面向智慧校園的虛擬教室設(shè)計與大學(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(shè)計的闡述，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)，實現(xiàn)了信息技術(shù)對大學(xué)新型教法的支持和創(chuàng)新，在協(xié)作教學(xué)、互動教學(xué)及跨教室空間教學(xué)方法方面進行了有益探索和實踐。 　　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)；互動教學(xué) 　　中圖分類號：G434 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2013）15-0054-03
　　一、智慧校園與智慧教學(xué)環(huán)境 　　近年來，智慧校園成為當(dāng)前校園信息化的熱點，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(wù)平臺，提供基于角色的個性化定制服務(wù)；二是將基于計算機網(wǎng)絡(luò)的信息服務(wù)融入學(xué)校的各個應(yīng)用與服務(wù)領(lǐng)域，實現(xiàn)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(wù)平臺，為學(xué)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(shè)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(xué)環(huán)境。虛擬教室體現(xiàn)了未來教室的概念，是智慧校園建設(shè)中的一個重要組成部分，它將改變學(xué)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(jié)，除了課堂多媒體互動，還可以通過遠(yuǎn)程互動系統(tǒng)實現(xiàn)班級與班級、學(xué)校與學(xué)校之間的高清互動學(xué)習(xí)，學(xué)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(xué)資源。在這個智慧的教學(xué)環(huán)境里，真正實現(xiàn)“天涯若比鄰”，虛擬教室的設(shè)計就是面向智慧教學(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 　　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)域中的一個重要研究方向。 　　虛擬教室的概念最早由西方學(xué)者在上個世紀(jì)80年代提出，自概念提出以來，眾多國內(nèi)外學(xué)者不斷進行研究和實踐。不同的學(xué)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(nèi)涵加以介紹。Hiltz（1995）[3]給出的定義：虛擬教室是一個教學(xué)和學(xué)習(xí)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(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)生通過使用個人電腦遠(yuǎn)程參與到學(xué)習(xí)社區(qū)中而獲得高級教育體驗，從而提高協(xié)作學(xué)習(xí)過程中的教育質(zhì)量和效果。 　　虛擬教室在國際上已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用,如美國的普渡大學(xué)、密執(zhí)根大學(xué)已經(jīng)將其應(yīng)用于教學(xué)活動，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)教室相對而言的，我們每天使用的教學(xué)場地就是傳統(tǒng)教室，所有的教學(xué)活動局限于一個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(xué)環(huán)境。 　　北京大學(xué)的虛擬教室體系的設(shè)計基于上述研究，同時結(jié)合北京大學(xué)智慧校園的設(shè)計規(guī)劃，構(gòu)建更加開放的智慧教學(xué)環(huán)境，支持教學(xué)空間的拓展，讓有效教學(xué)通過真實情境和虛擬情境能得以發(fā)生。 　　虛擬教室構(gòu)建的關(guān)鍵問題主要有以下三個： 　?。?）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(xué)方法。開放的教學(xué)空間給教師、學(xué)生和教育技術(shù)支持人員都帶來了挑戰(zhàn)，課程的教學(xué)設(shè)計、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。 　?。?）降低建設(shè)成本。增加虛擬教室功能，必然有信息化經(jīng)費的投入，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)模的擴大，也便于解決視頻會議系統(tǒng)在教學(xué)應(yīng)用中受場地、設(shè)備的限制且成本昂貴的問題。 　　經(jīng)過研究和實踐，我們設(shè)計了北京大學(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)建主要由三個部分組成： 　　（1）網(wǎng)絡(luò)：教室的電腦要與國際互聯(lián)網(wǎng)連接。 　　（2）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、無線話筒、中控設(shè)備等。 　?。?）軟件：有能夠進行實時協(xié)作教學(xué)交流的軟件, 支持網(wǎng)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(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、試驗人員、教輔人員及其他專業(yè)人員）就某個特定施教目標(biāo)組成團隊或搭檔進行協(xié)同教學(xué)的模式。在教學(xué)過程中，他們相互協(xié)調(diào)，相互學(xué)習(xí)，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(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)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(shè)計給跨地域的協(xié)作教學(xué)模式的實施提供了很好的技術(shù)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(xué)生進行協(xié)作授課，來自不同國家之間的學(xué)生之間也可以進行討論，擴大了學(xué)生的國際視野。 　　【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《英語新聞采寫》課，為了提高教學(xué)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(xué)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(xiàn)與美國合眾社資深記者Krista Kapralo聯(lián)合授課，受到學(xué)生歡迎和好評。 　　2.互動式教學(xué) 　　互動式教學(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)可而達成的一致意見——進行教學(xué)領(lǐng)域中物質(zhì)的、精神的交換和傳導(dǎo)活動。在這一過程中傳導(dǎo)的內(nèi)容包括物與非物的、言語與非言語的、理解與解釋、領(lǐng)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(xiàn)一種雙向?qū)υ捄蜏贤āＫ蠡与p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(xué)而言的，其主要特征在于教學(xué)過程中的“溝通”與“對話”。在師生關(guān)系上，互動式教學(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、互動的；學(xué)生在教學(xué)活動中從單純接受者的角色轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過程的主體，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、新思想和新事物的創(chuàng)新能力。[6]  　　國內(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)生很難在課堂進行互動,而課后利用虛擬教室空間進行互動交流，實現(xiàn)了對課堂教學(xué)內(nèi)容的重要補充，也是進行互動式教學(xué)模式的探索實踐。 　　【互動式教學(xué)案例】北大信科學(xué)院的屈婉玲老師給北大無錫軟件學(xué)院研究生授課《算法的分析與設(shè)計》，屈老師在北京，學(xué)生在無錫，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，面授時間有限，教師不可能在課堂上與學(xué)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(wǎng)絡(luò)與學(xué)生互動，學(xué)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(xué)生的問題，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法滿足聽課人數(shù)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(xiàn)學(xué)生在其他教室同步聽課的效果，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)手段為特點的創(chuàng)新實踐。 　　【跨教室教學(xué)案例】2012年秋季學(xué)期, 北大林毅夫老師開設(shè)的課程是《中國經(jīng)濟專題》，授課對象為國家發(fā)展研究院經(jīng)濟學(xué)雙學(xué)位的學(xué)生，課程總?cè)藬?shù)480人，但每次聽課人數(shù)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(shù)支持。 　　四、結(jié)束語 　　面向智慧校園的虛擬教室功能設(shè)計，體現(xiàn)了未來智慧教室的雛形，受到了教師和學(xué)生的歡迎和好評，通過提供開放的智慧教學(xué)環(huán)境支持了大學(xué)教學(xué)方法的創(chuàng)新和實踐，技術(shù)與教學(xué)的深度融合將促進高?；旌鲜綄W(xué)習(xí)的開展和教學(xué)方法創(chuàng)新，對未來教育將產(chǎn)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(shù)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(xué)基于物聯(lián)技術(shù)的“智慧校園”建設(shè)與規(guī)劃[J].中國教育網(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]互動教學(xué)[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/2895281.htm. 　?。ň庉嫞和跆禊i）