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智慧课堂与高校教学深度融合的路径研究

来源:《中国教育装备行业蓝皮书(2021版)》发布日期:2022-01-21浏览人数:171

  王楠 白小巧 张新慧

  云计算、大数据、人工智能等智能信息技术的广泛应用,促使泛在环境下学习方式不断发生改变,也推动现代教育从工业社会的1.0迈向信息社会的2.0[1]。学校的智慧化发展,尤其是智慧课堂的建设,已经成为高等院校实现教育现代化的重要途径。

  智慧课堂是在智慧教育发展的基础上,教育与信息技术融合发展形成的必然形态。目前,国内各高校智慧课堂的建设已经由简单应用进入与教育教学深度融合的发展阶段,然而智慧课堂的教学应用效果却并不尽如人意。因此,迫切需要探索高校智慧课堂与教育教学深度融合的应用路径,充分发挥智慧课堂优势,促进智慧课堂与教学的深度契合,促进教学智慧化发展。本文通过问卷调查、专家访谈等形式获取数据,挖掘智慧课堂与教学深度融合的关键内容,探索智慧课堂与高校教学深度融合的构建路径,为未来高校智慧课堂的建设应用及其可持续发展提供理论借鉴及思路参考,提高智慧课堂成效,提升高等教育人才培养质量。

  一、研究概况

  本研究应用问卷调查和扎根理论,挖掘智慧课堂与教学深度融合的关键内容,从多维度探究智慧课堂与高校教学深度融合路径。

  问卷收集分析高校学生智慧课堂教学的应用情况,着重调查智慧课堂中的教学交互行为、学生感知体会、满意度和智慧课堂的改进需求等内容。问卷维度设计如表1所示。

  表1 智慧课堂教学交互感知问卷维度表

  同时,本研究利用访谈法获取访谈数据,开展基于扎根理论的智慧课堂深度融合路径构建分析。扎根理论是一种质化研究方法,其基本宗旨是在基本经验资料的基础上建立理论[2]。基于扎根理论对前期获取的访谈资料进行编码,提取智慧课堂与高校教学深度融合的核心要素,推导智慧课堂与高校教学深度融合路径中的核心概念和因素。

  二、研究结果

  (一)智慧课堂应用现状问卷调查

  1.问卷样本情况

  参与本次问卷调查的学生来自北京师范大学、北京邮电大学等多所高校,共回收有效问卷309份。70%的调查对象专业为理工类,16.5%为文史类,13.5%为艺术类;其中本科学生占比65%,硕士研究生占比30%,博士研究生占比5%。所有调查对象都具有在智慧课堂中学习的经历。

  2.智慧课堂教学交互应用现状

  (1)教师—技术交互行为统计。

  数据统计发现,教师在智慧课堂中最常使用的技术是练习题或者作业布置,同时,教师也会通过查看相应的学情及时调整教学策略。

  教师使用随机点名、智慧课堂参与话题讨论、智慧课堂回复学生问题、智慧课堂展示学生答案或作品等行为较少,标准差值显示仅有部分教师在智慧课堂中经常使用这类行为,大部分教师极少应用,可见现阶段高校智慧课堂中的技术应用仍较为单一。

  (2)学生—技术交互行为统计。

  数据分析表明,学生们很少使用智慧课堂中的抢答功能回答问题,也很少使用弹幕功能发表自己的想法。学生们在智慧课堂中出现频率较高的行为是:使用各种终端设备在课前、课中以及课后进行学习,使用教师上传的图片、文档、视频等资源进行学习,参与老师布置的练习题并上传答案等。其中,使用智慧课堂查看图片、文档、视频等资源进行学习的行为概率最高,说明高校中学生借助工具平台进行自主学习的行为较为普遍。

  ①该部分问卷项目依次为:老师使用随机点人等功能提问问题(课中);老师在课堂上使用智慧课堂查看学生做练习的正确率(课中);老师使用智慧课堂布置和批改学生作业(包括课前、课中、课后);老师使用智慧课堂中的讨论功能参与讨论,表达自己的想法和建议(包括课前、课中、课后);老师使用智慧课堂回复学生问题(包括课前、课中、课后);老师使用智慧课堂展示学生答案或作品(课中)。

  ②该部分问卷项目依次为:我使用各种终端如手机、平板、电脑设备进行学习(包括课前、课中、课后);我使用智慧课堂中的签到功能进行签到(课中);我使用智慧课堂的抢答功能回答问题(课中);我使用智慧课堂中老师上传的图片、文档、视频等资源进行学习(包括课前、课中、课后);我使用智慧课堂中的发弹幕功能发表自己的想法(课中);我使用智慧课堂中的投票功能选择自己赞同的方案或作品(包括课前、课中、课后);我参与老师布置的练习题,并将答案上传至智慧课堂供老师查阅(包括课前、课中、课后);我使用智慧课堂中的发帖以及讨论功能与同伴和老师交流想法(包括课前、课中、课后);课堂上不同的小组会借助智慧课堂分享作品和成果(课中)。

  标准差表示的是各数据偏离平均数的距离的平均数,可以反映一个数据集的离散程度。通过计算问卷中各项问题得分的标准差数据,可以得出:学生使用终端设备以及使用教师分享的图片、视频等进行学习的得分相对比较平均,学生在课堂上对技术的使用仍然大多集中在应用智慧课堂查看图片、文档、视频等资源;使用弹幕功能发表想法、抢答功能回答问题、投票功能选择好的方案、发帖讨论分享建议等行为得分的标准差均大于1,甚至有的达到1.1,说明这些交互行为仅在部分同学中经常发生,但是对于另外一部分同学而言,这些交互行为是极少发生甚至不发生的,这在一定程度上与学校智慧课堂建设与使用的水平相关联;此外,小组间使用智慧课堂分享成果和作品的行为得分标准差也大于1,说明智慧课堂中学生借助智慧课堂等进行沟通交流的行为也只是偶尔发生。

  综上可见,智慧课堂中虽然存在学生使用技术行为,但行为频率较低,教学交互深度不足。

  (3)师生交互行为统计。

  对智慧课堂的师生交互行为的数据进行分析后发现,学生主动举手提问或回答教师问题的行为得分最低,可见在高校课堂中,此类行为发生的频率较低,偶尔才会发生,交互主体主动性较差;教师组织学生对某个学习问题进行讨论、及时评价学生答案行为得分说明教师会进行小组活动的安排并及时评价学生的答案,但与“经常发生”的频率还相差较大;结合学生参与小组讨论,发表自己想法和建议行为以及学生使用技术平台与其他小组进行交互行为得分可知,课堂上的生生的交互行为也较少,学生参与课堂小组活动的积极性较低,长此以往,势必影响教师组织课堂小组活动的积极性。

  综上可知,虽然智慧课堂中师生交互类型相对丰富,但在实际应用中师生及生生交互都较少,师生交互多存在于语言上,交互深度不足。

  3.使用满意度

  本研究中,学生对智慧课堂教学交互的满意度可通过师生交互的满意度、技术交互的满意度以及学生在智慧课堂上继续学习的意愿进行分析。学生对智慧课堂中技术软件平台的使用认为是有价值的,其中认为有价值的有183人,占总人数的59.2%;认为非常有价值的有46人,占总人数的14.9%。这两部分总共占74.1%,即约占总人数的3/4。大部分学生认为智慧课堂中的技术支持对其学习是有价值的。进一步调查分析显示,学生认为智慧课堂对其在学习上集中注意力、提高解决问题的能力有一定的影响,对教师使用智慧课堂模式进行教学采取支持态度。

  ①该部分问卷项目依次为:我参与小组讨论,发表自己的想法和建议(课中);我主动举起手提问或回答老师问题(课中);老师组织我们对某个学习问题进行讨论(课中);老师在课堂上及时对学生对问题的回答作出评价(课中)。

  (二)智慧课堂深度融合专家访谈

  智慧课堂与高校教学深度融合研究,需要对智慧课堂的基础建设、实践应用,以及学校管理等多方面进行深入分析。基于此,本研究对高校智慧课堂建设、应用、管理中的相关角色开展深度访谈,搜集促进智慧课堂深度融合的有效数据,并基于扎根理论对获取数据进行编码分析,构建形成高校智慧课堂深度融合路径。

  1.访谈对象选取

  围绕智慧课堂与高校教学深度融合路径研究主题,本研究最终选定10名相关领域专家作为访谈对象,其中涵盖了应用智慧课堂的一线教师3名、高校教务管理者3名、领域研究专家2名、智慧课堂承担建设单位负责人2名。

  2.编码结果及理论饱和度

  编码过程主要包含三个阶段,即开放式编码、主轴编码、选择性编码。开放式编码是对访谈数据进行整理标注后进行的编码,本研究经编码和整理,最终形成了317个概念。在此基础上通过开放式编码,形成了建设方案制定、建设需求整理、教师教学理念改变等28个类属。研究围绕智慧课堂与高校教学深度融合路径,最后梳理归纳形成5个核心类属:完善智慧课堂构建标准、改革高校管理机制、改变师生理念、转变智慧课堂教学观念、提升企业构建理念。

  本研究通过两个方面保障研究理论饱和度,一方面是前期访谈对象的选择要完整和全面,同时要做到编码和访谈同步进行,直至编码过程不再出现新的概念;另一方面,除了访谈数据外,本研究同时针对高校智慧课堂案例进行编码,作为补充数据,保证结论的完整性。

  三、高校智慧课堂深度融合路径构建

  在前文所述的研究基础上,基于智慧课堂的发展特点,我们发现,“完善智慧课堂构建标准”等5个核心类属是促进智慧课堂与高校教学深度融合的前提条件。首先,智慧课堂构建标准是基础条件,可保证课堂构建的科学性和合理性,这个标准需结合教育中各种因素制定,提升企业构建理念可以保证这个标准更好地实施并落地。其次,当智慧课堂的基础条件成立后,即构建好智慧化教学环境之后,为了保障智慧课堂的有效应用,需要“改革高校管理机制”这一中介条件的支持。最后,智慧课堂最终要落实到课堂实践中,教师和学生两大课堂主体的接受和适应,是智慧课堂真正融入教学实践的最后一道屏障,因此改变师生理念、转变智慧课堂教学观念这两个条件是使得智慧课堂真正融入课堂教学的核心。当上述条件都满足时,智慧课堂就拥有了一个结构化发展体系(见图1),才能够有效地与高校教学深度融合(见图2)。

  图1 智慧课堂与高校教学深度融合关键条件

  图2 智慧课堂与高校教学深度融合路径

  (一)基础层

  智慧课堂是在智慧化环境中进行智慧化教学,其基础条件就是构建一个良好的智慧化环境。对编码结果的分析显示,智慧课堂构建标准及企业构建理念这两方面对于智慧课堂前期构建至关重要。有一套科学合理的构建标准,智慧课堂的构建才能更加符合实际教学需求。作为软硬件构建的重要参与方,企业构建理念的提升有助于在软硬件平台开发及具体搭建过程中更加贴近教学需求,也是使构建标准能够更好落地实施的关键一步。

  基于前期的文献综述,以及对全部编码信息的进一步归类总结,基础层两部分内容各包含若干维度。其中完善构建标准包含4个主类属:全面的构建方案、符合教育教学的构建需求、高效的软硬件环境设计和灵活的空间环境设计。提升企业构建理念包含贴近教育教学的构建理念和系统规范的企业服务两个方面。融合路径基础层的搭建必须基于智慧课堂本身的特点和智慧化环境的要求,如果前期构建存在偏差,在具体应用环节就会产生问题,难以达到预期的效果,并会阻碍正常的教学流程。因此,只有“构建好”才能“应用好”,才能为融合发展奠定基础。

  (二)中介层

  每一次教育变革都需要配套相应的制度改革,智慧课堂作为教育教学变革的新方式,同样需要搭配相契合的制度来推动其应用和落地,以促进智慧课堂常态化使用和发展,进而不断与教育教学相融合[3]。因此,智慧课堂与高校教学的深度融合需要一个中介条件,即“改革高校管理机制”这一核心类属。中介层的内容涉及两个维度:教务改革和高校政策支持。通过对编码数据进行分析,这两个维度可以从不同方面推进智慧课堂与高校教学的融合。其中教务改革一方面要基于学校自身特色考虑如何促进智慧课堂的发展;另一方面要将教育教学作为出发点,基于智慧课堂特点对教学作出调整,使两者相辅相成。高校政策支持主要是从整个学校管理层面出发,支持智慧课堂的发展,一方面要协调学校资源的分配,另一方面要建立精细化的管理体系。融合路径的中介层在智慧课堂与高校教学融合发展过程中起着非常关键的推动作用,不仅可以提升智慧化环境构建的标准,也可以为接下来核心层的发展提供支持,促进这种教学模式的应用。因此在融合路径构建过程中,改革高校管理机制在一定程度上贯穿始终。

  (三)核心层

  智慧课堂与高校教学深度融合归根结底是真正实现智慧化教学,将其落实到课堂教学中[4]。提供智慧化环境支持和制度支持都是为了促进智慧课堂能够“用得好”,而智慧课堂教学的核心是在信息技术支持下颠覆传统教学模式,激发学生智慧产生[5]。因此在融合路径搭建中,智慧课堂主体——教师和学生也是最后一个需要突破的屏障。

  本研究将核心类属“改变师生理念”和“转变智慧课堂教学观念”作为核心层的关键内容,也是完成融合路径搭建的最后一步。核心层中“改变师生理念”主要包括两个维度:教师教学理念的转变和学生学习理念的转变。这两个维度在推进智慧课堂模式真正走入课堂教学中有着十分重要的作用。师生需要改变自己的理念主动接受这种教学模式,使得这种模式能够逐渐成为一种常规化教学模式。“转变智慧课堂教学观念”则是进一步强调智慧课堂的关键是课堂教学本身,智能技术只是助推剂,必须要结合实际教学需求。通过平衡技术对教学的支持作用,有效促进二者的深度融合。

  四、高校智慧课堂持续发展建议

  (一)培养智慧教学观和信息素养

  (1)树立科学智慧教学观。

  智慧课堂教学的关键属性就是以先进的智能信息技术为支撑,充分利用智能信息技术,服务课堂教学,最终实现人的智慧发展[6]。树立科学智慧教学观,涉及智慧课堂发展系统中的所有相关对象,包括建设者、管理者以及应用者等。他们都需要对智慧课堂教学有全新的认识。要关注课堂教学本身,技术只是作为一种辅助工具,不能让课堂成为技术的傀儡,重点还是在于教学内容本身以及整个教学设计。

  智慧课堂是教育信息化发展的新产物,是教育变革的新阶段,其目的是提高智慧化教学程度的教学模式改革,促进学生核心素养的养成。因此,在智慧课堂深度融合过程中各方要平衡好技术和教学两者之间的关系,保证智慧课堂的效果。

  (2)提升师生信息素养。

  师生必须在教与学理念上作出调整,主动去接受并融入智慧课堂中[7]。教师需提高自己的信息化能力和教研能力,采用更加智慧化的教学模式,促使教学和智慧课堂相融合。同时,学习者也应该改变学习观念,采取更加智慧化的学习方式,主动利用技术辅助学习。

  (二)完善智慧课堂构建标准

  本研究发现,尽管当前国内众多高校都启动了一定规模的智慧课堂建设工程,但建设过程中缺少相应的标准,即使已有研究提出智慧课堂建设指标,但实践运用效果却不明显[8]。同时,由于智慧课堂的育人特性,其标准不应该是统一的规模或类型,应在基本设备参数和技术指标基础上,结合办学层次、学科特点等形成有效服务于教学的构建标准。为推进这一共识的形成,应关注如下几个方面。

  (1)全面的教学需求分析。全面、贴近实际的教学需求分析,是保障智慧课堂教学成效的关键。关于需求的整理需要多方调研,一方面需要了解当前智慧课堂发展的整体现状,对智慧课堂构建标准有整体把握;另一方面要深入调研学校内部实际需求,包括学校整体发展需求、教师教学需求、学习者需求,以及学校教务管理和信息化建设的现状,以此为基础制定相应的构建标准。

  (2)以教学为导向的技术采纳。智慧课堂构建非常关键的一步是智慧化环境的设计,即对软硬件技术和设备提出要求。软硬件技术和设备的选用不能仅仅基于性能指标,不能单纯以其配置高低来决定,必须要考虑到软硬件技术和设备的实操性。技术采纳并不一定智慧化程度越高越好,能够真正起到支持教学效果的技术才是最适合智慧课堂的技术。教学平台系统一定要具备较为完善的教学功能,关注教育大数据的搜集和使用,提高教育数据利用率。智慧化技术和设备是智慧课堂关键内容之一,软硬技术和设备标准的制定一定要以教学为导向。

  (3)构建灵活开放的学习空间。已有研究结果表明,学习空间的设计对智慧课堂的使用体验有显著影响:空间环境设计越灵活,越能够促进交互,其学习体验也就越好,教学效果提升也越明显。因此,智慧课堂的学习空间设计标准在智慧课堂的使用成效中也非常关键,需保证学习空间能够灵活地适应不同类型的教学模式或者活动组织形式。

  (4)鲜明的校本特色。每个学校都有其学科专业发展特点,智慧课堂的构建标准要体现校本特色。一方面,可以借助智慧课堂优势促进学校专业特点发展;另一方面,智慧课堂构建拥有校本特色,可以加快高校教学对这种新型模式的适应性,从而更好地促进智慧课堂在高校的发展,最终相得益彰、深度融合。

  (三)提升企业建设理念

  企业是智慧课堂的重要建设方之一。企业的关注点更多集中在技术和设备的研发上,在人才培养和教育教学理论方面存在明显不足,因此,企业的建设理念也需要提升。

  (1)贴近教学的构建理念。关于智慧课堂的构建,企业关注更多的是新型技术如何应用到智慧课堂。如果缺少教育教学理念支撑,智慧课堂的构建模式就会出现趋同现象,不同教育层次、不同专业门类的分层设计难以得到体现,智慧课堂的实际效果就会大打折扣。智慧课堂的最终目的是服务教育,企业在制定构建方案过程中需更加关注教育教学,深入了解教学现状,以教学研究推动智慧环境建设,促进智慧课堂与教学的融合。

  (2)系统规范的企业服务。企业必须要有系统规范的售后服务体系,保障智慧课堂服务好教学。售后服务中,系统维护相对容易,更为关键的是教师培训:一方面要深入了解教师的需求;另一方面应对培训内容进行精细化设计,在不增加教师负担的同时提高培训水平。

  (四)变革高校教学管理机制

  任何新模式的运行和发展都需要相应的制度支持和配合。智慧课堂是一种新型教学模式,如果沿用传统课堂管理制度,必定适得其反。如果教务和管理层面提高支持力度,智慧课堂就可以更高效的方式落地、推进。

  (1)教务管理机制改革。教务部门是学校教学的主要管理方,为促进智慧课堂与高校教学深度融合,教务也需要作出调整。智慧课堂注重学生综合能力以及核心素养培养,更适合“小班制”管理制度,所以教务改革教学规模更有助于发挥智慧课堂教学成效,同时需要结合实际不断调整,提升学校教学制度与智慧课堂教学模式的适配性。

  (2)教学管理政策调整。为促进智慧课堂与高校教学深度融合,高校管理政策也需要作出如下几点调整:一是投入更多智慧课堂专业管理人员,提供技术保障;二是采取相应激励政策鼓励教师采用智慧课堂模式,提高教师积极性,如评教政策的调整;三是建立信息化管理平台,提高服务效率和质量等。

  (作者单位:北京邮电大学教育技术研究所)

  参考文献

  [1] 杨宗凯,吴砥,陈敏. 新兴技术助力教育生态重构[J]. 中国电化教育,2019(02):1-5.

  [2] 陈向明. 扎根理论的思路和方法[J]. 教育研究与实验,1999(04):58-63,73.

  [3] 邱艺,谢幼如,李世杰,等. 走向智慧时代的课堂变革[J]. 电化教育研究,2018,39(07):70-76.

  [4] 刘军. 智慧课堂:“互联网+”时代未来学校课堂发展新路向[J]. 中国电化教育,2017(07):14-19.

  [5] 李祎,王伟,钟绍春,等. 智慧课堂中的智慧生成策略研究[J]. 电化教育研究,2017,38(01):108-114.

  [6] 王争录,史小平.“互联网+智慧课堂”要摆好课堂、技术、人的关系[J]. 云南开放大学学报,2020,22(03):30-35.

  [7] 张凯,杨再明. 智慧教室的构建与应用研究:以中国矿业大学为例[J]. 现代教育技术,2018,28(10):81-86.

  [8] 尹合栋,于泽元,易全勇. 智慧教室评价指标体系的构建[J]. 现代教育技术,2020,30(03):80-87.