高校智慧课堂参与度与学习成效的耦合关系及协同教学改革路径研究

引言

智慧课堂的出现不仅革新了传统教学模式，还为教育的未来发展提供了新思路。它使学生能够更便捷地获取学习资源，教师也能更高效地进行教学管理，实现教学的智能化与个性化。然而，智慧课堂的实施面临着诸多挑战，如技术操作的复杂性、教师的技术素养以及学生的学习适应性等。这些挑战需要通过系统的理论研究和实践探索来解决，以确保智慧课堂能够发挥其优势，提升教学质量和学生的学习效果。

一、相关研究献回顾

通过对国内外智慧课堂研究的系统梳理，发现智慧课堂已成为教育领域的重要研究课题，主要集中在智慧环境构建、智慧课堂学习模式以及智慧课堂的测量与评价三个方面。

首先，在智慧环境构建方面，Rodríguez 等（2020）开发了一种名为“触觉杠杆”的教学工具，基于库仑定律的动态模型，为学生提供真实的触觉体验，增强物理教学的具身性。其次，智慧课堂学习模式的研究呈现两个趋势。一方面，研究者致力于创新教学模式。Sam（2012）提出了翻转课堂的“学习、变换、沉浸、交互”模式，旨在促进师生互动。另一方面，Dewi 等（2017）利用结构方程模型研究了智慧课堂教学过程中各要素之间的关系，探讨了父母的感知影响力、教师的情感支持以及课堂教学对学生学习态度的影响。最后，在智慧课堂的测量与评价方面，研究主要集中在教与学主体的行为、情感等测量或评价工具的设计与应用。Klenowski（2014）批判了课堂评估中过度依赖标准化测试的做法，建议采用PLP 等评估方法。吴晓如、刘邦奇等（2019）从技术角度探讨了智慧课堂的体系架构和平台构建，提出了“云—台—端”的总体架构。李逢庆等（2023）构建了一个由教与学主体、环境和资源相互联系的智慧课堂生态系统，强调在智能环境中实现以学定教，促进学生的全面发展。

二、模型理论与相关假设

本研究基于学习参与度与学习成效的理论分析，构建了包含结构模型和测量模型的完整结构方程模型。详细阐述了结构模型和测量模型的假设条件，并提出了具体假设。

（一）结构模型假定

学习参与度可以从行为、认知和情感参与度进行度量与学习成效从基础知识和关键能力两方面研究之间的潜在变量关系。同时，已有研究普遍证实，学习参与度的三个维度并非孤立存在，而是相互关联、相互影响，并共同对学习成效产生促进作用。基于此，本研究结合智慧课堂的智能化、个性化特点，构建“智慧课堂大学生学习参与度与学习成效相关性结构模型”，以量化分析各维度间的具体作用路径与影响强度，模型框架如图1 所示。

图1 智慧课堂学生学习参与度与学习成效相关性结构模型

（二）测量模型的假设

本研究结合智慧课堂的场景特性，围绕学习参与度与学习成效两大核心变量构建测量模型假设。其中，学习参与度从行为、认知、情感三个维度设计测量逻辑：行为维度聚焦在线学习、反思内化、师生互动、同伴交流、自主学习中的可观测行为表现；认知维度侧重持久性、自我调节、深层认知、浅层认知等深层学习能力；情感维度兼顾认同感、个人归属感、积极反应等的考量。学习成效则从基础知识与关键能力两方面设定测量方向，确保各维度测量能有效反映对应潜在变量的核心内涵。其具体结构如图2 所示。

图2 智慧课堂学生学习参与度与学习成效初始测量模型

（三）模型的基本假定

本研究提出了 14 个假设，检验学习参与度各维度与学习成效各维度之间的关系。具体假设包括行为参与度对情感和认知参与度的正向影响，以及学习成效中基础知识与关键能力之间的相互作用。

三、基于结构方程模型下的学习参与度与学习成效相关性研究设计及分析

（一）研究对象

本研究以某高校学生为对象，随机抽取 10 个行政班的学生进行问卷调查，涵盖大一至大四四个年级。发放问卷1040 份，回收1010 份，有效问卷 933 份。采用 SPSS25.0 和 AMOS 软件进行数据分析。利用SPSS25.0 进行描述性统计及信效度分析，利用 AMOS 对研究假设进行验证及结构方程模型分析。

（二）问卷设计

本研究利用网络发放问卷的形式进行问卷调查。问卷综合考虑了智慧课堂教学特点、大学生学习参与情况和学习成效等因素，由 3 部分组成，分别是由基本情况量表、学生学习参与度量表以及学生学习成效量表组成。

（三）信效度分析

本研究采用 SPSS25.0 中的信度分析，得到的智慧课堂学生学习参与度与学习成效的相关性调查问卷信度为 0.984，大于 0.9，说明本问卷具有良好的信度。KMO 值达 0.976，大于 0.8，说明说明本问卷结构效度良好。

（四）探索性因子分析和验证性因子分析

为了深入分析大学生学习参与度量表和学习成效量表中测量因子与测量题项之间的对应关系，本研究分别对相关题项进行了探索性因子分析和验证性因子分析。首先进行探索性因子分析（EFA），选取预调研后修正的问卷，采用主成分分析法提取因子，结合最大方差旋转法，通过 KMO 检验与 Bartlett 球形检验验证数据适用性，剔除因子载荷量 <0.5 的题项，最终确定学习参与度与学习成效各维度的因子结构，通过检验组合信度 CR 与平均方差提取值 AVE，确保量表具有良好的信效度与结构稳定性。各项均通过检验，表 1 展示了行为参与度的检验结果。

表 1 行 为 参 与 度 的 聚 合 效 度 和 区 分 效 度 检 验

注释：* 代表 P<0.001 。

四、基于结构方程模型下的学习参与度与学习成效相关模型修正与分析

（一）智慧课堂学生学习参与度与学习成效相关模型构建及检验通过对研究假设的检验，以及对学习参与度各维度相关模型、学习成效各维度相关模型与全模型的多轮修正，本研究最终构建完成智慧课堂大学生学习参与度与学习成效的相关模型。

在最终模型中，各变量的标准化回归系数、标准误、p 值及路径关系均达到统计显著水平，核心作用机制成立。需注意的是，行为参与度指向认知参与度的路径虽在 0.05 水平上显著，但其标准化回归系数为 1.196（>1），提示二者存在较强共线性；但模型整体拟合指数均符合适配标准（ GFI=0.866 、RMSEA _.=0.072 、 CFI=0.904 ），表明该模型整体拟合情况合理，可有效反映智慧课堂中学习参与度与学习成效的关联特征。最终构建的相关模型详见图3。

（二）模型结果分析

行为参与度对认知参与度有显著正向驱动，是认知参与的重要前置条件，自主学习、同伴交流、师生互动等行为均有正向影响，师生互动影响尤显。智慧课堂架构提供多元行为参与载体，推动浅层认知向深层转化，激活认知能力，助力认知成熟。二者还存在共线性，因技术工具同步优化参与便捷性与深度，且行为参与多具明确认知目标。行为参与度对情感参与度有显著正向影响，投入越高，情感参与意愿与体验越强。“师生互动”“同伴交流”与“个人归属感”“认同感”关联紧密，师生互动与个人归属感关联最甚。此结果符合“行为 - 情感”交互理论，技术工具的个性化与可视化优势，进一步放大正向影响，形成“行为投入→情感提升 $$ 更多行为投入”的良性循环。

关键能力对基础知识有显著正向影响，能力越强，知识掌握越牢。“分析能力”“问题解决能力”与“学习成绩”“深度理解”关联显著，分析能力与深度理解关联最突出。智慧课堂“能力导向”设计将能力培养与知识学习结合，情境化工具与学习分析技术进一步放大正向影响，符合核心素养导向，实现知识与能力同步发展。

综合模型结果来看，学习参与度的三个维度并非孤立作用于学习成效，而是形成“行为奠基- 认知核心- 情感支撑”的协同作用体系，共同推动基础知识与关键能力的发展。

从实践层面，这提示智慧课堂教学设计需兼顾三个维度的协同优化：在行为参与上，设计多元互动活动，为认知与情感参与搭建平台；在认知参与上，通过问题驱动、任务导向等设计，引导学生开展深度思考，强化知识理解与能力锻炼；在情感参与上，利用智慧课堂的个性化反馈、社交互动功能，营造积极的学习氛围，增强学生的归属感与自信心。

从评价层面，需建立“参与度 - 成效”联动的评价体系，不仅关注基础知识与关键能力的最终成果，也需关注学生在学习过程中的行为投入、认知深度与情感状态，通过过程性评价与结果性评价结合，全面衡量智慧课堂的教学质量，进而实现“以评促教、以评促学”，推动智慧课堂教学效果持续提升。

五、高校智慧课堂教学改革建议

（一）建立“关键能力导向”的课程目标体系

模型中明确指出，学习参与度通过学习成效中的“关键能力”间接影响基础知识掌握，因此课程设计应以“关键能力”为核心目标，反向设计教学内容与活动。具体而言，应将 21 世纪核心素养 4C 模型融入课程目标，将每一门课程的能力培养目标细化为可观察、可测量的行为指标。此外，课程目标应分层设计，包括基础层（知识掌握）、进阶层（能力迁移）和创新层（综合应用），实现“知识—能力—素养”螺旋上升，避免传统教学中“重知识、轻能力”的弊端。

（二）构建“三位一体”智慧课程结构：课前—课中—课后一体化

在课前阶段，教师应设计“学习任务单 + 微课 + 前置测评”三位一体资源包，通过雨课堂等智慧教学平台推送给学生，引导学生开展自主探究，并通过“问题墙”收集学生疑问，作为课中教学的起点。在课中阶段，教师应采用“疑难突破—展示交流—训练巩固—总结归纳”四步教学法，利用实时反馈系统如雨课堂弹幕、测验动态调整教学策略，并通过同伴互评与教师点拨双轮驱动，提升学生的认知参与度。在课后阶段，教师应设计“进阶演练 + 学习反思 + 成果分享”三环任务，利用学习分析技术推送个性化复习包，并建立“学习成果资源库”，将优秀作业转化为后续教学案例，实现教学资源的持续优化与共享。

（三）开发“能力—知识”双螺旋课程内容组织模式

研究发现，基础知识与关键能力之间存在弱相关，提示两者需同步但分离设计，避免“知识灌输”掩盖“能力培养”。在课程内容组织上，应采用“横向整合 + 纵向贯通”的双螺旋模式。横向整合要求每章内容配套“知识模块 + 能力任务”。纵向贯通要求构建“课程—学期—学年”能力发展档案，追踪学生在批判性思维、合作能力等维度的成长轨迹，并通过可视化图表反馈给学生和教师，实现教学过程的动态调整与优化。

参考文献

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[2] 史金飞，郑锋，邵波，等．能力导向的应用型本科人才培养模式创新［J］．高等工程教育研究，2020（2）：106-112，153.

[3] 杨维忠，张甜．SPSS 统计分析与行业应用案例详解［M］．北京：清华大学出版社，2013

[4] 于洪涛 . 高等学校混合式教学改革效果评价案例研究— 以内蒙古民族大学为例 [J]. 中国电化教育，2017（11）：129-133.

作者简介：张蕾（ 1987.10- ）女，汉族，云南，硕士，副教授，主要从事应用统计学教学工作

课题：《结构方程模型下高校智慧课堂学习效果研究》省级教学改革成果编号为 2023JG04/JG2023226