新型学习空间的物理环境对大学生使用意向的影响——以F校智慧型教室的应用为例

刘 洋，杨 宁，包正委

(福建师范大学教育学院，福建福州350000)

1 研究背景

教育思想和观念使传统教室到新型学习空间的改变成为必然。以传统教室和实验室为代表的传统教学空间在设计时仅考虑到了对直接讲授和演示为主的传统教学方法的支持，而对建构主义等当代主流学习理论和新的学习科学所强调的协作学习、发现法、探究法、课堂讨论、个人反思、真实情境的创设等教学方法和教学策略的支持不够[1]。所以这种适应传统教育理念的教学空间已无法满足当前所倡导的教学法的空间要求。在此背景下，各国高等院校对于学习空间的实践探索日益增多，如美国北卡罗莱纳州立大学SCALE-UP项目[2]等以及国内以华东师范大学“未来课堂”[3]等为代表的新型学习空间项目。纵观国内外各高校学习空间的设计成果，不难发现，新型学习空间与传统教室相比，在物理空间设计上发生了本质性的变革，如较小的班级规模、可灵活搭配的桌椅组合、可自动调节的声、光、电设备等。理论上，班级规模的减小、桌椅的自由变换等有利于学生学习参与度的提高，随环境变化的声、光有利于学生更加沉浸于学习氛围。然而，人类对环境变化的适应性可能会让物理环境改变所带来的学习改善有所滞后，因为当前大学生群体已经适应且习惯于传统教室中的学习状态，面临学习空间的变革，“他们能否适应新环境的物理维度变化”以及“空间内物理环境的变化是否对他们使用该空间的意向有所影响”，这些问题亟待解答。因此，本研究以F校“智慧型教室”中的学习者为研究对象，研究学习者对新型学习空间中物理环境设计的满意度，探索物理环境改变对于学习者技术应用意向的影响，以期对新型学习空间中物理环境的设计与建设提供指导与建议。

2 文献综述

2.1 新型学习空间的物理环境研究

对于当前国内外对新型学习空间物理环境的研究，多数研究将关注点放在新型学习空间的物理环境对课堂教与学的优化作用上，如Davis[4]的研究表明了学习空间的物理环境设计有助于学生创新能力培养和师生之间的交流；Barrett等[5]的研究发现，光线、声音、温度、空气质量等环境条件会影响学习者的学习情况，以及国内赵瑞军[6]等人通过对比分析教师在传统教学空间和新型学习空间的教学行为，得出“教师在新型学习空间的讲授比例大幅降低”、“教师更倾向于使用小组汇报的方式展开教学”等结论。这些研究均表明新型空间物理环境的改变有利于促进师生间的交互与学生创新与协作能力的培养。

2.2 学习空间的物理环境舒适度研究

相较于“以教为主”的传统教学空间，新型学习空间着重强调学习者的主动性，所以研究学习者对新型学习空间的适应性与满意度十分必要，就其物理环境维度而言，郭铁明等[9]人采用问卷调查的方法，对青岛农业大学传统教室内热环境、光环境、声环境以及整体的物理环境进行调查，研究表明64%的被调查者认可教室的总体环境，11%的研究对象对教室物理环境持不满意态度。但目前对教室内物理环境舒适度的研究仅局限于传统教室，较少结合新型学习空间特有的物理、空间特征。

2.3 新型学习空间的使用意向研究

针对学习者对新型学习空间使用意向的研究相对较少，且已有研究更多关注“学习空间中，学习者对技术设备的应用感知度，对其使用该空间意向的影响”，如张璇[8]基于UTAUT模型对新型学习空间应用的影响因素的研究，该研究侧重于探究技术设备所实现的功能和操作设备的难度，而技术设备的应用不能抽离环境单独考虑，即学习者在某一空间内进行学习活动，其本身的物理环境有可能影响他们对该空间的使用意向。综上，本研究提出如下研究假设：

H1：学习者感知到的感知有用性正向影响其使用新型学习空间的意向。

H2：学习者感知到的感知易用性正向影响其使用新型学习空间的意向。

H3：学习者感知到的物理环境舒适度正向影响其使用新型学习空间的意向。

假设的新型学习空间的使用意向影响因素模型如图1所示。

图1 新型学习空间的使用意图影响因素模型

3 研究设计与实施

3.1 问卷设计

本问卷中感知有用性、感知易用性维度以及使用意图维度的题目设计参考Davis[9]的TAM模型中的量表，物理环境舒适度指标参考刘强[10]以及相关文献整理，并结合新型学习空间特征得出，如图2所示。

3.1.1 物理卫生环境

(1)空气品质。主要指的是室内空气品质，即在某环境内个体感知到的空气适宜程度。空气品质是学习空间物理环境中重要的测量指标之一，良好的学习空间应提供给学生清新怡人、舒适的空气，从而提高学生对新型学习空间的好感度与接受度。

(2)声环境。声环境包括学习空间外声音环境与其内声音环境，除了学习空间内应保持安静、舒适的声音环境外，其外的声音环境也十分重要，而学习空间外的声音环境主要由噪声控制，减弱噪声水平，可提高学生在环境的优越感与舒适度。

(3)光环境。教室内合理的平均照度能够提高学生视觉感受性的舒适度，过强或过暗的光线都不利于学生视力的健康发展；黑板的平均照度直接决定了学生对本节课教学重点与难点的注意与把握，不适宜的平均照度会增加学生对知识的理解与认知困难，从而降低了学生对新型学习空间的接受度。

3.1.2 空间环境

(1)面积。面积是教室中较为基础的性质，面积过大或过小的教室都会使学生产生不舒适的感觉，直接影响学生对学习空间的使用意愿。

(2)班级规模。班级规模是指一个班级人数的多少。班级成员的数量很大程度上影响了学习者对新型学习空间的使用体验，对学习者学习动机的激发与教师实施个性化教学也具有一定的影响。

(3)空间规划。空间规划是学习空间改革的重要方面，灵活、合作、交流的空间规划会增加学习者的学习兴趣，提高学习者对学习空间的满意度。

(4)座位编排布局。在新型学习空间的环境下，座位编排一般为小组围坐的布局，且桌子与椅子均带有轮子，座位布局较为灵活，可根据老师和学生的需求自由拼接。多样化、自由的座位布局能够激发学习者的学习动机，促进学习之间的合作交流，使学习者能够高效率地完成小组学习任务。

(5)色彩环境。色彩能够影响人的心情与情感。教室内各表面颜色(如：墙面、桌面)应使学习者的视觉感官舒适，过亮或过暗的表面颜色不仅会使学习者感到不适，也会增加学习者的阅读难度，从而影响学习者对学习空间的使用体验。

图2 物理环境各指标概念

物理环境舒适度是指学习者感知到学习空间内的物理卫生、空间设计的舒适程度。该变量表示学习者对新型学习空间物理环境的主观体验，以学习者感知到的物理环境舒适度作为其对新型学习空间物理环境满意度的衡量指标。采用likert 5级量表，1～5分别代表非常不同意、不同意、不确定、同意以及非常同意。在编写与修订量表时，增加几道反向命题，且避免使用暗示性或晦涩难懂的语言进行提问，以确保学生能够客观、认真地完成量表。

3.2 问卷实施

问卷样本对象为2018～2019学年持续使用F校智慧型教室的三年级学生，所有调查对象均来自于两个班级(文科和理科班级各一个)，共发放问卷82份，有效问卷数为79份，有效回收率为96.3%。经内部一致性检验，Cronbach’s Alpha值=0.883，说明本问卷的信度良好。

4 调查数据分析

4.1 描述性统计分析

4.1.1 物理环境舒适度

物理环境舒适度的极大值与极小值之间相差较大，表明该变量对研究对象具有一定的区分度，且均值介于3～4之间，说明学习者对新型学习空间物理环境的总体体验感较好；对于标准差而言，物理环境舒适度的数值较小，说明其组内个体间的离散程度较小，学习者对其感知度相比而言较为一致，如表1所示。

表1 物理环境舒适度描述统计分析

学习者对新型学习空间物理环境的总体体验感较好，对于该项，没有学生对当前空间体验感极差或较差，且77%的学习者对当前学习空间物理环境的体验感较好，13%的研究对象认为当前学习空间的物理环境一般，10%的调查者认为当前学习空间物理环境舒适度极好，如图3所示。

图3 物理环境舒适度现状描述统计分析

4.1.2 物理环境舒适度的各子变量

不同的学习者对智慧教室中的空间规划、光环境、空气品质维度的看法与体验相差较大(极大值与极小值之差均为3.5以上)；各子变量的均值大小均在3～4之间，其中声环境均值为3.78，在所有维度中得分最高，说明学习者对智慧教室声环境的建设与设计较为满意；班级规模、座位编排方式、色彩环境、面积维度间均值的差异不大，居于3.7以上且均高于该维度的平均水平，说明学习者对这些指标的体验感受相对较好。相比而言，剩余指标的分数均值均在3.5以下，空气品质与光环境的仅有3.2左右，说明学习者对这些指标的感知舒适度较差；大部分指标的标准差大小均在0.6～0.7之间，组内间离散程度适中，但学习者对面积、空间规划和空气品质的感知意见不一致性较大，如表2所示。

表2 物理环境舒适度各子变量描述统计分析

4.2 线性回归分析

线性回归分析主要探索多个影响因素对新型学习空间使用意向的影响程度，进而找出影响学习者对新型学习空间使用意向的主要因素。因变量为新型学习空间的使用意向，自变量为感知有用性、感知易用性与物理环境舒适度。由此形成新型学习空间使用意向的回归模型，如表3所示，其中表中的sig值若0.01

感知有用性的sig=0.000<0.01，物理环境舒适度的sig=0.046，说明感知有用性与物理环境舒适度对使用意图具有显著影响，但感知易用性没有通过显著性检验(sig>0.05)，说明感知易用性对使用意图的影响并不显著；且感知有用性的标准系数为8.030，物理环境舒适度的标准系数为2.030，可见感知有用性对学习者对新型学习空间的使用意图影响最大。

表3 使用意向各影响因素回归系数

新型学习空间使用意向影响因素的线性回归模型中的R方(如表4所示)为0.603，调整后R方为0.587，模型拟合程度较好。D-W值为2.096，显然自变量与因变量之间自我相关不显著。且更改后的R2值为0.603，表示所有自变量可以解释60.3%的因变量，且自变量与因变量之间关系较为紧密。

表4 使用意图影响因素回归的整体效果

5 设计和维护新型学习空间物理空间环境的对策

黄荣怀等[11]认为，在传感技术、网络技术、富媒体技术及人工智能技术充分发展的信息时代，教室环境应是一种能优化教学内容呈现(S)、便利学习资源获取(A)、促进课堂交互开展(R)，具有情境感知(T)和环境管理功能(M)的新型教室。根据“SMART”模型中涉及物理环境因素的模型以及本研究的结果提出如下优化建议：

5.1 优化智慧教室中视听设备的内容呈现力

内容呈现主要涉及视觉和听觉两个方面[11]。视觉方面包括亮度、黑板呈现清晰度等要素，Colvin[12]指出多屏比单屏更能促进学习者学习成绩的提高，但智慧教室内各个显示屏幕应确保足够的清晰度，光设备应能根据教学情境的不同做出改变，从而利于学生对知识内容的获取和加工；听觉方面应实时检测、干预噪声级数，在教室内合理安装吸声装置。

5.2 实现对空间内各物理因素的严格管理，明确上下限指标

物理环境因素涉及光、声、空气品质等物理因素。国家质量监督检验检疫总局[13]对我国室内空气的温度、湿度、空气流速和新风量做出了明确要求，学校智慧教室管理部门应严格实行国家规定的实施要求，安装检测设备并实时检测监控，保证为学生提供身心健康、舒适愉悦的学习环境。

5.3 更新应用物联网技术的智能设备，增强其对学习空间物理环境各因子的情境感知能力

基于传感网络技术的传感器或嵌入式设备对环境进行物理感知，从而监控新型学习空间内部物理环境的整体状况，调节为满足学习者需求、匹配学习者特征和学习情境的物理环境信息，为学习者提供安全、舒适的环境保障。具体而言可通过对学习空间内部环境的空气品质、温度、光线、声音等信息的感知与监控，从而控制空间内光线、温度、湿度、亮度、色彩以及声控设备。

6 结语

本研究通过对持续使用F校智慧型教室的学习者关于对新型学习空间物理环境舒适度及使用意向的研究，旨在了解当前新型学习空间物理空间环境现状以及对该空间使用意向的影响因素。研究结果表明：学习者对新型学习空间的物理环境总体较为满意，但对其部分建设，如空气品质、光环境体验度较差；通过线性回归分析得出感知有用性与物理环境舒适度是学习者对新型学习空间使用意向的显著影响因素，而感知易用性对其没有显著影响。所以，该结论验证了假设H1、H3，推翻了假设H2。为此，本研究提出了完善及优化新型学习空间物理环境的策略：①优化智慧教室中视听设备的内容呈现力；②实现对空间内各物理因素的严格管理，明确上下限指标；③更新应用物联网技术的智能设备，增强其对学习空间物理环境各因子的情境感知能力。

本研究也存在一定的局限性。如TAM模型中提出一些外部变量通过影响感知有用性与感知易用性从而影响使用意图，如组织结构、政策规范等，但由于本研究对象主体为在校学生，对学习空间的使用意愿采取自愿原则，所以本研究将相关外部变量剔除；本研究并未考虑个体因素(如性别、专业、年级等)的差异，研究群体较为局限，且只涉及高校大学生，未来研究方向可针对其他教育阶段的研究对象；另外，由于条件所限，本研究的样本数量较少，所以并未做探索性因子分析，未来研究可扩大样本数量，以获得更深入的认识。