高校智慧教室建設經驗與探索

林憶杉 徐菁苒 劉璐

上海交通大學生命科學技術學院，上海 200240

信息科學技術的不斷發展極大地推進了教育教學的信息化，同時也對傳統的教育模式及其課堂教學提出了挑戰。智慧教室作為一種新型教育形式，將現代化手段引入傳統教學過程，對教學模式和教育理念的創新以及信息技術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起步較晚，但發展較快，許多高校及研究機構配備了屬于自己的校園網和直播平臺，建起了屬于自己的智慧教室，但是智慧教室在建設過程中也出現了一些問題。比如課堂過于依賴技術而忽視了教學的本質，過于注重智慧教室過程建設而不注重管理和更新，教室缺乏信息技術基本技能等。因此，國內對智慧教室的使用展開了一系列的研究。目前，有關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有的技術實現智慧教室軟硬件的升級。理論探討主要涉及基本理論、設計、應用和評價等，包括概念特征、技術設計、空間設計、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，基于高等師范學校教師的職業技能指標，系統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，國內外一些研究者針對智慧教室和師生互動之間的關系開展了相關研究。如蔣立兵、毛齊明、萬真等研究發現，智慧教室有利于課堂互動與小組的協作學習，激發學生的好奇心，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，技術豐富的智慧教室環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容，從而提高課堂互動的整體質量。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。有關智慧教室的設計方面，金智勇、張立龍提出“三位一體”模型，并進行了構建和探索，即融“物理空間+資源空間+社區空間”為一體的新型學習環境。

上述研究主要側重于探究智慧教室使用的“應然”狀態。其“實然”狀態怎樣、是否發揮應有的功能？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，通過調查分析了解目前智慧教室建設過程中存在的問題，并針對存在的問題提出提升智慧教室建設實效的建議，為提升教學質量、促進教學改革、加快新時代互聯網信息技術與教育教學的有機融合提供理論和實踐依據，為未來智慧大學建設提供參考。

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 學期開設課程的智慧教室為研究對象，通過調查問卷、隨機采訪、教師訪談等方式展開調查和研究。該學期在智慧教室開設的本科課程共有127 門次，課程類型涉及通識課和專業課，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，學生涉及的專業有語言類、音樂類、工商管理類等專業，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、教師職稱及性別的關系分析

（一）問卷設計

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

教師問卷設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查。

學生問卷的設計，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查。

（二）結果分析

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

本次參加問卷調查的教師人數共25 人，發放問卷25份，回收24份，其中有效問卷23份，回收率為96%，有效率為92%；參加問卷調查的學生人數共182人，其中女生為110 人，男生為72 人，涉及的專業有生命科學（占32%）、工科（占25%）、理科（占24%）、人文社科（占19%）等；本次共發放182 份調查問卷，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有所了解等方面進行問卷調研，結果如表1所示。

從表1 可看出，有智慧教室學習經歷的學生占比為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，46.7%的學生只是聽說過，但不是很清楚智慧教室建設的情況。

基于上述研究基礎，對其中10 門課程（5 門理科、5門文科）進行了深入的問卷調查和隨機采訪，課程類型涵蓋了通識課、專業課和二專課程，見表2。共發放問卷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，總結調查結果見表3。

1.智慧教室使用效果與課程性質的關系

在調查的學生中，有46%的調查者認為智慧教室使用效果與課程性質有關（見表3），且其中67%的調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有關。這個調查結果表明，使用智慧教室上課效果與課程專業有一定的關系，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系

調查結果顯示，60%的學生和教師均認為智慧教室的使用與職稱沒有關系（見表3），而與教師的投入程度有關。教授上課經驗豐富，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系

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

三、智慧教室使用經驗及存在問題分析

通過上述研究筆者發現，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，這更體現出智慧教室的優勢。利用智慧教室上課，網速快、網絡穩定，可以實現自動錄播，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，認為智慧教室環境好、教學設備使用方便、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，教師講解重點內容，學生參與互動討論；自主探索模式，教師引導，學生自己發現問題并解決問題。

但是通過調查發現，智慧教室在使用中也存在一些問題，結果如表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、云平臺不穩定；智慧教室使用方式未能根據課程性質個性化調整；教師應用多媒體技術不熟練、教室容納人數太少等。

總結上述調查分析結果可知，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，缺乏后續使用過程中的跟蹤服務。

2.軟硬件設施有待提升

智慧教室容納人數少（現有智慧教室大部分容納人數在40 人以內）；智慧教室軟件、云平臺等功能不夠穩定。

3.個性化功能有待開發

目前，智慧教室的使用還缺乏結合不同課程的特點對相關功能模塊進行優化組合，無法實現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質量及其使用效果。

四、提升智慧教室建設質量及其使用效果的優化建議

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質量和使用效果，為未來智慧大學的建設提供參考。

1.重視智慧教室概念普及使用培訓

目前，校內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與功能；學生要轉變過去的思想，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

上海交通大學校內教學資源平臺有教學發展中心網站、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站等。為了充分發揮智慧教室的價值、充分利用學校的教學資源平臺，可對這些教學資源進行網站關聯和優化整合，實現校內資源的共建共享及其效益的最大化。

對于教育行業而言，“互聯網+”信息技術的應用仍然處于起步階段，許多信息系統不夠成熟，導致智慧教室還存在一定的不穩定性，這不僅會浪費寶貴的教學時間，而且還會影響到教學質量。因此，需要制定先進實用的建設計劃，選取發展成熟的教育技術軟硬件產品，確保教學過程中軟硬件系統的流暢性與安全性。此外，目前具有代表性的智慧教室解決方案基本上都實現了課堂互動、課程錄制、統一管理等功能，可根據不同課堂教學需要，加大不同類型智慧教室的建設力度，讓每名教師都參與進來，讓智慧教室教學常態化。

3.智慧教室與專業授課相結合

智慧教室的建設還需與具體的學科相結合，并依據學科的特點、性質開展教學。智慧教室具有不同功能模塊系統，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計，充分提升其學科適應性。依據智慧教室的功能，社科類課程如思政類、語言類、管理類、經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，如程序設計、高等數學、機械制圖等，經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計以及教學模式進行綜合設計和研究。多視窗互動智慧教室能實現高難度復雜問題的多維度展示，優化教學內容的呈現方式，因此生物、醫學類課程，設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、學術型社團活動交流、大學生“雙創”項目探討等則比較適合采用研討型的智慧教室。總之，智慧教室的設計和應用需要結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、結語

教學環境的設計與建設，對課堂教學的改革起著不可或缺的作用。本文結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等變量與智慧教室使用效果的關系進行分析，總結了智慧教室的使用經驗，希望可為高校智慧教學環境的建設提供一定的參考。智慧教室的建設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，以推動學習環境由數字化向智能化的轉變。同時，智慧教室的研究和建設也是一個不斷優化的動態過程，隨著大數據、人工智能、物聯網等技術的不斷進步，新的產品和技術將更好地服務于智慧教室，為智慧教學提供無限可能。