智慧教室环境中大学生创新性学习实践研究

闫飞 李丽山 丁囡 张攀峰 叶红 曹梦 蔡森

［摘           要］  主要介绍了智慧教室环境中创新性学习的理论基础，通过问卷调查和个别访谈等方式来了解学生对创新学习模式的认知和需求，分析了学生的学习习惯，并据此开展教学实验，对比智慧教室环境中的教学与传统教学，采集学生的学习成果数据和学习行为数据，以全面了解智慧教室环境中大学生创新性学习的实际情况，总结学生在智慧教室环境中创新学习模式的实践经验和有效性。实践结果表明智慧教室环境中的创新性学习，有利于激发学生的学习主动力，不仅可以团结学生，使之通过小组协作方式来解决问题，还强化了学生的自主创新能力、自主学习能力、思维反馈能力等，推动了学生的全面发展。

［关    键   词］  智慧教室环境；大学生；创新性学习；实践

［中图分类号］  G645                   ［文献标志码］  A                   ［文章编号］  2096-0603（2024）03-0０73-04

近年来，随着教育信息化的迅速发展，大学生创新性学习成为全球教育改革的热门话题。英国政府提出“创新教育”是中小学创新学习教育改革的核心理念，这也得到了国内教育领域学者的认可和支持。他们普遍认为，“创新性学习”将成为未来教育教学改革的必由之路。21世纪是一个信息化时代，计算机信息技术被广泛应用于各行各业中，给人们的生活、生产带来了便捷。在现代教育改革过程中，我国越来越强调对学生创新精神、创新能力的培育，要求转变学生被动的学习状态，使学生主动投入学习中，在计算机信息技术的支持下，智慧课堂应运而生，其不同于传统的课堂教学，不仅多了一些趣味性，还激发学生的学习积极性，而且也改变了单一的传统教学方式，充分发挥了AI识别技术、多媒体技术的作用，增加了教师和学生之间的互动性。

当前智慧教室作为教育信息化时代的新形态，采用一体化的设计思路，通过资源共享和大数据信息汇总，将人工智能技术应用于教育教学各环节，实现了学生无感考勤、教师板书提取、录播三画面合成、设备智慧化管理、各类网上课堂等先进功能。它是集多重功能于一体的智慧型学习环境，能够通过对学生学习过程进行大数据的采集和反馈，发现学生创新学习的需求，精准干预学生的学习进展，促使学生在智慧化学习环境基础上实现最大化的学习成长。可以预见，未来的教育教学将越来越倚重于智能化和创新性学习，智慧教室将成为教育领域的重要发展趋势。加强对智慧教室环境下创新性学习的研究具有重要意义，其能够丰富智慧教室学习环境下的定量研究，可进一步加深对智慧教室的了解，以便在大学生教学过程中突出智慧教室的功能、特性，为教育实践工作的开展提供科学指导。另外，基于智慧教室环境理论基础，有利于转变传统的教学模式，应用现代化教学手段，优化设计智慧教室环境教学方案，以取得更好的教学效果。

一、智慧教室环境下创新性学习的理论基础

国内外都有涉及智慧教室的理论研究，智慧教室最早出现于20世纪80年代，由罗纳德雷西尼奥提出，其所认为的智慧教室是在传统教师中增设当时先进的联通设备，如个人电脑、电话调制解调器等。在中国，大学生的创新发展对国家培养创新型人才的作用越来越显著，创新学习模式的研究成为学校关注的重要议题。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确指出，要坚持以人为本的理念，鼓励个性发展，创新人才培养模式，不拘一格培养人才[1]。同时，《教育信息化2.0行动计划》提出智慧教育发展要依托各类智能技术及智能设备，智慧教室为实现创新性学习提供了新的契机和有力支撑。在国外，一些研究表明，创新性学习对学生的创造力、批判性思维和解决问题能力有着显著的促进作用。近年来，许多国家和地区也纷纷加大了对创新教育和创新学习的研究和实践力度。美国国家科学基金会（NSF）为了推进STEM（科学、技术、工程和数学）教育，资助了众多的创新性学习项目，美国许多高校采用了智慧教室技术，例如印第安纳大学和佛罗里达州立大学都建有智慧教室。在这些教室中，学生可以通过智能白板进行交互，教师可以在屏幕上直接书写和展示课程内容，学生可以通过自己的设备进行互动和控制。韩国是智慧教室技术的领先者之一，其政府已经制订了“智慧教室推进计划”，并在全国范围内推广智慧教室。在韩国的智慧教室中，学生可以通过智能课桌和电子白板进行学习和互动。同时，欧盟也制定了相关政策，鼓励学校加强STEM教育、数字化教育和创新教学模式的探索。此外，加拿大、新加坡、澳大利亚等国家也在大力推进创新教育和创新学习。智慧教室技术能够有效地支持创新学习模式的实现，因此，当前国内外许多研究都在探索如何将智慧教室技术应用于教育教学中，实现智能化、信息化的教育教学环境。在当下，智慧教室并不只是指课堂教育，其還被运用于远程教学中，国内某些学者认为其是一种能够进行环境管理的新型教室，可推动课堂交互活动的开展，便利获取学习资源，提出了“I-SMART”模型[2]。

二、大学生学习模式中存在的问题

以本科院校现代教育技术专业学生为研究对象，开展了问卷调查和个别访谈，旨在了解研究对象对创新学习模式的需求和传统学习模式的不满，并掌握其对创新学习模式的认知和需求，分析了解学生的学习特点、学习习惯，旨在发现当前大学生学习模式中存在的问题，为智慧教室环境下的创新性学习实践研究提供重要的参考依据。以所编制的大学生创新性学习调查问卷为研究工具，从不同的维度来进行分析，共有30道封闭式问题。主要是由课题组成员直接向研究对象发放问卷，并在其完成问卷后现场进行回收。共发放100份问卷，其中有效问卷为100份，有效率达到了百分之百[3]。

该问卷中发现大学生学习模式中存在以下问题：一是学生的学习主动性不足，实际学习中较为被动。问卷调查显示，学习动力来源方面，选择自己主动和需求的学生只有10%左右，而选择外在因素影响的学生有35%，两者兼有的学生占了55%；学习兴趣方面，有着浓厚学习兴趣的学生不到20%，而没有、一般和淡薄的学生占了80%，大多属于一般兴趣；学习目的方面，有明确学习目的的学生仅占17%左右，一般明确和稍微明确的学生占比最多，无明确学习目标的学生有8%左右。这一调查结果充分说明，大学生在学习过程中并没有较强的主体意识，处于被动学习状态中，缺乏内在学习动力。其压力来自考试压力、就业压力等，仅靠外在学习动机的影响，这就导致学生难以提升自身的学习兴趣，学习目的也不够明确。

二是学生的知识整合能力有待提升，问卷调查中有关于学生知识整合程度方面的数据表明，具备知识整合能力的学生仅17%左右，而超过50%的学生仅是储存了知识，另外20%的学生则能够对专业知识体系进行创建，但并没有涉猎一些非专业知识，剩余少部分学生能够将知识融会贯通。这表明整体上学生并不具备良好的知识整合能力。创新性学习要求学生具备较高的知识整合水平，其包括了三个层次：第一层次是知识的储存再现；第二层次是质疑知识，有选择地筛选知识；第三层次是构建完善的知识网絡，灵活运用知识。问卷调查表明当前的大学生在知识整合方面仅处于前两层次。

三是学习方法较为落后。问卷调查中发现拥有高效学习方法的学生只有25%左右，而48%的学生掌握的是一般学习方法，还有20%多的学生很少有学习方法，2%的学生无学习方法；学习监控调节方面，总能进行调节的学生占16%，一般能的学生占44%，有时能的学生占33%，不能的学生占7%[4]。可发现大学生虽然已经意识到在学习过程中使用学习方法，但是所使用的学习方法较为落后。

三、智慧教室环境中大学生创新性学习实践研究

（一）研究对象和方法

以本科学院现代教育技术专业大三的100名学生为研究对象，所有学生均参与教育技术学研究方法课，实际教学过程时其中有50名学生采取智慧教室环境下的创新性教学模式（研究组），剩下的50名学生采取传统教学模式（对照组）。对照组中的男生有26例，女生有24例，学生年龄在20至22岁之间；研究组中男生23例，女生27例，学生年龄在19至21岁之间。两组学生均经抽样调查选取，基本资料比较无统计学意义，P>0.05。在开展正式教学之前和教学完成之后，对两组学生分别进行了问卷调查和测试，旨在了解智慧教室环境对学生创新性学习的提升效果。其中，调查问卷共25题，其中23题为反向题目，题目主要采用了李克特五级量表，问卷的可信度较高，由专家进行了评估，认为该问卷内容有效性较高。两次测试的用时为1个小时，满分为100分，两套卷子的难度适中，采用SPSS 24.0统计学软件来分析数据，当两组数据对比分析后，P<0.05表示具有统计学意义，反之无意义[5]。

（二）研究具体实施方法

对照组的学生在学习教育技术学研究方法课的时候，采用的是传统的教学模式；研究组则在智慧教室环境中进行学习。研究中所采用的是青鹿研讨互动智慧教室，该智慧教室方案是由广州青鹿教育科技有限公司基于当前高校智慧课堂实际使用需求，开发出来能够适应时代发展以及学校需求的智慧课堂产品。其中包含了智慧课堂互动软件、教师助手软件、学生学习软件、优课教学云平台等功能。青鹿教室互动软件可在所有标准PC终端使用，支持Win7及其以上操作系统，安装完软件后利用账号、密码登录，或是使用微信登录，教师可以选择课程和班级自由开课，或是按照课表开课，具有屏幕广播功能，可广播到小组或是学生，能够实施分组教学，利用弹幕与学生进行互动，展示学生作品，向学生提问；教师助手软件支持IOS、Android系统，具体是IOS 8.0及以上版本，Android 5.0及以上版本。需登录打开青鹿教师助手，使用软件功能来演示教学课件，并向学生分享文件、图片、视频等教学资料，并进行课堂提问，通过弹幕与学生进行互动；小组中屏端具有自主讨论和分组研讨两组模式；学生学习软件支持IOS 8.0及以上版本的IOS系统，以及Android 5.0及以上版本的Android系统。学生可以登录这一软件进入课堂听课、答题，参与随堂测验，接收屏幕广播，开展分组学习，还能够发送弹幕，进行提问、作品展示、获取课程信息、资料分享、课堂表现、大屏快照[6]。

可基于APT教学模型，结合实践案例来优化设计课程教学模式。这一模式强调了教学评价的重要性，分析了学生的特征，并基于教学内容，融合教学法、评价方式和技术工具，以突破传统教育的限制，提升学生的创新能力，激发学生的学习积极性。该智慧教室环境下的具体教学如下：

在课前，教师应当对学生的学习需求进行分析，向学生发送学习资源与任务单，引导学生在线讨论交流，查阅学生提交的学习任务，以便于全面了解和分析学生的实际学习情况；学生要组建学习小组，登录平台进行自主学习，在线互动交流，合作完成学习任务。采用同伴互评、自我评价和诊断性评价方式。实际教学中可使用翻转课堂，教师应以问题为导向，学生要积极开展合作学习。可利用云课堂平台或是移动终端来开展课前的自主学习。

在智慧课堂教学中，教师应利用多媒体教学设备来为学生进行知识讲解，可为学生制作PPT课件并于智慧课堂中进行展示，或是利用视频、图片、文件等教学资源来授课。内置电子交互双板触控一体机，能够让学生在课件等教学资源上进行书写、批注，同时还可以通过远程视频、无线同屏的方式来进行教学。这种方式增加了教师和学生之间的交互性，教师在操作上也极为便捷。教师授课过程中，学生则能够使用移动终端和智能交互系统，来进行提问，教师接收到问题后予以反馈。帮助学生全面了解整个知识体系之后，可让学生分成小组利用触控屏来进行小组汇报，突出学生在学习中的主体地位，鼓励学生小组合作，使用电子白板绘制思维导图，进一步完善知识体系。也能够直接使用移动终端将小组学习成果分享给其他同学。学生可通过二维码来进行自我评价、相互评价，教师可对学生的评价报告进行查看、梳理、评议，针对学生感兴趣的部分进一步补充理论知识讲解。教师授课时，还可以围绕教学内容利用交互平台来向学生发送测试题，检查学生的课堂学习实况[7]。

在课后应当注重反思学习。教师要将录制的课堂教学视频上传到云平台中，引导学生在线上进行交流、分享，学生通过科学分析教师点评、同伴点评，来编制活动任务单。可将学生课堂互动分析报告和课程视频上传至学生课堂互动平台中，以帮助学生进行全面复习，引导学生进行反思，在线讨论学习任务单，创建电子档案袋，对学生进行综合评价。

（三）研究结果

智慧教室环境中学生的调查问卷共100份，回收后的有效问卷共100份，回收率达到了100%，不存在数据缺失。对照组的学生在投入度的分析中，前测数据和后测数据的统计对比，P>0.05，并不具备统计学意义；研究组学生的课堂投入度分析研究中，抽取了两项独立的样本进行t检验，其前后测投入度的数据如表1。

其中，该项数据中P<0.05，具有统计学意义。从表1中可发现前测的均值要略低于后测均值，但差异性并不算显著。智慧教室环境下的学习，对学生的投入度变化有一定的促进作用。在进一步分析中，可從学生的学习行为方面着手探讨，行为层面的前后测对比分析如表2。

表2 中的行为层面包含了三部分，第一部分是合作学习，第二部分是师生互动，第三部分是同伴互动。从测试结果来看，这三部分的后测均要高于前测，这表明智慧教室环境下所开展的大学生创新性学习，能够有效促进学生之间的合作学习，增强了教师和学生之间的交流与互动[8]。

除此之外，还将对照组和研究组学生的学习时间进行了对比。对照组学生前测和后测的学习时间并没有显著差异，每日均在三小时左右；而研究组学生的前测和后测学习时间有较大的差异，前测的时间为每日三小时，后测时间为每日六小时。对照组和研究组的考试成绩如表3。

从表3中可发现，前测中研究组和对照组学生的考试成绩并没有统计学差异，P>0.05；后测中研究组学生的成绩比对照组学生的成绩要高，P<0.05，具有较大的差异，这表明在智慧教室环境下实施创新性学习有利于提升学生的学习成绩，取得较好的学习成果。

四、智慧教室环境中大学生创新学习实践经验总结

智慧教室环境中，学生的学习投入度有所提升，而且在行为层次方面也有所改善，能够加强学生和教师之间的交流与合作，也有利于学生之间开展合作学习，可帮助学生在考试中取得较好成绩，真正掌握知识并学会应用知识，改变过去被动的学习状态，突出学生的学习主体地位。在智慧教室环境中实施创新性教学，教师应当结合云课堂、翻转课堂来共同授课，实现课堂内、外的良好对接，可将学生的自主学习和探究贯穿于整个教学阶段，于课前、课中和课后引导学生合作学习。利用智慧教学系统的优势实现学生是学习的主动发起者和知识的获得者，通过比较学生的学习成果、学习行为、知识掌握、学习时间、学习方式等方面的差异让学生在智慧环境中提高自身的自主创新能力、自主学习能力、团结合作能力、解决问题能力、思维反馈能力等。利用智慧教室软件中的电子白板功能、评价功能、弹幕功能等，可以激发学生的学习积极性，增强学生的学习投入程度，从而促进学生学习能力的提升，帮助学生取得好成绩[9]。

五、结束语

总而言之，应当深入研究智慧教室环境下创新性学习实践，旨在改变传统的学习模式，充分发挥智慧教室功能，能够充分发挥信息技术的优势，为学生提供多样化的学习资源和方式，促进学生的学习兴趣和积极性，提高学生的学习质量和效率，提高学生的学习积极性，突出学生的学习主体地位，从而实现现代教育改革。

参考文献：

［1］程敏.信息化环境中智慧教室的构建［J］.现代教育技术，2016，26（2）：101-107.

［2］王志婷.智慧教室环境下小组合作教学模式构建与应用研究［D］.郑州：河南大学，2021.

［3］王怡丹.高校智慧教室环境下的学情分析系统设计研究［D］.西安：西北大学，2020.

［4］黄盛月.智慧教室环境中师生有效教学交互的问题及策略研究［D］.金华：浙江师范大学，2020.

［5］赵昱鑫.智慧教室环境下的对分课堂教学策略及应用研究［D］.兰州：西北师范大学，2020.

［6］谢洋.智慧教室环境中协作学习交互行为研究［D］.南充：西华师范大学，2020.

［7］钟卫.智慧教室环境下大学生学习投入及影响因素研究［D］.南京：南京师范大学，2020.

［8］杨立凡，徐晓雄.智慧教室环境下师范生体验式学习的教学探索［J］.中国教育信息化，2019（10）：78-81.

［9］胡沛然，王宜之.智慧学习环境的设计、构建和管理研究：以上海交通大学“智慧教室”为例［J］.实验室研究与探索，2018，37（7）：286-290.

◎编辑 王亚青