面向智慧校園的虛擬教室設(shè)計(jì)與大學(xué)教法創(chuàng)新

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　　摘　要：智慧教學(xué)環(huán)境是智慧校園的一個(gè)重要組成部分，本文在智慧校園的框架下進(jìn)行了虛擬教室體系設(shè)計(jì)的闡述，該體系整合了傳統(tǒng)教室的物理空間和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)空間，構(gòu)建了更加開(kāi)放的教學(xué)空間環(huán)境，提供了智慧教學(xué)環(huán)境的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)對(duì)大學(xué)新型教法的支持和創(chuàng)新，在協(xié)作教學(xué)、互動(dòng)教學(xué)及跨教室空間教學(xué)方法方面進(jìn)行了有益探索和實(shí)踐。 　　關(guān)鍵詞：智慧校園；智慧教學(xué)環(huán)境；虛擬教室；協(xié)作教學(xué)；互動(dòng)教學(xué) 　　中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2013）15-0054-03
　　一、智慧校園與智慧教學(xué)環(huán)境 　　近年來(lái)，智慧校園成為當(dāng)前校園信息化的熱點(diǎn)，智慧校園是數(shù)字校園的高端形態(tài)，是數(shù)字校園發(fā)展的理想追求（黃榮懷，2012）[1]，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者提出了“智慧校園”的內(nèi)涵和建設(shè)思路，目前得到業(yè)界普遍認(rèn)可的智慧校園的核心特征（朱洪波，2011）主要包括以下三個(gè)層面：一是為廣大師生提供一個(gè)智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)，提供基于角色的個(gè)性化定制服務(wù)；二是將基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)融入學(xué)校的各個(gè)應(yīng)用與服務(wù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作；三是通過(guò)智能感知環(huán)境和綜合信息服務(wù)平臺(tái)，為學(xué)校與外部世界提供一個(gè)相互交流和相互感知的接口。[2] 　　虛擬教室的設(shè)計(jì)就是面向智慧校園中第二個(gè)及第三個(gè)特征提供的智慧教學(xué)環(huán)境。虛擬教室體現(xiàn)了未來(lái)教室的概念，是智慧校園建設(shè)中的一個(gè)重要組成部分，它將改變學(xué)生、家長(zhǎng)對(duì)傳統(tǒng)教室的想象。在這個(gè)教室里，最大的變化是沒(méi)有黑板，也沒(méi)有粉筆，最大特色在于互動(dòng)連結(jié)，除了課堂多媒體互動(dòng)，還可以通過(guò)遠(yuǎn)程互動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)班級(jí)與班級(jí)、學(xué)校與學(xué)校之間的高清互動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生就像坐在一個(gè)超大公共課堂，分享來(lái)自全球最好的教師講座與教學(xué)資源。在這個(gè)智慧的教學(xué)環(huán)境里，真正實(shí)現(xiàn)“天涯若比鄰”，虛擬教室的設(shè)計(jì)就是面向智慧教學(xué)環(huán)境構(gòu)建的工作成果之一。 　　二、虛擬教室的內(nèi)涵及體系設(shè)計(jì) 　　隨著高校教學(xué)信息化的發(fā)展，教學(xué)空間和教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變，教學(xué)環(huán)境不僅僅包括物理空間，也引入了在線的學(xué)習(xí)空間，其中虛擬教室的研究和應(yīng)用就是教育技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究方向。 　　虛擬教室的概念最早由西方學(xué)者在上個(gè)世紀(jì)80年代提出，自概念提出以來(lái)，眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者不斷進(jìn)行研究和實(shí)踐。不同的學(xué)者對(duì)虛擬教室給出了不同的定義。通過(guò)研究，我們選擇了2個(gè)具有代表性專業(yè)性的定義來(lái)對(duì)虛擬教室的內(nèi)涵加以介紹。Hiltz（1995）[3]給出的定義：虛擬教室是一個(gè)教學(xué)和學(xué)習(xí)的環(huán)境，位于計(jì)算機(jī)作為媒介的通訊系統(tǒng)中，而不是由磚頭和黑板構(gòu)建，它包括一系列由軟件組成的交流、工作空間和工具。維基百科[4]給出的定義：虛擬教室是創(chuàng)建在虛擬空間中的學(xué)習(xí)環(huán)境。虛擬教室的目標(biāo)是教師和學(xué)生通過(guò)使用個(gè)人電腦遠(yuǎn)程參與到學(xué)習(xí)社區(qū)中而獲得高級(jí)教育體驗(yàn)，從而提高協(xié)作學(xué)習(xí)過(guò)程中的教育質(zhì)量和效果。 　　虛擬教室在國(guó)際上已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用,如美國(guó)的普渡大學(xué)、密執(zhí)根大學(xué)已經(jīng)將其應(yīng)用于教學(xué)活動(dòng)，虛擬教室的出現(xiàn)促使傳統(tǒng)教育理念發(fā)生革命性的變化，虛擬教室已經(jīng)成為全球化教育環(huán)境下的新型教育媒介，正在不斷發(fā)展和走向逐步完善。 　　虛擬教室是與傳統(tǒng)教室相對(duì)而言的，我們每天使用的教學(xué)場(chǎng)地就是傳統(tǒng)教室，所有的教學(xué)活動(dòng)局限于一個(gè)四面圍墻的物理空間里，虛擬教室是網(wǎng)絡(luò)空間里的教室，是對(duì)傳統(tǒng)教室的延伸，跨越了物理空間的限制，提供了一個(gè)物理空間和虛擬空間無(wú)縫連接的開(kāi)放的教學(xué)環(huán)境。 　　北京大學(xué)的虛擬教室體系的設(shè)計(jì)基于上述研究，同時(shí)結(jié)合北京大學(xué)智慧校園的設(shè)計(jì)規(guī)劃，構(gòu)建更加開(kāi)放的智慧教學(xué)環(huán)境，支持教學(xué)空間的拓展，讓有效教學(xué)通過(guò)真實(shí)情境和虛擬情境能得以發(fā)生。 　　虛擬教室構(gòu)建的關(guān)鍵問(wèn)題主要有以下三個(gè)： 　　（1）拓展教學(xué)空間。教學(xué)空間已經(jīng)不僅僅局限于傳統(tǒng)的物理場(chǎng)地，隨著教育技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)空間的概念已得到了延伸，即“教學(xué)空間=物理空間+虛擬空間”，虛擬教室的構(gòu)建，要緊緊依托傳統(tǒng)教室的空間，通過(guò)信息化手段使物理空間與虛擬空間進(jìn)行無(wú)縫鏈接，讓傳統(tǒng)教室與虛擬教室有機(jī)整合。 　?。?）創(chuàng)新教學(xué)方法。開(kāi)放的教學(xué)空間給教師、學(xué)生和教育技術(shù)支持人員都帶來(lái)了挑戰(zhàn)，課程的教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)生的學(xué)習(xí)方法及課堂的教學(xué)方法都有了新變化，互動(dòng)性教學(xué)、以學(xué)生為中心、同伴學(xué)習(xí)等教學(xué)策略將引入課堂。 　　（3）降低建設(shè)成本。增加虛擬教室功能，必然有信息化經(jīng)費(fèi)的投入，只有充分利用整合多媒體教室已有的教學(xué)設(shè)備，整合網(wǎng)絡(luò)及軟件，這樣才可以保證以較低的建設(shè)成本滿足教師的教學(xué)需求，并且有利于規(guī)模的擴(kuò)大，也便于解決視頻會(huì)議系統(tǒng)在教學(xué)應(yīng)用中受場(chǎng)地、設(shè)備的限制且成本昂貴的問(wèn)題。 　　經(jīng)過(guò)研究和實(shí)踐，我們?cè)O(shè)計(jì)了北京大學(xué)虛擬教室構(gòu)建體系，如圖1所示。 　　從圖1中我們可以看到，虛擬教室的構(gòu)建主要由三個(gè)部分組成： 　　（1）網(wǎng)絡(luò)：教室的電腦要與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)連接。 　?。?）硬件：除了傳統(tǒng)教室的多媒體教學(xué)設(shè)備，還需要大屏幕、投影儀、無(wú)線話筒、中控設(shè)備等。 　　（3）軟件：有能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)協(xié)作教學(xué)交流的軟件, 支持網(wǎng)路視頻見(jiàn)面、語(yǔ)音對(duì)話、PPT和白板等功能。 　　三、虛擬教室中幾種典型的教學(xué)方法改革探索 　　1.協(xié)作教學(xué) 　　協(xié)作教學(xué)是一種全新的教育理念，是教師之間、教師與其他相關(guān)人員之間（研究人員、試驗(yàn)人員、教輔人員及其他專業(yè)人員）就某個(gè)特定施教目標(biāo)組成團(tuán)隊(duì)或搭檔進(jìn)行協(xié)同教學(xué)的模式。在教學(xué)過(guò)程中，他們相互協(xié)調(diào)，相互學(xué)習(xí)，互為補(bǔ)充，共同提高，共同完善。如Knackendoffel, Robinson, Deshier & Schumaker2000 年提出：協(xié)作教學(xué)是“一個(gè)不斷完善的教育過(guò)程，不同專長(zhǎng)的教師自愿組合在一起，面對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的問(wèn)題，探討并研究出各種方法，并在實(shí)施過(guò)程中隨時(shí)監(jiān)控，及時(shí)改進(jìn)”。[5]  　　北大虛擬教室的設(shè)計(jì)給跨地域的協(xié)作教學(xué)模式的實(shí)施提供了很好的技術(shù)支撐,來(lái)自世界各地的教師都可以通過(guò)北大虛擬教室功能為北大教室中的學(xué)生進(jìn)行協(xié)作授課，來(lái)自不同國(guó)家之間的學(xué)生之間也可以進(jìn)行討論，擴(kuò)大了學(xué)生的國(guó)際視野。 　　【協(xié)作教學(xué)案例】 北大新聞傳播學(xué)院的李琨老師給本科生講授《英語(yǔ)新聞采寫》課，為了提高教學(xué)效果，特邀請(qǐng)了合眾社記者進(jìn)行聯(lián)合授課，并在課堂上對(duì)學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)， 在2010年4月29日上午二教109教室，利用虛擬教室成功實(shí)現(xiàn)與美國(guó)合眾社資深記者Krista Kapralo聯(lián)合授課，受到學(xué)生歡迎和好評(píng)。 　　2.互動(dòng)式教學(xué) 　　互動(dòng)式教學(xué)意指在一定的教學(xué)情境中，教學(xué)參與者以主體的身份遵循一定的規(guī)則、規(guī)范——這些規(guī)則、規(guī)范是參與者雙方普遍共同接受、共同認(rèn)可而達(dá)成的一致意見(jiàn)——進(jìn)行教學(xué)領(lǐng)域中物質(zhì)的、精神的交換和傳導(dǎo)活動(dòng)。在這一過(guò)程中傳導(dǎo)的內(nèi)容包括物與非物的、言語(yǔ)與非言語(yǔ)的、理解與解釋、領(lǐng)悟與說(shuō)明等環(huán)節(jié)和方面。在互動(dòng)過(guò)程中，由于雙方都是有意識(shí)的、能動(dòng)的交換或傳遞者，都以積極主動(dòng)的狀態(tài)參與活動(dòng)過(guò)程，從而決定了互動(dòng)不是單向反饋的過(guò)程，而是呈現(xiàn)一種雙向?qū)υ捄蜏贤?。它要求互?dòng)雙方介入、沉浸其中，它是一種活生生的過(guò)程，而非一種僵死的、無(wú)生氣的、具有強(qiáng)制性的過(guò)程。它是相對(duì)于傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)而言的，其主要特征在于教學(xué)過(guò)程中的“溝通”與“對(duì)話”。在師生關(guān)系上，互動(dòng)式教學(xué)也區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)方式，師生關(guān)系、教學(xué)關(guān)系不再是單向的，而是多向的、互動(dòng)的；學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中從單純接受者的角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過(guò)程的主體，從接受式學(xué)習(xí)改變?yōu)榘l(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新觀念和創(chuàng)新欲望，提升學(xué)生的創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)生新認(rèn)識(shí)、新思想和新事物的創(chuàng)新能力。[6]  　　國(guó)內(nèi)大學(xué)教學(xué)特別是基礎(chǔ)課教學(xué)，基本上是大班授課,由于人數(shù)多，內(nèi)容多，教師與學(xué)生很難在課堂進(jìn)行互動(dòng),而課后利用虛擬教室空間進(jìn)行互動(dòng)交流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的重要補(bǔ)充，也是進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)模式的探索實(shí)踐。 　　【互動(dòng)式教學(xué)案例】北大信科學(xué)院的屈婉玲老師給北大無(wú)錫軟件學(xué)院研究生授課《算法的分析與設(shè)計(jì)》，屈老師在北京，學(xué)生在無(wú)錫，該課的教學(xué)方式以集中面授方式為主，但是由于課程難度大，學(xué)生人數(shù)多，面授時(shí)間有限，教師不可能在課堂上與學(xué)生互動(dòng)，屈老師利用虛擬教室功能增加了答疑環(huán)節(jié)，每周定期通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與學(xué)生互動(dòng)，學(xué)生語(yǔ)音提問(wèn)，屈老師利用語(yǔ)音、PPT和手寫筆功能，形象生動(dòng)地解決了學(xué)生的問(wèn)題，受到了學(xué)生的熱烈歡迎。 　　3.跨教室授課 　　跨教室授課模式是在一間教室無(wú)法滿足聽(tīng)課人數(shù)需求時(shí)，用多間教室作為授課空間，即“教室1+教室2+……教室N=授課教室空間”，教師在一間主教室授課，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在其他教室同步聽(tīng)課的效果，用虛擬教室功能作為技術(shù)支撐滿足這種以采用新型教學(xué)手段為特點(diǎn)的創(chuàng)新實(shí)踐。 　　【跨教室教學(xué)案例】2012年秋季學(xué)期, 北大林毅夫老師開(kāi)設(shè)的課程是《中國(guó)經(jīng)濟(jì)專題》，授課對(duì)象為國(guó)家發(fā)展研究院經(jīng)濟(jì)學(xué)雙學(xué)位的學(xué)生，課程總?cè)藬?shù)480人，但每次聽(tīng)課人數(shù)都在600~700人，理教108一間教室無(wú)法容納這么多人聽(tīng)課，在這種情況下，通過(guò)虛擬教室功能將理教108和106教室的物理空間連接起來(lái)，成功為林毅夫老師進(jìn)行跨教室授課提供了技術(shù)支持。 　　四、結(jié)束語(yǔ) 　　面向智慧校園的虛擬教室功能設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了未來(lái)智慧教室的雛形，受到了教師和學(xué)生的歡迎和好評(píng)，通過(guò)提供開(kāi)放的智慧教學(xué)環(huán)境支持了大學(xué)教學(xué)方法的創(chuàng)新和實(shí)踐，技術(shù)與教學(xué)的深度融合將促進(jìn)高校混合式學(xué)習(xí)的開(kāi)展和教學(xué)方法創(chuàng)新，對(duì)未來(lái)教育將產(chǎn)生革命性影響。?筅 　　參考文獻(xiàn)： 　　[1]黃榮懷，張進(jìn)寶，胡永斌，楊俊鋒.智慧校園：數(shù)字校園發(fā)展的必然趨勢(shì)[J].開(kāi)放教育研究，2012(4):12-15. 　　[2]朱洪波,張登銀,楊龍祥,孫知信,宗平.南京郵電大學(xué)基于物聯(lián)技術(shù)的“智慧校園”建設(shè)與規(guī)劃[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2011(11):18-19. 　　[3]Starr Roxanne Hiltz（1994）. The Virtual   Classroom: Learning Without Limits via Computer Networks[M].Ablex Publishing Corporation,1994:3-18. 　　[4]virtual education[EB/OL]. http://en.wikipedia.org/wiki/Virtual_education . 　　[5]Gilly Salmon(2004).E-moderating: The key to teaching and learning online (Second Edition)[M].Talor & Francis Books Ltd. 　　[6]協(xié)作教學(xué)[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/4282236.htm. 　　[7]互動(dòng)教學(xué)[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/2895281.htm. 　?。ň庉嫞和跆禊i）