智慧教室環(huán)境下課堂交互技術(shù)的分析與研究

樊枝玲

(浙江師范大學(xué) 教師教育學(xué)院，浙江 金華 321000)

0 引言

20世紀(jì)90年代后期，我國開始了大規(guī)模的教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。經(jīng)過多年的建設(shè)，取得了顯著成績。當(dāng)前信息化與教育的融合逐步加深，多媒體、電子白板和移動智能設(shè)備等多種電子產(chǎn)品紛紛進(jìn)入教室。教學(xué)的工具已經(jīng)由“黑板+粉筆”轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴岸嗝襟w、電子白板”為主的教學(xué)模式。但無論是從黑板到電子白板，還是從電子白板到移動智能平板，每一次技術(shù)的創(chuàng)新，課堂交互依然存在諸多問題，如互動類型少、形式單一、互動深度不夠等等。智慧教室是在教育信息化大背景下催生的一種新型學(xué)習(xí)環(huán)境，而交互，是師生共同構(gòu)建高效課堂的一個重要體現(xiàn)。因此，梳理智慧教室中課堂交互技術(shù)，將為今后教師在智慧教室環(huán)境下進(jìn)行課堂教學(xué)提供一定的參考和幫助。

1 智慧教室概述

在傳統(tǒng)的課堂中，教師、學(xué)生與教學(xué)內(nèi)容互動的主要方式是黑板，而教師、學(xué)生間互動的主要途徑即為教師提問，在形式以及內(nèi)容上都是非常單調(diào)和有限的。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，“計算機(jī)+投影”形式的簡易多媒體取代了傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學(xué)形式?！坝嬎銠C(jī)+投影”形式的簡易多媒體固定在講臺中央位置，一般具有統(tǒng)一的座位布局。這樣的布局，既不利用充分發(fā)揮教師的課堂教學(xué)能力，也不利于教學(xué)活動的展開；固定的布局影響了師生間的雙向交互，無形中形成一種“以教師講授為主”、學(xué)生傾向和認(rèn)同教師的一種形勢，學(xué)生思維發(fā)散受到遏制。

隨著“以學(xué)習(xí)者為中心”的教學(xué)思想的日益凸顯，協(xié)作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、基于問題等等基于電子白板的學(xué)習(xí)方式不斷呈現(xiàn)。但基于電子白板的教學(xué)應(yīng)用與預(yù)期存在一定的差距。目前，大多數(shù)教師使用電子白板作為呈現(xiàn)教學(xué)信息的屏幕。電子白板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黑板與幕布，將原本存在于黑板中的內(nèi)容“復(fù)制”到白板上，只發(fā)揮了內(nèi)容呈現(xiàn)的作用，交互功能應(yīng)用較少。

為解決這些課堂遇到的難題，創(chuàng)造適應(yīng)教師“教學(xué)”和學(xué)生“學(xué)習(xí)”的新課堂環(huán)境，智慧教室應(yīng)運而生。智慧教室也稱為未來教室，旨在實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化呈現(xiàn)、獲取學(xué)習(xí)資源、促進(jìn)課堂深度交互、情境感知與檢測、教室布局與管理等多個方面的一種新型教室[1]。智慧教室互動功能不僅體現(xiàn)在人與人之間的互動和人與機(jī)之間的互動，更多的體現(xiàn)在人與技術(shù)間的互動。

2 課堂交互技術(shù)概述

2.1 課堂交互的概念

交互，也成為互動，是一種雙向互動的過程。交互是在教學(xué)活動中，教師和學(xué)生以教學(xué)內(nèi)容作為媒介，在一定的教學(xué)環(huán)境中，為了完成教學(xué)任務(wù)而進(jìn)行的教與學(xué)的溝通與交流的雙方相互作用的關(guān)系[2]。也有學(xué)者認(rèn)為,交互是學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)環(huán)境之間的相互交流與相互作用，包括學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的交流以及學(xué)生與各種物化的資源之間的相互交流和相互作用[3]。

課堂交互本質(zhì)可理解為教學(xué)信息在教師、學(xué)生間的雙向流動。課堂互動幫助教師高效且生動傳遞知識，及時獲得學(xué)生學(xué)習(xí)情況的反饋；幫助學(xué)生快速準(zhǔn)確地吸收知識，使各種知識整合到現(xiàn)有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，充分、深入的理解知識。例如：教師組織某學(xué)生小組圍繞某個課題開展小組探究學(xué)習(xí)，成員間理想的互動可能會產(chǎn)生1+1>2的情況，這就是互動發(fā)揮的作用[4]。需要強(qiáng)調(diào)的是，課堂交互是一種融于課堂的動態(tài)生成性過程[5]。

2.2 課堂交互的影響因素

課堂交互的影響因素主要涉及人、技術(shù)(裝備)和教學(xué)環(huán)境三個方面。

2.2.1 人的因素

人的因素，即教師和學(xué)生，是課堂交互的主體。課堂交互發(fā)生在教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間。當(dāng)學(xué)生的行為朝教學(xué)目標(biāo)發(fā)展時，課堂互動便是有效的。傳統(tǒng)課堂中，教學(xué)信息的流動在一定程度上是單向的，學(xué)生與教師之間并沒有產(chǎn)生有效互動。隨著信息化教學(xué)理念的建立和發(fā)展，學(xué)生個性化的發(fā)展成為教育的基本價值取向，學(xué)生成為課堂的“主人”。教師的主要任務(wù)是以學(xué)生現(xiàn)有的經(jīng)驗為基礎(chǔ)，努力為交互建立一個“舞臺”[6]。教師與學(xué)生間要形成平等的“同伴”關(guān)系，并進(jìn)行雙向的信息傳遞。

2.2.2 技術(shù)因素

課堂交互受技術(shù)的影響。信息技術(shù)的滲透導(dǎo)致課堂信息的傳遞，不僅僅是教師講、學(xué)生聽的單一途徑。教師可以借助多種現(xiàn)代化的教學(xué)媒體技術(shù)，向?qū)W生傳遞教學(xué)信息。學(xué)生也可以利用教學(xué)媒體與教師溝通交流。技術(shù)的使用搭建了信息雙向流通的通道[7]。另外，教師和學(xué)生之間也可以利用媒體技術(shù)來進(jìn)行交流和協(xié)作，共同完成知識建構(gòu)。需要指出的是，現(xiàn)代教學(xué)媒體和設(shè)備本身也具有互動功能。教師或?qū)W生利用各種多媒體等設(shè)備學(xué)習(xí)時，人與機(jī)器之間的信息傳播形成交互。特別是智能設(shè)備的應(yīng)用，教學(xué)媒體會自動收集教師或?qū)W生的各種數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類可視化分析，為教師或?qū)W生提供個性化的指導(dǎo)和反饋。

2.2.3 教學(xué)環(huán)境因素

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，課堂已不局限在固定封閉的教室內(nèi),課堂已經(jīng)延伸到課外。智慧教室環(huán)境中的學(xué)生不僅可以與周圍的人互動，還可以與自己不再同一物理空間的人互動。例如，學(xué)生可以使用互聯(lián)網(wǎng)來檢索自己想要學(xué)習(xí)的知識，并且可以與課堂外的學(xué)習(xí)者進(jìn)行交流。 雖然學(xué)生身處教室，但實際的學(xué)習(xí)方式已經(jīng)打破了傳統(tǒng)“校園圍墻”限制。與傳統(tǒng)教室教學(xué)環(huán)境相比，教師不再是學(xué)生獲取知識的唯一“源泉”，而更多地是學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者與指導(dǎo)者[8]。智慧教室環(huán)境的布局、座椅的擺放等等一切，都為學(xué)習(xí)者進(jìn)行探究協(xié)作的深層次交互提供了基本保障，協(xié)助學(xué)生自主地與知識內(nèi)容產(chǎn)生互動，完成意義建構(gòu)[9]。

3 智慧教室課堂交互技術(shù)

在傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境中，課堂互動的主要形式是教師提問，形式單一，學(xué)生參與度層次淺。智慧教室的廣泛推廣建設(shè)，促使許多先進(jìn)的技術(shù)與課堂互動整合。在智慧教室環(huán)境中，技術(shù)促進(jìn)了師生互動的多樣性。關(guān)于智慧教室課堂交互工具，可分為：以教師主導(dǎo)的人際交互、以練習(xí)與操作為主的人機(jī)交互和以技術(shù)支持的人技交互三種交互工具。

3.1 以教師主導(dǎo)的人際交互

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，互動是教師了解學(xué)生知識掌握程度、個性化需求和存在問題的主要途徑。然而，在傳統(tǒng)課堂上，互動形式單一，互動效率較低。智慧教室打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)教師“一言堂”格局，突顯了學(xué)生主體性和教師的主導(dǎo)性思維[10]。智慧教室環(huán)境中的教師主導(dǎo)，指以學(xué)生為中心的“探究學(xué)習(xí)”，“協(xié)作學(xué)習(xí)”，“基于問題的學(xué)習(xí)”等模式，教師積極組織學(xué)習(xí)活動，主導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。為了避免學(xué)生出現(xiàn)在課堂上貌似討論實際閑聊的狀況，教師可以使用一些軟件組織和管理課堂互動。教師可以使用某些課堂教學(xué)管理軟件中的一些功能，例如“簽到”、“投票”、“計時器”、“舉手與搶答”、“課堂提問”、“組織小組討論”等功能，實現(xiàn)對學(xué)生自我學(xué)習(xí)的監(jiān)控，加深人際互動深度。如投票系統(tǒng)、應(yīng)答系統(tǒng)、藍(lán)墨云班課、微助教、Classroom課堂等。通過教師主導(dǎo)，使課堂中師生、生生交互更加深入，給予學(xué)生更多的互動參與，焦點集中，激勵學(xué)生創(chuàng)新。

3.2 以練習(xí)與操作為主的人機(jī)交互

計算機(jī)輔助教學(xué)(CAI)，是將教與學(xué)之間的信息傳遞用計算機(jī)加以輔助，以達(dá)到最佳效果[11]。主要基于教師編制的多媒體演示型交互課件或一些軟件，將操作過程以圖像、動畫或視屏的形式，通過多媒體演示表現(xiàn)出來。通過AuthorWare、Flash等工具制作出交互性強(qiáng)的多媒體課件，師生不同的操作演示，展現(xiàn)不同的信息內(nèi)容。CAI根據(jù)學(xué)生選擇逐個呈現(xiàn)問題，并根據(jù)學(xué)習(xí)者作答的情況給予相應(yīng)的反饋[12]。通過提問、選擇、判斷等交互活動，分析學(xué)習(xí)者的能力和學(xué)習(xí)狀況，根據(jù)分析得來的數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和進(jìn)度，實現(xiàn)個性化教學(xué)。學(xué)習(xí)者根據(jù)自身認(rèn)知情況，選擇相應(yīng)的學(xué)習(xí)路徑，促進(jìn)認(rèn)知、啟發(fā)學(xué)習(xí)者思維。當(dāng)前，以練習(xí)和操作為主的信息傳遞，多利用虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實等相關(guān)技術(shù)支撐，創(chuàng)設(shè)類似于真實情境的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，模擬學(xué)習(xí)者在真實環(huán)境中可能遇到的各種情況，獲得類似于真實環(huán)境的學(xué)習(xí)體驗，技能學(xué)習(xí)變得簡單。

3.3 以新技術(shù)支持的人技交互

從“黑板+粉筆”到“電腦+投影”的轉(zhuǎn)變，多媒體投影系統(tǒng)很好的解決了傳統(tǒng)黑板無法呈現(xiàn)數(shù)字化教學(xué)資源的缺陷。但投影適合演示預(yù)先組織好的資源，不能實現(xiàn)在演示材料的同時對材料進(jìn)行靈活的編輯與加工。交互式電子白板整合了黑板和多媒體投影的長處，教師在授課時可對投在白板上的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行標(biāo)注書寫、選擇、復(fù)制粘貼、擦除、放大等操作；同時，白板有錄像回放功能，教師可隨時記錄并重現(xiàn)在白板上的一切操作，進(jìn)行教學(xué)反思。此外，教師可引入交互類教學(xué)軟件， 例如幾何畫板、五線譜等。還可以結(jié)合物理化等學(xué)科虛擬仿真軟件，構(gòu)建情景化教學(xué)環(huán)境增加學(xué)習(xí)者參與度和課程趣味性。需要指出的是，各種技術(shù)的使用，核心在于對教學(xué)的促進(jìn)作用有多大，不能為了技術(shù)而使用技術(shù)，將技術(shù)作為一種“作秀”工具[13]。

4 啟發(fā)與建議

課堂交互是教學(xué)活動中最基本的特征之一，一定程度上反映了教學(xué)的本質(zhì)。在智慧教室環(huán)境背景下，技術(shù)的引入促使交互的本質(zhì)和方式都發(fā)生了一定的變化。在評價一節(jié)課的質(zhì)量時，首先應(yīng)該關(guān)注學(xué)生學(xué)得好不好，而不是關(guān)注運用了哪些技術(shù)；其次，要把握好運用技術(shù)的“度”。過度的互動設(shè)計容易分散學(xué)習(xí)者的注意力，忽視了對教學(xué)內(nèi)容本身的思考。在課堂中需要適度引進(jìn)交互技術(shù)來輔助教學(xué)，“作秀”式的交互無益于課堂教學(xué)；再次，教師應(yīng)該熟練運用各種交互技術(shù)，充分發(fā)揮交互技術(shù)的優(yōu)勢，把課堂還給學(xué)生。大膽嘗試非線性教學(xué)，將教學(xué)設(shè)計的預(yù)設(shè)性轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)性；最后，單一的交互技術(shù)難以達(dá)到真正的教學(xué)效果，應(yīng)根據(jù)教學(xué)對象、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)環(huán)境等，合理選擇多種交互技術(shù)的結(jié)合，將交互技術(shù)融合于教學(xué)中，提高教學(xué)效果。