面向智慧校園的虛擬教室設計與大學教法創(chuàng)新

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　　摘　要：智慧教學環(huán)境是智慧校園的一個重要組成部分，本文在智慧校園的框架下進行了虛擬教室體系設計的闡述，該體系整合了傳統(tǒng)教室的物理空間和網絡教學空間，構建了更加開放的教學空間環(huán)境，提供了智慧教學環(huán)境的服務，實現了信息技術對大學新型教法的支持和創(chuàng)新，在協(xié)作教學、互動教學及跨教室空間教學方法方面進行了有益探索和實踐。 　　關鍵詞：智慧校園；智慧教學環(huán)境；虛擬教室；協(xié)作教學；互動教學 　　中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2013）15-0054-03
　　一、智慧校園與智慧教學環(huán)境 　　近年來，智慧校園成為當前校園信息化的熱點，智慧校園是數字校園的高端形態(tài)，是數字校園發(fā)展的理想追求（黃榮懷，2012）[1]，國內很多學者提出了“智慧校園”的內涵和建設思路，目前得到業(yè)界普遍認可的智慧校園的核心特征（朱洪波，2011）主要包括以下三個層面：一是為廣大師生提供一個智能感知環(huán)境和綜合信息服務平臺，提供基于角色的個性化定制服務；二是將基于計算機網絡的信息服務融入學校的各個應用與服務領域，實現互聯(lián)和協(xié)作；三是通過智能感知環(huán)境和綜合信息服務平臺，為學校與外部世界提供一個相互交流和相互感知的接口。[2] 　　虛擬教室的設計就是面向智慧校園中第二個及第三個特征提供的智慧教學環(huán)境。虛擬教室體現了未來教室的概念，是智慧校園建設中的一個重要組成部分，它將改變學生、家長對傳統(tǒng)教室的想象。在這個教室里，最大的變化是沒有黑板，也沒有粉筆，最大特色在于互動連結，除了課堂多媒體互動，還可以通過遠程互動系統(tǒng)實現班級與班級、學校與學校之間的高清互動學習，學生就像坐在一個超大公共課堂，分享來自全球最好的教師講座與教學資源。在這個智慧的教學環(huán)境里，真正實現“天涯若比鄰”，虛擬教室的設計就是面向智慧教學環(huán)境構建的工作成果之一。 　　二、虛擬教室的內涵及體系設計 　　隨著高校教學信息化的發(fā)展，教學空間和教學環(huán)境的設計已經發(fā)生了轉變，教學環(huán)境不僅僅包括物理空間，也引入了在線的學習空間，其中虛擬教室的研究和應用就是教育技術學科領域中的一個重要研究方向。 　　虛擬教室的概念最早由西方學者在上個世紀80年代提出，自概念提出以來，眾多國內外學者不斷進行研究和實踐。不同的學者對虛擬教室給出了不同的定義。通過研究，我們選擇了2個具有代表性專業(yè)性的定義來對虛擬教室的內涵加以介紹。Hiltz（1995）[3]給出的定義：虛擬教室是一個教學和學習的環(huán)境，位于計算機作為媒介的通訊系統(tǒng)中，而不是由磚頭和黑板構建，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習環(huán)境。虛擬教室的目標是教師和學生通過使用個人電腦遠程參與到學習社區(qū)中而獲得高級教育體驗，從而提高協(xié)作學習過程中的教育質量和效果。 　　虛擬教室在國際上已經得到了廣泛的認可和應用,如美國的普渡大學、密執(zhí)根大學已經將其應用于教學活動，虛擬教室的出現促使傳統(tǒng)教育理念發(fā)生革命性的變化，虛擬教室已經成為全球化教育環(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)教室相對而言的，我們每天使用的教學場地就是傳統(tǒng)教室，所有的教學活動局限于一個四面圍墻的物理空間里，虛擬教室是網絡空間里的教室，是對傳統(tǒng)教室的延伸，跨越了物理空間的限制，提供了一個物理空間和虛擬空間無縫連接的開放的教學環(huán)境。 　　北京大學的虛擬教室體系的設計基于上述研究，同時結合北京大學智慧校園的設計規(guī)劃，構建更加開放的智慧教學環(huán)境，支持教學空間的拓展，讓有效教學通過真實情境和虛擬情境能得以發(fā)生。 　　虛擬教室構建的關鍵問題主要有以下三個： 　?。?）拓展教學空間。教學空間已經不僅僅局限于傳統(tǒng)的物理場地，隨著教育技術的發(fā)展，教學空間的概念已得到了延伸，即“教學空間=物理空間+虛擬空間”，虛擬教室的構建，要緊緊依托傳統(tǒng)教室的空間，通過信息化手段使物理空間與虛擬空間進行無縫鏈接，讓傳統(tǒng)教室與虛擬教室有機整合。 　?。?）創(chuàng)新教學方法。開放的教學空間給教師、學生和教育技術支持人員都帶來了挑戰(zhàn)，課程的教學設計、學生的學習方法及課堂的教學方法都有了新變化，互動性教學、以學生為中心、同伴學習等教學策略將引入課堂。 　　（3）降低建設成本。增加虛擬教室功能，必然有信息化經費的投入，只有充分利用整合多媒體教室已有的教學設備，整合網絡及軟件，這樣才可以保證以較低的建設成本滿足教師的教學需求，并且有利于規(guī)模的擴大，也便于解決視頻會議系統(tǒng)在教學應用中受場地、設備的限制且成本昂貴的問題。 　　經過研究和實踐，我們設計了北京大學虛擬教室構建體系，如圖1所示。 　　從圖1中我們可以看到，虛擬教室的構建主要由三個部分組成： 　?。?）網絡：教室的電腦要與國際互聯(lián)網連接。 　?。?）硬件：除了傳統(tǒng)教室的多媒體教學設備，還需要大屏幕、投影儀、無線話筒、中控設備等。 　?。?）軟件：有能夠進行實時協(xié)作教學交流的軟件, 支持網路視頻見面、語音對話、PPT和白板等功能。 　　三、虛擬教室中幾種典型的教學方法改革探索 　　1.協(xié)作教學 　　協(xié)作教學是一種全新的教育理念，是教師之間、教師與其他相關人員之間（研究人員、試驗人員、教輔人員及其他專業(yè)人員）就某個特定施教目標組成團隊或搭檔進行協(xié)同教學的模式。在教學過程中，他們相互協(xié)調，相互學習，互為補充，共同提高，共同完善。如Knackendoffel, Robinson, Deshier & Schumaker2000 年提出：協(xié)作教學是“一個不斷完善的教育過程，不同專長的教師自愿組合在一起，面對學生學習過程中的問題，探討并研究出各種方法，并在實施過程中隨時監(jiān)控，及時改進”。[5]  　　北大虛擬教室的設計給跨地域的協(xié)作教學模式的實施提供了很好的技術支撐,來自世界各地的教師都可以通過北大虛擬教室功能為北大教室中的學生進行協(xié)作授課，來自不同國家之間的學生之間也可以進行討論，擴大了學生的國際視野。 　　【協(xié)作教學案例】 北大新聞傳播學院的李琨老師給本科生講授《英語新聞采寫》課，為了提高教學效果，特邀請了合眾社記者進行聯(lián)合授課，并在課堂上對學生的作業(yè)進行點評， 在2010年4月29日上午二教109教室，利用虛擬教室成功實現與美國合眾社資深記者Krista Kapralo聯(lián)合授課，受到學生歡迎和好評。 　　2.互動式教學 　　互動式教學意指在一定的教學情境中，教學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、共同認可而達成的一致意見——進行教學領域中物質的、精神的交換和傳導活動。在這一過程中傳導的內容包括物與非物的、言語與非言語的、理解與解釋、領悟與說明等環(huán)節(jié)和方面。在互動過程中，由于雙方都是有意識的、能動的交換或傳遞者，都以積極主動的狀態(tài)參與活動過程，從而決定了互動不是單向反饋的過程，而是呈現一種雙向對話和溝通。它要求互動雙方介入、沉浸其中，它是一種活生生的過程，而非一種僵死的、無生氣的、具有強制性的過程。它是相對于傳統(tǒng)灌輸式教學而言的，其主要特征在于教學過程中的“溝通”與“對話”。在師生關系上，互動式教學也區(qū)別于傳統(tǒng)教學方式，師生關系、教學關系不再是單向的，而是多向的、互動的；學生在教學活動中從單純接受者的角色轉變?yōu)閷W習過程的主體，從接受式學習改變?yōu)榘l(fā)現學習、探究學習，激發(fā)學生的創(chuàng)新觀念和創(chuàng)新欲望，提升學生的創(chuàng)新興趣，培養(yǎng)學生產生新認識、新思想和新事物的創(chuàng)新能力。[6]  　　國內大學教學特別是基礎課教學，基本上是大班授課,由于人數多，內容多，教師與學生很難在課堂進行互動,而課后利用虛擬教室空間進行互動交流，實現了對課堂教學內容的重要補充，也是進行互動式教學模式的探索實踐。 　　【互動式教學案例】北大信科學院的屈婉玲老師給北大無錫軟件學院研究生授課《算法的分析與設計》，屈老師在北京，學生在無錫，該課的教學方式以集中面授方式為主，但是由于課程難度大，學生人數多，面授時間有限，教師不可能在課堂上與學生互動，屈老師利用虛擬教室功能增加了答疑環(huán)節(jié)，每周定期通過網絡與學生互動，學生語音提問，屈老師利用語音、PPT和手寫筆功能，形象生動地解決了學生的問題，受到了學生的熱烈歡迎。 　　3.跨教室授課 　　跨教室授課模式是在一間教室無法滿足聽課人數需求時，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，實現學生在其他教室同步聽課的效果，用虛擬教室功能作為技術支撐滿足這種以采用新型教學手段為特點的創(chuàng)新實踐。 　　【跨教室教學案例】2012年秋季學期, 北大林毅夫老師開設的課程是《中國經濟專題》，授課對象為國家發(fā)展研究院經濟學雙學位的學生，課程總人數480人，但每次聽課人數都在600~700人，理教108一間教室無法容納這么多人聽課，在這種情況下，通過虛擬教室功能將理教108和106教室的物理空間連接起來，成功為林毅夫老師進行跨教室授課提供了技術支持。 　　四、結束語 　　面向智慧校園的虛擬教室功能設計，體現了未來智慧教室的雛形，受到了教師和學生的歡迎和好評，通過提供開放的智慧教學環(huán)境支持了大學教學方法的創(chuàng)新和實踐，技術與教學的深度融合將促進高?；旌鲜綄W習的開展和教學方法創(chuàng)新，對未來教育將產生革命性影響。?筅 　　參考文獻： 　　[1]黃榮懷，張進寶，胡永斌，楊俊鋒.智慧校園：數字校園發(fā)展的必然趨勢[J].開放教育研究，2012(4):12-15. 　　[2]朱洪波,張登銀,楊龍祥,孫知信,宗平.南京郵電大學基于物聯(lián)技術的“智慧校園”建設與規(guī)劃[J].中國教育網絡，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[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/4282236.htm. 　　[7]互動教學[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/2895281.htm. 　　（編輯：王天鵬）