面向智慧校园的虚拟教室设计与大学教法创新

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

　　摘　要：智慧教学环境是智慧校园的一个重要组成部分，本文在智慧校园的框架下进行了虚拟教室体系设计的阐述，该体系整合了传统教室的物理空间和网络教学空间，构建了更加开放的教学空间环境，提供了智慧教学环境的服务，实现了信息技术对大学新型教法的支持和创新，在协作教学、互动教学及跨教室空间教学方法方面进行了有益探索和实践。 　　关键词：智慧校园；智慧教学环境；虚拟教室；协作教学；互动教学 　　中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2013）15-0054-03
　　一、智慧校园与智慧教学环境 　　近年来，智慧校园成为当前校园信息化的热点，智慧校园是数字校园的高端形态，是数字校园发展的理想追求（黄荣怀，2012）[1]，国内很多学者提出了“智慧校园”的内涵和建设思路，目前得到业界普遍认可的智慧校园的核心特征（朱洪波，2011）主要包括以下三个层面：一是为广大师生提供一个智能感知环境和综合信息服务平台，提供基于角色的个性化定制服务；二是将基于计算机网络的信息服务融入学校的各个应用与服务领域，实现互联和协作；三是通过智能感知环境和综合信息服务平台，为学校与外部世界提供一个相互交流和相互感知的接口。[2] 　　虚拟教室的设计就是面向智慧校园中第二个及第三个特征提供的智慧教学环境。虚拟教室体现了未来教室的概念，是智慧校园建设中的一个重要组成部分，它将改变学生、家长对传统教室的想象。在这个教室里，最大的变化是没有黑板，也没有粉笔，最大特色在于互动连结，除了课堂多媒体互动，还可以通过远程互动系统实现班级与班级、学校与学校之间的高清互动学习，学生就像坐在一个超大公共课堂，分享来自全球最好的教师讲座与教学资源。在这个智慧的教学环境里，真正实现“天涯若比邻”，虚拟教室的设计就是面向智慧教学环境构建的工作成果之一。 　　二、虚拟教室的内涵及体系设计 　　随着高校教学信息化的发展，教学空间和教学环境的设计已经发生了转变，教学环境不仅仅包括物理空间，也引入了在线的学习空间，其中虚拟教室的研究和应用就是教育技术学科领域中的一个重要研究方向。 　　虚拟教室的概念最早由西方学者在上个世纪80年代提出，自概念提出以来，众多国内外学者不断进行研究和实践。不同的学者对虚拟教室给出了不同的定义。通过研究，我们选择了2个具有代表性专业性的定义来对虚拟教室的内涵加以介绍。Hiltz（1995）[3]给出的定义：虚拟教室是一个教学和学习的环境，位于计算机作为媒介的通讯系统中，而不是由砖头和黑板构建，它包括一系列由软件组成的交流、工作空间和工具。维基百科[4]给出的定义：虚拟教室是创建在虚拟空间中的学习环境。虚拟教室的目标是教师和学生通过使用个人电脑远程参与到学习社区中而获得高级教育体验，从而提高协作学习过程中的教育质量和效果。 　　虚拟教室在国际上已经得到了广泛的认可和应用,如美国的普渡大学、密执根大学已经将其应用于教学活动，虚拟教室的出现促使传统教育理念发生革命性的变化，虚拟教室已经成为全球化教育环境下的新型教育媒介，正在不断发展和走向逐步完善。 　　虚拟教室是与传统教室相对而言的，我们每天使用的教学场地就是传统教室，所有的教学活动局限于一个四面围墙的物理空间里，虚拟教室是网络空间里的教室，是对传统教室的延伸，跨越了物理空间的限制，提供了一个物理空间和虚拟空间无缝连接的开放的教学环境。 　　北京大学的虚拟教室体系的设计基于上述研究，同时结合北京大学智慧校园的设计规划，构建更加开放的智慧教学环境，支持教学空间的拓展，让有效教学通过真实情境和虚拟情境能得以发生。 　　虚拟教室构建的关键问题主要有以下三个： 　　（1）拓展教学空间。教学空间已经不仅仅局限于传统的物理场地，随着教育技术的发展，教学空间的概念已得到了延伸，即“教学空间=物理空间+虚拟空间”，虚拟教室的构建，要紧紧依托传统教室的空间，通过信息化手段使物理空间与虚拟空间进行无缝链接，让传统教室与虚拟教室有机整合。 　　（2）创新教学方法。开放的教学空间给教师、学生和教育技术支持人员都带来了挑战，课程的教学设计、学生的学习方法及课堂的教学方法都有了新变化，互动性教学、以学生为中心、同伴学习等教学策略将引入课堂。 　　（3）降低建设成本。增加虚拟教室功能，必然有信息化经费的投入，只有充分利用整合多媒体教室已有的教学设备，整合网络及软件，这样才可以保证以较低的建设成本满足教师的教学需求，并且有利于规模的扩大，也便于解决视频会议系统在教学应用中受场地、设备的限制且成本昂贵的问题。 　　经过研究和实践，我们设计了北京大学虚拟教室构建体系，如图1所示。 　　从图1中我们可以看到，虚拟教室的构建主要由三个部分组成： 　　（1）网络：教室的电脑要与国际互联网连接。 　　（2）硬件：除了传统教室的多媒体教学设备，还需要大屏幕、投影仪、无线话筒、中控设备等。 　　（3）软件：有能够进行实时协作教学交流的软件, 支持网路视频见面、语音对话、PPT和白板等功能。 　　三、虚拟教室中几种典型的教学方法改革探索 　　1.协作教学 　　协作教学是一种全新的教育理念，是教师之间、教师与其他相关人员之间（研究人员、试验人员、教辅人员及其他专业人员）就某个特定施教目标组成团队或搭档进行协同教学的模式。在教学过程中，他们相互协调，相互学习，互为补充，共同提高，共同完善。如Knackendoffel, Robinson, Deshier & Schumaker2000 年提出：协作教学是“一个不断完善的教育过程，不同专长的教师自愿组合在一起，面对学生学习过程中的问题，探讨并研究出各种方法，并在实施过程中随时监控，及时改进”。[5]  　　北大虚拟教室的设计给跨地域的协作教学模式的实施提供了很好的技术支撑,来自世界各地的教师都可以通过北大虚拟教室功能为北大教室中的学生进行协作授课，来自不同国家之间的学生之间也可以进行讨论，扩大了学生的国际视野。 　　【协作教学案例】 北大新闻传播学院的李琨老师给本科生讲授《英语新闻采写》课，为了提高教学效果，特邀请了合众社记者进行联合授课，并在课堂上对学生的作业进行点评， 在2010年4月29日上午二教109教室，利用虚拟教室成功实现与美国合众社资深记者Krista Kapralo联合授课，受到学生欢迎和好评。 　　2.互动式教学 　　互动式教学意指在一定的教学情境中，教学参与者以主体的身份遵循一定的规则、规范——这些规则、规范是参与者双方普遍共同接受、共同认可而达成的一致意见——进行教学领域中物质的、精神的交换和传导活动。在这一过程中传导的内容包括物与非物的、言语与非言语的、理解与解释、领悟与说明等环节和方面。在互动过程中，由于双方都是有意识的、能动的交换或传递者，都以积极主动的状态参与活动过程，从而决定了互动不是单向反馈的过程，而是呈现一种双向对话和沟通。它要求互动双方介入、沉浸其中，它是一种活生生的过程，而非一种僵死的、无生气的、具有强制性的过程。它是相对于传统灌输式教学而言的，其主要特征在于教学过程中的“沟通”与“对话”。在师生关系上，互动式教学也区别于传统教学方式，师生关系、教学关系不再是单向的，而是多向的、互动的；学生在教学活动中从单纯接受者的角色转变为学习过程的主体，从接受式学习改变为发现学习、探究学习，激发学生的创新观念和创新欲望，提升学生的创新兴趣，培养学生产生新认识、新思想和新事物的创新能力。[6]  　　国内大学教学特别是基础课教学，基本上是大班授课,由于人数多，内容多，教师与学生很难在课堂进行互动,而课后利用虚拟教室空间进行互动交流，实现了对课堂教学内容的重要补充，也是进行互动式教学模式的探索实践。 　　【互动式教学案例】北大信科学院的屈婉玲老师给北大无锡软件学院研究生授课《算法的分析与设计》，屈老师在北京，学生在无锡，该课的教学方式以集中面授方式为主，但是由于课程难度大，学生人数多，面授时间有限，教师不可能在课堂上与学生互动，屈老师利用虚拟教室功能增加了答疑环节，每周定期通过网络与学生互动，学生语音提问，屈老师利用语音、PPT和手写笔功能，形象生动地解决了学生的问题，受到了学生的热烈欢迎。 　　3.跨教室授课 　　跨教室授课模式是在一间教室无法满足听课人数需求时，用多间教室作为授课空间，即“教室1+教室2+……教室N=授课教室空间”，教师在一间主教室授课，实现学生在其他教室同步听课的效果，用虚拟教室功能作为技术支撑满足这种以采用新型教学手段为特点的创新实践。 　　【跨教室教学案例】2012年秋季学期, 北大林毅夫老师开设的课程是《中国经济专题》，授课对象为国家发展研究院经济学双学位的学生，课程总人数480人，但每次听课人数都在600~700人，理教108一间教室无法容纳这么多人听课，在这种情况下，通过虚拟教室功能将理教108和106教室的物理空间连接起来，成功为林毅夫老师进行跨教室授课提供了技术支持。 　　四、结束语 　　面向智慧校园的虚拟教室功能设计，体现了未来智慧教室的雏形，受到了教师和学生的欢迎和好评，通过提供开放的智慧教学环境支持了大学教学方法的创新和实践，技术与教学的深度融合将促进高校混合式学习的开展和教学方法创新，对未来教育将产生革命性影响。?筅 　　参考文献： 　　[1]黄荣怀，张进宝，胡永斌，杨俊锋.智慧校园：数字校园发展的必然趋势[J].开放教育研究，2012(4):12-15. 　　[2]朱洪波,张登银,杨龙祥,孙知信,宗平.南京邮电大学基于物联技术的“智慧校园”建设与规划[J].中国教育网络，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]协作教学[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/4282236.htm. 　　[7]互动教学[EB/OL].http://baike.baidu.com/view/2895281.htm. 　　（编辑：王天鹏）