王月 張海 王以寧 張晶

摘要：依托人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)的支持，智慧課堂的概念應(yīng)運(yùn)而生并在教學(xué)中得以廣泛實(shí)踐。但目前在初中教學(xué)中，智慧課堂應(yīng)用存在智慧性不足以及教學(xué)模式不清晰等問題，且現(xiàn)有研究對(duì)智慧課堂有效性的實(shí)證探究尚顯不足?；诖?，該文針對(duì)初中教學(xué)現(xiàn)狀和教學(xué)中存在的主要問題，構(gòu)建了初中智慧課堂并以地理學(xué)科為例，對(duì)其有效性進(jìn)行了檢驗(yàn)。研究采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法，比較了該智慧課堂和傳統(tǒng)課堂在教學(xué)效果、學(xué)生互動(dòng)行為數(shù)據(jù)、預(yù)習(xí)任務(wù)完成率和學(xué)生對(duì)課堂滿意度方面的差異。數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明：構(gòu)建的智慧課堂能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，增強(qiáng)學(xué)生的主動(dòng)互動(dòng)、提高預(yù)習(xí)任務(wù)完成率，提高學(xué)生對(duì)課堂的滿意度。研究在一定程度上證明了智慧課堂的有效性，促進(jìn)了人工智能等新技術(shù)與初中教學(xué)中具體學(xué)科的深度融合，并為智慧課堂構(gòu)建的深入發(fā)展和提高智慧課堂環(huán)境下教學(xué)效率提供了參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;有效性;初中地理;教學(xué)效果

中圖分類號(hào)：G434

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新興信息技術(shù)的發(fā)展，教育領(lǐng)域已從傳統(tǒng)的多媒體課堂向智慧課堂轉(zhuǎn)變。美國(guó)、新加坡、韓國(guó)、馬來(lái)西亞等多個(gè)國(guó)家都將智慧教育的發(fā)展和智慧課堂的構(gòu)建作為重要的教育發(fā)展戰(zhàn)略。IBM公司亦啟動(dòng)了智慧教育計(jì)劃并提出智慧教育發(fā)展的五大路徑。在我國(guó)，智慧課堂的發(fā)展也進(jìn)人關(guān)鍵時(shí)期，《教育信息化2.0》提出，要順應(yīng)智能環(huán)境下教育發(fā)展的必然選擇，構(gòu)建智慧學(xué)習(xí)支持環(huán)境，推進(jìn)智慧課堂的技術(shù)開發(fā)與實(shí)踐應(yīng)用”。

在人工智能深人發(fā)展的背景下，智慧課堂的應(yīng)用范式、實(shí)踐效果以及智慧課堂與具體學(xué)科的深度融合將是未來(lái)教育領(lǐng)域值得思考和關(guān)注的問題。初中地理課程兼?zhèn)淅碚撔耘c實(shí)踐性，并需要情景創(chuàng)設(shè)，對(duì)課堂的智慧性要求較高。因此，本研究針對(duì)初中教學(xué)中的現(xiàn)存問題，構(gòu)建了智慧課堂，并以初中地理學(xué)科為例在教學(xué)中檢驗(yàn)其實(shí)踐效果。為規(guī)范初中智慧課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)、提高課堂教學(xué)的智慧性和教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)智慧課堂的發(fā)展提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

一、智慧課堂概述

2009年，IBM公司提出了“智慧課堂”這一概念。隨后，多國(guó)學(xué)者都對(duì)智慧課堂進(jìn)行了廣泛的研究，并對(duì)智慧課堂的定義提出了不同的觀點(diǎn)。黃榮懷等人認(rèn)為，智慧課堂能感知學(xué)習(xí)情景、識(shí)別學(xué)習(xí)者特征、提供合適的學(xué)習(xí)資源和便利工具、自動(dòng)記錄學(xué)習(xí)過程和評(píng)測(cè)學(xué)習(xí)成果。它能提供優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)內(nèi)容呈現(xiàn)方式、豐富的學(xué)習(xí)和教學(xué)資源、強(qiáng)交互深體驗(yàn)的課堂和不同的學(xué)習(xí)情境"。近年來(lái)，隨著云計(jì)算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，基于人工智能的智慧課堂在基礎(chǔ)教育中得到一定實(shí)踐，智慧課堂環(huán)境支持自動(dòng)采集、編碼和分析學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，并能實(shí)現(xiàn)教師對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行即時(shí)評(píng)價(jià)圖，體現(xiàn)了課堂的智慧性。

在智慧課堂的研究與構(gòu)建方面，祝智庭等人提出了智慧課堂的研究框架，其中包括三要素：智慧學(xué)習(xí)環(huán)境、智慧教學(xué)法和智慧學(xué)習(xí)者"。智慧學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)配置智能設(shè)備與教學(xué)工具，例如交互式電子白板、智能課桌椅、電子書包、移動(dòng)學(xué)習(xí)終端設(shè)備、可穿戴設(shè)備、學(xué)習(xí)系統(tǒng)、在線資源、教育游戲等。智慧教學(xué)法應(yīng)該整合知識(shí)內(nèi)容，參考學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣，并對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)水平做出即時(shí)反饋。智慧教學(xué)法也應(yīng)為學(xué)習(xí)者提供小組合作學(xué)習(xí)的方式，這樣學(xué)習(xí)者能通過信息交流將知識(shí)儲(chǔ)存在長(zhǎng)時(shí)記憶中，以收獲更高層次的學(xué)習(xí)并培養(yǎng)學(xué)習(xí)者的高階思維。智慧學(xué)習(xí)者則是智慧課堂中的核心，智慧學(xué)習(xí)者與智慧課堂的每個(gè)元素都存在交互。

在現(xiàn)有研究中，許多學(xué)者都從不同角度構(gòu)建了智慧課堂的應(yīng)用模式。龐敬文等人基于微課，構(gòu)建了初中數(shù)學(xué)智慧課堂，具體化了數(shù)學(xué)智慧課堂的教學(xué)流程，并進(jìn)行了案例應(yīng)用。唐燁偉等人將智慧課堂進(jìn)行了四個(gè)層次的劃分，基于此提出了智慧課堂應(yīng)用的教學(xué)思路，并對(duì)比了智慧課堂與傳統(tǒng)課堂在教學(xué)過程中的差異。孫曙暉等人構(gòu)建了智慧課堂建模與挖掘分析體系框架，并分析了學(xué)生主觀行為對(duì)成績(jī)的影響。現(xiàn)有研究雖然從不同角度構(gòu)建了智慧課堂，并對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)單的案例應(yīng)用，但對(duì)其教學(xué)效果的檢驗(yàn)多停留在提高成績(jī)方面，缺乏對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)性指標(biāo)的關(guān)注，同時(shí)缺乏將所構(gòu)建的智慧課堂與傳統(tǒng)課堂在提高教學(xué)質(zhì)量等方面的比較性研究，從而使智慧課堂的真正有效性難以被證明。

二、初中課堂教學(xué)現(xiàn)狀及問題

義務(wù)教育課程既包含自然科學(xué)又包含社會(huì)科學(xué)，既具有學(xué)術(shù)性又具有實(shí)踐性。因此，在課堂教學(xué)時(shí)，應(yīng)使用豐富的課程資源、拓寬學(xué)習(xí)空間、注重多樣化的學(xué)習(xí)和教學(xué)方式，并鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、合作交流和積極探索。但目前初中課堂教學(xué)的模式仍以集體講演式為主，且?guī)熒鷮?duì)交互式一體機(jī)等智能設(shè)備的應(yīng)用處于初級(jí)階段，課堂沒有達(dá)到智慧性的要求。此外，當(dāng)前初中課堂教學(xué)中主要還存在以下三個(gè)問題。

（一）網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源利用不足

初中教學(xué)課程中有概念性的原理知識(shí)，又有與生活實(shí)踐相關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此要求教學(xué)資源形式多樣化，才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。目前，初中課堂教學(xué)中，主要以課件展示為主，配有圖片和少量動(dòng)態(tài)視頻。教師在使用這些資源時(shí)，沒有統(tǒng)一的下載平臺(tái)，由教師自行準(zhǔn)備，質(zhì)量和數(shù)量得不到保障。因此，資源的使用沒有系統(tǒng)性，也無(wú)法有針對(duì)性地闡釋教學(xué)問題，使教學(xué)內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)，抽象的概念難以理解，從而降低了課堂教學(xué)的效率。

（二）教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式古板，課堂互動(dòng)效率低

當(dāng)前初中課堂教學(xué)仍以教師講解為主，但很多學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容需要學(xué)生主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)和思考問題、探究問題、動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)等。因此目前的教學(xué)中多數(shù)學(xué)生沒有真正參與到課堂問題的探索中，同時(shí)，學(xué)生在課堂中變成了知識(shí)的被動(dòng)接受者，學(xué)生沒有合作學(xué)習(xí)的空間和進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。此外，師生間的互動(dòng)主要是教師提問的傳統(tǒng)模式，而學(xué)習(xí)同伴之間的互動(dòng)機(jī)會(huì)更少，這造成了只有少部分學(xué)生能參與到課堂互動(dòng)，使課堂互動(dòng)參與率低且互動(dòng)效率低下。

（三）教師無(wú)法精準(zhǔn)掌握不同學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)在現(xiàn)行的初中課堂教學(xué)中，教師依然通過自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及平時(shí)對(duì)學(xué)生的了解程度對(duì)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行分析。這種分析形式具有主觀性和隨機(jī)性，導(dǎo)致教師盲目地選擇教學(xué)策略且無(wú)法準(zhǔn)確地掌控教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)節(jié)奏，從而影響教學(xué)效果。此外，同一班級(jí)中學(xué)生的學(xué)習(xí)水平存在差異，而缺乏智慧性的教學(xué)方式無(wú)法關(guān)注到每個(gè)人的需求和狀態(tài)，造成學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度參差不齊。

三、初中智慧課堂的構(gòu)建

針對(duì)上述初中課堂教學(xué)中存在的問題，本研究將基于初中所使用的智慧教室環(huán)境構(gòu)建智慧課堂教學(xué)模式。該智慧課堂配置有豐富的軟硬件設(shè)施，硬件設(shè)施主要包括：交互式一體機(jī)、投影儀、移動(dòng)學(xué)習(xí)終端、收音裝置、自動(dòng)記錄攝像頭、互動(dòng)錄播系統(tǒng)、無(wú)線投屏、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和便捷式移動(dòng)課桌椅等。軟件設(shè)施主要包括：即時(shí)反饋系統(tǒng)、“云平臺(tái)”數(shù)據(jù)儲(chǔ)存與管理系統(tǒng)、智能學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)收集和分析系統(tǒng)、材料資源庫(kù)、游戲化學(xué)習(xí)系統(tǒng)等。該智慧教室能支持移動(dòng)學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)、沉浸式學(xué)習(xí)等情景，智能學(xué)習(xí)行為采集和分析能為教師的精準(zhǔn)教學(xué)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，即時(shí)反饋系統(tǒng)為教師即時(shí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況提供依據(jù)，空間設(shè)計(jì)靈活能增強(qiáng)師生、生生間的互動(dòng)，并支持小組合作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)模式。

本文構(gòu)建的智慧課堂包括課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)，分別從教學(xué)階段、教學(xué)設(shè)計(jì)、技術(shù)工具、學(xué)習(xí)/教學(xué)方式四方面考量，其教學(xué)模式如下頁(yè)圖1所示。

課前，教師和學(xué)習(xí)者均需登錄智慧課堂學(xué)習(xí)系統(tǒng)。學(xué)生完成前測(cè)試題，系統(tǒng)批閱后給出成績(jī)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果。這部分?jǐn)?shù)據(jù)便于教師了解學(xué)習(xí)者的先備知識(shí)情況，并根據(jù)學(xué)習(xí)者的知識(shí)基礎(chǔ)，合理地選擇教學(xué)策略。教師在“云課堂平臺(tái)”上對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求等情況進(jìn)行了解，并根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行有針對(duì)性地備課，并最終確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)PPT、教學(xué)視頻、練習(xí)題等教學(xué)資源。教學(xué)資源準(zhǔn)備好后，教師根據(jù)學(xué)科特征，設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)方式，創(chuàng)建教學(xué)情境。

智慧課堂教學(xué)中，教師借助交互式電子白板講解教學(xué)內(nèi)容，在此過程中，將重要的內(nèi)容通過移動(dòng)學(xué)習(xí)終端傳送給學(xué)生，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求，使用移動(dòng)學(xué)習(xí)終端書寫功能對(duì)學(xué)習(xí)材料進(jìn)行標(biāo)記。此外，教師每講解完一組相關(guān)知識(shí)點(diǎn)后，會(huì)向?qū)W生推送相應(yīng)的測(cè)試題，學(xué)生在移動(dòng)學(xué)習(xí)終端上作答，并通過即時(shí)反饋系統(tǒng)將答案反饋給教師，全班學(xué)生的答案統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將展示在大屏幕上，教師則根據(jù)測(cè)試題錯(cuò)誤率進(jìn)行即時(shí)的習(xí)題講解。學(xué)生也可以通過移動(dòng)學(xué)習(xí)終端和智能交互系統(tǒng)，隨時(shí)向教師發(fā)出提問，教師予以即時(shí)反饋和解答。接著，教師會(huì)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容安排合作學(xué)習(xí)等多種學(xué)習(xí)方式。此外，學(xué)生的課堂作業(yè)可以通過在線互動(dòng)系統(tǒng)，傳送至教師的移動(dòng)終端，教師選擇性地將作品展示在屏幕上，并進(jìn)行講解。學(xué)習(xí)同伴間也可以查看任意小組的作品，同時(shí)展開生生互評(píng)。

課后，利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)分析學(xué)習(xí)者的課堂行為、瀏覽記錄、習(xí)題正確率等情況，會(huì)根據(jù)本堂課每個(gè)學(xué)生習(xí)題錯(cuò)誤的情況，為其推送個(gè)性化的鞏固練習(xí)題，并形成個(gè)性化學(xué)習(xí)報(bào)告，學(xué)生可以依據(jù)學(xué)習(xí)報(bào)告進(jìn)行自我反思，教師可以利用學(xué)習(xí)報(bào)告為下一階段的智慧教學(xué)設(shè)計(jì)做參考。

與傳統(tǒng)課堂相比，本文構(gòu)建的初中智慧課堂智慧的特征表現(xiàn)在以下三方面：

（一）以技術(shù)為支撐，提供豐富的數(shù)字資源

在技術(shù)的支持下，智慧課堂中的資源系統(tǒng)可以為教師提供豐富的備課資源，例如地理科目的地貌圖片資源、物理科目的實(shí)驗(yàn)視頻、語(yǔ)文科目的朗誦音頻等。這些資源內(nèi)容也會(huì)根據(jù)課標(biāo)要求及時(shí)更新，這既節(jié)省了教師自行尋找和創(chuàng)建教學(xué)材料的時(shí)間精力，又能為學(xué)習(xí)者提供畫質(zhì)清晰、內(nèi)容多樣的學(xué)習(xí)材料。此外，為了避免智慧教學(xué)過程中資源的冗余，該智慧課堂還配置資源管理系統(tǒng)，系統(tǒng)能將資源整合，為教師備課推送相關(guān)內(nèi)容，以保證后續(xù)智慧教學(xué)的質(zhì)量。

（二）支持多種學(xué)習(xí)方式和教學(xué)方式的實(shí)現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)不同的學(xué)習(xí)情境

多樣的教學(xué)方式/學(xué)習(xí)方式是智慧課堂中重要的一環(huán)，與傳統(tǒng)課堂相比，該智慧課堂支持移動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)、沉浸式學(xué)習(xí)、啟發(fā)式學(xué)習(xí)等。面對(duì)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容，采用與之相適應(yīng)的學(xué)習(xí)方式。例如當(dāng)講解抽象的概念或原理性知識(shí)時(shí)，可以采用游戲化教學(xué)，運(yùn)用智慧課堂中的游戲化搶答軟件，構(gòu)建競(jìng)爭(zhēng)氛圍的課堂，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生記憶這些枯燥的知識(shí);當(dāng)講解“氣候”“關(guān)節(jié)”“生活中的杠桿”，這類與日常生活緊密相關(guān)的知識(shí)時(shí)，適合采用沉浸式的教學(xué)方式，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建情景，使其有身臨其境的感覺，從而更輕松地掌握相關(guān)知識(shí);當(dāng)進(jìn)行生物或物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以采取合作學(xué)習(xí)，并進(jìn)行師生、生生的互評(píng)，有利于提高教學(xué)效率。

（三）以學(xué)習(xí)者為中心，幫助學(xué)習(xí)者實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)

學(xué)習(xí)者一直被認(rèn)為是智慧課堂的對(duì)象和智慧課堂構(gòu)建的中心，該智慧課堂能讓教師在課前掌握學(xué)習(xí)者對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的欠缺以及興趣點(diǎn)，課中實(shí)時(shí)掌握學(xué)習(xí)者在課堂中的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并利用學(xué)習(xí)分析和學(xué)習(xí)者建模技術(shù)，針對(duì)學(xué)習(xí)者測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)構(gòu)建個(gè)性化“錯(cuò)題本”。學(xué)習(xí)者個(gè)人的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)進(jìn)度也會(huì)被系統(tǒng)記錄，學(xué)習(xí)者可以針對(duì)課堂丟失的內(nèi)容對(duì)知識(shí)進(jìn)行回看和重新學(xué)習(xí)，也可以自主搜索自己感興趣的內(nèi)容，以此擴(kuò)充自己的知識(shí)面，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。

因此，該初中智慧課堂能提供豐富的教學(xué)和學(xué)習(xí)資源;創(chuàng)建不同的教學(xué)情景;支持多種學(xué)習(xí)方式;并以學(xué)習(xí)者個(gè)人大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，輔助其實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。智慧課堂也克服了傳統(tǒng)課堂枯燥單一的學(xué)習(xí)氛圍，增強(qiáng)了師生之間、生生之間的互動(dòng)，使學(xué)生從被動(dòng)的知識(shí)接受者，變成課堂的積極參與者，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

四、智慧課堂有效性研究

（一）研究目的

本研究旨在測(cè)量和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)者通過智慧課堂和傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)后，在學(xué)習(xí)成績(jī)、互動(dòng)行為數(shù)據(jù)、預(yù)習(xí)任務(wù)完成率和對(duì)課堂滿意度方面的差異。初中地理新知識(shí)講授課堂能有效運(yùn)用智慧課堂中的技術(shù)、環(huán)境、資源，且新知識(shí)講授課堂便于測(cè)量智慧課堂與傳統(tǒng)課堂在教學(xué)效果上的差異，因此，本研究選取初中地理人教版八年級(jí)上第二章《中國(guó)的自然環(huán)境》中的第一節(jié)“地勢(shì)與地形”作為教學(xué)案例，以此對(duì)智慧課堂的有效性進(jìn)行檢驗(yàn)。

（二）研究對(duì)象

本研究選擇長(zhǎng)春市S中學(xué)初一年級(jí)A、B、C三個(gè)班的學(xué)生作為研究對(duì)象，其中A班21人，B班24人，C班27人。A班在該校的智慧教室，采用本研究設(shè)計(jì)的初中智慧課堂教學(xué)模式進(jìn)行授課，B、C兩個(gè)班級(jí)在傳統(tǒng)多媒體教室采用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行教學(xué)。同時(shí)，為排除教師個(gè)人差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，本研究選取同一名初中地理優(yōu)秀教師分別對(duì)三個(gè)班級(jí)進(jìn)行相同章節(jié)的授課。

（三）實(shí)驗(yàn)材料

1.前測(cè)試卷

為排除三個(gè)班級(jí)學(xué)生個(gè)體差異影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)前，本研究對(duì)三個(gè)班級(jí)進(jìn)行了統(tǒng)一的知識(shí)前測(cè)。前測(cè)試卷由兩名中學(xué)地理卓越教師聯(lián)合編制，通過預(yù)測(cè)試和刪減，最終確定20道單選題，包含該節(jié)的全部知識(shí)點(diǎn)，每題5分，共計(jì)100分，得分越高代表先備知識(shí)水平越高。

2.后測(cè)試卷

后測(cè)試卷旨在測(cè)量學(xué)習(xí)者通過智慧課堂和傳統(tǒng)課堂學(xué)習(xí)后的成績(jī)差異。后測(cè)試題仍然由前述兩名中學(xué)地理卓越教師編制，通過預(yù)測(cè)試和刪減，最終確定40道單選題，每題2.5分，共計(jì)100分，包含本節(jié)課全部8個(gè)知識(shí)點(diǎn)，分別是“三級(jí)階梯”“山脈”“盆地”“高原”“平原”“丘陵”“自然災(zāi)害”“資源開發(fā)與利用”，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)5道測(cè)試題。為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和關(guān)聯(lián)性，其中10道題目與前測(cè)試題相同，其他試題與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合且難度略高于前測(cè)試題。

3.課堂滿意度調(diào)查問卷

本研究所采用的課堂滿意度調(diào)查問卷參考了Slain等人在測(cè)量學(xué)習(xí)者對(duì)即時(shí)反饋模式課堂的滿意度時(shí)所使用的調(diào)查問卷，并結(jié)合本研究做適當(dāng)修正！4。修

正后問卷的Cronbach'sa值=0.831，說明問卷有較高的信度。問卷共包含13個(gè)題目，采取李克特五點(diǎn)評(píng)分法進(jìn)行評(píng)價(jià)，將“非常符合”“比較符合”“一般符合”“比較不符合”“非常不符合”五個(gè)選項(xiàng)分別對(duì)應(yīng)于5分、4分、3分、2分、1分。

（四）實(shí)驗(yàn)過程

1.前測(cè)

實(shí)驗(yàn)開始前，對(duì)A、B、C三個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)前測(cè)，并回收前測(cè)試卷，進(jìn)行批改和分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)。

2.課堂教學(xué)實(shí)踐

A班按照上頁(yè)圖1所示的智慧課堂教學(xué)模式實(shí)施智慧教學(xué)，其課堂教學(xué)具體流程如表1所示。

B班和C班按照傳統(tǒng)的教學(xué)模式在普通多媒體教室中進(jìn)行相同內(nèi)容的教學(xué)。課前，教師會(huì)發(fā)放紙質(zhì)預(yù)習(xí)材料;課中主要通過投影呈現(xiàn)教學(xué)PPT，進(jìn)行新知識(shí)的講解，課堂互動(dòng)仍采取傳統(tǒng)“一問一答”模式;課后學(xué)生完成相同的練習(xí)題。其教學(xué)具體流程，如圖2所示。

3.后測(cè)及滿意度測(cè)試

教學(xué)結(jié)束后，分別對(duì)三個(gè)班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行后測(cè)和課堂滿意度的測(cè)試，并回收后測(cè)試卷和課堂滿意度調(diào)查問卷，以便后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

4.其他數(shù)據(jù)采集

本研究還將對(duì)兩種課堂中學(xué)生的互動(dòng)行為數(shù)據(jù)和預(yù)習(xí)任務(wù)完成率進(jìn)行比較。本研究中統(tǒng)計(jì)的互動(dòng)行為是課堂中學(xué)生主動(dòng)與教師或其他學(xué)習(xí)同伴進(jìn)行互動(dòng)的行為，包括主動(dòng)提問、主動(dòng)回答問題、主動(dòng)評(píng)價(jià)其他學(xué)習(xí)同伴的觀點(diǎn)或作品。智慧課堂中的數(shù)據(jù)可由系統(tǒng)直接提取，傳統(tǒng)課堂中的學(xué)生互動(dòng)行為數(shù)據(jù)由教育技術(shù)學(xué)兩名學(xué)生課后對(duì)課堂視頻進(jìn)行編碼獲得，預(yù)習(xí)完成率由教師進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

五、數(shù)據(jù)分析

（一）前測(cè)成績(jī)分析

本研究對(duì)三個(gè)班級(jí)進(jìn)行了統(tǒng)一的知識(shí)前測(cè)，三個(gè)班級(jí)的前測(cè)平均分分別是A班14.52，B班15.63，C班16.67，對(duì)三個(gè)班級(jí)的前測(cè)平均分進(jìn)行顯著性差異檢驗(yàn)，其中A班與B班差異顯著性系數(shù)P=0.47，A班與C班差異顯著性系數(shù)P=0.77，B班與C班差異顯著性系數(shù)P=0.73，均大于0.05，該結(jié)果表明，三個(gè)班級(jí)的學(xué)生先備知識(shí)水平不存在顯著性差異，處于相同水平，因此排除了學(xué)生個(gè)體先備知識(shí)水平不同影響學(xué)生后測(cè)成績(jī)的情況。

（二）后測(cè)成績(jī)分析

本研究統(tǒng)計(jì)了三個(gè)班的后測(cè)成績(jī)，A班的后測(cè)成績(jī)平均分（69.05）明顯高于B班（48.54）和C班（46.67），隨后進(jìn)行單因素方差分析。單因素方差分析前，對(duì)三個(gè)班級(jí)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行了方差同質(zhì)性檢驗(yàn)，結(jié)果P=0.254》0.05，滿足方差齊性要求，可以進(jìn)行單因素方差分析，數(shù)據(jù)結(jié)果如表2所示，結(jié)果表明，三個(gè)班級(jí)后測(cè)平均分之間存在顯著性差異F=10.831，P《0.05。多重比較結(jié)果如表3所示。A班后測(cè)成績(jī)與B班（P《0.05）、C班（P《0.05）均存在顯著性差異，B班與C班后測(cè)成績(jī)不存在顯著性差異（P=0.071>0.05）。

（三）互動(dòng)行為數(shù)據(jù)分析

對(duì)智慧課堂和傳統(tǒng)課堂中學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行互動(dòng)的頻率進(jìn)行比較，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

從表4中數(shù)據(jù)可以看出主動(dòng)提問、主動(dòng)回答問題、主動(dòng)評(píng)價(jià)其他學(xué)習(xí)同伴的觀點(diǎn)和作品以及總互動(dòng)頻次四方面，通過智慧課堂學(xué)習(xí)的A班均比B班和C班有較大的提升，而B班和C班差異不大。

（四）預(yù)習(xí)完成率結(jié)果分析

系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的A班預(yù)習(xí)完成率為95.24%，教師統(tǒng)計(jì)的B班預(yù)習(xí)完成率為75%，C班預(yù)習(xí)完成率為74.07%。A班的預(yù)習(xí)完成率要明顯高于B班和C班，而B班和C班的完成率差異不大。

（五）課堂滿意度結(jié)果分析

本研究統(tǒng)計(jì)了三個(gè)班學(xué)生對(duì)課堂的滿意度，A班滿意度平均分（4.48）明顯高于B班（3.38）和C班（3.42），隨后進(jìn)行單因素方差分析。單因素方差分析前，對(duì)三個(gè)班級(jí)學(xué)生成績(jī)進(jìn)行了方差同質(zhì)性檢驗(yàn)，結(jié)果P=0.288》0.05，滿足方差齊性要求，可以進(jìn)行單因素方差分析，數(shù)據(jù)結(jié)果如下頁(yè)表5所示，結(jié)果表明，三個(gè)班級(jí)學(xué)生對(duì)課堂滿意度存在顯著性差異（F=164.352，P《0.05）。多重比較結(jié)果如下頁(yè)表6所示。A班滿意度與B班（P《0.05）、C班（P《0.05）均存在顯著性差異，B班C班滿意度不存在顯著性差異（P=0.0598》0.05）。

六、結(jié)論與建議

為了解決初中課堂教學(xué)現(xiàn)存的問題，本研究設(shè)計(jì)構(gòu)建了初中智慧課堂教學(xué)模式，并通過與傳統(tǒng)課堂對(duì)比實(shí)驗(yàn)方法，驗(yàn)證了其有效性。研究結(jié)果表明：（1）本文構(gòu)建的初中智慧課堂能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。使用智慧教學(xué)模式的學(xué)習(xí)者后測(cè)成績(jī)顯著高于傳統(tǒng)課堂的學(xué)習(xí)者。智慧課堂的教學(xué)模式是以學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)需求和先備知識(shí)為基礎(chǔ)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)內(nèi)容更具有針對(duì)性，因此學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中更容易習(xí)得新知;智慧教學(xué)模式能夠?qū)W(xué)習(xí)模塊進(jìn)行分解，在完成每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)后即時(shí)為學(xué)習(xí)者提供相應(yīng)的測(cè)試，并給予學(xué)習(xí)者充分且個(gè)性化的反饋，這使得學(xué)習(xí)者的盲點(diǎn)和疑惑得到及時(shí)解決;此外，智慧教學(xué)模式針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采用相應(yīng)的教學(xué)模式，這些教學(xué)模式多借助于技術(shù)設(shè)備，增加了人機(jī)互動(dòng)，同時(shí)提高了學(xué)習(xí)者的參與度和興趣，使學(xué)習(xí)者能更好地掌握知識(shí)，獲得更好的成績(jī)。（2）智慧課堂教學(xué)模式可以增強(qiáng)課堂互動(dòng)。智慧課堂中的學(xué)習(xí)者無(wú)論是與教師還是與學(xué)習(xí)同伴的互動(dòng)頻率都顯著高于傳統(tǒng)課堂。首先與傳統(tǒng)課堂教師講解不同的是，智慧課堂以學(xué)習(xí)者為中心，因此在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師會(huì)充分考慮學(xué)習(xí)者參與課堂的機(jī)會(huì)，積極創(chuàng)設(shè)交互，所以智慧課堂中的交互頻率更高;智慧課堂中學(xué)習(xí)者多采用線上交互進(jìn)行主動(dòng)提問和評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)同伴，使學(xué)習(xí)者克服主動(dòng)發(fā)言時(shí)的恐懼緊張情緒，積極參與課堂互動(dòng)。（3）研究結(jié)果顯示智慧課堂中學(xué)習(xí)者的課前預(yù)習(xí)完成率要明顯高于傳統(tǒng)課堂，表明智慧課堂能夠促進(jìn)學(xué)生積極完成課前預(yù)習(xí)。智慧課堂中學(xué)習(xí)者預(yù)習(xí)完成率較高的原因主要是在課前預(yù)習(xí)時(shí)，教師會(huì)實(shí)時(shí)在線解答學(xué)習(xí)者的部分疑問，從中了解學(xué)習(xí)者的興趣和知識(shí)水平，學(xué)習(xí)者在預(yù)習(xí)過程中受到了關(guān)注，也會(huì)促使學(xué)習(xí)者積極完成課前預(yù)習(xí);其次，學(xué)習(xí)者課前預(yù)習(xí)完成與否的數(shù)據(jù)將會(huì)被記錄在系統(tǒng)當(dāng)中，教師可以進(jìn)行事后檢查，這在一定程度上起到了對(duì)學(xué)習(xí)者的督促作用。（4）智慧課堂的構(gòu)建還提高了學(xué)生對(duì)課堂的滿意度。調(diào)查問卷結(jié)果顯示兩種課堂的學(xué)習(xí)者滿意度有顯著性差異。在智慧課堂中的學(xué)習(xí)者表示，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的教學(xué)形式更加多樣，因此能促使他們積極參與課堂教學(xué);即時(shí)反饋系統(tǒng)能使其問題得到即時(shí)解答，避免了由于先前學(xué)習(xí)內(nèi)容不清晰而導(dǎo)致后續(xù)學(xué)習(xí)內(nèi)容無(wú)法理解的情況;智慧課堂中也創(chuàng)造了豐富的機(jī)會(huì)供學(xué)習(xí)者參與討論、人機(jī)交互。因此，本研究所構(gòu)建的智慧課堂解決了課堂教學(xué)中存在的主要問題，為初中課堂教學(xué)提供了豐富的教學(xué)資源、創(chuàng)設(shè)了教學(xué)情景、加強(qiáng)了課堂師生互動(dòng)、支持多種學(xué)習(xí)方式和即時(shí)評(píng)價(jià)，在一定程度上實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí)。為智慧課堂的構(gòu)建和發(fā)展提供了一定的參考和依據(jù)。

基于以上結(jié)論，本研究提出以下三點(diǎn)建議：（1）初中課堂教學(xué)應(yīng)結(jié)合具體學(xué)科特征，既要利用智慧課堂的共性特征，也要關(guān)注具體學(xué)科的個(gè)性特征，關(guān)注不同學(xué)科在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面的差異，合理地選擇智慧教學(xué)模型，解決具體問題;（2）智慧課堂中的教學(xué)資源豐富多樣，但要避免沒有針對(duì)性地技術(shù)堆砌，給學(xué)習(xí)者認(rèn)知造成負(fù)擔(dān)，應(yīng)合理選擇智慧課堂中有效的資源和技術(shù)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，并與實(shí)際相結(jié)合，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建與生活實(shí)際緊密關(guān)聯(lián)的教學(xué)情境，增強(qiáng)智慧教學(xué)的有效性;（3）本研究在一定程度上證明了智慧課堂在初中教學(xué)應(yīng)用的有效性，但在實(shí)際中智慧教室的建設(shè)和應(yīng)用并不充分，教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力也有待提高，因此應(yīng)充分做好智慧教室在初中學(xué)校的普及，并做好相關(guān)的教師信息技術(shù)技能培訓(xùn)，為后續(xù)智慧課堂更好的應(yīng)用做鋪墊。

總體來(lái)說，本研究還存在一些不足，例如，數(shù)據(jù)來(lái)源較為單一，因此，在下一階段的研究中，將增加數(shù)據(jù)的廣度和深度，為初中智慧課堂的深入發(fā)展提供更有力的理論和實(shí)踐依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：

王月：在讀博士，研究方向?yàn)橹腔劢逃?、學(xué)習(xí)與認(rèn)知（sherry6668@163.com）。

張海：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻處烼PACK、智慧教育（zhangh219@nenu.edu.cn）。

王以寧：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檫h(yuǎn)程教育、媒體與學(xué)習(xí)（wangyn814@nenu.edu.cn）。

張晶：正高級(jí)教師，研究方向?yàn)榻逃芾恚?519514515@qq.com）。

收稿日期：2019年12月30日

責(zé)任編輯：邢西深