未来教室成熟度模型构建与评价标准研究

郭光武，郭玉翠，郑成栋

（1.青岛酒店管理职业技术学院，山东 青岛 266100；2.青岛中学，山东 青岛 266111）

0 引言

当下，科技正如火如荼地应用于教育教学领域，教室中教与学的环境逐渐向能够优化内容呈现方式、提供多种选择路径、方便学习资源获取、具有情境创设和环境集成管理功能的未来教室转变。未来教室是一种环境，这种环境整合新的学与教方式，融合新的技术，打破了传统教学模式，实现了学生自主学习、协作学习、个性化学习，朝着学生能力培养方向发展，注重学生21世纪技能培养［1］。

目前，针对未来教室设计与评价标准的研究相对不多，针对现有未来教室建设水平及使用成效评判的研究也相对较少，缺乏系统科学的未来教室发展路径及合理有效的评判标准［2］。未来教室的建设与发展历程究竟是怎样的，经历了什么等级，有什么样的评价标准等，都是值得深究的研究问题。

1 未来教室成熟度模型构建

1.1 成熟度基本假设及等级划分

当前，许多PM3（生产管理成熟度模型）都结合自身实际使用了相应的过程等级，用以构建和阐述模型内容，基本都包含4～6 个等级。从内部结构分析看，成熟度等级的提高是一个从初级到高级循序渐进的过程［3］。

按照成熟度模型等级划分惯例，本文认为未来教室的建设与发展具有等级性，且每个等级有其关键域。在不同的等级发展过程中师生能力及学与教方式也各不相同，因此对应的核心评价指标也有所偏重。本文将未来教室的成熟度发展水平划分为1～4 个等级，分别为初始阶段、发展阶段、优化阶段、探索创新阶段，如表1所示。

Table 1 Level division and characteristics of future classroom表1 未来教室等级划分及特征

1.2 未来教室成熟度关键域设计

参考广东省教育装备标准、美国《洛杉矶社区学院学区视音频智慧教室信息技术标准》（LACCD AV Smart Classroom Information Technology Standards）、欧盟未来教室建设方案、智慧教室的“SMART”概念模型等建设要求［4-5］，结合调查问卷及未来教室建设与应用实地访谈，本文将未来教室成熟度评价指标体系划分为12 个关键域：政策规划、经费保障、技术保障、队伍能力发展、教室环境、网络环境、软件、硬件、教学资源、拓展模块、学与教应用及发展完善机制，并将12 个关键域归类为保障环境、队伍建设、物理环境及应用发展4个维度。

2 基于成熟度模型的未来教室评价指标构建

本文通过关键成功因素法，分析未来教室关键影响因素，针对关键影响因素，采用鱼骨图的思路确定提取其具体关键域［6-7］，同时定性分析因素之间的关联度与区分度，考虑指标的合并与删减，最终形成多层次的评价指标体系。

2.1 问卷设计调查与数据分析

本文邀请未来教室建设领域的专家对4 大维度、12 个关键域、56 个评价指标重要程度进行打分评判，对未来教室评价指标进行筛选与修订。依托“广东省未来教室建设标准”与“深圳市龙岗区数字教育建设评估”项目，先后到广州市4 所学校，深圳市南山区6 所学校，深圳市龙岗区20余所学校展开实地调研，利用项目专家研讨会及到校调研、考察学习的机会，对在场的专家、校长、教师机企业管理者进行问卷调查与访谈。共发放问卷15 份，问卷均采用当场填写方式，回收率100%。问卷克朗巴哈信度系数为0.841＞0.8，可以判定经过统计得出的数据可以信赖，可以作为研究依据，具体如表2所示。

量表采用了5 级的重要程度递进关系，其中“第一”表示非常重要，赋值4；“第二”为重要，赋值3；“第三”为一般重要，赋值2；“第四”为不重要，赋值1；“第五”为极不重要，赋值0。结合上述重要程度及赋值分数，本文认为指标的重要程度值在2.0以下的则证明该指标重要程度较低，可以不予考虑。如果指标的重要程度值在3.0以上，则证明该指标重要，在3.5以上，则证明该指标非常重要。经过分析，12 个关键域对应的56 个指标项重要程度均在2.0 以上，可以作为有效指标进行未来教室成熟度判断的评价依据。

本文将专有知识定义为CPIKN中只被某一个协同成员掌握的知识。基于本文提出的加权知识超网络模型，协同成员pi拥有的专有知识集合

Table 2 Cronbach's alpha of evaluation index表 2 评价指标克朗巴哈信度系数

2.2 未来教室设计与评价指标体系

根据上述数据分析，结合前文指标体系划分的保障环境、队伍建设、物理环境、应用发展四大维度，去除重要程度值低于“2”的指标项得出十二大关键域。具体指标体系见表4“指标项”一列。

3 基于成熟度模型的未来教室评价标准与方法

3.1 未来教室评价标准

本研究中权重的确定主要通过专家评判法，经过专家研讨论证，对领域内较权威的专家学者及一线教师进行问卷调查。

一级和二级指标权重计算如下：

将总权重值设置为1，一级指标保障环境、队伍建设、物理环境、应用发展4 个维度专家权重意见为A=（0.17，0.21，0.38，0.24）。关键域（二级指标）专家权重意见如图3所示。

Table 3 Secondary index weighting表3 二级指标加权

结合未来教室成熟度评价指标体系，按照实地调研及专家研讨执行数据分析，得出未来教室4 个维度、12 项关键域及56 项指标项成熟度评价标准，具体描述如表4所示。

Table 4 Evaluation criteria for future classroom maturity表4 未来教室成熟度评价标准

续表

续表

3.2 基于模糊综合评价的未来教室成熟度评价

未来教室的构成要素相对较为复杂，在未来教室成熟度评价研究中，由于未来教室成熟度受到诸多不确定性因素影响，属性较为复杂［10］，综合未来教室成熟度构成要素的内涵及外延特征，本文采用模糊综合评价法对未来教室成熟度展开评价。

1965 年，美国加州大学L.A.Zadeh 在《模糊集合》中首次提出模糊性问题，给出模糊概念的定量描述方法［2，12］。模糊综合评判法是一种行之有效的解决多指标综合问题的辅助决策方法，其应用基础是模糊关系特性，根据给出的评价准则和实测值，从多个指标对被评判事物隶属等级状况进行综合性评判［13］。模糊综合评价流程如图1所示。

4 实例应用

本文选取广州市越秀区某学校（S 校）作为实证研究对象，进一步验证未来教室设计与评价标准，同时结合未来教室成熟度模型，对该校未来教室的建设与使用作出成熟度评判，针对今后学校未来教室发展提出建议。

未来教室成熟度评价指标及权重采用上文研究成果。在实证研究过程中，借助该学校未来教室展示观摩会的机会，邀请4 名相关专家、3 名学校管理者及教师、3 名企业领域资深专家进行等级评判。这些专家及相关人员对本研究前期工作均较为熟悉，了解未来教室等级层次划分及越级标准，对本校未来教室建设水平也有长期实践经验。该评价体系采用和成熟度等级对应的4 级量表，即由高到低分别为初始阶段、发展阶段、优化阶段和探索创新阶段。对各二类指标专家评判情况如表5所示。

Fig.1 Flow of fuzzy comprehensive evaluation图1 模糊综合评价流程

将针对i个指标做出j评价尺度可能程度的大小称为隶属度。按照隶属度计算方法，设rij（i=1，2，…，n；j=1，2，…，m）表示二级指标Uij对于第j级评判Vj的隶属度，则有：

计算得出单因素评价指标隶属度如表6所示。

将R 称为单因素评判矩阵，单因素评判矩阵可视为从U 到V 的模糊关系矩阵。其中，rij为U 中的因素Ui对应V中的等级Vj的隶属关系。通过如下方式计算，Ri为等级集合V 上的一个模糊集合，将n个因素的评判集组成一个总

Table 5 Statistics of evaluation expert表5 专家评判人数统计

Table 6 Single factor evaluation index membership value表6 单因素评价指标隶属度值

的评判矩阵：

将权数集与隶属度集合成算子得B=A°R=（b1，b2，…，bm）为对指标的模糊综合评价。

经过归一化处理后可得：B’=（0.377，0.396，0.196，0.031）

根据模糊综合评价最大隶属度原则，可以得出

B1=（0.472，0.417，0.074，0.037），最大值为0.472；

B2=（0.126，0.063，0.021，0），最大值为0.126；

B3=（0.132，0.494，0.323，0.051），最大值为0.494；

B4=（0.657，0.243，0.1，0），最大值为0.657；

分析单因素模糊综合评价值可以得出单因素集B1，即保障环境成熟度，“初始阶段”占最大比重（0.472）；队伍能力发展因素集B2“初始阶段”占最大比重（0.126）；物理环境因素集B3“发展阶段”占比重最大（0.494）；应用发展因素集B4“初始阶段”占比重最大（0.657）。由此可以判定，案例对象广州市越秀区S 学校未来教室保障环境处在初始阶段，未来教室师生、管理者等队伍能力处在初始增长阶段，有关未来教室的应用发展方面，也处在初始阶段，物理环境建设处在发展阶段，领先于其他阶段。

从多因素模糊综合评价看，B’=（0.377，0.396，0.196，0.031），最大比重处在“发展阶段”，最大值为0.396。结合单因素来看，未来教室物理环境维度权重较大，且单因素评判中，未来教室物理环境维度处在第二定位“发展阶段”。结合上述结果可以判断，S 校未来教室处在成熟度等级第二阶段“发展阶段”。

S 校未来教室建设单位在规划及建设阶段将该教室建设定位为互动型未来教室。评判结果与S 校未来教室实际建设及使用情况较吻合，也进一步验证了模型及指标体系的有效性，对指标及标准的实际应用起到了支撑作用。

5 结语

未来教室作为教育信息化发展的生态产物，其凝聚了学校教育信息化发展的核心力量，是学校教育信息化发展水平的重要表征，也是学校师生探讨未来学习，新型学与教理念、方式方法。以及学习变革的重要支撑环境。我国教育信息化发展虽然取得了重要进展，但面对日新月异的科技发展，未来学习环境、学与教方式的变革无处不在、无时不在，学校学与教环境仍然有待提高［14］。近几年，我国部分地区特别是广东省、江苏省、湖北省、北京市等省市陆续开始建设未来教室、智慧教室、数字化教室等新时代学习空间，这为师生在未来教室中开展新型学习，变革传统教学带来了前所未有的便利条件和广阔空间。但分析我国未来教室建设及应用现状发现，只建设不应用、不能物尽其用、师生应用能力有限等现象普遍存在，提高应用能力，发挥未来教室最大价值是亟待解决的问题。基于成熟度模型的未来教室设计与评价标准研究回答了“未来教室中的主要构成要素有哪些、评价标准是什么、未来教室的发展路径是怎样的”等问题。