研究型大学实验教学信息化实证研究

杨选瑾 熊宏齐

摘 要：为深入了解高校实验教学信息化现状，本文以某研究型大学271名本科生为研究对象，对信息技术影响下实验教学中教师专业发展、学生学习方式和态度，以及课程实施现状进行了实证研究。研究表明，当前高校实验教学存在信息化路径仍需探索、资源翻转率有待提高、深度融合尚未达成等问题。

关键词：实验教学；信息技术；融合

过去对实验教学信息化的研究，主要集中于教师在教学实践中的经验反思，缺少从学生诉求角度进行综合分析；多为理论模型构建及价值分析，缺少从微观层面进行实证探究；主要聚焦专业课程或通识课程案例分析，缺少对实验教学的具体分析与深入挖掘。在这种背景下，立足于学生诉求对实验教学信息化进行实证研究就显得尤为重要。

一、研究对象、方法与结果

考虑到研究型大学在实验教学、信息化建设方面具有典型性及代表性，因此选择某研究型大学D为本研究的调查对象。为深入了解不同学科、不同年级信息技术与实验教学的融合差异，在2017年4—6月期间，笔者选取至少学习过一学期（或修完2学分）实验课程的一年级至三年级在校本科生为问卷调查对象，涉及理、工、文、医等专业共271人。

信息技术的高速渗透已使原有教与学的内容、方式发生了改变，促使其向数字化、智能化和个性化方向发展。本文基于学生诉求，将信息技术作为“新”加入的变量，以其对实验教学中各要素起到的作用、发挥的影响进行研究与探讨。

1.信息技术影响下实验教师的专业发展

在信息爆炸时代，高校教师的专业素养及个人能力又有了更高层次的要求，尤其是信息素养。1974年，美国信息素养专家泽考斯基最先提出信息素养的基本概念，即“利用大量信息工具及主要信息源使问题得到解答的技术和技能”。本文参考联合国教科文组织制定的《教师信息和通信技术能力框架（2011）》[1]及国内普遍使用的信息素养基本内涵（陈维维，2002）[2]，通过学生评分，从信息知识、信息技能、信息意识和信息道德四个维度对实验教师信息素养进行评价。根据调查问卷的数据，四个维度平均得分都在4.2分以上，可判断学生对实验教师信息化素养评分较高。

进一步研究实验教师信息素养得分与课程满意度间是否呈相关关系。设置组1代表教师信息素养得分（X1=信息知识、X2=信息技能、X3=信息意识、X4=信息道德），组2代表实验课程满意度得分（Y1=巩固自身专业知识、Y2=增强学科基础理论、Y3=培养科学研究兴趣、Y4=联系实际生活程度、Y5=锻炼实践运用能力），通过SPSS21.0进行典型相关分析，教师信息知识（Sig=0.000）和信息技能（Sig=0.050）两个指标与实验课程满意度呈显著正相关，教师信息意识（Sig=0.848）和信息道德（Sig=0.961）两个指标与实验课程满意度无相关关系。由此我们可以判断，教师掌握的信息知识与技能越多，应用能力越强，实验课程的满意度越高。

2.信息技术影响下学生的学习方式与学习态度

与教师多样的教学手段相对应，学生可自主选择的信息化学习方式也十分丰富。调研问卷采用单选题，可选题项设计为当前实验课程中使用较多的四种信息化学习方式。调查结果显示，76.8%学生选择“通过QQ、微信号等下载实验讲义与课件”；10%学生 “课前通过微课、公开课预习实验基础知识”，但在信息化教学手段调查中，有24%学生接触过视频实验课程的讲授；分别有7.4%和5.9%学生“通过远程实验平台进行模拟或仿真实验”和“通过预约开放实验室进行补充学习与研究”。这说明，当前的信息化学习手段大多处于被动的使用状态，未能成为学生主动的选择；当前的实验室开放力度还不够大，信息化资源不够丰富、多样；学生的动手能力、创新能力潜能有待进一步释放。

在信息技术与实验教学融合后，学生对实验课程的态度表现如下：态度呈“比较积极”与“非常积极”的学生占半数以上，“一般积极”与“比较不积极”的学生占40%，“很不积极”的学生仅占1.1%。这与徐千惠（2015）在杭州师范大学所调查的“约3/5的本科生对实践教学表示满意或非常满意”[3]相符合，反映了大多数学生在当前的实验课程中呈现积极良好的态度。

通过不同年级学生实验课程学习态度的单因素方差分析，在显著性水平为0.05的前提下，得出各年级间学生实验课程学习态度存在差异（P=0.043）。进一步研究发现，只有一年级与三年级学生对待实验课程的态度存在显著性差异（P=0.035），三年级学生的学习积极性显著低于一年级学生，二年级与一、三年级态度上不存在显著差异。通过访谈了解到，一年级新生对大学生活充满期望，同时通识教育的宽广性让他们对每一门课程都有较高的兴趣；二年级学生在适应大学生活后，更多地受到高年級学生的课程选择、创新创业活动及择业的影响，学习取向发生改变，对部分课程学习的积极性较一年级有所降低；三年级学生在第三学年中更加明确未来的发展与目标，学习取向进一步改变（即相较于一年级呈显著差异）并趋于稳定。

3.信息技术影响下的实验课程实施现状

有效的课程实施离不开各种教学辅助方式，离不开学生的高度参与，而数字化沟通方式能及时、迅速、有效地让教师对学生提出的问题进行反馈。根据调查问卷回收的数据，实验课程中每位同学至少接触过两种以上教学辅助形式，80%以上学生接触过信息化教学辅助方式。在目前较常使用的信息化教学辅助手段中，出现频率最高的是“微信、QQ或邮箱留言”，这也与我们实际教学情况相符合。“录制教学视频”和“操作虚拟实验”比例分别为8.6%和7.8%，使用频率较低。值得注意的是，选择现场“一对一指导”和“集中答疑”方式占总选择次数的一半以上。这表明当前实验教学中，教师与学生“面对面”互动依旧是主流方式。

访谈中学生反映：实验内容能在一定程度上巩固专业知识，但许多细节需要靠自己摸索；将实验课内容与当下前沿技术相结合，更能提高大家的积极性；新技术的试用拓展了自身的眼界，增长了以前未曾涉及的课外知识。这也验证了实验课程的特点。

二、分析与讨论

综合分析后笔者认为，当前研究型大学实验教学信息化发展尚不成熟，达成信息技术与实验教学深度融合还需假以时日。

1.信息化路径仍需探索

信息技术在教学中的应用同教学环境、学习资源、教学过程等密切相关。这意味着实验教学信息化并非简单的技术应用与方案实施，而应着眼于教学的实用性和效能的可持续发展。这要求我们摸索出一条适合大多数实验课程教学的有效路径，优化实验教师教学指导方式，变革较为机械的传统学习模式，依托信息技术重构实验教学模式。研究中发现，受学生欢迎的信息化教学手段及辅助方式均有交互性强、使用方便等特点。相关探索过程可以从交互性入手，将其作为设计和衡量的标准进行教学设计与改革。

2.资源翻转率有待提高

当前，信息化教学资源尚未得到充分利用。尽管一部分优秀学生在教师帮助下利用学校提供的各项信息化教学资源，加强了自主学习与研究性学习，但大部分学生面对繁重的专业课程学习，较少顾及实验课程学习，积极性有待提高。信息化教学资源的最大化利用离不开学生的高度参与，这意味着要带动绝大多数学生“沉浸式”的投入其中，并根据学生的切实需求和实际情况进行规划，让他们在实验课程学习中获得探究与发现的乐趣。提高资源翻转率，将是我们需要探讨的关键问题。

3.深度融合尚未达成

实验教学信息化不仅是信息化资源建设，更需要有效发挥技术带来的种种优势，深刻变革实验教学体系。“深度融合”是在信息技术与课程整合长期没有产生实质性进展的基础上提出来的，它明确要求教育系统产生结构性变革，而不只是在教育方式、教育手段上下功夫[4]。可以说，实验教学信息化发展、混合式学习方式驱动下，实验教学信息化要在设计初期从顶层将学校、教师、课程全方位覆盖，并协调各部门进行改造，有效达成多维度的线上线下相融合，为不同层次、不同特点的学生发展打通一条信息化上升通道。

三、有关建议

1.实现教学指导的高度交互

根据ICAP 学习方式分类学，交互方式对学习活动最为有效[5]。换言之，无论是符合信息化潮流的在线课程，还是传统的班级授课制，学生参与度越高的课堂越能够增强其学习能力。这意味着高度交互的实验教学指导，既能够让实验教师向学生传递大量信息，又能够让学生及时有效地向教师反馈信息，从而在一定程度上提高了实验教学的成效。因此，在“数字化”“媒体化”“多元化”环境下，实验教师在加强自身专业知识建设的同时，还需通过教师培训、公开赛课、同伴互助等努力提高信息技术应用能力[6]；能够在课堂教学之前，通过网络获取大量与课程内容相关的素材和资源，并通过PPT、视频等手段呈现给学生；在课程结束后，通过远程教学、虚拟仿真等技术打破时空界限，帮助学生课后复习与自我提升，促使实验教学模式朝高度交互的方向发展。

2.帮助学生开展有效达成深度学习

深度学习是一种学习者能够主动、批判性地整合新知识，并以深度理解为起点、以新情境中的迁移为导向、以解决复杂问题和培养创新能力为目标的高层次学习方式[7]。为帮助学生有效达成深度学习，需要在实验教学中引入合理的技术接口和知识接口，加强自主研学，提高学生的学习效率与积极性。在知识接口中，实验课程需在设计上采用分层教学理念，利用大数据、云计算等方式，根据已有选课、职业规划、学术发展等因素，推荐适合学生专业基础与生涯发展的实验课程，让本科生更好地整合新知识与发展创新思维，为下一阶段学习与生活做准备。在技术接口中，微信、微博、QQ已凭借“市场进入次序优势”，成为高校师生当下的主流沟通方式，实验教学需利用好人们习惯的交流工具，增加师生沟通频率、拉近师生距离、树立本科生科研信心，让本科生更为主动地解决较为复杂的专业问题。如果高校忽视学生已有的交流习惯，大力建设独立的交流平台（如网络论坛），将事倍而功半。

3.合理重构课程体系

布朗芬布伦纳认为，个体嵌套于相互影响的一系列环境系统之中，包括外环境、中环境和微环境，在这些系统中，系统与个体相互作用并影响着个体发展[8]。如果将数字化时代当做实验教学生态的外环境，那么信息技术这个新变量必然对教师、学生及课程构成的中环境产生影响。同样地，教师与学生的诉求也对实验教学信息化的微环境起到作用。这要求我们在厘清信息技术带来巨大效益后，合理重构当前的实验课程体系，将简单机械的“+信息技术”转变为有机融合的“信息技术+”，这包括优化教学内容、重置课程学分和增强创新训练三方面。即在已有的实验环境允许下，将理论知识讲授交由线上的视频录播学习，优化教师工作量及教学重心；线上自主学习的实验基础知识可替代部分课程学分，鼓励学生自主研学；线下突出学生实践操作训练，增强创新思维及问题解决能力的培养。

参考文献：

[1] UNESCO ICT Competency Standards for Teachers. UNESCO.http：//cst.unesco-ci.org/sites/projects/cst/default.aspx . 2013.

[2] 陳维维，李艺. 信息素养的内涵、层次及培养[J]. 电化教育研究，2002（11）：7-9.

[3] 徐千惠. 大学生学习满意度调查研究[D].杭州师范大学，2015.

[4] 何克抗. 新课改 新课堂 新跨越——教育系统如何实现信息技术支持下的重大结构性变革[J]. 现代远程教育研究，2013（4）：3-8.

[5] 盛群力，丁旭，滕梅芳. 参与就是能力——“ICAP学习方式分类学”研究述要与价值分析[J]. 开放教育研究，2017，24（2）：46-54.

[6] 孔晶，赵建华. 教师信息技术应用能力发展模型及实现路径[J]. 开放教育研究，2017，23（3）：87-95.

[7] 刘哲雨，郝晓鑫. 深度学习的评价模式研究[J]. 现代教育技术，2017，27（4）：12-18.

[8] David R.Shaffer. 发展心理学：儿童与青少年Childood & adolescence[M]. 北京：中国轻工业出版社，2005.

[责任编辑：夏鲁惠]