智慧教室应用现状及其影响研究基于高中物理学科学习的跟踪研究.pdf

121 Instruction and Teacher Professional Development 教 学 实 践 与 教 师 专 业 发 展 2016.9 中国电化教育 总第356期 智慧教室：应用现状及其影响研究 * 基于高中物理学科学习的跟踪研究 翟小铭1 ，2，孙 伟3，郭玉英1，Me i l a n Z h a n g 4 (1.北京师范大学 物理学系，北京 100875；2.美国华盛顿大学 教育学院，华盛顿 西雅图 98195； 3.山东省淄博第一中学，山东 淄博 255200；4.美国德克萨斯大学 教师教育系，德克萨斯 厄尔巴索 79968) 摘要：以“智慧教室”为标志的智慧教育学习环境研究，推动了从数字化学习环境向智能化学习环境的根本 转变。该文从某使用智慧教室系统的高中学校选取454个一年级学生样本，进行为期一年的跟踪研究，测查智慧 教室使用现状、对物理学习转变深度等，同时基于时间和空间两维面板数据，建立固定效应模型以测查对不同层 次、不同性别学生物理学习兴趣和物理学习成绩影响。结果显示，智慧教室系统总体使用频率和时间较高，具体 功能使用频率不均，学生主导、复杂应用偏少；使用功能类型单一，主要集中在即时互动和资源共享；未达到预 期“转变科学学习”方式的目标，主要以“强化”原有学习为主；整体对学生学习兴趣和学习成绩有正向显著影 响，对低层次学生成绩影响高于高层次学生，而对其兴趣影响反而低于高层次学生；对男生的学习成绩影响高于 女生，而对其兴趣影响反而低于女生。 关键词：智慧教室；智慧教育；智能化；学习环境；深度融合；固定效应模型 中图分类号：G434 文献标识码：A 一、引言 教育信息化十年发展规划(2011-2020年) 提出建设“推进信息技术与教学融合，建设智能 化教学环境”的发展任务。在新世纪第二个十年刚 刚过半之际，以“智慧教室”为标志的智慧教育 学习环境研究，推动了从数字化学习环境向智能化 学习环境的根本转变1。智慧教育是目前国际上移 动学习、智能学习研究热点下的主要成果之一， 其研究可追溯到1988年雷西尼奥在教育技术的实 践应用中最早提出的Smart-Classroom概念2，近 些年研究热度持续攀升。特别是IBM在2008年提出 “智慧地球”概念后，“智慧教室”等新型智能化 学习环境被赋予新的含义，集深度融合、无缝共 享、开放按需、绿色管理和大数据评价支持为主要 特征的智慧教育理念正在形成3。国际上一些大公 司、大实验室的参与，如MIT AI Lab 的“智能教室 项目”、GIT的“意识家园”项目以及Microsoft的 “宜居”项目等4进一步推动了相关研究的发展， 使其成为最具潜力的“技术改变学习”研究和实践 方向，被何克抗等誉为“实现教育信息化宏伟目标 的根本途径”5。 然而，智慧教室的研究目前主要处于实验 和推广阶段，其实践中究竟能多大程度上改变传 统学习，缺乏基于长期跟踪、严格论证分析的证 据。张亚珍等综述了国内外智慧教室的相关研究 发现，关于其教学效果评价的研究比例尚不到 1%6。一些已有的研究主要是基于特定教学活动或 特定教学内容，研究周期短、样本小，长期追踪 式研究尚较少。本研究对某使用智慧教室系统的 高中学校一年级学生进行为期1年的物理学习追踪 研究，以了解其使用现状及对学习方式的转变深 度，并检测了其课堂和课后使用效应对学生的物 理学习兴趣和学习成绩的影响。研究数据为时间 和空间两个维度面板数据，分析过程采用固定效 * 本文系教育科学“十二五”规划教育部重点项目“运用现代教育技术装备促进基础教育实践教学模式的改革与创新研究”(项目编号： DCA110195)、教育部人文社会科学研究规划基金项目“基于科学概念学习进阶的教学设计模型研究”(项目编号: 13YJA880022)、淄博市 十二五重点项目“科学教育中数据探究教学模式的理论和实践研究”(项目编号：2013ZJTZ002)、国家留学基金委建设高水平大学项目(项 目编号：201506040139)研究成果。 文章编号:10069860(2016)09012107 122 Instruction and Teacher Professional Development 教 学 实践与教师专业发展 2016.9 中国电化教育 总第356期 应模型(Fixed Effects Model)对无关变量进行有效控 制，保证了研究的效度。 二、研究背景 研究样本学校为典型的省属重点高中，具 有一定代表性。其于2014年开始建设智慧教室系 统，软件上建构了网络云平台、智慧课堂应用系 统等；硬件上安装有电子白板、投影设备、教学 终端机、学生端手持设备(平板电脑为主)、教师端 电脑等。通过软、硬件设备的搭设，建构联系课 堂学习和课后学习的智慧教室教学系统(如图1所 示)。在课堂上，教师主要使用教学终端机与学生 1对1手持设备建立互动关系，同时可调用教学云 平台的资源以实现课堂控制、资源管理、应答反 馈、电子白板互动演示等功能，学生可通过手持 设备完成获取信息、交互、反馈、分享等学习任 务。在课后，教师可用教师端电脑通过教学云平 台实现资源共享、任务布置与回收、在线帮助、 教学准备等，学生则可通过手持设备浏览教学资 源(微课、视频、图片、文本资源等)、上传、获取 学习帮助等。在启动项目前，对教师进行了专业 培训，再由教师对学生进行培训，以保证师生均 能应用该系统进行学习。 然而，实际教学过程中由于各种原因(如教学 系统因素、学科因素、教师因素、学生因素等)， 使学生在物理学习过程中的实际使用时间、频 次、方式等产生了较大的差异，进而对其学习产 生了不同的影响。本研究首先遴选学生最常使用 的20种功能用法，对其使用现状进行了测查，并 研究了这些使用对学生的物理学业成绩和兴趣的 影响。 三、研究设计 (一)研究对象 研究对象为从一年级16个班级中随机抽取的学 生454人，其中男生240人，女生214人。 (二)研究工具 为了了解该智慧教室系统在物理课堂和课后的 主要使用方式、使用频率及使用时间等，研究者首 先阅读了该智慧教室系统使用说明，并访谈了该校 物理教学组长和主管信息技术使用的教师。在此基 础上针对学生的具体使用拟定了开放性题目预测试 问卷，并选择了23个学生行了预测试。上述访谈和 预测试结果用以指导拟定Smart Classroom测试问卷 (下简称SC问卷)和物理学科具体使用情况描述文本 (下简称PSC文本)的初稿。之后，将正式SC问卷和 PSC文本初稿交由被试学校教师审阅，并征求修订 意见，在此基础上形成正式SC使用问卷和PSC文本 (该文本包括主要使用的功能、功能特征、使用方 式等)。 1.SC使用问卷 本问卷用以测查学生在课堂、课后对智慧教 室系统的使用时间和使用频率。最终共拟定测量 总体使用时间和使用频率测试题4个，具体使用时 间和使用频率测试题20个。经内部结构性检验显 示，4个题目的Cronbach系数=.846，20个题目的 Cronbach系数=.973，说明问卷具有良好的信度。 2.SMART模型 黄荣怀等提出了智慧教室SMART概念模型， 以体现其智能化功能特征7。其五个维度分别为内 容呈现(Showing)、环境管理(Manageable)、资源获取 (Accessible)、即时互动(Real-time Interactive)、情境 感知(Testing)。本研究将依据本模型对PSC文本中使 用方式进行功能类型区分。 3.S-SAMR评价模型 2006年，普恩特杜拉在“缅因州学习技术倡 议”项目中首次提出SAMR模型，用以鼓励通过 技术改变学习8。目前，该模型被广泛用于评价 教育技术改变学习的程度。本研究结合翟小铭等 人提出的数据探究概念9，在不改变原模型要素 名称前提下，将该模型的内涵与数据探究理念融 合后形成S-SAMR模型用以评定教育技术对科学 学习的影响深度。该模型共四个层次，从低到高 依次是替代(Substitution)、强化(Augmentation)、 优化(Modification)和重定义(Redefinition)。其 中 ， 前 两 个 层 次 被 界 定 为 “ 促 进 科 学 学 习 (Enhancement)”，后两个层次被界定为“转变科学 课堂学习学生端课后学习 课堂 控制 资源 管理 应答 反馈 教学 终端 电子 白板 教学 云平台 教学 准备 教师端 资源 共享 任务 布置与 回收 在线 帮助 图1 智慧教室教学系统连接课堂学习和课后学习 123 Instruction and Teacher Professional Development 教 学 实 践 与 教 师 专 业 发 展 2016.9 中国电化教育 总第356期 学习(Transformation)”(如图2所示)。本研究将依据 本模型对PSC文本中使用深度进行评价。 4.物理学习兴趣问卷和学业测量 为了测查智慧教室对学生物理学习的影响， 我们以学生的物理学习兴趣和物理成绩为因变量 做了相关分析。从拉姆的科学兴趣量表10中抽取 并改编了四个测试题目，经检验其具有较高的内 部一致信度(Cronbach系数=.887)。同时，抽取了 学生在一年期间的7次测试成绩。其第一次成绩为 刚进入高中时的物理测试成绩，其余6次为两次期 中、期末成绩和两次月考成绩。试题由研究者、 任课教师及教研员等针对全年级学生学习进度统 一命制，测试过程严格控制环境变量。7次成绩 Cronbach系数=.948，具有较高的内部一致性， 说明测查的是学生的同一个构念一般物理学 习能力。 (三)数据与分析 1.数据收集 本研究SC使用预测试和正式测试均通过网上 收集数据，学生在线完成问卷并提交。正式测试共 回收454份问卷。经剔除无效问卷后，有效样本为 439份。 2.分析方法和策略 本研究在编码分析学生使用类型和对学科教学 影响深度时，由物理教育研究领域专家和教育技术 领域专家共同讨论完成。由于学生成绩来自7次不 同时间节点，439个学生随机分布于16个班级，不 可测协变因素在时间上来自于不同测试的难度、题 量等；在空间上来自于教师效应、同伴效应等诸多 变量。为了在分析使用时间和使用频率对兴趣和成 绩影响时能有效控制这些不可测因素，建立了固定 效应模型11。模型区分了课堂效应和课后效应，并 以刚入高中后第一次成绩、性别为协变量。以学生 的成绩为例，其数学模型如式(1)所示： Ysct = 0+1gendersct +2prescoresct+3In- treatmentsct+4Af-treatmentsct+sc+st+esct (1) 其中Ysct表示班级c中的学生s 在第他的t次考 试中的成绩，0为截距项，gendersct为其性别， prescoresct为其第一次测试成绩，In-treatmentsct为其 课堂干预效应，Af-treatmentsct为其课后干预效应， st代表时间固定效应，sc为空间固定效应，esct为 误差项。1-4为相应各项的系数。 四、研究结果 (一)智慧教室使用情况 1.总体使用情况 学生总体使用情况如表1所示。其中59.00%的学 生在大部分课堂使用，只有9.34%的学生很少在课堂 使用。63.10%学生每周课后使用达3次以上，只有10% 左右的学生平均每周使用次数少于1次。从上述数据 可以看出，大部分学生整体使用智慧教室的频率是 很高的。在使用时间上，每堂课使用达到了30分钟以 上(每节课45分钟)的学生占59.23%，每堂课在15分钟 以上学生占到81.32%，由此可见，智慧教室的使用时 间已经在学生的课堂学习中占据了相当高的比例。 课后使用时间上，每天平均大于15分钟的学生达到了 81.55%，说明大部分学生在课后都使用智慧教室来帮 助完成学习任务。总体来看，大部分学生的使用频率 和使用时间都相当高，智慧教室已经成为学生课堂和 课后学习的主要工具和手段。 表1 总体使用频率和时间 使用频率使用时间 课堂 使用 (/每周) 使用 比例 (/每节课) 课后 使用 (/天) 使用 比例 课堂 使用 (/每周) 使用 比例 (/每节课) 课后 使用 (/天) 使用 比例 大部分 课堂 59.00% 大于 3次 63.10% 大于 30分钟 59.23% 大于 30分钟 52.85% 半数 课堂 13.90% 2-3次 20.50% 大于 15分钟 81.32% 大于 15分钟 81.55% 少数 课堂 17.77%1次6.38% 大于 5分钟 92.26% 大于 5分钟 91.34% 很少用9.34% 小于 1次 10.02% 小于 5分钟 7.74% 小于 5分钟 8.66% 2.具体使用情况 下页表2列出了学生常用的功能及其使用方式。 其使用类型主要集中在资源获取(55%)、即时互动 (40%)，未涉及资源管理和情境感知等类型。高频使 用的占20%，以中频(55%)使用的方式为主。其中高频 使用的屏幕广播为教师主导的教学行为，导学本为学 生自主学习行为，学生在使用时均不需要复杂的技术 处理，主要为查看等。从使用深度上看，85%的使用 属于“强化”学习的层次，15%属于简单的“替代” 学习层次，这两个层次都属于“增强”学习，并没 Substitution 技 术 直 接 替 代传统 科 学 习 方 式 ， 没 有 任 何 功 能 的改变 Augmentation 技术直接替 代传统科学 学习方式， 功能上有所 增强 Modification 技术的使用 与科学探究 任务的设计 探究任务的 设 计 相 结 合，改变了 原有的科学 探究活动 Redefination 技术的引入 创造了新的 科学探究活 动，是没有 技术引入前 无法做到的 促进科学学习 转变科学学习 图2 S-SAMR 评价模型 替代强化优化重定义 124 Instruction and Teacher Professional Development 教 学 实践与教师专业发展 2016.9 中国电化教育 总第356期 有达到“转变”学习的水平。总体来看，智慧教室使 用功能类型较为单一，高频使用的功能集中在一些简 单、易于操作的功能上，使用深度上主要是直接在原 有学习方式基础上做了直接的“强化”，并未能实际 转变学生的学习方式。 表2 物理学科具体使用方式、频率及深度 功能功能特征使用方式 类 型 频次深 度高 中 低 课 堂 屏幕 广播 将学习材料 广播到每一 个学生的移 动设备上 学生通过移动设备看教 师展示的课件、图片、 视频等材料，可截图等 保存相关内容 s A 画笔 批注 直接在移动 设备屏幕上 批 注 、 记 录、截图等 教师讲课、学生展示 时，学生可以在屏幕上 批注并保存到电脑上或 与他人分享 r A 拍照 上传 通过摄像头拍 摄作业、作品 等上传到教师 的终端 当教师布置练习或作业 任务时，学生可将完成 的作业或作品拍照传到 教师终端 r S 手写 涂鸦 直接在移动 设备上涂写 答案，并保 存、上传 学生可在屏幕上直接涂 写答案、观点，并提 交，也可基于涂鸦作品 与同学小组讨论 r A 课堂 表决 通过按键对问 题进行表决， 可显示表决统 计结果 当教师有形成性问题、 随堂测验或不同观点 时，学生可用表决器表 决 r A 当堂 测试 支持输入试 题、截图试 题 、 W o r d 文档。客观 题可实时统 计。主观题 可 通 过 手 写、拍照上 传等 当教师期望了解学生学 习进展时，可以发放测 试题给学生。客观题可 实时得到统计结果，主 观题教师可挑选后进行 讲评或分享给学生 r A 交流 互动 通过画笔批 注、照片上 传、涂鸦、 屏幕广播等 进行师生交 流展示 教师将学生的屏幕调到 电子白板上展示，学生 在移动设备屏幕上涂 写，并进行讲解 r A 就平板上的资源、作 品、画图等进行小组讨 论、交流、共享 r S 导学本同下“导学 本” 当遇到疑难问题时，学 生可查看教师预置的学 习资源 a A 错题集 出错率达70% 的题目自动 加 入 错 题 集；也可自 行将题目加 入错题集。 支持搜索、 编辑、标注 学生可在上课过程中将 涉及的典型错题等加入 错题集 a A 学生可浏览、查找、标 记和管理错题集中的内 容 a A 课 后 导学本 储存结构化 学习素材， 如试题、视 频、音频、 图片、仿真 实验等，并 可显示学生 的使用频次 用导学本预习新课的内 容 a A 用导学本复习学过的内 容 a A 我的 作业 学校层次作 业每个教师 都能使用； 教师也可自 己建作业， 并查看学生 完成的统计 结果 教师通过我的作业给学 生布置作业。客观题学 生可直接提交答案，教 师可查看统计结果；主 观题学生可在作业本完 成后拍照上传，教师可 在移动设备上进行批阅 r A 作业 辅导 储 存 微 视 频、课件、 文字资料等 作业辅导资 料 学生查看微视频等资料 以获取作业辅导；或在 完成作业后查询答案 a A 我的 课本 系统提供不 同 版 本 教 材，支持搜 索、标记等 学生在预习、复习过程 中可以查看电子教材并 进行搜索、批注等 a S 思维 导图 建立知识间 结构关系图 学生利用思维导图做笔 记、建立知识结构图等 a A 笔记本 记录文字、 声 音 、 视 频、图片等 学生课后查看、整理笔 记 a A 错题集同上 学生在课后学习、阅读 过程中将遇到的典型问 题加入错题集 a A 学生浏览查看、标记、 管理错题集 a A (二)智慧教室使用效果 1.总体影响 为了研究智慧教室对学生物理学习产生的影响， 按使用频率和使用时间分别对物理学习兴趣和物理学 习成绩的影响做了定量分析。结果显示，课堂使用频 率和课后使用频率均对物理成绩和物理学习兴趣产生 了正向显著影响。其中，课堂使用频率对物理学习兴 趣影响明显高于课后使用频率；课堂和课后使用频率 对物理学习成绩影响基本相当。课堂使用时间只对物 理学习兴趣产生了显著影响，而课后使用时间对学习 兴趣和学习成绩均产生了显著影响(如表3所示)。总体 来看，使用频率和使用时间对学生的物理学习兴趣和 物理学习成绩产生了积极影响。 表3 智慧教室对物理学习总体影响 因变量 使用频率使用时间 课堂效应 Coef. (p-value) 课后效应 Coef. (p-value) 课堂效应 Coef. (p-value) 课后效应 Coef. (p-value) 物理学习 兴趣 .164* (.000) .088* (.000) .031*(.037) .232* (.000) 物理成绩.597*(.019).621*(.019).494(.083).849*(.004) 注：* p 0.05 * p 0.01 * p 0.001，下同。 2.对不同学习层次学生的影响 使用频率和使用时间对不同学习层次学生产生 了不同的影响(如下页表4所示)。首先，使用频率的 课堂效应对高、中、低三个层次学生的物理学习兴 趣有正向积极影响，对低层学生影响更大，但是对 其物理学习成绩均无显著影响；其课后效应对高、 中层学生物理学习兴趣有积极影响，而对其学习成 绩无显著影响。相反，对低层次学生学习兴趣无显 著影响，而对其学习成绩有显著正向影响。其次， 使用时间的课堂效应仅对高层次学生有影响，对其 学习兴趣有显著性影响(但影响系数较小)，对其学 续表2 125 Instruction and Teacher Professional Development 教 学 实 践 与 教 师 专 业 发 展 2016.9 中国电化教育 总第356期 习成绩有负向影响；其课后效应对高、中、低层次 学生学习兴趣有正向显著影响，且只对低层次学生 学习成绩有显著正向影响。总体来看，智慧教室对 低层次学生成绩影响要高于高层次学生，而兴趣影 响则恰好相反。 表4 智慧教室对物理学习总体影响 学生 层次 因变量 使用频率使用时间 课堂效应 Coef. (p-value) 课后效应 Coef. (p-value) 课堂效应 Coef. (p-value) 课后效应 Coef. (p-value) 高 物理学习 兴趣 .109* (.000) .124* (.000) . 051*(.040) .197* (.000) 物理成绩-.081(.816)-.217(.537) -1.04* (.006) .390(.293) 中 物理学习 兴趣 .083* (.000) .156* (.000) .032(.173) .276* (.000) 物理成绩.184(.537).290(.351).042 (.899).162(.647) 低 物理学习 兴趣 .260* (.000) .022(.402).027 (.354) .228* (.000) 物理成绩.217(.551) 1.700* (.000) .071(.861) 1.752* (.000) 注：学生层次按照七次测试平均分均分为高、中、低三个学习层。 3.对男、女生的影响 分别对男、女生的作答做检测后发现，使用 频率的课后效应较课堂效应对男生物理成绩影响更 高，但均不显著；其课堂效应较课后效应对女生物 理成绩影响更高，但亦均不显著；其课堂效应对 男、女生学习兴趣均产生了显著影响，而课后效应 只对女生学习兴趣有显著影响。使用时间的课堂和 课后效应均对男生成绩产生了显著影响，而对女生 均无显著影响；其课堂效应对女生学习兴趣有显著 影响，而对男生无显著影响；其课后效应对男、女 生学习兴趣均产生了显著影响(如表5所示)。总体来 看，智慧教室对男生的学习成绩影响显著于女生， 而对女生的学习兴趣影响显著于男生。 表5 智慧教室对不同性别学生影响 学生 性别 因变量 使用频率使用时间 课堂效应 Coef. (p-value) 课后效应 Coef. (p-value) 课堂效应 Coef. (p-value) 课后效应 Coef. (p-value) 男 物理学习 兴趣 .168* (.000) .031 (.144)-.012 (.562).253*(.000) 物理成绩 .082 (.090).711(.057) 2.184* (.000) 3.138*(.000) 女 物理学习 兴趣 .167* (.000) .142* (.000) .079* (.000) .205*(.000) 物理成绩 .667 (.079).468(.213).496(.223).309(.469) 五、讨论与建议 (一)使用层面：尚未从根本上改变传统物理学习 自从库班揭示教育信息技术的“易上手，低使 用(High Access Low Use)”瓶颈问题以来12，它几乎 成为所有新技术应用关注的焦点。然而，与其他一 些新教育技术不同，本研究发现学生对智慧教室系 统的使用时间和使用频率均很高，其已经成为学生 课堂和课后学习的主要工具和手段。这可能与本系 统的易操作性和教师的主体推动有直接关系。如学 生最常用的屏幕广播、导学本等主要以教师操作、 教师建设为主，学生则主要是被动观看和查阅。而 学生最不常用的功能中，如课后错题集、思维导图 等均需要学生主动建构，且需要一定技术。这些发 现暴露了智慧教室使用中存在的问题，促进学生主 导的、建构性使用仍有待加强，学生成为学习主体 的目标仍尚未显现。 清华大学史元春等是我国最早参与研发智慧教 室的团队成员，他们指出智慧教室是集各种功能于 一体的智能化学习环境，其功能的发挥有赖于不同 功能类型间的交互协作13。然而，本研究发现学生 主要使用了相对单一的资源获取和即时互动功能， 而像情境感知、环境管理等均未涉及。说明学生在 学习中只是拣挑了一些简便、易用的功能，如此并 未真正发挥智慧教室系统各功能间强大的交互作 用，对功能本身的开发利用及功能类型间的交互协 作应进一步加强。 信息技术与教育融合的主要特征之一是“改变 教学活动的各项要素，引发教学方法、教学工具、 教学内容等各环节的深刻变革14”。智慧教室，被 誉为“人工智能与人类智能”的最佳融合体15，本 应承担起“深度融合”的重任。然而，其在实践中 的应用仅达到了“强化”原有学习方式的水平，并 未真正转变学生的学习方式。只有将技术使用与学 习活动一起设计，才能真正转变学习方式。可见， 一项新的技术不管其功能本身多强大，其对学习方 式的转变将更多地有赖于其与学科内容本身的融合 程度以及教学设计者的引领。 (二)效果层面：对不同层次、性别学生产生了 不同影响 整体来看，智慧教室的使用对学生的物理学习 兴趣及成绩产生了积极影响。对物理学习兴趣的影 响要优于对物理成绩的影响，这可能因为学习兴趣 比较主观，影响因素相对单一；而学习成绩更为客 观，影响因素更为复杂，因此物理学习兴趣通常是 物理成绩提高的必要而非充分条件16。例如，由于 技术的使用使学生感觉物理学习更方便了，容易提 高其兴趣，但未必一定能提高其成绩。课后效应要 显著于课上效应，这可能是由于课上受教师主导成 分较多，不同层次学生对使用效应并不敏感。在课 堂效应上，使用频率要显著于使用时间，而课后效 应上，则恰好相反。可见，课堂经常使用能正向影 响学生成绩，但是使用时间应适度，过长时间的使 用并不能产生积极的效应。而课后使用时，使用时 126 Instruction and Teacher Professional Development 教 学 实践与教师专业发展 2016.9 中国电化教育 总第356期 间的长短代表了学生能否深入研究问题，其对学生 成绩理应有正向影响；单纯的增加使用频率，由于 学习活动不能深入，反而效果不明显。 智慧教室对不同学习层次学生产生的影响差异 显著。其对高、中、低层次学生物理兴趣影响依次减 弱，其中课堂使用时间的减弱效应最显著。研究发 现，物理学习兴趣和学习难度本身有直接关系17。考 虑到低层次学生物理学习兴趣本身比较低，且高中物 理学习难度比较大，单纯的通过技术“强化”教学， 而并未“转变”学习方式，较难改变学生的学习兴 趣。以课堂使用时间为例，在未转变物理学习难度的 情况下，再长时间的技术介入也不会改变低层次学生 感觉学习“枯燥无味”的现实。智慧教室对物理学习 成绩的影响表现在：其对低层次学生，通过课后效应 产生了积极影响；对中等层次学生无显著影响；对 高层次学生，课堂使用时间效应反而是负向的。这说 明，技术的介入为低层次学生课后学习提供了更有力 的支持，如作业辅导、导学本等，他们可以进行个性 化学习。而对于中、高层次学生，并未提供有效的支 持。高层次学生课堂使用时间效应为负，可能是由于 技术的介入未能满足其个性化学习的需求，也可能是 由于技术的使用对他们已经属于“过度使用”。依据 鲁滨逊(Robinson)等的研究，过度使用信息技术反而会 影响正常学习18。 智慧教室对女生学习成绩并无显著影响，而对 其物理学习兴趣均有显著影响。这可能是由于女生 相对来讲对物理的学习处于中游的学生偏多，符合 中层学生的特征19。其自我效能感较低，而技术介 入使其能获得更多的资源和学习帮助，从而提高了 其学习兴趣。然而，这种兴趣的提高并未能从根本 上提升其物理学习能力。男生的物理成绩容易两极 分化，课堂使用时间和课后使用频率对其学习兴趣 未产生显著影响，使用时间对其学习成绩有显著影 响，这与低层学生特征相符，可能与低层学生中男 生比例较大有关。 上述发现说明，智慧教室对不同层次、性别 的学习者产生效果并不相同。同时也说明不同学习 者对教育技术的潜在需求并不相同，这与阿尔迪托 (Ardito)等20的观点一致。可见，智慧教室仍需进一 步加强依据不同学习者需求的个性化学习功能应用 方式的开发。如对中、高层学生以更多的课堂指导 以使其更好利用课堂时间。同时，应深化智慧教室 与学科教学的进一步融合，转变学习方式。 六、结束语 智慧教室虽然有较高的使用频率和较长的使 用时间，但是功能类型单一；高频使用的集中于一 些教师主导、学生被动的功能；在促进和转变物理 学科学习方面仅达到了“强化”原有学习方式的层 次。因此，本研究中的智慧教室使用情况显示其并 未转变传统学习方式。然而，其对学生物理学习兴 趣和物理成绩均产生了积极影响，说明其具有巨大 的开发潜力。其对不同层次、男女生产生的影响差 异显著，说明在指导个性化学习，实现不同层次学 生均有发展方面，仍有很大的开发空间。 参考文献： 1 胡钦太, 郑凯, 林南晖. 教育信息化的发展转型:从 “数字校园” 到 “智慧校园” J.中国电化教育. 2014,(1):35-39. 2 Rescigno R. 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