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數字校園建設對大規模在線教學的支撐能力研究——以湖北省為例

2021-03-29 00:53:27宗敏韋怡彤潘靜賈洋洋
中國電化教育 2021年3期
關鍵詞:在線教學教育信息化

宗敏 韋怡彤 潘靜 賈洋洋

摘要:數字校園作為借助信息技術手段改造和提升傳統校園的必然產物,是加快我國教育信息化進程的重要抓手。隨著疫后在線教學成為正規學校教育的組成部分,數字校園建設將面臨沖擊與新的發展方向。該研究以湖北省數字校園為例,從數字校園基礎設施支撐、在線教學活動支撐、在線教學資源平臺支撐、教師在線教研支撐以及學生在線學習支撐情況五個方面,通過問卷調查法和訪談法調查了數字校園對在線教學的支撐體現、效果及存在的問題。研究發現,師生對學校在線教學效果較為認可,數字校園建設對學生在線學習的支撐稍優于對教師在線教學的支撐。同時,研究發現數字校園在教學資源平臺、師生數字化操作技能、在線教學設計、在線教學管理與評價方面支撐不足。最后,研究從泛在教學空間、網絡教研學習共同體、智能化教學管、引領示范作用方面提出建議,以期為數字校園后續發展提供推進的思路和策略建議。

關鍵詞:數字校園;在線教學;基礎設施;教育信息化

中圖分類號:G434

文獻標識碼:A

一、問題的提出

數字校園作為加快我國教育信息化進程的重要抓手,一直受到人們的廣泛關注。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010 - 2020年)》提出“加快終端設施普及,推進數字化校園建設”[1]。2018年,教育部發布了《中小學數字校園建設規范(試行)》,旨在推動信息技術與教育教學的深度融合,切實加快全國教育信息化進程,以教育信息化支撐和引領教育現代化,服務教育強國建設[2]。早在2017年, “湖北省省級數字化校園示范校”試點工作啟動,計劃用5年時間,在全省建設100所省級數字化校園示范校[3]。截至2019年,共有107所(含1所幼兒園)學校獲評“湖北省省級數字化校園實驗校”。

2020年初爆發的新冠肺炎疫情,使得在線教學成為各級各類學校實現“停課不停學”的主要教學方式。持續數月的大規模在線教學使得師生普遍接受了這種教學方式,學生的學習習慣得以改變、教師的信息化教學能力得以提升。從某種意義上來說,這既給數字校園的建設帶來了沖擊,同時,也為未來數字校園的建設提供了新的發展方向。那么,湖北省數字校園建設對在線教學的支持如何?后疫情時代,數字校園應如何建設?為此,本研究主要從以下三個方面開展:(1)數字校園對在線教學的支撐情況及效果如何;(2)數字校園對在線教學的支撐存在哪些不足之處;(3)今后數字校園應如何建設。

二、現有研究基礎

(一)數字校園研究現狀

數字校園作為一個伴隨信息技術應用的不斷深入而發展的概念,是指學校教育信息化發展到一定階段的產物,是通過技術手段改造和提升傳統校園的必然結果[4]。數字校園的建設主要圍繞“三實現一創新”目標,即實現校園環境的數字化、信息系統的互通互聯、用戶信息素養的提升,學習方式和教育教學模式的創新[5]。目前,隨著大數據、云計算、人工智能、虛擬現實等新興信息技術的興起,數字校園正在向智慧校園轉變[6][7]。智慧校園通過將物理空間和虛擬空間有機結合,實現了學習環境場景化、學習過程數字化,使任何人在任何時間、任何地點都能便捷地獲取資源和服務[8]。

隨著技術應用的不斷深入,學者對數字校園的研究各有側重。總的來看,數字校園的相關研究主要圍繞兩個方向:一是技術集成方向,該方向主要圍繞信息技術對校園建設、管理和運行的支持,強調技術支持下的數字校園平臺的運用和系統的集成。例如,李耀麟等人基于協同教育理論,構建了協同管理中心、協同學習中心、協同服務中心的數字化校園結構框架模型[9]。趙國棟等人認為數字校園是通過規劃、建設與應用各種現代通信技術工具,在管理、教學、科研、社會服務等方面提高運行效率、推動管理改革的過程[10]。二是應用服務創新方向,該方向主要將數字校園視為能夠感知學習情境、識別學習者特征、提供個性化學習資源和評價結果的活動空間,實現從環境、資源到活動的數字化、智能化,側重為支持學生學習創設資源豐富的、應用集成的、業務高度整合的校園信息化環境。例如,黃榮懷圍繞數字校園(智慧校園)的環境全面感知、網絡無縫聯系、海量數據支持、開放學習環境和師生個性服務的特點進行了研究[11]。蔣篤運將數字校園視為借助信息技術手段,對教學、管理等業務以及資源和數據進行優化、整合和融通,實現從環境、資源到活動的數字化,從而提升教育教學質量和管理水平[12]。

(二)數字校園與在線教學的相關研究

在線教學作為數字校園的典型應用場景之一,是數字校園功能的具體體現。關于數字校園與在線教學的相關研究主要集中在三個方面:(1)關注數字校園網絡化和虛擬化技術構建,以促進更好的網絡學習環境為研究重點,重在建構技術運用和教學流程模型,以優化網絡學習的體驗[13-16J; (2)聚焦數字校園評價指標的設計和應用,通過設計數字校園評價指標體系[17]以及對中小學數字校園管理進行指數評價指標體系的研究[18],來提高數字校園的建設能力;(3)利用數字校園的在線教學支持那些處于學習環境較差的學生學習,例如為殘疾學生提供信息技術支持下的無障礙學習環境等[19][20]。

縱觀已有研究,數字校園能夠為在線教學提供資源共享、技術工具、師資保障等支撐條件,但對數字校園在多大程度上支持在線教學以及系統分析數字校園和在線學習效果關系的研究較少,這就不利于把握疫后時期數字校園的建設方向。基于此,本研究將以湖北省數字校園為例,探究數字校園對在線教學支撐體現、效果及不足之處,以期為后疫情時代數字校園建設提供參考。

三、研究設計與實施

(一)研究對象

為深入了解湖北省數字校園對師生在線教學的支撐能力,本研究于2020年3月通過在線問卷的形式調研了106所湖北省數字校園(非幼兒園)的校長或信息化相關負責人,以及學校的教師和學生,參與調研學校的基本信息如表1所示。此外,為進一步了解數字校園建設對疫后在線教學的支撐現狀,本研究于同年10月對武漢市和黃石市(代表其他地級市)的數字校園管理者和師生進行了訪談。

(二)研究工具的編制及信效度

基于研究目的,本研究針對數字校園管理者、教師和學生分別編制了《湖北省數字校園在線教學調查問卷》學校卷、教師卷和學生卷,問卷維度如表2所示。其中,學校卷的編制主要參考了教育部發布的《中小學數字校園建設規范(試行)》[21]。該規范提出了數字校園建設的基礎設施、應用服務、數字資源、師生能力和保障機制五個維度。本研究選取能夠體現數字學校對在線教學支撐能力的部分,并結合國內外研究,從基礎設施支撐、在線教學活動支撐、在線教學資源平臺支撐、教師在線教研支撐以及學生在線學習支撐情況進行問卷的編制。學校卷均采用客觀題,以單選題和多選題的形式調查。

教師卷和學生卷主要調查了教師和學生對在線教學的效果。主要包括師生的基本信息、教師教學效能感[22]、學生學業自我效能感[23]、在線教學/學習滿意度[24]、在線教學/學習的使用意愿[25]以及在線教學出現的問題。其中,教學效能感是指教師在從事教育教學活動之前對自己能夠在何種程度上完成某種教學任務所具有的信念、判斷或把握的感受能力[26],學業自我效能是指學生對自身能夠達到所期望的學業成績的能力的信念[27],這兩者均可對學生的學習動機[28]、學習成績[29][30]具有積極的預測作用。此外,滿意度和使用意愿代表了個體對在線教學的積極態度以及今后愿意繼續開展在線教學的程度,這兩者均能夠在一定程度上代表師生在線教學的效果。教師卷和學生卷的基本信息部分為客觀題目,在線教學出現的問題為開放性題目,其余為量表題。量表題均選用國外成熟量表進行測量,量表采取李克特五級量表,1-5分代表從非常不同意到非常同意。客觀題目利用重測信度法檢驗信度,量表題通過計算克隆巴赫Alpha系數,結果顯示問卷具有較高的信度。

(三)研究實施與數據處理

鑒于調查樣本較大,問卷在省教育信息化發展中心的協調下借助公共在線問卷平臺問卷星(http://www.sojump.com)進行發放。共回收到學校卷109份、教師卷1662份、學生卷26056份。通過將學校卷分別與教師卷和學生卷通過“所在學校名稱”這一變量進行關聯,剔除無對應關系的問卷以及填寫時間小于120秒且與實際情況有出入的問卷,最終得到有效學校卷106份、教師卷1623份,學生卷23142份,有效率分別為97.25%、97.65%、88.82%。

為了解在線教學出現的問題,并發掘問卷數據背后的深層原因,研究團隊于2020年10月對數字校園管理者、教師和學生進行了面對面的一對一訪談。為確保訪談對象具有代表性,本研究分別對武漢市和黃石市(代表其他地級市)的數字校園管理者和師生進行了訪談。訪談主要圍繞在線教學出現的問題,采用半結構化訪談的形式進行。研究者在事先征求受訪對象同意的前提下,對訪談過程進行錄音并隨后轉成文字記錄進行分析。

四、結果分析與討論

(一)數字校園對在線教學的支撐情況

1.基礎設施對在線教學的支撐情況

本研究調查了數字校園基礎設施中網絡環境、在線教學終端和在線教學空間三個方面對在線教學的支撐情況。在網絡環境方面,調查結果顯示,有98%以上的數字校園已經實現了網絡全覆蓋,有90.57%的學校反饋校園網絡寬帶能夠滿足正常的教育教學需求,有83.02%的學校支持互聯網、校園廣播網、校園電視網等多網融合。在在線教學終端方面,超過90%的學校為每間教室以及教師配備了了計算機終端設備。值得注意的是,有將近一半的學校尚未給學生自帶設備提供網絡接入和專用課桌。在在線教學空間方面,有78.30%的學校向師生提供了數字閱讀空間,超過90%的學校為教師提供了備課空間和錄播空間,如表3所示,這為教師在線教學準備和在線教研提供了途徑。由此說明,數字校園在基礎設施方面為在線教學提供了較好的網絡環境、硬件設施及教學空間的支持。

2.在線教學活動的支撐情況

在在線教學活動方面,調查發現,課堂視頻錄制與微課制作(96.23%)、電子教案的查閱與編輯(81-13%)、優質數字教育資源的制作與分享(79.25%)、考勤等常規課堂管理(78.30%)、多種方式的課堂交流活動(76.42%)是數字校園較多開展的教學活動。這說明數字校園為教師在線教學資源的制作、電子備課等提供了較多支持。但是,對于在線教學評價的比例相對較低,創建題庫與生成試卷占比59.43%、進行課堂練習與在線測試占比55.66%、學習行為的記錄分析和預警占比34.91%。這說明,教師對于在線教學評價仍需不斷接受和適應。

3.在線教學資源平臺的支撐情況

在在線教學資源支撐方面,學校為師生提供了多種資源平臺。其中,使用最多的是國家級教育資源平臺,占比為78.30%。其次為校本數字資源庫和省級教育資源平臺,占比分別為68.87%和66.04%。此外,還有超過一半的學校使用教研組共享資源和市級教育平臺。由此說明,國家級和省級資源平臺因提供的教育資源豐富且質量較高,受到了學校的廣泛使用。同時,學校還會根據師生的需求選擇校本資源和教研組共享資源,這滿足了教師對不同資源的需求。此外,還有三分之一的教師通過商業搜索引擎進行資源的搜素,這說明教師能夠主動搜集資源,側面反映出教師在線教學的主動性和積極性。

4.在線教研的支撐情況

通過此次調查發現,超過90%的學校均提供了“線上+線下”的教學研修與培訓,超過80%的學校還邀請了專家同行指導或者請專門機構提供技術服務。此外,超過70%的學校通過專題培訓、典型教學案例分享和建立教師互助小組的方式對教師的在線教學進行指導。這說明,大部分數字校園均組織了教師的在線教研,為教師在線教學提供了相關教學法、知識和技術操作的指導。

5.在線學習的支撐情況

學校對學生在線學習的指導主要體現在信息操作技能的培訓與提高,以及幫助學生解決個性化的在線教學問題。其中,有92.45%的學校開設了學生信息素養培訓課程,超過70%的學校舉辦了信息化相關比賽和活動(占比為76.42%)和搭建了在線學習平臺并提供在線學習資源(占比為72.64%)。此外,還有一半的學校通過收集學生個性化問題來為學生提供解決辦法。

(二)數字校園對在線教學的支撐效果

為了解數字校園對師生在線教學的支撐效果,本研究調查了教師和學生在在線教學中的教學效能感/學業自我效能感、滿意度和使用意愿,如表4所示。調查發現,師生在教學效能感/學業自我效能感、滿意度和使用意愿維度得分均高于平均水平,說明師生對于在線教學的效果較為認可。其中,學生在各維度的得分均高于教師得分,這說明學生的在線學習效果相對教師而言更好。

為探究數字校園對師生在線教學效果的影響,本研究將數字校園的基礎設施支撐、在線教育活動支撐、在線教學資源平臺支撐、教師在線教研支撐、學生在線學習支撐與師生的教學效能感/學業自我效能感、滿意度和使用意愿進行了相關分析,結果如表5所示。

由表5可知,在數字校園與教師在線教學效果的相關分析中,教師教學效能感、滿意度和使用意愿分別與數字校園的基礎設施建設、在線教學活動支撐和在線教研支撐成正相關關系,但不具有顯著性。通過訪談了解到,目前數字校園的基礎設施建設普遍偏重于物理空間構建,與虛擬空間銜接不緊密,對于支撐在線教學應用的功能受到局限。同時,研究發現,教師在線教學效果與在線教學資源平臺的支撐呈負相關關系。其中,教師教學效能感與在線教學資源平臺呈顯著性負相關,這說明,學校提供的在線教學資源平臺不能提高教師完成在線教學活動的信心。通過訪談了解到,部分教師反饋“平臺資源質量不高,有些資源比較陳舊、沒有及時更新”, “不能滿足自己在線教學的需求,所以還得另找資源”等情況。因此,這相應地增加了教師在線教學的工作量,不利于提高教師在線教學的效能感。值得肯定的是,學校對教師在線教研的支撐與教師在線教學的使用意愿呈現顯著正相關,這說明學校對教師在線教研的支持力度越高,教師開展在線教學的意愿就更加強烈。

在數字校園與學生在線學習效果的相關分析中,學生的學業自我效能感、滿意度和使用意愿分別與數字校園的在線教學活動支撐、在線教學資源平臺支撐、教師在線教研支撐和學生在線學習支撐呈顯著的正相關關系。但數字校園基礎設施支撐與學生在線學習效果呈顯著負相關(使用意愿除外)。出現這一結果的原因可能是,雖然數字校園為學生提供了充足的在線學習環境,但脫離學校物理空間的在線學習需要學生所在環境(主要為家庭環境)提供必備的網絡基礎,包括硬件、軟件及網絡等。但不同學生家庭的數字環境存在差異,如有些學生硬件設備欠缺、有些學生網絡環境不穩定等,這就影響了學生的在線學習效果。

(三)數字校園對在線教學支撐存在的問題分析

研究者通過對學校管理者、教師和學生的問卷開放性題目以及訪談內容進行質性分析,發現在線教學存在以下幾個方面的問題。首先,在基礎設施和教學資源平臺方面,數字校園基本上能夠為師生在校期間的在線教學提供充足的硬件設備和順暢的網絡環境,但在校園之外網絡環境無法保證。部分學生(特別是位于縣城、農村的學生)居家在線學習會面臨網絡不穩定,在線視頻播放不暢的問題。例如,有學生反饋“有時候網絡會卡或者設備出現問題,聽課的感覺沒有老師平時在校上課講得那么連貫”。在教學資源平臺方面,教師反饋雖然資源海量但優質資源較少。例如有教師指出“目前網絡上的教學資源很多,但是適合自己教學的優質資源太少,需要花費大量時間搜集”。因此,有些教師親自制作,但由于信息技術操作能力有限,導致需要花費大量的時間。

其次,在技術操作方面,由于大部分教師之前沒有過在線教學的經歷,教師對平臺和軟件工具的使用經歷了從不熟悉到熟練使用的過程,但仍有四分之一的教師面臨平臺或工具使用復雜、操作有難度的問題。例如,有教師反饋“在線教學沒有接受過專門培訓,為了更好地開展網上教學,急需相關專業老師進行操作技能方面的培訓和指導”。此外,在線教學由于對技術環境的依賴程度很高,突發的各種技術問題嚴重影響了教師的教學工作,給教師的教學帶來了前所未有的沖擊感。

第三,在教學設計方面,近三分之一的教師反饋在線課程設計困難。因為擔心學生長時間盯數字設備屏幕影響視力,所以在線教學時長要比面對面教學時長縮短。這就給教師在線教學設計提出了新的要求,需要教師在線授課內容量少而精準。有教師反饋“我們要在短時間內,把重點講得非常透徹、讓學生馬上能明白重難點。建議給我們多一些培訓,因為我們現在教學經驗也不是很多。”此外,三分之二的教師反饋不能和學生進行有效的互動,例如,教師反饋“線上教學缺少互動,難以真正了解孩子的學習情況”,這就不利于教師把握學生的知識掌握情況,進而改進后續的教學。

在教學管理與評價方面,有五分之四的教師均反映難以監控學生狀態。特別是師生時空分離的情境,教師無法及時、準確了解學生學習情況。例如,有教師反饋“不能及時掌握學生的學習情況,沒有辦法把控教學進度,對于學生的接受程度不能很好判斷”。此外,學生缺乏教師的監督與約束,容易出現注意力不集中、不及時預習復習、無法按時提交作業的情況。例如,有教師反饋“學生直播過程中回答不踴躍,無法了解到他們的聽課情況;有的學生在上直播課的時候沒有進去,或者聽了幾分鐘甚至幾秒鐘就退出來的;還有作業上要催很多次才交,學生不自覺”。這些情況嚴重影響了在線教學質量。

五、建議

數字校園能夠有力支撐常規教學,但對在線教學的支撐還存在問題亟待解決。就目前來看,現有的數字校園基礎設施與在線教學之間并無強相關。為使數字校園的應用價值得以最大化體現,未來數字校園的建設應在以下幾個方面進行改善。

第一,加強數字校園建設的開放性,構建泛在數字化學習空間。調查發現,數字校園已為師生配備了充足的數字化終端設備,能夠較好地滿足師生使用硬件設備的需求。但對于在線學習而言,還需要更加靈活、共享的泛在學習環境支持。因此,在傳統數字校園建設的基礎上,應融入新興技術,拓展物理校園的時空維度,做到物理空間和虛擬空間的無縫銜接,形成新型數字化學習共享空間。一方面,構建智能化、個性化、人性化的新型沉浸式教與學環境,提供更加靈活、適切的教與學的支持,促進師生、家校、校企之間的多元互動。依托泛在教育云平臺,圍繞家校共建、智能校園、互動課堂等場景,向學校、家庭、社區提供智能化服務;另一方面,優化教育資源和服務質量,實現現實和虛擬空間的互聯互通,為師生提供滿足個性化教與學需求的各類數字化資源與平臺,以適應學習者的差異性,支持多種學習形式的學習,形成供需雙方的資源共創。具體體現在提高與物聯網、人工智能、大數據等新興技術的集成性;加強數字校園與第三方軟件的融合,實現數字校園與社會平臺相兼容;拓展數字校園的服務范圍,從校內向校外延伸,實現由學校到家庭、社區的靈敏性學習;加強與其他學校及社會服務機構的合作,實現優勢互補和資源共享。

第二,構建網絡教研學習共同體,注重培養師生的信息素養。良好的信息素養,是確保在線教學順利、有序開展的關鍵[31]。此次調研發現,教師信息技術操作能力有待提升,軟件工具的使用、教學資源的制作、處理緊急技術故障的能力還有待提升,這就影響了在線教學的進度和質量。因此,學校應建立以一線教育教學專家為組長的信息化教研小組,指導完善線上教研體系,形成不受時間、空間限制的網絡教研學習體。以人工智能、虛擬現實、大數據、云計算等新興技術推進網絡教研組織管理與評價系統的高階配置,動態記錄線上教研活動,繪制個性化的教研方案,形成新型教學模式。加強教學模式創新、教學活動組織等方面的教研培訓。通過信息化教研,激發教師利用信息技術優化課堂教學,轉變教與學方式。通過鼓勵學生應用信息技術探究世界與解決真實問題,以提升學生的信息創造與應用能力。此外,教師還應學會靈活處置因技術引起的意外狀況,參與網絡教研及與專家溝通來促進自身專業成長。同時,教師還應注重提升學生的信息素養。培養學生利用信息技術解決實際問題、進行創新性學習的意識,鼓勵學生利用網絡獲取數字化資源并進行自主、合作與探究學習,高效的知識管理與互惠人際網絡的構建等。

第三,加強新興技術與教、學、管的深度融合,實現精準化教學、個性化學習學和科學化管理。通過調研發現,教師普遍反映無法精準掌握學生的學習過程和狀態,不利于對學生的精準教學。未來,云一網一端一體的智能新技術的融合,將現實世界與虛擬世界相連接、改變數字校園教、學、管固有模式。例如,通過大數據、云計算等技術記錄師生在線教學的行為數據,精準分析師生的教學過程,并提供個性化學習路徑和精準化教學路徑,為在線教學提供適切性的智能服務。借助人工智能技術實現統一身份識別的智慧環境,通過人臉識別系統可以實現校園各類系統的唯一認證,對校園各類人員進行精確化管理。此外,利用大數據,海量存儲各類數據信息的同時進行深入分析,更加精準掌握事物發展規律,使得教育管理更加精細化、規范化,教育評價更加精準化,教學更加智慧化,教學研究更加高效化。同時,新技術的應用還豐富了教學的應用場景,學校將人工智能等新興技術融人數字校園建設中,使其靈活適應家校共建、在線互動、遠程直播教學等場景,加強其對大規模在線教學的基礎支撐能力,提高在線教育教學質量,實現師生學習生活智能化、管理科學化,最終實現教育過程的全面信息化。

第四,發揮數字校園的引領示范作用,支撐和推進區域內整體教育現代化的同步發展。5G數字校園使得快速打通校一校連接、靈活開展遠程教學活動、低時延傳輸高清教學直播視頻數據、校園智慧監控管理等成為可能。數字校園作為教育信息化2.0時代背景下教育的變革主體、教育形態創新的引擎,應發揮其帶動區域內教育現代化發展的進程,引領區域教育實踐創新。即在數字校園的建設過程中除關注環境空間建設本身外,應思考如何利用新興技術帶動區域內教育系統變革、教學模式創新,實現信息化教學的常態化與創新發展,進一步推進教育現代化發展。學校應以數字校園建設為依托,堅持“深化應用,融合創新”,利用“三個課堂”推動優質師資的虛擬流動,挖掘和發揮數字校園在增進校際合作、優化資源配置、創新教學模式、提升教學質量、促進教師發展、提升管理服務能力等方面的優勢,最優化發揮數字校園的引領與輻射作用,促進學校教育教學現代化。

六、結語

本研究在疫后在線教育常態化開展的背景之下,通過對數字校園對大規模在線教學支撐能力及效果的探究。發現數字校園在教學資源平臺、師生數字化操作技能、在線教學設計、在線教學管理與評價方面還有待改進。因此,未來數字校園建設應考慮大規模在線教學產生的新需求,通過融入新興技術,在泛在教學空間建設、網絡教研學習共同體構建、智能化教學管、引領示范方面進行建設,以實現多種技術集成與應用服務創新,進而提高數字校園對不同應用場景的基礎支撐能力,最大限度發揮其價值。

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作者簡介:

宗敏:副編審,碩士,副主任,研究方向為信息化教學。

韋怡彤:在讀博士,研究方向為數字化學習理論與實踐。

潘靜:碩士,研究方向為信息技術與課堂教學。

賈洋洋:在讀博士,研究方向為教育信息化理論與實踐、STEAM與創客教育。

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