基于視頻同步互動的分布式學習實證研究

汪學均　劉清杰　王會燕

摘 要：在已建成的兩間視頻同步互動分布式學習專用教室，開展同步課堂教學實證研究，采用問卷調(diào)查、深度訪談、教學錄像分析、測驗成績分析等方法對教學過程與結(jié)果進行研究。數(shù)據(jù)表明，講授式、討論式、探究式等常規(guī)班級授課教學模式均適用于分布式學習專用教室；兩間專用教室之間同步互傳的實時視頻、音頻清晰流暢，同步教學過程中兩地師生之間、生生之間、人機之間能夠?qū)崟r互動；授課教師能對本地-異地學生進行有效的指導、監(jiān)督與管理；同步課堂中本地學生和異地學生的學習效果沒有顯著差異。在視頻同步互動分布式學習專用教室開展同步課堂教學，能使異地班級和本地班級融為一體，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教師資源的異地共享，推進教育公平。

關(guān)鍵詞：視頻同步互動；分布式學習；同步課堂

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2017）09-0018-05

一、問題的提出

最重要的教育資源是教師。[1]現(xiàn)階段，我國的教師資源在短時期內(nèi)還難以實現(xiàn)完全意義上的均衡配置。[2]以信息技術(shù)促進優(yōu)質(zhì)教師資源異地共享，是推進教育公平的可行路徑之一。[3]擁有先進技術(shù)支撐的物理教學環(huán)境是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教師資源異地共享的必要條件。[4]華中師范大學“信息化與基礎(chǔ)教育均衡發(fā)展”湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，在分析本地-異地班級同步互動教學環(huán)境需求和分布式學習特點的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于視頻同步互動的分布式學習專用教室，并于2014年6月建成兩間。[5]這兩間分布式學習專用教室之間通過因特網(wǎng)互連，音頻信號、視頻信號以及交互式電子白板信號同步互傳。在這樣的環(huán)境中能否開展講授、討論、探究等各種模式的同步課堂教學活動？如果能，同步課堂教學過程中，授課教師能否與本地-異地學生進行實時互動，能否對本地-異地學生實施有效的監(jiān)督管理？異地學生能否產(chǎn)生較強的課堂臨場感，能否獲得與本地學生同等的學習效果？本研究的目的是證實這些問題。

二、分布式學習同步課堂實證過程

從2014年6月至2015年1月，在分布式學習專用教室重點開展了4門課程同步課堂教學實驗，包括小學生的《語文》、本科生的《文獻選讀》、碩士研究生的《教育技術(shù)理論與發(fā)展研究》以及免費師范生的《教學技能訓練》。教學實驗歷時7個月，共88次，有33名教師、212名本地學生和199名異地學生參與其中。

為避免本地學生和異地學生的異質(zhì)性導致他們在教學過程和測驗成績上產(chǎn)生差異，在開展同步課堂教學實驗之前，采用隨機分配法將同一班級學生分為同質(zhì)的兩組，一組為對照組，一組為實驗組。對照組在本地教室（授課教師所在的分布式學習專用教室稱為本地教室）上課，實驗組在異地教室（授課教師不在課堂現(xiàn)場的分布式學習專用教室稱為異地教室）同步上課。為保證實證研究的效度，多次開展了不同層次學生、不同課程內(nèi)容、不同教學模式的教學實驗，如28次講授式教學實驗中，研究生課程8次、本科生課程12次、小學生課程8次；34次討論式教學實驗中，研究生課程16次、本科生課程14次、小學生課程4次；26次探究式教學實驗中，研究生課程12次、本科生課程10次、小學生課程4次。

1.講授式同步課堂教學實驗

以在視頻同步互動分布式學習專用教室開展的小學《語文》“小橋流水人家”一課為例，陳述講授式同步課堂教學實驗過程。授課教師在本地教室以講授法為主授課，本地-異地學生同步聽課。在教學過程中，授課教師講課的聲音與本地學生回答問題的聲音同步傳輸?shù)疆惖亟淌?，授課教師的實時近景視頻影像和所演示的數(shù)字化教學資源實時傳遞至異地教室。授課教師根據(jù)教學需要，利用交互式電子白板展示授課資料、板書授課內(nèi)容、呈現(xiàn)學生演板信息，隨時切換本地教室和異地教室的電子白板信號。異地學生聽課場景的1：1視頻影像同步傳輸至本地教室后墻大屏幕上，回答問題的音頻信號也實時傳輸至本地教室的教學現(xiàn)場。[6]

授課教師同時對兩間教室的學生實施教學，相當于同時給不同地域的兩個班級上課。在教學過程中，授課教師與本地-異地學生之間保持順暢的言語與非言語互動。授課教師與本地學生之間的互動與一般課堂基本一致。授課教師與異地學生如果不熟悉，則在異地教室每位學生的課桌上放置臺簽，當異地學生舉手時，授課教師看臺簽快速點名，實現(xiàn)與異地學生之間的“準確”互動。

2.討論式同步課堂教學實驗

以小學《語文》“太陽”一課為例陳述討論式同步課堂教學實驗過程。授課教師回顧上節(jié)課講的“太陽遠、大、熱的特點”，提出“太陽、地球與人類有什么關(guān)系”的問題。本地-異地學生在授課教師指導下，邊讀課文4—7自然段邊思考，然后分小組討論。本地-異地學習小組通過教室后墻上的大屏幕面對面圍坐在一起，兩地學生能實時聽到對面同學的講話發(fā)言、看到對面同學的動作表情。授課教師同時關(guān)照本地-異地學生，對學生加以啟發(fā)和點撥。授課教師走動巡視，掌握本地學生的討論過程；觀看教室后墻大屏幕，了解異地學生的討論實況。授課教師隨時引導本地-異地各學習小組成員發(fā)言，并提醒個別學生集中注意力。小組討論結(jié)束后，本地-異地學習小組積極舉手報告小組討論結(jié)果，歸納太陽、人類和地球之間的關(guān)系。本次教學實驗中，討論成果由異地的學生上臺寫到電子白板上，如圖1所示。

授課教師同時面對本地-異地學生，平視可查看異地學習小組的交流情況，俯視可了解本地小組的討論過程。授課教師組織兩地學生交流討論，如同在一間教室，沒有任何障礙?？臻g上的分離沒有給授課教師增加額外負擔。

3.探究式同步課堂教學實驗

以本科生的《文獻選讀》課程中的“讀研究方法與研究過程”一課為例，陳述探究式同步課堂教學實驗過程。授課教師引導本地-異地學生，就“怎樣讀出文獻中的研究所采用的研究方法、經(jīng)歷的研究過程”這一主題，開展探究式同步互動教學。課堂上，本地-異地學生先后通過電子白板展示匯報學習成果，通過后墻大屏幕同步觀看對方課堂場景，跨越空間阻隔，兩地班級師生融為一體，既凸顯遠程雙向直播課堂的效果，又彰顯異地同步互動探究的特色。

多次教學實驗表明，在視頻同步互動分布式學習專用教室能夠開展講授、討論、探究等各種模式的同步課堂教學活動。

三、分布式學習同步課堂實證評價

本研究綜合采用問卷調(diào)查、深度訪談、教學錄像分析、測驗成績分析等方法，從學生學習活動過程、教師課堂管理過程、學生課程測驗成績?nèi)齻€方面，（郭清揚等，2011）對在視頻同步互動分布式學習專用教室開展的同步課堂教學進行評價。調(diào)查問卷統(tǒng)一采用里克特五級量表，對每個調(diào)查項目，按被調(diào)查者贊同的程度，設(shè)置五個選項，5分表示非常贊同，依此類推，1分表示非常反對。

1.同步課堂學生學習活動過程評價

為對本地-異地學生參與同步課堂學習活動的過程進行評價，本研究編制了“同步課堂學生學習活動過程調(diào)查問卷”，調(diào)查的重點是本地-異地學生參與同步課堂學習活動的感受，比如：本地-異地學生聽到、看到的音頻、視頻是否清晰流暢；本地-異地學生參與答問、討論、演板等互動環(huán)節(jié)是否便捷順利；本地-異地學生被授課教師關(guān)照是否及時到位等。問卷分為兩個部分，第一部分針對本地學生，包含4個項目；第二部分針對異地學生，包含5個項目。在正式調(diào)查之前，對問卷進行了測試、修改，SPSS分析顯示正式問卷的Cronbachα信度系數(shù)為0.8601。在參與了同步課堂學習活動的學生中發(fā)放問卷411份，回收409份，其中有效問卷405份。有效問卷的樣本構(gòu)成為：碩士研究生30.62%，本科生32.59%，小學生36.79%；本地學生52.35%，異地學生47.65%；參加分布式課堂學習活動10次以上的學生89.6%，5次以下的學生1.3%?？偟膩碚f，樣本具有廣泛代表性。

把每個項目的平均得分作為項目得分，調(diào)查結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，所有項目的得分都超過了3分，其中7個項目的得分超過了4分，占項目總數(shù)的77.8%，這說明本地-異地學生均充分認可分布式學習專用教室的功能。其中針對本地學生的調(diào)查項目“異地任何同學回答問題時，聲音清晰流暢，與身邊同學差異不大”獲得了最高分4.35分，說明分布式學習專用教室之間傳遞的音頻質(zhì)量好。針對異地學生的調(diào)查項目“學生一旦開小差，就會被異地教師及時發(fā)現(xiàn)，并被‘溫馨提示”得了4.33分，說明異地學生與本地學生受到授課教師同等的關(guān)照。研究者對異地學生的訪談也證實了這一點，研究者問：“老師不在現(xiàn)場，你是否覺得可以掏出玩具來玩會兒？”異地學生回答說：“不敢。老師看得見我們?！绷硗?，“講課、提問、答疑、演板等教學環(huán)節(jié)自然，兩地課堂基本融為一體”這一項，本地學生對它的評價是3.99分，異地學生對它的評價是3.88分，卡方檢驗表明本地學生和異地學生對該項目陳述內(nèi)容的贊同程度沒有顯著性差異。不過，參與次數(shù)在10次以上和5次以下的學生對此項的贊同程度有所不同：參與次數(shù)多的學生贊同程度高，參與次數(shù)少的學生贊同程度低，尤其是異地學生參與次數(shù)和贊同程度之間的這種關(guān)系更為緊密。這是一個有趣的現(xiàn)象。為了弄清其中的原因，研究者對實驗組學生進行了深度訪談。研究者問，“你們感覺兩地課堂在多大程度上融為一體？開始和后來，你們的感受有什么不同？”學生回答說，“同步課堂與傳統(tǒng)課堂有些不同，剛開始還沒適應，通過視頻與那邊的老師和同學說話，心里有點不踏實，后來慢慢就習慣了，和老師、那邊的同學雖然不在同一個教室，但確實在同一個課堂?！边@一方面表明學生對這個環(huán)境有個逐步適應的過程，另一方面也表明異地學生的課堂臨場感較強。

2.同步課堂教師教學管理過程評價

（1）同步課堂教師教學管理問卷調(diào)查

為了對在分布式學習專用教室開展的同步課堂教師教學管理過程進行評價，本研究編制了“同步課堂教師教學管理過程調(diào)查問卷”，側(cè)重于從授課教師的感受方面擬定調(diào)查項目，比如教學設(shè)備操作是否容易、管理本地-異地學生是否方便、與本地-異地學生互動是否通暢、各種教學模式是否適用等。該問卷包括6個項目。問卷的Cronbachα信度系數(shù)為0.8852。在參與過同步課堂教學活動的授課教師和在該專用教室完成了教學技能訓練的免費師范生中發(fā)放問卷33份，收回有效問卷31份，有效問卷中，高校教師19.4%，小學教師38.7%，免費師范生41.9%；參與教學體驗10次以上者76.5%，5次以下者4.95%。調(diào)查的對象具有一定的代表性。

調(diào)查結(jié)果如表2所示，所有調(diào)查項目的得分都超過了4分。其中，“異地任何同學回答問題時，聲音清晰流暢，與本地同學差異不大”這一項得分最高，4.35分；而“大屏幕投影清晰顯示異地全體學生，將異地、本地學生融為一體”和“講課、提問、答疑、演板等教學環(huán)節(jié)自然，兩地課堂基本融為一體”兩項得分相對較低，都為4.02分。為進一步了解授課教師在視頻同步互動分布式學習專用教室實施同步課堂教學的感受，研究者對授課教師進行了深度訪談。授課教師覺得這個教學環(huán)境設(shè)計得十分精巧，每一件教學設(shè)備都恰到好處地實現(xiàn)了同步教學所需要的功能。比如教室后墻上的大屏幕，使異地學生好像就坐在教室的后排，授課教師不僅能看到他們的一舉一動，而且還能點他們回答問題、與他們展開對話。授課教師覺得對異地學生和本地學生能給予相同程度的關(guān)照，能隨時掌握他們的學習狀態(tài)，有效指導、監(jiān)督和管理他們的學習過程。

（2）同步課堂教師教學管理錄像分析

本研究隨機選取小學《語文》一課時課堂錄像，從微觀上深入、細致地分析在視頻同步互動分布式學習專用教室開展同步課堂教學的過程中，教師教學管理的狀況。把教師教學管理過程具體化為兩類行為：授課教師對本地-異地學生發(fā)起提問與對話；授課教師對本地-異地學生給予關(guān)注與提醒。通過教學錄像分析，統(tǒng)計整理相關(guān)數(shù)據(jù)，分析得出結(jié)論。

在本次同步課堂中，授課教師向本地-異地學生發(fā)起提問與對話共38次，其中20次發(fā)生在授課教師與本地學生之間，18次發(fā)生在授課教師與異地學生之間。授課教師與本地-異地學生之間的問答對話持續(xù)時長共636秒，其中與本地學生302秒，與異地學生334秒。授課教師向本地學生和異地學生發(fā)起提問與對話的人數(shù)、人次、時長百分比數(shù)據(jù)如表3所示。在互動人次方面，本地學生比異地學生多5.26%。在問答對話互動時長方面，異地學生比本地學生多5%?？梢?，授課教師對本地學生和對異地學生發(fā)起提問與會話的力度基本持平。

授課教師對本地-異地學生給予關(guān)注與提醒的具體行為主要有三類：提醒學生集中注意力；激勵學生回答問題；“懲罰”學生回答問題（點“開小差”的學生答問）。教學錄像分析發(fā)現(xiàn)，這三類行為出現(xiàn)的次數(shù)分布如表4所示，就這三類行為的總次數(shù)而言，授課教師對異地學生給予關(guān)注與提醒10次，占總次數(shù)的52.6%；對本地學生9次，占總次數(shù)的47.4%?？梢?，在視頻同步互動分布式學習專用教室，授課教師能夠?qū)Ρ镜貙W生和異地學生給予同等的關(guān)注與提醒。就本課時教學錄像而言，授課教師對異地學生的管理力度略大于本地學生，該教學環(huán)境克服了傳統(tǒng)遠程課堂中授課教師對異地學生管理不便的缺陷。

3.分布式學習同步課堂學生課程測驗成績總結(jié)評價

為了了解在視頻同步互動分布式學習專用教室開展的同步課堂教學的最終效果，本研究對小學生的《語文》、本科生的《文獻選讀》和研究生的《教育技術(shù)理論與發(fā)展研究》三門同步教學課程期終測驗成績，采用SPSS統(tǒng)計軟件進行分析。

首先，對小學生的《語文》本地-異地兩個班級的測驗成績做統(tǒng)計描述，如表5所示。從樣本容量、均值、標準差以及均值的標準誤可以看出，本地-異地學生測驗成績都較好。然后，采用獨立樣本t檢驗，在顯著性水平α=0.05假設(shè)下，計算得出F=0.249，sig=0.618>0.05，即P>α，可見，本地學生與異地學生的測驗成績沒有顯著差異。

同樣采用獨立樣本t檢驗，假設(shè)顯著性水平α=0.05，分別對本科生的《文獻選讀》和碩士生的《教育技術(shù)理論與發(fā)展研究》兩門課程的期終測驗成績進行分析。本科生的《文獻選讀》課程期終測驗成績F=1.016，sig=0.317>0.05，即本地學生和異地學生的測驗成績沒有顯著差異。碩士生的《教育技術(shù)理論與發(fā)展研究》課程期中測驗成績F=1.325，sig=0.257>0.05，本地學生和異地學生的測驗成績也沒有顯著差異。

從對本地-異地學生的課程期終測驗成績的總結(jié)性評價可以看出，在視頻同步互動分布式學習專用教室開展同步課堂教學，不僅整體教學效果好，而且異地學生的測驗成績并不遜色于本地學生。

四、研究結(jié)論

在視頻同步互動分布式學習專用教室開展的教學實證研究表明，該環(huán)境對講授式、討論式、探究式等各種常規(guī)課堂教學模式，都具有高度的適應性、實用性和便捷性。

從學生視角看，本地學生和異地學生均充分認可視頻同步互動分布式學習專用教室的教學功能。兩地教室互傳的視頻、音頻清晰流暢，教學資源及板書過程實時同步顯示；本地學生和異地學生不受地理位置的影響，可以開展師生之間、生生之間、人機之間的實時互動；（熊才平等，2007）異地學生與本地學生得到授課教師的同等關(guān)照，異地學生的課堂臨場感與本地學生的十分接近。

從教師視角看，授課教師對分布式學習專用教室的教學功能比較滿意，不僅能快速學會對教學設(shè)備的操作，而且能實現(xiàn)對本地-異地同步課堂教學過程的有效管理。視頻同步互動分布式學習專用教室里的教學設(shè)備一鍵開啟，授課教師只需具備電子白板操作技能，無需其他培訓即可實施本地-異地同步授課。在視頻同步互動分布式學習專用教室，授課教師能夠有效管理本地學生和異地學生，兩地課堂基本融為一體。利用分布式學習專用教室開展同步課堂教學時，本地學生和異地學生人數(shù)都不宜過多（25～55人為宜），確保學生人數(shù)在有效教學的可控范圍之內(nèi)。

從教學效果看，在視頻同步互動分布式學習專用教室開展的課程教學，學生成績良好，且異地學生和本地學生成績總體上無顯著差異。兩地學生課程測驗成績的同質(zhì)性，驗證了視頻同步互動分布式學習專用教室使異地學生和本地學生在同步課堂學習中處于同等有利的地位。

鑒于此，建議推廣應用視頻同步互動分布式學習專用教室開展同步課堂教學，利用信息化的顛覆性技術(shù)力量，突破過去地域以及學校的“小農(nóng)經(jīng)濟模式”，使欠發(fā)達地區(qū)的學生共享發(fā)達地區(qū)的優(yōu)質(zhì)教師資源，有效促進教育公平。

參考文獻：

[1]陳二厚，郝亞琳.最重要教育資源是教師[N].解放日報，2013-9-10.

[2]范先佐，郭清揚，趙丹.義務(wù)教育均衡發(fā)展與農(nóng)村教學點的建設(shè)[J].教育研究， 2011（9）：34-40.

[3]熊才平，吳瑞華.以信息技術(shù)促進教師資源配置城鄉(xiāng)一體化[J].教育研究，2007（3）：83-86.

[4]關(guān)松林.區(qū)域內(nèi)義務(wù)教育師資均衡配置：問題與破解[J].教育研究，2013（12）：46-51.

[5]黃勃，汪學均，沈蕾，王會燕，熊才平.基于“視頻同步互動”的分布式學習專用教室設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國電化教育，2015（6）：69-73.

[6]沈蕾.異地同步互動網(wǎng)絡(luò)教學專用教室的設(shè)計與實現(xiàn)[D].武漢：華中師范大學，2014.

（編輯：王天鵬）