面向智慧教育的智能手機(jī)輔助教學(xué)研究

丁益民 張余夢 章天金 周斌

摘 ? 要：促進(jìn)智慧教育的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)被大力推廣，然而同樣起促進(jìn)作用的智能手機(jī)引入教學(xué)卻被大多數(shù)教師所摒棄。為了破解這個(gè)矛盾，文章將智能手機(jī)融入到課堂教學(xué)中，提出了智能手機(jī)輔助教學(xué)（Smartphone Assisted Instruction，簡稱SAI）的概念，充分利用智能手機(jī)的軟硬件構(gòu)建了智能手機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)（Smartphone Assisted Instruction System，簡稱SAIS）。該系統(tǒng)將智能手機(jī)的同屏技術(shù)、移動(dòng)傳感技術(shù)與“互聯(lián)網(wǎng)+”理念相結(jié)合，具有明顯的先進(jìn)性，具備實(shí)施智慧教育的三個(gè)條件。文章還以《聲音的產(chǎn)生與傳播》為例進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐分析，分析表明SAIS具有諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地促進(jìn)智慧教育。

關(guān)鍵詞：智慧教育;智能手機(jī);教學(xué)研究

中圖分類號(hào)：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2021）10-0082-04

一、引言

當(dāng)今社會(huì)智能手機(jī)的發(fā)展越來越快，更新?lián)Q代更為迅速，功能也越加齊全，如智能手機(jī)擁有手機(jī)傳感器、同屏投影、大容量存儲(chǔ)等。這些功能若應(yīng)用于教學(xué)中必能帶來很多便利，從而提升教學(xué)效率，提高教學(xué)質(zhì)量。王竹立教授等曾提出將智能手機(jī)引入課堂，并指出這一技術(shù)產(chǎn)品有可能成為壓垮傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式這只“駱駝”的最后一根稻草。[1]黎加厚教授等也指出中國版“BYOD時(shí)代”開始到來，他認(rèn)為智能手機(jī)引入課堂是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的必然趨勢，如果一所學(xué)校禁止學(xué)生在課堂上使用手機(jī)，那么這所學(xué)校就永遠(yuǎn)也進(jìn)不了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時(shí)代。[2]還有一些學(xué)者也認(rèn)為智能手機(jī)應(yīng)該進(jìn)入“互聯(lián)網(wǎng)+”課堂，并對其進(jìn)行了研究分析。如龔志敏等對“互聯(lián)網(wǎng)+”課堂模式的發(fā)展進(jìn)行了研究，并提出了一些“手機(jī)+互聯(lián)網(wǎng)”課堂的發(fā)展策略;[3]董立國在智能手機(jī)對課堂教學(xué)的影響方面進(jìn)行了探討，并介紹了幾點(diǎn)智能手機(jī)走進(jìn)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)方面的認(rèn)識(shí)。[4]筆者發(fā)現(xiàn)關(guān)于智能手機(jī)進(jìn)入課堂教學(xué)的研究很多，但其研究過程不夠系統(tǒng)，且完整應(yīng)用于實(shí)踐中的研究較少。因此本研究將智能手機(jī)融入整個(gè)教學(xué)過程中，利用智能手機(jī)配置的各種硬件協(xié)同APP軟件構(gòu)建智能手機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)，提供實(shí)施智慧教育的三個(gè)支撐條件;旨在提供智慧化服務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生各方面能力，啟發(fā)學(xué)生智慧，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智慧教育;并且以《聲音的產(chǎn)生與傳播》教學(xué)實(shí)踐為例對其進(jìn)行了深入的分析。

二、智能手機(jī)輔助教學(xué)（SAI）

1.問題的提出

我國于上世紀(jì)80年代開始引入計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Assisted Instruction，以下簡稱CAI）。[5]40多年來，其研究熱度只增不減，特別是在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”誕生后，因計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)性，CAI研究量更是直線上升。CAI確實(shí)給教學(xué)帶來了不少便利，然而由于計(jì)算機(jī)本身固有的一些特點(diǎn)，它也存在著一些不可避免的缺點(diǎn)。比如，計(jì)算機(jī)操作界面多而復(fù)雜，教師難以充分發(fā)揮其功能;計(jì)算機(jī)笨重，置于教室一角，教師為操作計(jì)算機(jī)，活動(dòng)范圍受到限制，不能與學(xué)生進(jìn)行近距離交流;與計(jì)算機(jī)配套的音響話筒等設(shè)備容易損壞，出現(xiàn)音質(zhì)不佳等問題，需要經(jīng)常進(jìn)行維修。[6]其中最致命的便是限制了教師與學(xué)生的近距離交流，不能真正實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的交互性、突出學(xué)生的主體性。CAI單純追求直觀和生動(dòng)，導(dǎo)致學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的機(jī)會(huì)少，教師與學(xué)生也沒有進(jìn)行真正意義上的交互，有的只是人機(jī)交互，且限制了學(xué)生的意外學(xué)習(xí)，限制了學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)、智慧的開發(fā)，不利于智慧教育的實(shí)施。

將智能手機(jī)運(yùn)用于教學(xué)具有突出的優(yōu)點(diǎn)。智能手機(jī)因其體積小質(zhì)量輕，而且?guī)熒耸忠徊?，教師可以直接拿著它進(jìn)行教學(xué)，與學(xué)生進(jìn)行近距離交流，使學(xué)生一起參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。這既能實(shí)現(xiàn)師與生、生與生之間的交互，又可進(jìn)行隨機(jī)教學(xué)，使學(xué)生收獲意外學(xué)習(xí)效果。在基于智能手機(jī)教學(xué)的師生交互過程中，通過智能手機(jī)可以及時(shí)了解各個(gè)學(xué)生的想法，發(fā)現(xiàn)各個(gè)學(xué)生的問題并加以解決，便于對學(xué)生進(jìn)行因材施教，突出了學(xué)生的主體性。當(dāng)然因?yàn)槭謾C(jī)便于攜帶，且有各種拍照錄音功能，可以隨時(shí)收集新的生活素材，更新課件中的教學(xué)內(nèi)容，從而有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，這剛好可以彌補(bǔ)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的一些不足，據(jù)此，我們提出了智能手機(jī)輔助教學(xué)（Smartphone Assisted Instruction，以下簡稱SAI）的概念。

2.智能手機(jī)輔助教學(xué)的概念

關(guān)于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的概念，學(xué)者多有論述。李藝對其進(jìn)行了綜合分析后認(rèn)為，應(yīng)該對其賦予更廣泛的內(nèi)涵：任何將計(jì)算機(jī)作為一種教學(xué)工具應(yīng)用于教學(xué)活動(dòng)中、有利于由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)化的教學(xué)方法的實(shí)施過程就應(yīng)該被認(rèn)為是“正統(tǒng)的”計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。[7]同樣，筆者認(rèn)為，只要是將智能手機(jī)運(yùn)用到了教學(xué)活動(dòng)中，有利于教學(xué)過程的開展、教學(xué)效率的提高、教學(xué)效果的提升、教學(xué)目標(biāo)的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)，推動(dòng)了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，促進(jìn)了智慧教育的實(shí)現(xiàn)，均可稱之為廣義的SAI。本研究中狹義的SAI是指，利用智能手機(jī)在課前進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備，課中放映課件、展示學(xué)生活動(dòng)、進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，課后進(jìn)行作業(yè)提交、個(gè)性輔導(dǎo)，在整個(gè)教學(xué)過程中均用到了智能手機(jī)來輔助教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量。智慧教學(xué)模式如圖1所示。

3.智能手機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)

筆者將智能手機(jī)融入到課堂教學(xué)過程中，運(yùn)用智能手機(jī)的各種硬、軟件構(gòu)建了智能手機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)（Smartphone Assisted Instruction System，以下簡稱SAIS），結(jié)構(gòu)如圖2所示。SAIS包括投影設(shè)備、手機(jī)終端、同屏傳輸器、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)四部分。其中手機(jī)端包括手機(jī)硬件、系統(tǒng)軟件和教學(xué)軟件。手機(jī)硬件這里不加以闡述。系統(tǒng)軟件主要是指相機(jī)、視頻播放器、錄音機(jī)、QQ、微信、時(shí)鐘、指南針、手電筒、瀏覽器、直播軟件、文字處理軟件、表格處理軟件、圖形處理軟件、動(dòng)畫制作軟件等。教學(xué)軟件則范疇比較廣，并且正在持續(xù)開發(fā)中，有手機(jī)傳感器應(yīng)用APP、虛擬示波器、噪聲計(jì)、NB物理虛擬實(shí)驗(yàn)、猿題庫、作業(yè)盒子等。SAIS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。本系統(tǒng)中有兩個(gè)WIFI信號(hào)——無線網(wǎng)絡(luò)WIFI和同屏傳輸器WIFI。前者用于手機(jī)上網(wǎng)，后者用于手機(jī)同屏投影儀。在課堂教學(xué)過程中，教師手機(jī)通過同屏傳輸器發(fā)射的WIFI信號(hào)與投影機(jī)相連，投影機(jī)便會(huì)將手機(jī)上的畫面投影到幕布上，教師則可以通過直接操作手機(jī)來開展課堂教學(xué)。

三、SAI在智慧教育中的體現(xiàn)

1.SAI在智慧教育概念中的體現(xiàn)

不同的學(xué)者對智慧教育的理解不同。最早在2000年時(shí)，陳志平等認(rèn)為智慧教育有別于知識(shí)教育的被動(dòng)認(rèn)知與灌輸模式，是在舉一反三地學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)啟發(fā)學(xué)生心靈與智慧，是一種學(xué)思并重、以提高教學(xué)質(zhì)量為主要目的教育模式。[8]后來隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智慧教育被賦予了新的定義。其中鐘曉流等認(rèn)為，智慧教育是依托移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)所打造的泛在化、感知化、一體化、智能化的新型教育生態(tài)系統(tǒng);通過實(shí)現(xiàn)教育環(huán)境、教育資源及教育管理的智慧化，最終為教育活動(dòng)所涉及的各類主體提供智慧化的教育服務(wù)。[9]前者注重提高教學(xué)質(zhì)量，啟發(fā)學(xué)生心靈與智慧，后者注重信息技術(shù)的使用，提供教育服務(wù)。有人認(rèn)為兩者相互矛盾。筆者認(rèn)為，前者啟發(fā)學(xué)生智慧，實(shí)質(zhì)是培養(yǎng)學(xué)生，培養(yǎng)人，它是教育的本質(zhì)，是教育的最終目的;后者信息技術(shù)的使用實(shí)質(zhì)是一種教學(xué)手段。兩者并不矛盾，應(yīng)該相互輔成、相互統(tǒng)合。使用信息技術(shù)是為了更好地培養(yǎng)人，培養(yǎng)人需要信息技術(shù)的參與。

智慧教育應(yīng)該恰當(dāng)運(yùn)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代的信息技術(shù)，提供智慧化的教育服務(wù)，以提升教學(xué)質(zhì)量、提高教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力，它是啟發(fā)學(xué)生心靈與智慧的教育新形態(tài)。本研究中的智能手機(jī)輔助教學(xué)就是運(yùn)用手機(jī)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、同屏、移動(dòng)傳感等技術(shù)來優(yōu)化教育服務(wù)，提升教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)效率，一方面使學(xué)生智慧學(xué)習(xí)，另一方面開發(fā)學(xué)生智慧，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智慧教育。

2.SAI在智慧教育實(shí)施中的體現(xiàn)

不少學(xué)者對智慧教育的具體實(shí)施進(jìn)行了研究，其中郭紅霞對智慧教育的綜述研究中總結(jié)智慧教育具體的實(shí)施需要智慧資源、智慧教學(xué)模式、智慧技術(shù)等來支撐，以實(shí)現(xiàn)提升教育教學(xué)質(zhì)量的終極目標(biāo)。[10]

（1）智慧資源

智能手機(jī)因其本身的一些特點(diǎn)，被用于教學(xué)中會(huì)使教學(xué)資源更加“智慧”，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。①智能手機(jī)由于輕小方便攜帶，可以用來隨時(shí)隨地搜索資源，其時(shí)間地點(diǎn)不受限制，更加靈活，可以更好地為教師、學(xué)生服務(wù)。②智能手機(jī)由于系統(tǒng)自帶照相機(jī)、錄音機(jī)等，任何人都可以在生活中獲取資源。例如，即使學(xué)生坐車時(shí)遇到兩車交匯的情況也可以將其拍攝成視頻，作為相對運(yùn)動(dòng)教學(xué)時(shí)的資源。③利用智能手機(jī)可以在生活中獲得資源，教師便可以創(chuàng)建自己的資源庫，以自己的學(xué)生為中心選擇教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化服務(wù)。④利用智能手機(jī)可以智慧地管理并分享教學(xué)資源。

（2）智慧教學(xué)模式

由于智能手機(jī)具有良好的通訊功能，尤其是某些App的應(yīng)用，教師可以與學(xué)生進(jìn)行頻繁的互動(dòng)和協(xié)作交流，因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式需要變革。教師不僅可以將智能手機(jī)用于課堂教學(xué)的過程中，還可以用于課前與學(xué)生的交流，了解學(xué)情、確定教學(xué)內(nèi)容、發(fā)送教學(xué)資源等;用于課后布置作業(yè)、教學(xué)評價(jià)、個(gè)性輔導(dǎo)、完善檔案等，向智慧課堂教學(xué)模式推進(jìn)。但由于學(xué)校的教學(xué)制度對學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間進(jìn)行了規(guī)定，大多數(shù)中小學(xué)的學(xué)生課外學(xué)習(xí)時(shí)間受到限制，并不像大學(xué)生那么靈活，不可能在課外花大量的時(shí)間進(jìn)行自學(xué)。鑒于可行性，本研究中的教學(xué)實(shí)踐還是將大量的學(xué)習(xí)時(shí)間放在課堂上，構(gòu)建三段九步式模式，即學(xué)情分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、情境創(chuàng)設(shè)、探究學(xué)習(xí)、實(shí)時(shí)檢測、總結(jié)提升、課后作業(yè)、個(gè)性輔導(dǎo)、反思評價(jià)，如圖1所示。

（3）智慧技術(shù)

智能手機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)是將智能手機(jī)納入到教學(xué)系統(tǒng)中，其中需要用到同屏技術(shù)。同屏顯示總共有三種方式。[6]一是利用數(shù)據(jù)線使手機(jī)有線連接教室電腦;二是利用App（ApowerSoft、ApowerMirror、MirrorOp等）將手機(jī)無線同屏到電腦上;三是利用同屏傳輸器將手機(jī)無線投屏到投影儀上。第一種方法由于需有線連接，與計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)中教師只能在講臺(tái)上講學(xué)生在下面聽的模式相似，限制了教師的活動(dòng)范圍，不便于教學(xué)。第二種方法需要用到電腦，會(huì)受到電腦性能的影響，且對教師的軟件操作能力有一定要求。因此，本研究中采用了第三種方法。其操作步驟如下：首先，將同屏傳輸器插入投影機(jī)的HDMI接口，另有USB口進(jìn)行充電;其次，啟動(dòng)投影機(jī)，將信號(hào)源調(diào)整為對應(yīng)的HDMI輸入，投影機(jī)會(huì)出現(xiàn)同屏器的WIFI名稱和密碼，按下同屏器上的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換按鍵，切換至安卓系統(tǒng)界面（本研究中使用的手機(jī)是安卓系統(tǒng)，若為IOS系統(tǒng)，則切換到IOS系統(tǒng)界面）;最后，用手機(jī)連接教室WIFI，找到手機(jī)中的無線分享（有的手機(jī)是多屏互動(dòng)，無線顯示、投射屏幕等）功能，搜索到該同屏器進(jìn)行連接即可。

四、《聲音的產(chǎn)生與傳播》教學(xué)案例

《聲音的產(chǎn)生與傳播》是學(xué)生初接觸物理學(xué)科時(shí)所學(xué)習(xí)的一節(jié)內(nèi)容，這時(shí)的學(xué)生對物理學(xué)科的認(rèn)識(shí)還不深，感覺物理與自己的生活有很大的距離，學(xué)習(xí)興趣不高。因此，這節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)對學(xué)生了解物理學(xué)科的特點(diǎn)、樹立對物理的感知、激發(fā)對物理的學(xué)習(xí)興趣至關(guān)重要。筆者在這節(jié)課中運(yùn)用智能手機(jī)輔助教學(xué)的方法，以期培養(yǎng)學(xué)生各方面的能力。筆者依照圖1的智慧教育模式的三個(gè)環(huán)節(jié)分別進(jìn)行了課前設(shè)計(jì)、課中設(shè)計(jì)和課后設(shè)計(jì)，如表1-3所示。

筆者在這節(jié)課的教學(xué)中，以智慧資源、智慧教學(xué)模式、智慧技術(shù)為支撐，充分發(fā)揮了智能手機(jī)的各種功能，運(yùn)用了智能手機(jī)輔助教學(xué)法。課前讓學(xué)生用手機(jī)收集生活中的各種聲音資源，并在課上的檢測中依據(jù)學(xué)情，以學(xué)生為中心選擇性地講解這些聲音的產(chǎn)生。整個(gè)教學(xué)過程中運(yùn)用三段九步式教學(xué)模式，利用智能手機(jī)的同屏技術(shù)來展示學(xué)生活動(dòng)，注重運(yùn)用智能手機(jī)輔助教學(xué)法來培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、發(fā)現(xiàn)問題能力、自主創(chuàng)造能力等，啟發(fā)學(xué)生的智慧，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智慧教育。

五、結(jié)語

智能手機(jī)輔助教學(xué)（SAI）是將智能手機(jī)的“同屏”技術(shù)、移動(dòng)傳感技術(shù)與“互聯(lián)網(wǎng)+”理念相結(jié)合構(gòu)建的新教學(xué)方法。SAI不僅簡單有效、功能強(qiáng)大、成本低廉，還具有良好的交互性，更能體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教育理念，而且能夠更有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力、開發(fā)學(xué)生智慧，為智慧教育的實(shí)施提供新的思路。

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（編輯：王天鵬）

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