基于SAMR的物理課程移動學習實證研究

王秋閣 張波

摘要? SAMR是教育與技術融合層級的新型理論模型。實驗借助SPSS分析軟件，對兩個被試班級學生進行描述性數據分析，開展基于SAMR模型的物理課程移動學習實證研究。實驗證明，SAMR模型下進行物理課程移動學習，在學習能力、學習活躍度、學習參與度、學習態度與責任四個維度上，高層級的技術融合手段對物理成績與核心素養產生積極影響，對學生的培養有顯著的促進作用。

關鍵詞? SAMR模型；物理課程；移動學習

2020年6月在《職業院校數字校園規范》（教職成函2020〔3〕號）中教育部明確提出，教育應著力推進信息化，創設“處處能學、人人皆學、時時可學”的移動學習環境[1]。物理課程側重理論與實踐相結合。

一、SAMR模型與物理移動學習

1.SAMR模型

SAMR是博士魯本·R·普恩泰德拉于2009年提出的一個闡述技術發展等級的模型。模型名稱中的4個大寫字母依次表示“替代”“增強”“修改”和“重新定義”四個層級[2]，旨在促進教師課程教材與新興技術融合的理論框架，它將課程中不同的等級任務細化成各項技術，更好地幫助教師對教育技術進行認識，使用及反思（如圖1）。

（1）替代（S）層級：“替代”屬于早期階段，技術剛剛引入課堂教學，其作用只是傳統教學工具的替代品。技術與課堂的融合尚處于最低級階段，技術的引入不會引起教學過程或效果的任何變化，學生學習效益的提升也可以忽略不計。

（2）增強（A）層級：該層級中信息技術在教學過程中的運用與替代層級水平基本相似，軟件和技術工具仍然是傳統教學手段的替代品，需要完成的任務在沒有技術工具介入時也可以完成，但技術可以在實質上改進教學過程，讓學生初步受益[3]。

（3）修改（M）層級：該層級技術能改變教學的目標與任務，給師生雙方帶來了很大的變化。技術能重新設計原來的教學目標，若不運用技術，師生是不可能完成目標的。這種對教學目標與評價的重新設計，提供了全新的教學手段，開創了全新的學習途徑。

（4）重新定義（R）層級：它是SAMR模型的最高層級，與前三個層級相比，復雜性最高，艱巨性最高，但成果也最豐富。這一層級傳統的教學目標與任務被技術整合而取代，教師運用技術創造新的學習任務，讓師生體驗深刻的教學變革。該層級中教師了解并運用技術，知道技術會給課堂帶來的益處，然后為學生創造全新的身臨其境的學習體驗。

2.移動學習

移動學習借助互聯網技術與移動設備，破解時間與空間上的制約，可以在任何地點、任何時間進行學習，且師生之間雙向交流順暢，滿足了學習的交互性、智能性及靈活性。近年來，學界已經深刻認識到移動學習潛力巨大，并從不同維度開展相關研究。愛爾蘭技術教育家基更發表《From-d-learning，to e-learning，to m-learning》一文，他認為移動設備可以多角度地呈現教學內容，增進師生之間的雙向溝通。深圳大學葉成林教授認為，移動學習中學習系統的標準化是相關研究的關鍵問題[4]?？傊?，移動學習是一種不受時間、空間、環境限制，靈活、高效的學習范式，它適應新時代高職生靈活學習的需求，彰顯教師主導，學生主體，創新了學習場景，滿足了學習的交互性。

3.SAMR模型下的物理課程移動學習模式

依據SAMR模型中表征技術與教育融合層級的特點，研究者嘗試在SAMR模型下，構建基于移動設備的物理課程移動學習模式。在移動學習模式的構建中，嘗試立足物理課堂的課前、課中、課后“三個環節”，關注物理課堂實施的“六步”即：導入、思悟、合作、展示、點評、檢測。從而實現物理課程知識、技能、育人“三個目標”。用SAMR模型去評估與反思物理課堂“三個環節”“六個步驟”“三個目標”的技術融合水平，且在物理課堂實施三個環節中均使用了技術融合層級的增強。特別是授課與檢測環節，SAMR模型讓物理移動學習符合建構主義、人本主義的理論特點，形成了互聯網技術環境下實時、高效、靈活的移動學習新范式，打造線上線下混合式，師生交互性的移動學習模式（如圖2）。

二、SAMR模型下物理課程移動學習實驗

1.實驗對象

實驗以中德智能制造學院21級機電技術應用二年級兩個平行班為研究對象，每班42名學生，共計84名學生。其中1班是對照班，仍按照傳統學習模式進行教學；2班是實驗班，用SAMR模型作指導在物理課程學習過程中選擇合適的教學技術融合手段，借助移動設備實施教學。前期調查數據表明：研究對象100%擁有移動智能學習設備；96%的研究對象熟悉移動學習的相關操作；86%的學生愿意自主學習，在移動學習中發揮主體作用；但仍有24%的被試學生對移動學習缺乏信心，原因是自制力不足，擔心移動設備容易分散學習注意力，影響學習效果。另外，在實驗開始前對兩個被試班級學生的學習能力、學習活躍度、學習互動參與度、學習態度與責任進行對比分析，數據表明對照班與實驗班在實驗開始前上述幾個方面不存在明顯差異，這為在SAMR模型下物理課程移動學習實驗提供了可行性。但在實驗過程中要特別關注學生的自制力，防止移動設備中的娛樂性新聞、游戲對移動學習的負面作用，保證實驗數據科學、可靠。

2.實驗方法與工具

為驗證SAMR模型下物理課程移動學習的效果，實驗運用核心素養量表通過調查問卷的形式，對比學期開始與結束時，學生在學習活躍度、學習態度、學習互動參與度及責任方面的發展信息。依據Likert量表設計調查問卷，從“非常不贊成”至“非常贊成”，共分五個等級?？疾閷W生學習能力的檢測運用物理學業水平測試的形式進行?？紤]到物理課程的核心素養、目標及性質，學習能力的測試成績分技能實訓和理論筆試兩部分，各占50%，最終成績為兩部分分數之和。運用中文版分析軟件SPSS26.0對收集的數據進行分析比較。另外，研究者還將定期對學生進行訪談，收集他們在SAMR模型下物理課程移動學習的評價與建議。

3.實驗方案設計

中德智能制造學院機電技術應用專業基礎課程《物理》（電工電子類）教學每周3課時，學生實際學習時間共計17周。物理教學采用移動學習模式，以項目為主導，自主學習與合作探究的學習形式開展，以中德機電職場實際應用為主線，共分三大模塊、五個類別、九個項目。研究者在2022年開展了移動學習實踐研究，實驗中確保對照班與實驗班教師由同一教研室教學水平相當的教師進行授課，教材均為同一版本，教學進度持平，周課時量與評價體系也保持一致。小組合作依據學生自由組合與教師宏觀調控相結合，力爭做到“組間同質”“組內異質”，每小組六人，可將班級學生均分為七個小組。

為研究SAMR模型的技術融合層級對學生的學習過程與學習效率產生的作用，實驗班采取多種措施，努力開展高階層級的SAMR技術融合，在“智慧職教”“希沃白板”“超星學習通”等互聯網線上學習平臺之外，還接入“Word? game”“Voscreen”多種App，可以實現線上考勤、移動授課、錄制膠囊、直播糾錯、群聊討論，還有資源庫、課件庫、課程中心、微視頻等各種數字化移動學習資源，改變傳統的教師帶學為全方位的學習模式，不僅給學生提供了豐富的學習素材，同時也激發了學生對物理課程學習的積極性。如實訓技能的知識構建路徑為“線上觀看教學視頻——掌握實驗原理、目的、步驟——虛擬仿真實驗—群聊認證——對比播放、反思、總結”。將傳統枯燥的黑板上畫實驗操作置于網絡仿真實驗室中，仿真實訓技能操作全過程，激發學生手腦并用的趣味。在硬件方面，實驗班配齊了VR穿戴移動學習智能新裝備，通過仿真機電車間真實職業場景，加深了學生對未來職業場景的感知。在開展移動學習實驗的學期開始與結束時，研究者對研究對象的學習能力、學習活躍度、學習互動參與度、學習態度與責任進行問卷調查和水平檢測，收集數據信息并加以整理，為后續的實驗提供技術支撐。

4.實驗結果分析與評價

（1）對研究對象前期檢測數據對比。實驗開始前，研究者對研究對象的物理成績與核心素養量表進行測試，收集整理出對照班與實驗班在學習能力、學習活躍度、學習互動參與度、學習態度與責任層面的數據，物理成績檢測分為實訓技能與理論筆試，側重實訓技能在職業生涯中的實踐應用能力；調查問卷設計時，特別關注學生學科思維、合作探究、自我管理、樂學善學、勞動意識、學科態度與責任等物理核心素養。為了解兩個被試教學班的現實狀況是否存在顯著差異，研究者依據收集的相關數據，采用中文版SPSS26.0完成了獨立樣本T檢驗，（見表1與表2）。

表1為研究對象的兩個教學班在學習能力、學習活躍度、學習互動參與度、學習態度與責任層面的統計數據。數據顯示，在學習能力層面，對照班成績均值是79.7306，實驗班成績均值是78.0342；在學習活躍度層面，對照班學生均值是3.1607，實驗班學生均值是3.0862；在學習互動參與度層面，對照班學生均值是2.6802，實驗班學生均值是2.6712；在學習態度與責任層面，對照班學生的均值是0.1863，實驗班學生的均值是0.01839，可見作為研究對象的兩個教學班在四個維度上數據確實存在差異，但是否構成統計學意義上差異的顯著性，尚需要對獨立樣本T進行檢驗。依據表2中方差方程Levene的檢測，在四個維度上的顯著性數據均是P>0.05，表明對獨立樣本T進行方差相等的檢驗，雙側顯著性的數值依次是0.382、0.745、0.783和0.586，均是P>0.05，統計不存在顯著性差異?？梢?，在開展SAMR模型下物理課程移動學習實證研究前，作為研究對象的兩個班級，在物理成績與核心素養兩個層面均不存在顯著差異性。

（2）研究對象移動學習后期檢測數據對比。開展為期五個月的實驗后，為深入研究實驗班學生基于SAMR模型下物理課程移動學習的學習效果，特別是移動設備在實驗班的廣泛應用，變革層級中的高階技術融合手段給學生移動學習帶來的影響，研究者對研究對象的物理學業成績和核心素養進行檢測，整理后描述性數據見表3；同時，基于兩個教學班的學習能力、學習活躍度、學習互動參與度、學習態度與責任四個維度，進行獨立樣本上的單因素方差分析，數據結果見表3。

由表3數據可知，被研究的兩個班級在學習能力、學習活躍度、學習互動參與度、學習態度與責任四個維度上，學生得分的均值有差異現象存在。其中對照班學習能力實驗后期檢測均值是80.5832，實驗班后期檢測均值是87.3845，可見，兩個班級學習能力存在一定的差異。定性分析其它三個維度，表3中數據顯示情況與學習能力類似，但作為研究對象的兩個班級是否構成統計學意義上差異的顯著性，尚需要對獨立樣本T進行檢測。表4方差方程Levene檢測中的雙側顯著性P值，均為P>0.05，表明是否存在顯著差異，需進一步開展均值方程回歸系數t的檢測，檢測結果顯示，獨立樣本T在四個維度層面中雙側顯著性P值依次是0.001，0.024，0.006和0.003，均是P<0.05，可見開展SAMR模型下移動學習實證研究，兩個被試班級在物理成績與核心素養共四個維度層面上測檢數據存在顯著性差異。實驗證明，在SAMR模型下，在移動學習中，運用信息技術與移動學習高層級融合，能夠有效提升學生的學習能力、學習思維、學習探究、學習態度與責任，勤于思考，善用技術等物理核心素養，有利于學生早日成長，實現人生理想。

三、對物理課程移動學習實驗結果的評價與反思

實驗結果表明，SAMR模型下物理課程移動學習的效果優于傳統的學習模式，有利于創設學習情境，激發學習興趣，提高學生物理成績與核心素養，實踐證明該學習模式有助于職業院校培育創新型技能人才。

1.技術融合手段有效提升物理成績

從移動學習過程的視角看，SAMR模型由低到高的技術融合層級符合學生的求知規律。利用信息技術，學生能夠直觀體驗到各種不同的物理現象，獲取豐富的線上文庫、相關數據、即時重大物理事件等優質的學習資源，同時利用超星學習通、智慧職教等線上平臺開創師生交流互動。新的技術變革，在真實情境中鍛煉能力。移動學習過程中，個別學生自我約束能力弱，容易被移動設備中的游戲功能吸引，在SAMR模型下研究者將游戲場景創設入學習情境之中，激發學生自主學習的激情，克服學生學習動機不強的弊端。因此，在未來的物理課程移動學習過程中，學生應科學制定學習計劃，合理設計學習進度，動態監測學習成績，通過不同層級技術手段的融合激發學生自主學習的熱情，最終實現物理成績的提高。

2.技術融合手段促進物理核心素養的提升

從移動學習目標的視角看，學習物理課程的目的是培養學生早日成為機電技術應用專業或機電崗位群的優秀技能人才，不僅要學習機電技術應用崗位有關的實訓技能，更要培養物理課程核心素養。SAMR模型下不同層級的技術融合手段在移動設備中的應用，從技術的角度模擬真實的職業情境，讓移動學習過程中樂趣、互動及團隊精神，能更好地培養學生的溝通能力、思辨能力。同時，SAMR模型下物理課程移動學習過程中，教師主導，學生主體，移動設備輔助，形成自主探究學科知識，內化為核心素養的新型學習生態，有助于物理核心素養的提升。

3.技術整合手段在變革層級上影響物理學習

SAMR模型把技術與物理課程整合成一個完整的框架，技術整合手段早已在變革層級上影響著物理課程的學習。這就意味著，學生可以利用技術手段完成物理課程學習的變革。通過技術整合，學生即可以直觀感受聲色結合、內容豐富、形象生動的各種物理現象，查找實驗數據、圖表、在線文庫、前沿即時重要物理事件等優質國際尖端信息，又能夠運用線上學習程序等技術手段在移動學習過程中與他人互動上創造新的變革。

5G網絡在技術融合中的廣泛應用，高清晰度的線上視頻成為學生移動學習的新寵，為物理課程學習打開了一扇新窗口，微課等新技術由此產生。通過將微課技術置于移動設備后發現，基于線上的微課視頻能夠有效提升學生的物理學業水平，而且作為一種新的技術融合手段，可以改善GIS與其他物理學習技能。[5]近年來，虛擬（VR）與現實（AR）技術也實現突飛猛進的發展。布查特認為，依托技術融合手段能夠在多個技術融合層級彰顯學生在學習中的主體地位，提升學習效率，包括移動學習、創建3D模型、教育游戲、增強課本。[6]另外，技術融合手段還可以改變傳動物理學習方法，出現了移動學習新范式。

同時，技術融合手段也在悄然改變著學生學習模式架構，移動學習能力逐漸變成新時期學生自主學習的必備技能。如互聯網技術與課程融合能力，數字化運用與評價能力，以及促進學生數字化發展的自主探究能力等將成為移動學習的核心能力[7]。

4.技術融合手段在物理課程移動學習中的應用再思考

從移動學習反思的視角看，物理課程中移動設備在學習中的應用日益廣泛，技術融合手段逐步推進與完善，學習與技術融合層級在SAMR模型下并不是死板單一的學習模式，仍需要克服許多問題，如游戲娛樂功能對學生的干擾，線上學習內容的選擇，線上師生互動交流，教師對學生移動學習的實時監督等，對學生應用信息技術的能力提出更高的要求。學生的主陣地已不是傳統的課堂，學生的主陣地已變成移動設備，隨著學生對移動設備應用能力的提高，他們在教師的主導下，投入更多的自主學習時間，發揮學習中的主體功能，用好、用活各種移動設備，不被移動設備所役，只有如此，才可以早日實現信息技術條件下的物理課程教與學。

四、結語

實驗是基于SAMR模型下開展物理課程移動學習實證研究，從技術與學習在SAMR模型中的融合程度來檢測移動學習過程，注重信息技術給學生移動學習帶來的實際效果而非外在表現形式。運用移動設備在SAMR模型下，進行移動學習能夠改變傳統物理課程學習模式，把新技術與物理課程有效銜接，搭建了不受時間、地域及空間限制的移動學習新模式，這也是疫情常態背景下，停課不停學，激發學生學習積極性，提高物理學習效率的有效途徑?；赟AMR模型下物理課程移動學習實踐活動，豐富了學生移動學習的情感體驗，有利于學生在數字化新時期應用新技術進行物理學習，提升物理成績。當然，由于實驗條件的限制及實驗本身存在的局限性，研究對象選擇面較窄，樣本的選取單一，技術融合變量在實踐中操作存在較大難度等。計劃在以后實驗認證研究中，制定更加科學的實驗方案，完善實驗流程設計，多角度深入探究基于SAMR模的物理課程移動學習的特點。

參考文獻

[1] 教育部關于發布《職業院校數字校園規范》的通知[EB/QL].（2020-07-02）[2021-12-25].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/zcs_zhgg/202007/t20200702_469886.html.

[2] 顧博.探索中國優秀傳統文化與大學生思想政治教育的融合[M].北京：九州出版社，2018.

[3] 張鵬韜，Lynn Moorman.SAMR模型與G-TPCK框架對當前地理教育技術應用的啟示[J].地理教學，2018（21）：4-10.

[4] 宋楠楠.莫讓技術替代教學[J].湖北教育（教育教學），2016（02）：76-77.

[5] Rudow J，Sounny-Slitine M A. The Use of WebBased Video for Instruction of GIS and Other Digital Geographic Methods[J]. Journal of Geography，2015，114（04）：168-175.

[6] Butchart B.Augmented Reality for Smartphones[R].UKOLN，University of Bath，2011.

[7] 余勝全，王阿習.“互聯網+教育”的變革路徑[J].中國電化教育，2016（10）：1-9.