端，自主查找学习资料，进行拓展内容的学习；在技能训练型课堂上，学生通过学习终端查找资料，利用学习工具完成探究式学习任务；学生还可以通过学习终端随时举手提问，教师在教师终端收到学生的提问后，随时进行个性化的课堂学习指导。

协作学习模式：在信息技术教育的实践类课程中，教师采取任务驱动教学模式，具体流程包括：①教师提出课程任务，发布到学生学习终端；②学生利用学习终端查找资料，分组展开学习（各小组学生围坐在一起，开展圆桌式讨论）；③各小组学生利用学习工具（学习终端提供）完成小组任务，并发布到平台上；④各小组进行课堂展示，教师进行反馈评价；⑤各小组在学习终端进行投票，进行小组互评。在小组协作学习模式中，教师将问题解决与小组合作紧密联系在一起，促进知识建构。

3.课后（线下）

课程结束后，教师可以在网络教学系统随时查看学生的学习记录，包括登录次数、学习时长、测试成绩以及小组作业完成情况等，学生也可以随时查看他人作品，上传学习资料，参与小组讨论，解答同学问题等。在课后，教师与学生、学生与学生并没有因为物理空间的分割和“下课”而断开联系，而是随时进行互动，这也解决了传统大学课堂下课后，教师与学生由于少见面而引发的少沟通、少交流、少指导等问题。

基于智慧教室的课堂实践在确保课前—课中—课后的每一个教学环节教师与学生进行实时互动的基础上，也实现了采集学生所有的学习行为数据的功能，帮助教师量化了解学生的学习效果，把握学生的学习轨迹，从而及时调整授课进度与侧重点，更好地实现了教与学的融合。[8]

结果分析与总结

为了评测此次教学实践的效果，本研究对参与“信息技术教育”课程学习的60名本科生和研究生进行了问卷调查，从学生的学习态度、学习效果、学习兴趣、学习主动性、学习参与性、学习满意度等方面进行了调查，调查结果如下。

1.学习态度调查

在对是否喜欢基于智慧教室开展课堂教学的调查中，有75.86%的学生表示喜欢，其中50%的学生表示非常喜欢，有22.41%的学生对这种教学模式持中立态度，仅有1.72%的学生表示不喜欢。同时，在对是否已经适应了基于智慧教室的课堂学习的调查中，有89.66的学生表示已经适应这种教学模式，并希望今后在更多课程中能够开展教学实践。这表明大多数学生对基于智慧教室的课堂教学持积极态度。

2.学习参与度调查

有关学生学习参与度的调查，本研究主要从课前自主任务的完成情况，课上教学活动的参与情况，课后利用提供的课程资源进行复习、反思、完善作业、参与在线讨论活动的情况，以及与传统课堂参与度的比较来展开调查。调查结果表明在课前自主任务完成上，56.9%的学生表示每次都能够按时完成任务，且任务完成的质量较好，46.1%的学生表示能够按时完成任务，但任务完成的质量一般；在课堂教学活动的参与上，27.59%的学生表示能够很好地参与教学活动，完成课堂学习任务，67.24%的学生表示能够比较好地参与教学活动，完成课堂学习的基本任务要求，仅5.17%的学生表示勉强完成学习任务；在课后复习、参与在线讨论上，22.41%的学生表示一定会参与，74.14%的学生表示偶尔会，仅有3.15%的学生表示不会；在与传统课堂参与度的比较中（如下页图1），将近83%的学生表示基于智慧教室的课堂教学提高了课堂的学习参与度。以上结果表明，基于智慧教室的课堂实践极大地提升了学生课堂的参与度，并促进了学生课上、课下的学习。

3.学习效果、满意度调查

有关学生学习效果、满意度的调查，本研究主要从课堂师生、生生交流上是否增强，课堂协作学习的效果以及与传统课堂相比教学效果是否有提升等方面来展开。调查结果表明：在交流互动方面，86.21%的学生表示基于智慧教室的课堂实践增加了师与生、生与生互动；在协作学习效果方面，74.14%的学生表示增强了新知识的获得，62.07%的学生表示巩固了已有知识，65.52%的学生表示学习积极性提高，75.86%的学生表示团队协作能力增强；在与传统课堂比较上，29.31%的学生表示基于智慧教室的课堂教学效果非常好，51.72%的学生认为比较好，18.97%的学生持中立态度（如图2）。以上结果表明，基于智慧教室的课堂教学实践在一定程度上提升了教学效率，受到大部分学生的认可。

问题及建议

在本次调查最后，本研究对智慧教室开展课堂教学的问题与不足进行了调查，调整结果按照比重大小依次为：智慧教室部分功能无法使用（48.28%），手机、平板等硬件反应时间过长（41.38%），上课使用手机分散学习精力（37.93%），教室网络故障（34.48%），课堂中使用手机时功能复杂、操作不便（31.03%）等。

此外，学生也针对目前的教学实践提出了一些建议，主要包括：教师要在课前做好智慧教室的设备检查工作；合理进行教学设计，运用智慧教室的多种功能开展教学；开展基于问题、基于项目的教学模式，使得学生能够自主应用智慧教室提供的学习资源、学习工具开展协作探究式学习；增加多种评价方式，包括组间互评、组内互评、学生互评等；增加学习资源的建设等。

综上所述，本研究基于智慧教室开展的课堂教学实践在一定程度上提升了学生学习的参与度和积极性，促进了高校信息化教学改革，但由于本次实践是高校智慧教室应用于课堂的初步探索，仍旧存在許多问题，包括如何进行教学设计将应用智慧教室作为教学手段而非目的，如何针对不同课程内容设计基于智慧教室的不同的教学流程，如何更好地应用智慧教室的功能提高教学质量和效率，如何将传统课堂与智慧课堂结合做好过渡以及如何做好智慧教室的基础设施（网络、设备）保障等，还需要今后进行更深入的探索。

参考文献：

[1]中国教育改革和发展纲要[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/jyb_sjzl/moe_177/tnull_2484.html.

[2]郭红霞.我国智慧教育研究综述（2005—2015）[J].数字教育，2016（1）：16-21.

[3]陈琳.智慧教育创新实践的价值研究[J].中国电化教育，2015（4）：15-19.

[4]陈欣然.智慧教室构建综述[J].电子技术与软件工程，2018（4）：148-150.

[5]赵秋锦，杨现民，王帆.智慧教育环境的系统模型设计[J].现代教育技术，2014（10）：12-18.

[6]徐晓东.信息技术教育的理论与方法[M].北京：高等教育出版社，2004.

[7]胡旺，杨成.基于智慧教室的教学模式设计研究[J].广东开放大学学报，2015，24（4）：87-92.

[8]杨芳，张欢瑞，张文霞.基于MOOC与雨课堂的混合式教学初探——以“生活英语听说”MOOC与雨课堂的教学实践为例[J].现代教育技术，2017，27（5）：33-39.