智慧教室促進(jìn)中學(xué)課堂教學(xué)變革研究

0 引言

隨著人工智能技術(shù)的高速發(fā)展，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境已成為教育信息化與教育現(xiàn)代化研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建構(gòu)與應(yīng)用不僅是教育信息化和教育現(xiàn)代化的必然趨勢(shì)，也是教育技術(shù)發(fā)展的應(yīng)然階段。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建構(gòu)與應(yīng)用將給課堂教學(xué)帶來(lái)革命性的影響。智慧教室作為智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的典型代表，其在優(yōu)化信息內(nèi)容呈現(xiàn)、資源便捷獲取、增強(qiáng)課堂交互、提升教學(xué)精準(zhǔn)度等方面可以為課堂教學(xué)提質(zhì)增效2]、建構(gòu)良性生態(tài)學(xué)習(xí)系統(tǒng)[3提供有效支撐。

1 問(wèn)題的提出

以人工智能技術(shù)為代表的數(shù)智技術(shù)飛速發(fā)展，技術(shù)革新優(yōu)化了課堂教學(xué)環(huán)境，推動(dòng)了課堂教學(xué)方式的變革[4]。課堂教學(xué)方式逐漸從以教師的“教”為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生“學(xué)”為中心。智慧教室的建設(shè)和使用，在推動(dòng)教師課堂教學(xué)方式創(chuàng)生的同時(shí)，也促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力、批判性思維、合作學(xué)習(xí)等能力的提升[5]。當(dāng)前，對(duì)高校智慧教室和中學(xué)（試點(diǎn)校）智慧教室使用和課堂教學(xué)變革成效的研究屢見(jiàn)不鮮。但是，智慧教室對(duì)完全中學(xué)教學(xué)變革的促進(jìn)作用研究還較少。本研究對(duì)完全中學(xué)智慧教室中的教學(xué)行為進(jìn)行分析，探究智慧教室促進(jìn)中學(xué)課堂教學(xué)變革的成效。同時(shí)，探究學(xué)科課程性質(zhì)和教師職稱對(duì)教學(xué)變革的影響。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 樣本選擇

某完全中學(xué)2024年開(kāi)始使用智慧教室，目前已經(jīng)使用了兩個(gè)學(xué)期?？紤]到任課教師在第一個(gè)教學(xué)學(xué)期中對(duì)智慧教室設(shè)備的使用還比較生疏、對(duì)新教學(xué)環(huán)境還比較陌生，研究采用分層抽樣的方法選取2024一2025學(xué)年第一學(xué)期，即智慧教室投入使用的第二個(gè)學(xué)期的39節(jié)常規(guī)課作為分析對(duì)象，通過(guò)觀察智慧教室的教學(xué)錄像對(duì)教師與學(xué)生的教學(xué)行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析教學(xué)改革成效。

該學(xué)期除去復(fù)習(xí)課、習(xí)題課、隨堂考試等非正常授課教學(xué)外，共有398節(jié)課在智慧教室中授課，課程涵蓋語(yǔ)文、英語(yǔ)、歷史、道德與法治、健康等文科課程和數(shù)學(xué)、地理、生物學(xué)、心理、科學(xué)等理科課程。任課教師包括高級(jí)教師、一級(jí)教師、二級(jí)教師等。以課程學(xué)科性質(zhì)、教師職稱為維度，依據(jù)比率進(jìn)行分層，共選出具有代表性的39節(jié)課并將其作為研究對(duì)象。其中，文科21節(jié)課、理科18節(jié)課；任課教師中，高級(jí)教師4人、一級(jí)教師3人、二級(jí)教師3人。此外，研究還對(duì)應(yīng)用智慧教室的任課教師和學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查和結(jié)構(gòu)化訪談。

2.2 研究工具

采用國(guó)內(nèi)外FIAS分析法[6，該分析方法將教學(xué)行為分為學(xué)生活動(dòng)、教師活動(dòng)、混亂或沉寂三個(gè)類別。同時(shí)，結(jié)合對(duì)課堂教學(xué)實(shí)踐的觀察，借鑒ITIAS編碼[]，將學(xué)生活動(dòng)界定為聽(tīng)講、自主研習(xí)、提問(wèn)、應(yīng)答、獨(dú)立思考、合作與討論、觀察與模仿、練習(xí)或操作、展示等九個(gè)子類別。參考有效教學(xué)的教導(dǎo)行為分類，借鑒ITIAS編碼，結(jié)合對(duì)課堂教學(xué)實(shí)踐的觀察，將教師活動(dòng)界定為激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、講授、提問(wèn)、組織教學(xué)活動(dòng)、示范或演示、課堂管理、評(píng)價(jià)與反饋、個(gè)性化指導(dǎo)或參與討論、板書(shū)、技術(shù)設(shè)備操作等十個(gè)子類。

由于在實(shí)際課堂教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生活動(dòng)和教師活動(dòng)往往在同一時(shí)空重疊進(jìn)行，需要對(duì)教學(xué)過(guò)程中的學(xué)生活動(dòng)和教師活動(dòng)進(jìn)行分析歸類，考查這一活動(dòng)是以學(xué)生“學(xué)”為主還是以教師“教”為主，如該行為以學(xué)生“學(xué)”為主則將其歸入學(xué)生活動(dòng)，如果以教師“教”為主則將其歸入教師活動(dòng)。因此，在“講授”與“聽(tīng)講”兩個(gè)子類中教師具有控制關(guān)鍵要素的地位，所以保留“講授”，在“示范或演示”與“觀察與模仿”兩個(gè)子類中教師發(fā)揮引領(lǐng)作用決定方向，所以保留“示范或演示”，在“個(gè)性化指導(dǎo)或參與討論”與“合作與討論”兩個(gè)子類中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的塑造過(guò)程，所以保留“合作與討論”。綜合上述分析，借鑒課堂教學(xué)行為分析框架（CT-BAS），本研究設(shè)計(jì)了符合中學(xué)課堂教學(xué)情境的教學(xué)行為分析系統(tǒng)（ClassroomTeachingBehaviorsAnalysis System in Secondary School，簡(jiǎn)稱CTBASSS），如表1所示?；谥袑W(xué)課堂教學(xué)活動(dòng)轉(zhuǎn)換的頻率，按照課堂教學(xué)實(shí)踐中教學(xué)行為轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)進(jìn)行切片，詳細(xì)記錄各種教學(xué)行為時(shí)間，以此作為教學(xué)行為分析抽樣的依據(jù)。

表1中學(xué)課堂教學(xué)行為分析系統(tǒng)（CTBASSS）

2.3 統(tǒng)計(jì)方法

參考FIAS分析法和S-T教學(xué)行為分析法[8]，本研究共設(shè)計(jì)了10項(xiàng)課堂教學(xué)行為變量，即：教師活動(dòng)率、教師言語(yǔ)率、教師提問(wèn)率、教師講授率、課堂互動(dòng)率、學(xué)生活動(dòng)率、學(xué)生言語(yǔ)率、學(xué)生應(yīng)答率、學(xué)生提問(wèn)率、混亂沉寂率。CTBASSS變量及其縮寫字母如表2所示。參考S-T教學(xué)行為分析法[9]，本研究提出了CTBASSS分析法的教學(xué)課堂類型的標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。使用CTBASSS分析法對(duì)教學(xué)行為整體樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)從學(xué)科性質(zhì)和教師職稱兩個(gè)方面對(duì)課堂教學(xué)行為進(jìn)行分析考察。

表2CTBASSS變量及其縮寫字母

表3教學(xué)課堂類型的標(biāo)準(zhǔn)

3 分析結(jié)果

為了掌握智慧教室中學(xué)課堂教學(xué)變革的實(shí)際情況，本研究基于CTBASSS分析法，從教學(xué)行為的整體狀況、教學(xué)行為的學(xué)科性質(zhì)差異、教學(xué)行為的教師職稱差異等三個(gè)維度對(duì)教學(xué)改革績(jī)效進(jìn)行科學(xué)分析。

3.1教學(xué)行為的整體情況分析

中學(xué)課堂教學(xué)模式產(chǎn)生轉(zhuǎn)變。學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展背景下，基礎(chǔ)教育教學(xué)方式正在發(fā)生著持續(xù)變革。研究參考S-T教學(xué)模式分析法和課堂互動(dòng)率TS，對(duì)39節(jié)課的教學(xué)模式進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，智慧教室下的中學(xué)課堂教學(xué)模式正在發(fā)生著轉(zhuǎn)變，正逐漸從講授型課堂向互動(dòng)型課堂轉(zhuǎn)變。教學(xué)行為的整體情況分析結(jié)果如表4和表5所示。

表4智慧教室中教學(xué)行為變量整體統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表5中學(xué)智慧教室中各學(xué)科教學(xué)行為分析結(jié)果

由表4和表5可知，39節(jié)課中，互動(dòng)型課堂占53.85% 、講授型課堂占 46.15% 。在18節(jié)講授型課堂中，僅有6節(jié)課學(xué)生活動(dòng)率低于 5% 。在學(xué)生活動(dòng)行為中，學(xué)生的言語(yǔ)率 SL 為 22.97% ，占學(xué)生行為的 92.03% 。在智慧教室環(huán)境下的課堂時(shí)間利用率較高，混亂沉寂率 Q 為 1.32% ，即每節(jié)課的平均混亂沉寂時(shí)間控制在1分鐘以內(nèi)。智慧教室的使用為中學(xué)課堂教學(xué)中各主體間教學(xué)互動(dòng)提供了更多的便捷條件。無(wú)論是師生、生生還是教師與資源、學(xué)生與資源之間等多元互動(dòng)都得到一定促進(jìn)。此外，基于對(duì)39節(jié)課的教學(xué)行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)在智慧教室中，教師依然是中學(xué)課堂教學(xué)的主控者。雖然，中學(xué)教師有意識(shí)進(jìn)行“提問(wèn)”，但是學(xué)生的“應(yīng)答”并不理想，教師在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)方面還有待進(jìn)一步加強(qiáng)，同時(shí)教師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)對(duì)學(xué)生參與課堂有效教學(xué)的重要意義。

3.2教學(xué)行為的學(xué)科性質(zhì)差異性分析

本研究使用SPSS20.0對(duì)以上21節(jié)中學(xué)文科課堂和18節(jié)中學(xué)理科課堂的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本均值 t 檢驗(yàn)。此外，研究還對(duì)教師活動(dòng)率、教師言語(yǔ)率、教師提問(wèn)率、教師講授率、課堂互動(dòng)率、學(xué)生活動(dòng)率、學(xué)生言語(yǔ)率、學(xué)生應(yīng)答率、學(xué)生提問(wèn)率、混亂沉寂率等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表6所示。

表6學(xué)科性質(zhì)差異t檢驗(yàn)

注：**代表 P?0.01 ，表示具有極其顯著性差異。

由表6可知，中學(xué)文科課堂在教師提問(wèn)率、課堂互動(dòng)率、學(xué)生活動(dòng)率、學(xué)生言語(yǔ)率、學(xué)生應(yīng)答率、學(xué)生提問(wèn)率等數(shù)據(jù)上優(yōu)于中學(xué)理科課堂?；诮y(tǒng)計(jì)學(xué)視角，中學(xué)文科課堂和理科課堂在課堂互動(dòng)率上具有極顯著性差異，中學(xué)文科課堂優(yōu)于理科課堂。從中學(xué)教學(xué)模式和教學(xué)方式變革的視角來(lái)看，中學(xué)文科課堂教學(xué)整體優(yōu)于中學(xué)理科課堂教學(xué)。

3.3教學(xué)行為的教師職稱差異性分析

本研究使用SPSS20.0對(duì)以上18節(jié)中學(xué)高級(jí)職稱教師的課堂和21節(jié)中學(xué)非高級(jí)職稱教師的課堂數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本均值t檢驗(yàn)。此外，研究還對(duì)中學(xué)高級(jí)職稱教師課堂和非高級(jí)職稱教師課堂中的教師活動(dòng)率、教師言語(yǔ)率、教師提問(wèn)率、教師講授率、課堂互動(dòng)率、學(xué)生活動(dòng)率、學(xué)生言語(yǔ)率、學(xué)生應(yīng)答率、學(xué)生提問(wèn)率、混亂沉寂率等數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果如表7所示。

表7教師職稱差異t檢驗(yàn)

注：*代表 0.01?P?0.05 ，表示具有顯著性差異；*代表P?0.01 ，表示具有極其顯著性差異。

由表7可知，中學(xué)高級(jí)職稱教師在教師提問(wèn)率、學(xué)生活動(dòng)率、學(xué)生言語(yǔ)率、學(xué)生應(yīng)答率、學(xué)生提問(wèn)率等數(shù)據(jù)上優(yōu)于中學(xué)非高級(jí)職稱教師?；诮y(tǒng)計(jì)學(xué)視角，中學(xué)高級(jí)職稱教師和非高級(jí)職稱教師在教師活動(dòng)率、教師言語(yǔ)率、課堂互動(dòng)率上具有顯著差異。同時(shí)，中學(xué)高級(jí)職稱教師和非高級(jí)職稱教師在混亂沉寂率上具有極顯著性差異。中學(xué)高級(jí)職稱教師課堂優(yōu)于非高級(jí)職稱教師課堂。從中學(xué)教學(xué)模式和教學(xué)方式變革的視角來(lái)看，中學(xué)高級(jí)職稱教師課堂優(yōu)于豐高級(jí)職稱教師課堂教學(xué)。

4結(jié)束語(yǔ)

4.1智慧教室使用對(duì)促進(jìn)中學(xué)教學(xué)改革具有重要意義

人工智能技術(shù)高速發(fā)展下的智慧教室使用，在一定程度上滿足了中學(xué)師生、生生、教師與資源、學(xué)生與資源的強(qiáng)交互需求，對(duì)推進(jìn)中學(xué)教學(xué)模式和教學(xué)方式變革具有重要的意義。本研究基于選取的39節(jié)智慧教室的課堂教學(xué)錄像，利用CTBASSS框架對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，智慧教室中中學(xué)課堂教學(xué)模式正在發(fā)生轉(zhuǎn)變，正逐漸從講授型課堂向互動(dòng)型課堂，39節(jié)課中，互動(dòng)型課堂占 53.85% 。但是，在中學(xué)課堂教學(xué)中教師依然是控制課堂教學(xué)的主體。對(duì)教師進(jìn)行訪談后了解到，由于智慧教室投入使用時(shí)間較短，部分功能不夠成熟，智慧教室內(nèi)各系統(tǒng)間的統(tǒng)整不夠穩(wěn)定，在一定程度上影響了正常的課堂教學(xué)成效。基于此，學(xué)校應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的課堂教學(xué)需求調(diào)研，及時(shí)升級(jí)更新軟硬件及環(huán)境，使智慧教室具有更高的成熟型、穩(wěn)定性、可用性。同時(shí)，應(yīng)該暢通智慧教室使用的反饋渠道，及時(shí)處理解決智慧教室使用中的問(wèn)題，確保智慧教室為中學(xué)課堂教學(xué)賦能增效。

4.2學(xué)科屬性和教師職稱對(duì)中學(xué)課堂教學(xué)變革的影響顯著

為了探究不同學(xué)科屬性和不同職稱的中學(xué)教師對(duì)智慧教室使用中課堂教學(xué)變革的影響，本研究按照課程性質(zhì)和學(xué)科教師職稱進(jìn)行分組，利用t檢驗(yàn)進(jìn)行組間教學(xué)行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和差異性分析。研究發(fā)現(xiàn)，中學(xué)文科課堂教學(xué)整體優(yōu)于中學(xué)理科課堂教學(xué)，尤其是中學(xué)文科課堂和理科課堂在課堂互動(dòng)率上具有極顯著性差異。中學(xué)高級(jí)職稱教師課堂優(yōu)于非高級(jí)職稱教師課堂教學(xué)，中學(xué)高級(jí)職稱教師和中學(xué)非高級(jí)職稱教師在教師活動(dòng)率、教師言語(yǔ)率、課堂互動(dòng)率上具有顯著差異，中學(xué)高級(jí)職稱教師和非高級(jí)職稱教師在混亂沉寂率上具有極顯著性差異。對(duì)教師進(jìn)行訪談后了解到，盡管非高級(jí)職稱教師在對(duì)智慧教室理解和使用上占有優(yōu)勢(shì)，但是受到教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)任務(wù)、考核績(jī)效等多元因素影響，他們更多地關(guān)注學(xué)生“是否把知識(shí)記住，以便于考試使用”，而對(duì)“是否進(jìn)行了課堂教學(xué)變革”“學(xué)生是否在進(jìn)行深度學(xué)習(xí)”等方面關(guān)注較少。

4.3通過(guò)增強(qiáng)校本教研逐漸提升中學(xué)教師對(duì)課堂教學(xué)變革的關(guān)注度

課堂教學(xué)的變革需要教師具有符合教育現(xiàn)代化的教育理念，教學(xué)觀念需要從以講授為中心向以學(xué)習(xí)為中心轉(zhuǎn)變。“雙減”政策實(shí)施后，教師的非教學(xué)任務(wù)得到了一定程度的減輕，但依然面臨較為繁重的教學(xué)任務(wù)、績(jī)效量化考核等，教師無(wú)暇深入探究以學(xué)習(xí)為中心的教學(xué)理念和提升相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)估能力。基于此，學(xué)校應(yīng)立足本校實(shí)際，結(jié)合實(shí)際學(xué)情，組織學(xué)校教師進(jìn)行不同層次、不同需求、不同形式的校本教研，幫助教師樹(shù)立以學(xué)習(xí)為中心的課堂教學(xué)理念，科學(xué)提升教師的教學(xué)設(shè)計(jì)、實(shí)施和評(píng)估的能力。同時(shí)，學(xué)校應(yīng)該建立更加完善的績(jī)效量化考核標(biāo)準(zhǔn)體系，激勵(lì)教師開(kāi)展有效的以學(xué)習(xí)為中心的教學(xué)變革。

4.4通過(guò)開(kāi)展專題培訓(xùn)不斷提高中學(xué)教師使用智慧教室的能力

智慧教室的使用不僅可以豐富課堂教學(xué)形式、優(yōu)化信息優(yōu)化，還可以幫助教師根據(jù)學(xué)情數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)進(jìn)行有針對(duì)性的診斷和改進(jìn)；智慧教室的使用不僅可以為教師的“教”賦能，也可以根據(jù)學(xué)生的個(gè)性化需要為學(xué)生的“學(xué)”賦能；智慧教室為增強(qiáng)課堂互動(dòng)、資源支持、即時(shí)反饋等提供支撐。如果教師只有學(xué)科知識(shí)和基本課程教學(xué)知識(shí)技能則難以更好地理解和充分利用智慧教室。基于此，學(xué)校應(yīng)根據(jù)不同教師的需要進(jìn)行智慧教室功能和操作方法的系統(tǒng)培訓(xùn)，同時(shí)配置專業(yè)的智慧教室運(yùn)維人員為教師使用智慧教室提供有力保障，從而提升智慧教室中各項(xiàng)功能的利用率，幫助教師在實(shí)際操作中提升教學(xué)效果。

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