高校智慧教室建设经验与探索

林忆杉 徐菁苒 刘璐

上海交通大学生命科学技术学院，上海 200240

信息科学技术的不断发展极大地推进了教育教学的信息化，同时也对传统的教育模式及其课堂教学提出了挑战。智慧教室作为一种新型教育形式，将现代化手段引入传统教学过程，对教学模式和教育理念的创新以及信息技术与教学手段的融合能起到促进作用。

虽然我国智慧教室建设起步较晚，但发展较快，许多高校及研究机构配备了属于自己的校园网和直播平台，建起了属于自己的智慧教室，但是智慧教室在建设过程中也出现了一些问题。比如课堂过于依赖技术而忽视了教学的本质，过于注重智慧教室过程建设而不注重管理和更新，教室缺乏信息技术基本技能等。因此，国内对智慧教室的使用展开了一系列的研究。目前，有关智慧教室的研究主要集中在以下两方面：一是理论研究，主要是针对智慧教室理论框架的研究；二是研究如何通过现有的技术实现智慧教室软硬件的升级。理论探讨主要涉及基本理论、设计、应用和评价等，包括概念特征、技术设计、空间设计、教学模式、评价标准以及成本效益等。如在教学模式应用方面，张菲菲从智慧教室的特征出发，基于高等师范学校教师的职业技能指标，系统分析了教师在运用智慧教室前后教学技能的提高情况。研究结果表明，智慧教室可提高教师的讲解技能、提问技能以及对信息技术的运用技能等，而且青年教师教学技能提高的效果比中年教师明显。在教学互动模式研究方面，国内外一些研究者针对智慧教室和师生互动之间的关系开展了相关研究。如蒋立兵、毛齐明、万真等研究发现，智慧教室有利于课堂互动与小组的协作学习，激发学生的好奇心，提高学生的学习积极性和主动性。王晓晨、黄荣怀、王梦舒等的研究表明，技术丰富的智慧教室环境可以更为有效地开展课堂互动活动，更好地提高互动频率、丰富互动主体和互动内容，从而提高课堂互动的整体质量。由此可见，智慧教室能更好地为课堂教学提供有效的教学互动环境及其互动模式，以提高学习者的学习兴趣和学习效果。有关智慧教室的设计方面，金智勇、张立龙提出“三位一体”模型，并进行了构建和探索，即融“物理空间+资源空间+社区空间”为一体的新型学习环境。

上述研究主要侧重于探究智慧教室使用的“应然”状态。其“实然”状态怎样、是否发挥应有的功能？学生和教师会有怎样的学习或教学体验？如何使智慧教室发挥最佳的使用效果？诸如此类的问题亟待解答。本研究以上海交通大学为例，通过调查分析了解目前智慧教室建设过程中存在的问题，并针对存在的问题提出提升智慧教室建设实效的建议，为提升教学质量、促进教学改革、加快新时代互联网信息技术与教育教学的有机融合提供理论和实践依据，为未来智慧大学建设提供参考。

一、上海交通大学智慧教室应用整体情况

上海交通大学目前建有灵活多变互动教室、多屏互动教室、翻转教室、专用研讨教室等多种类型的智慧教室。本研究以上海交通大学在2018—2019 学年第2 学期开设课程的智慧教室为研究对象，通过调查问卷、随机采访、教师访谈等方式展开调查和研究。该学期在智慧教室开设的本科课程共有127 门次，课程类型涉及通识课和专业课，其中涉及文科类课程70 门次、理工类课程57门次；任课教师中正高职称的有23人，副高职称的有33人，中级职称的有71人。上课的学生2671人次，学生涉及的专业有语言类、音乐类、工商管理类等专业，还有来自工科平台的中法留学生等。

二、智慧教室使用效果与课程性质、教师职称及性别的关系分析

（一）问卷设计

本研究基于智慧教室的功能、信息技术的教学价值、已有课堂教学的评价标准，分别设计了《上海交通大学智慧教室使用效果调查问卷》的教师版与学生版。

教师问卷设计主要从教师的基本信息、智慧教室使用的认同度、应用智慧教室的方式与能力、智慧教室应用的效果、智慧教室的应用问题等方面，对教师使用智慧教室的整体情况进行问卷调查。

学生问卷的设计，主要从学生的基本信息、学习的氛围、学习的动机、学习的过程、学习的效果、学习的满意度以及智慧教室的优势、问题和建议等方面，对学生在智慧教室中的学习情况进行全面的调查。

（二）结果分析

首先进行随机抽样，向授课的教师发放教师版问卷、向上课的学生发放学生版问卷。然后对发放的问卷进行回收和统计，计算回收率，并对有效问卷进行数据处理和分析，以研究智慧教室使用效果与课程性质、教师职称及性别的关系。

本次参加问卷调查的教师人数共25 人，发放问卷25份，回收24份，其中有效问卷23份，回收率为96%，有效率为92%；参加问卷调查的学生人数共182人，其中女生为110 人，男生为72 人，涉及的专业有生命科学（占32%）、工科（占25%）、理科（占24%）、人文社科（占19%）等；本次共发放182 份调查问卷，回收180 份，其中有效问卷178 份，回收率和有效率分别为98.9%和97.8%。首先，从学生或教师是否有智慧教室学习/上课经历、是否认同使用智慧教室及其学习效果/使用效果、是否对学校开展智慧教室建设有所了解等方面进行问卷调研，结果如表1所示。

从表1 可看出，有智慧教室学习经历的学生占比为43%，94.5%的学生表示认同智慧教室的使用和学习效果，使用功能较多的是签到、查阅及下载学习资料、小组协作讨论、交流互动等。教师在智慧教室课堂上过课的占比为44%，绝大部分（92%）教师表示喜欢智慧教室，使用的功能主要是课前推送信息、签到、多屏互动及教学录像回放等，且对使用效果感到满意。此外，有53.3%的学生了解学校开展的智慧教室建设，46.7%的学生只是听说过，但不是很清楚智慧教室建设的情况。

基于上述研究基础，对其中10 门课程（5 门理科、5门文科）进行了深入的问卷调查和随机采访，课程类型涵盖了通识课、专业课和二专课程，见表2。共发放问卷182 份，回收180 份，其中有效问卷178 份，回收率为98.9%，有效率为97.8%；分别随机访谈5 位教师和20 位学生，总结调查结果见表3。

1.智慧教室使用效果与课程性质的关系

在调查的学生中，有46%的调查者认为智慧教室使用效果与课程性质有关（见表3），且其中67%的调查者认为文科课程上课效果好。有72%的教师认为，智慧教室使用效果与课程性质有关。这个调查结果表明，使用智慧教室上课效果与课程专业有一定的关系，文科课程更为适用智慧教室上课。

2.智慧教室使用效果与教师职称的关系

调查结果显示，60%的学生和教师均认为智慧教室的使用与职称没有关系（见表3），而与教师的投入程度有关。教授上课经验丰富，教学效果好，能够灵活运用更多的智慧教室功能；年轻副教授讲课生动有趣，遇到不同观点更愿意跟学生进行探讨式教学，深受学生喜欢。

3.智慧教室使用效果与教师性别的关系

调查显示，智慧教室使用效果更多跟教师教学风格有关，与教师性别关系不大（见表3）。

三、智慧教室使用经验及存在问题分析

通过上述研究笔者发现，教师对智慧教室使用有较高的认可度，认为智慧教室的可移动式座位可以任意组合，更适合研讨课、讨论课及小班化教学，课堂氛围更好。2020 年春季学期，受新冠肺炎疫情影响，全部课程都采取在线上课的模式，这更体现出智慧教室的优势。利用智慧教室上课，网速快、网络稳定，可以实现自动录播，收音效果好；任课教师还可以跟课堂上课一样使用板书，讲课效果好，授课质量和效果有保障。

学生对使用智慧教室很支持，认为智慧教室环境好、教学设备使用方便、课堂参与度更高。智慧教室更适合尝试各种新的教学模式，比如基于问题的学习模式，教师提供案例，小组讨论；互动讨论模式，教师讲解重点内容，学生参与互动讨论；自主探索模式，教师引导，学生自己发现问题并解决问题。

但是通过调查发现，智慧教室在使用中也存在一些问题，结果如表4所示。

从表4可看出，有50%以上的学生和教师均认为存在的问题主要是软件、云平台不稳定；智慧教室使用方式未能根据课程性质个性化调整；教师应用多媒体技术不熟练、教室容纳人数太少等。

总结上述调查分析结果可知，目前智慧教室使用存在的主要问题有以下三个方面。

1.智慧教室概念有待普及

目前，智慧教室在学生中的普及率不够，学生和任课教师对智慧教室的功能不熟悉，智慧教室使用范围有限，缺乏后续使用过程中的跟踪服务。

2.软硬件设施有待提升

智慧教室容纳人数少（现有智慧教室大部分容纳人数在40 人以内）；智慧教室软件、云平台等功能不够稳定。

3.个性化功能有待开发

目前，智慧教室的使用还缺乏结合不同课程的特点对相关功能模块进行优化组合，无法实现个性化功能以及真正的灵活使用。

综上所述，智慧教室可以有效提升教学效果和教学质量，受到了学生和教师的认可与欢迎，但是在使用过程中存在一些问题，解决好这些问题能更好地提升智慧教室建设质量及其使用效果。

四、提升智慧教室建设质量及其使用效果的优化建议

针对上述智慧教室使用中存在的问题，研究提出以下建议和策略，以提升智慧教室的建设质量和使用效果，为未来智慧大学的建设提供参考。

1.重视智慧教室概念普及使用培训

目前，校内智慧教室开展的智慧教学还是比较有限的，对教师的培训大多停留在教学方式上，对实际操作的培训较少。应做好智慧教学使用与改革培训工作：在学生群体普及智慧教室概念，让学生了解智慧教室的服务与功能；学生要转变过去的思想，主动参与学习，开展自主个性化学习，从而真正使教与学动起来，实现教学相长。

2.整合教学资源平台，健全智慧教室保障体系

上海交通大学校内教学资源平台有教学发展中心网站、教师教学支持使用指南平台、Canvas 帮助栏目和交通大学视频网站等。为了充分发挥智慧教室的价值、充分利用学校的教学资源平台，可对这些教学资源进行网站关联和优化整合，实现校内资源的共建共享及其效益的最大化。

对于教育行业而言，“互联网+”信息技术的应用仍然处于起步阶段，许多信息系统不够成熟，导致智慧教室还存在一定的不稳定性，这不仅会浪费宝贵的教学时间，而且还会影响到教学质量。因此，需要制定先进实用的建设计划，选取发展成熟的教育技术软硬件产品，确保教学过程中软硬件系统的流畅性与安全性。此外，目前具有代表性的智慧教室解决方案基本上都实现了课堂互动、课程录制、统一管理等功能，可根据不同课堂教学需要，加大不同类型智慧教室的建设力度，让每名教师都参与进来，让智慧教室教学常态化。

3.智慧教室与专业授课相结合

智慧教室的建设还需与具体的学科相结合，并依据学科的特点、性质开展教学。智慧教室具有不同功能模块系统，为了满足不同学科及其课程的教学需求，应对智慧教室的不同功能模块进行综合考虑和设计，充分提升其学科适应性。依据智慧教室的功能，社科类课程如思政类、语言类、管理类、经济类等相对适宜采用智慧教室上课。而一些理工科类的课程，如程序设计、高等数学、机械制图等，经常需要进行公式推导、画图、演算、论证，如果将这些课程做成PPT 以及动画演示等，教师需要付出大量的时间和精力，同时若要更换一个题目或例子相对也比较麻烦，这时就需要对智慧教室的设计以及教学模式进行综合设计和研究。多视窗互动智慧教室能实现高难度复杂问题的多维度展示，优化教学内容的呈现方式，因此生物、医学类课程，设计类课程较适合采用这种类型的智慧教室进行教学。对于课后学习研讨、学术型社团活动交流、大学生“双创”项目探讨等则比较适合采用研讨型的智慧教室。总之，智慧教室的设计和应用需要结合不同学科及其课程的特性，选用不同的智慧教室方案及其教学应用模式。

五、结语

教学环境的设计与建设，对课堂教学的改革起着不可或缺的作用。本文结合上海交通大学智慧教室的应用整体情况对教师的职称、性别以及课程的性质等变量与智慧教室使用效果的关系进行分析，总结了智慧教室的使用经验，希望可为高校智慧教学环境的建设提供一定的参考。智慧教室的建设只有符合高校自身的办学思路和教学的实际需求，才能充分发挥人的主观能动性，从而最大限度地提高智慧教室的使用效能，以推动学习环境由数字化向智能化的转变。同时，智慧教室的研究和建设也是一个不断优化的动态过程，随着大数据、人工智能、物联网等技术的不断进步，新的产品和技术将更好地服务于智慧教室，为智慧教学提供无限可能。