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一种全新的双屏互动智慧教室设计方案解析

发布日期:2020-07-31 11:33

 

  教室是教学发生的主要场所,教室内的教育技术装备建设与应用情况是体现一个学校教学信息化程度的重要指标。学校应从实际需求出发,构建一种全新的双屏互动智慧教室的解决方案,实现无尘式交互教学,增强教师和学生之间的交流和互动,同时也能解决课堂的枯燥性问题。

  随着多媒体教学的不断发展,教师对多媒体辅助教学的应用提出了更高的要求。研究表明,在使用多媒体教室进行教学过程中也暴露出很多新的问题,诸如:频繁在黑板和多媒体讲台前切换幻灯片和板书,限制了教师课堂教学能力的发挥;课件信息量大,造成内容的堆砌,学生难以消化理解教学内容;课件呈现的“间断性”展示,割裂了教学内容的前后联系;教师过多地拘泥于课件上的内容,成了变相的“满堂灌”。

  因此,针对目前存在的这些问题,归纳了部分使用全新的双屏、多屏互动教学系统教室,以期对智慧教室的建设提供可借鉴的解决方案。

  智慧教室打破传统教室布局,使用可灵活挪动拼接的桌椅,适应各种研讨场景,同时为每个小组提供专门的研讨互动展示设备,允许学生使用自带设备参与课堂,并为学生组内、组间以及全班的内容展示提供便捷途径。

  智慧课堂互动借助互联网技术,将云端资源、手机资源和课堂互动的过程和结果画面显示在投屏设备上,只需在任意设备浏览器中输入指定的网址,填入为每堂课生成的专属“投屏码”,即可轻松实现教学内容的无线投屏。可将PPT、文档、视频、图片、网站等教学资料,以及签到、选人、抢答、投票、主题讨论等教学互动过程与结果,实现上墙展示。将每一间教室变为“智慧课堂”,让师生共享学习的乐趣。

  双屏互动教学系统由液晶触控屏、计算机、混合矩阵、双屏交互教学软件等软硬件构成,主要实现教学内容四种模式(镜像、关联、板书、自定义)的双轨展示,实现教学内容之间的意义关联与参照,助力课堂中师生多类形式的交互。

  教学扩音系统由多媒体功放、多媒体音箱、无线扩音设备构成,是整个系统中非常重要的部分。声音的清晰度决定课堂教学的质量,无线扩声设备一定要选用可移动式的话筒,且体积要小,以方便教师移动教学。功放一定要选用具有反馈抑制技术的设备,保证抑制啸叫能力强,具有较高的保真度。

  互动是未来课堂的核心,智慧教室的物理架构也是充分体现并围绕这一核心而进行的。改变传统的“秧田式”桌椅布局是必要的。为方便小组学习、协作学习的需求,采用符合人体工学设计、灵活易拼装的活动桌椅,可以组合成各种不同的形状,方便师生、小组成员间面对面地互动、交流,使分组讨论便捷高效。

  多屏学习空间的实现依赖智慧教室的云技术,在教学资源共享的基础上,配置多种功能的屏幕,包括:

  教师用屏幕:智慧教室中配备的教师用屏幕主要有交互式电子白板、触摸教学一体机或教师手持的pad。配备多个大屏幕成为当下智慧教室的一个发展趋势。

  电子白板/一体机的的使用主要有两个好处,一是丰富了教学过程中的交互性;二是实现教室的无尘化。

  多屏学习空间中则为教师提供更多的空间可以进行其他的操作。如在科学课堂中,教师可以使用第一块屏幕呈现基本原理,第二块屏幕进行习题讲解,第三块屏幕展示生活应用。

  在互动探究型智慧教室里,授课模式、小组讨论模式、小组展示模式,三个模式的综合利用强化学生小组合作,多屏灵活调度实现PBL(项目式学习)、TBL(小组学习合作)。

  云端一体化:依托教育云基础环境;集成海量优势教学资源;教师课堂资源实时共享;学生想法利用大屏反馈。

  互动多样化:多种形式的互动教学,包括师生与教学设备的人机交互,课堂内师生和生生之间通过智能终端互动;多样化的互动内容,利用智能终端进行视频、语音、图像、文字内容的互动。

  以学生学为主的如“翻转教学”、“补救教学”、“探究教学”等个性化教学模式;

  在多屏学习空间中,师生可以在教室的任一角落,在移动终端屏幕上进行触控、书写等操作,并直接映射在大屏幕上,实现远距离控制大屏幕,避免了传统课堂只能在讲台操控的不便。

  课后师生可接收到一份系统自动生成的课堂报告,学生由此获取教学资源,得知答题情况和上课积极程度等,老师也能从后台数据中看学生掌握知识的情况,师生课堂互动活跃度等。老师无忧授课,学生积极听课,“智慧教室”的出现为师生带来前所未有的上课体验,学习思维过程终于清晰可见。

  学生对知识的建构不仅仅发生在个体的新旧知识之间,更发生在人与人的互动之中,这也是5C学习理论的核心。

  但是学生在建构知识时的思维是隐性的,这为教育带来了实际的问题。首先,教师不了解学生的想法,也就难以在互动中为学生提供有效的支持与引导。不仅如此,学生的思维更需要被同学“看见”,因为正是学生间的思维碰撞促进了知识的建构。

  最新的教室设计试图将哈克尼斯教学法的基本原理应用到更大的课堂中去。应用之一便是组团教室,它兼顾了以授课为主和以小组讨论为主的两种教学法,最多可布置100个座位。小团体教室由可以坐下五六个学生的固定课桌组成。每桌有三个学生直接面向老师,另外两三个可以旋转椅子,或者面向老师,或者面向小组讨论桌。在传统的课堂中,教师固定站在教室前方,但是小团体教室的设计能让教师尝试多种课堂布置和教学策略。在同一个空间里,小团体教室既可以开展授课式教学、全班讨论,也可以开展小组讨论。

  小团体教室最早是为商科教育设计,之后在包括语言教学等学科中盛行。这类课堂的缺点在于,相比传统课堂,每位学生占用的教室面积更大,而它的优势在于,在非讲课时段,可以用于小组学习和团队协作。

  “升级”教室(以学生为中心,倡导主动学习的本科生教学环境项目)实践了组团教室和哈克尼斯教学法基于小组的原则,但在教室布置时比组团教室更松散些,充分利用了最新发展的教学技术。

  和哈克尼斯教学法相似,它要求学生在上课前完成自主预习,在课堂上讨论对课程资料的理解。而同组团教室一样,“升级”教室中一部分时间是用来讲课的(通常上课刚开始时),大部分的时间是用来做实验,小组讨论解决方案,开展课堂讨论,这些都基于教学软件与模拟教学。“升级”课堂曾被作为对传统授课为主的本科基础物理课的全新尝试,现在已经被推广到全球高校,用在选修人数众多的科学与数学课程中。

  组团教室和“升级”教室是教室设计最近趋势的两个例子,都融合了哈克尼斯的理念和最新发展的信息技术和教学技术。两者都可以被归为翻转课堂,结合课堂外的自主学习和课堂内的小组讨论、问题探讨。

  在翻转课堂中,上课和做作业的顺序是颠倒的。学生在课前观看授课视频,或者完成其他网上学习模块,这样课堂时间就可以被用来发起讨论,完成小组练习,或者开展其他项目。哈克尼斯教学法有其局限性,因为一个老师只能教授一小批学生,而组团教室、“升级”教室可以让老师以非讲课的形式同时给100人上课,大大克服了这种低效。

  佛罗里达大学沃灵顿工商管理学院的赫文纳楼是该院本科生最新的根据地,也是应用上述教室设计策略的最新典范。在美国的商学院中,沃灵顿学院规模宏大,大约5000名本科生同时在这里学习,支持30余个学生组织,多个职业与领导力培养项目。最新的教室设计和教学法引领了这幢楼的设计,包括其多个类型的教室。中国的大学可以学习赫文纳楼的创新设计,有效利用教室空间和教师时间。

  赫文纳大楼是一幢面积5000余平方米的三层教学楼,共有9个教室,一个用于临时会面的学生活动中心,16间小组讨论室,一个大型多功能区域用来举办会议或活动,29个学术指导办公室,一个技术支持中心,一个小型咖啡厅。这些教学空间、学生服务设施和社交场所集合在同一建筑中,丰富了学生的学习经历,有效支持了学院的翻转课堂教学法。

  赫文纳楼的学生中心为合作学习和独立学习的学生都提供了空间。学生在上课前后聚集于此,吃些东西,然后自习或者组团学习。学生中心动静结合,里面的各种办公家具可以让个人和小组或休息或工作。赫文纳楼的学生中心和边上的小组讨论室丰富了学生的学习体验,为课堂外的学习和合作提供了环境设施。这些设施也为那些通过网络课程,而非传统课堂学习的学生提供了社交平台和身份认同感。

  把大教室改造成小教室,以支持翻转课堂教学,沃灵顿学院在这方面是佼佼者。以前大部分沃灵顿学院本科生的大课都在大教室上,而现在这些课都在小教室上,让大部分学生通过远程视频会议参与,或者让他们通过播客回顾课堂内容。这种改变所节省的空间被用来建设小组讨论室、辅导中心、学生自习室,以及其他用于个人学习或者小组讨论的空间。

  赫文纳楼的二楼是一个学业成就中心,用来支持学生的个人学习需求。在学业成就中心,学生和老师、学业顾问、助教坐在一起。无论学生的专业水平如何,学生都会和老师面对面,获得老师一对一的关注与指导。