远程协同教学中虚拟教室的平台设计与实现

商庆平

（江门市景贤学校，广东江门 529000）

远程协同教学中虚拟教室的平台设计与实现

商庆平

（江门市景贤学校，广东江门 529000）

本文构建了同时适用于校本教学教研及远程协同实时支教的虚拟教室，以体系化的方式为学生的自主学习及各种远程协同支教模式的实现提供了便捷的载体，搭建了师生智慧交融的共建共享型平台。

虚拟教室；远程协同教学；资源共享模式

虚拟教学作为一种新型远程教育方式，所拥有的巨大优越性为众人瞩目。虽然国内外可以实施虚拟教学的软件平台很多，如WebCT、Blackboard、Virtual-U、Learning Space、Moodle等，但运用于中小学虚拟教学特别是农村支教实践，这些平台都存在一些难以克服的问题，如对交互和合作的支持不够、对协调和通信的支持不够、无法兼容常见的教学软件、界面不够友好等。虚拟教室中的学习者往往分布在不同的区域，当这些学习者相聚在一个虚拟的学习环境中，计划、协调和通信就变得尤为重要。根据学生课余自主学习的需要、农村支教工作中的种种现实困难与对支教工作可持续性发展的研究，在充分整合上述软件优点的基础上，我们初步建立了切合中小学实际需求的虚拟教室，使用效果较好。

一、虚拟教室的平台设计及关键技术研究

1.虚拟教室的基本原理

如图1所示，在虚拟教室的教学模式下，学习的方式可以分为虚拟的现场教学模式（以下简称为虚拟课堂）和虚拟学习社区。虚拟课堂具有异地、实时等特点，是一种基于真实的虚拟性现场教学，既可用来实现校际间同步上课的功能（如农村支教），又可以帮助请假在家的学生实时学习，还支持其他教师网上听课并即时点评。技术上主要融合了远程视频会议系统的音视频交互功能及Blackboard手写、文件共享与播放功能。虚拟学习社区提供的是一种自主学习模式，以注册网站的形式出现。它提供了五个虚拟空间，供资源、信息的交流与共享共建之需，既可为实时的仿真课堂提供知识准备的平台，也可以为学生的自主学习提供必要的学习支架。

2.虚拟教室的技术环境设置

虚拟教室的应用设备及线路图如图2所示。在设置虚拟教室的技术环境时，应注意以下问题：

（1）作为成果展示的“主导方”，为了使教师、学生的纸质图文记录迅速录入计算机，避免重复费时的工作，可引入扫描仪；为了呈现最佳的演示效果，最好采用专业的音、视频采集设备，“移动演播系统”、“视频采集卡”等设备，目的是保证取得清晰的声音及视频效果，及进行即时的现场实况的多路音视频录制、现场编辑、手工切换场景等操作。

（2）作为常规的教育教学活动，可以选择方便使用而且成本较经济的普通设备，如音频采集使用耳机上的麦克风，视频采集使用USB摄像头。设备情况如图2中“远程端”所示。

（3）主导方PC硬件配置：E52002.50G，2G DDR2，SoundMax Integrated Digital High Definition Audio，Broadcom NetLinkTMGigabit Ethernet，Intel® G33/G31 Express Chipset Family。

（4）远程端 PC 硬件配置：Dual-Core Celeron3.06G，256M DDR，SoundMAX Integrate Digital Audio，Intel®Pro/100 VE Network Connection，Intel ®82865G Graphics Controller。

二、虚拟教室的功能实现

1.系统介绍

在虚拟教室中，主导方教师讲授的内容通过JST-meeting系统传输给服务器，远程端的学生通过PC机或Blackbord进行学习，并通过各种工具与主导方教师进行多媒体交互。主导方与远程端的虚拟社区可以同时进入虚拟课堂，也可以同时实时地参与虚拟课堂的互动讨论。“主导方”的现实课堂，也可以是虚拟实验、语言类课程中的人机对话等要采用虚拟技术呈现的课堂，但由于离不开主导方教师的即时调控和必要的讲授，所以仍发挥着类似普通现实课堂的作用。图3为我校教师叶秀兰利用虚拟教室实时支教的场景，实现了视频、音频、动画的完整传送。

为尽可能地减轻学生自主学习的障碍，虚拟学习社区提供了五维虚拟空间 （网址：http://www.jxschool.cn:81/），即教师空间、教学空间、学生空间、家长空间和来宾空间，充分实现了教师团队间的合作，实现了生生互动、师生互动。

教师可以设计和控制教师空间和教学空间，在教师空间存放教学资料、学生资料、教学计划和作业记录等，必要时还可以将课程以课件或影像的形式提供给学生，并设置充足的学习支架帮助学生全方位、多感官触动地进行自主学习。教学空间可用来公布讨论题目、作业要求、回答学生问题、表扬优秀作业、展示作业中典型的错题等。

学生进入自己的空间后，既可以看到教师空间中的相关资源并根据这些资源进行自主学习，也可以看到教学空间内的要求、通知和各种展示，并据此在线完成作业、回答讨论题、存放课堂笔记及提交自己的作业等。有困惑或无法完成任务时，可以通过系统提供的Blackbord、Wiki、BBS 等在线交流工具与学伴或教师进行交流与讨论，可以传输文字、图像甚至声音等各种信息与对方共享。当然，因各种原因没有或无法到校上课时，还可以在家进入虚拟课堂中学习，如果错过了上课时间，还可以观看课堂实录视频进行补课。

至于家长，可以进入自己的空间了解孩子的学习情况，与教师、孩子进行交流。

2.系统功能及运行特点

（1）便捷性

虚拟教室突破了时空限制，开阔了教师的视野，实现了城乡学校的资源整合与共享，大大减少了传统农村支教工作中行车和食宿不便等高成本支出；可实现异班、异校、异地学生实时或离线进行同堂课的学习，可以让农村学校的师生享用优势学校的教学资源，组织农村学生与城市的学生共建课堂文化，共享双方教师的教学智慧；利用会议系统中的视频、音频功能，支教教师、学生可以通过摄像头在Blackbord上看到对方，基本上保留了现场教学中教师形体语言的暗示作用，维系了课堂中师生之间的 “亲和力”，有利于以可视可见的方式开展师生、生生之间的联系；远程端学生还可以在支教教师的监控下在Blackbord上做练习和测试，并得到支教教师即时的评价反馈；由于Blackbord具有摄形摄像功能，可以实时保存，课堂上没有及时消化、理解学科知识的同学课后可以要求当地的教师择时重放，家庭条件好一点的，可以复制到家里的电脑上看。

（2）个性化

能否有效地集中远程端学生的注意力，尽可能聚集学生的全部精力是虚拟教室使用成败的关键，虚拟教室为教师提供了个性化教学的各种条件，利用Blackbord的屏幕触摸、图像的旋转平移、自由放大缩小等功能，可以依需要导引不同程度的学生从不同角度、不同视野（如宏观、微观的）反复审视知识构建的对象物，认真捕捉各种转换包含的知识信息，有助于待进生以探究的心态保持自己的好奇心与注意力。在学生空间中，虚拟教室还对每个学生的个性资料、学习过程和阶段情况等进行了完整的跟踪和记录，并针对不同学生提出了个性化的学习建议。而教师则可以在教学空间中提取这些建议，并依此对学生分类，针对不对的类别采取个别化教学。条件许可时，还可配制电子表决器进一步精细化分类，在瞬间完成对远程端学生的教学评价，远程端学生用表决器完成测试题后，每一道题的正确率、每一学生的正确率都可以以柱状图、扇形图的形式完美呈现在教师及被测试者自己的空间中。

（3）人性化

虚拟教室里的交流与讨论，虽然也是在教师的引导与督促下完成的，但由于没有现场教学那样严格的时间限制，所以给予了所有学生更为充分的思考空间，对于那些比较害羞、不太敢在公众场合讲话的学生，虚拟教室无疑是一个很好的锻炼和表现自己的机会，使他们“敢于”参加课堂讨论。由于教师在论坛中可对每一位学生进行虚拟的指导，使“因人施教”得到落实，这对于因平时缺乏系统的训练而学习反应相对滞后的农村学生尤其有着非凡的意义。通过利用Blackbord的图片隐藏与重现、分层演示与聚光展示功能，可以将授课知识分解，以零碎化、局部化的办法层次推进，帮助学生理解。

另外，在现场课堂教学中，由于

受40分钟课堂时间的限制，学生往往没有机会发表自己的见解，思维也容易受到教师讲课思路的影响。虚拟教室则打破了传统教学的时间、空间概念，给了学生一个自由、平等、开放的学习环境。每个学生都可以在社区上匿名发表自己的看法，避免了因畏惧权威而胆怯等心理问题而产生一言堂现象。

（4）开放性

对于有意参与虚拟教室学习的网外人员，只要通过了教师的审核，并经任课教师赋予专门通道和密码，同样可以进入其中参与共同学习。在2009年广东省英特尔未来教育教学创新展示会上，我校周佩蓉老师展示了利用虚拟教室进行名著《水浒》阅读学习的成果，展示课例完全打破了传统的教学方式，借助虚拟教室，让学生在问题引领下，带着任务进行有针对性的阅读，跳出只关注故事情节的儿童化阅读局限，以学会阅读、学会鉴赏、学会审美为归依。通过学生空间中大量的合作、交流、争论等方式，充分发挥了学生学习的自主性，激发了学生探究名著的兴趣。课例具有着崭新的全球视野，突破了时空的局限，在虚拟教室的来宾空间中，邀请了英国、日本、非洲等国的学生以及兄弟学校、农村学校的学生参与课堂讨论与交流，呈现了一幅百家争鸣、百花齐放的画卷，受到了来自广东省教育厅、英特尔未来教育项目办的领导、专家们的一致好评。图4为该教师所展示的一个英国学生从网上发来的帖子。

三、对虚拟课室平台的一些构想

1.健全虚拟教室的检查与评比管理制度

学校要根据实际情况，制定虚拟教室的总体发展规划。引进激励、竞争、制约三大机制，将虚拟教室的应用纳入日常教育教学、教育科研工作考核范畴，完善有关的检查、评比制度，把由虚拟教室对外应用而产生的利益同教师的责、权、利挂钩，对积极而又适当地应用虚拟教室进行教学、教研并取得成效的教师给予奖励，并在评优选先、晋级时在同等条件下给予优惠的政策，以鼓励教师自觉主动利用虚拟教室积累、优化、整合各种教学资源，促进学科教学的现代化与科学化。

2.提高使用虚拟教室教学的有效性

用虚拟课堂来组织教学时，千万不要盲目地图省事或追求形式，如果用现场教学更有效时，就不应一刀切地采用虚拟课堂的教学，虚拟课堂的使用应是教师一时无法讲清楚的，或者学生自学时把握起来很吃力的内容，简言之，要有助于学生在自学过程中抓住和掌握知识的重、难点，有利于教师在现实课堂中突破难点、节省时间、增大课堂容量。

3.提高虚拟教室的多元化实时交互性

交互性是虚拟教室区别于一般网络教学或远程教育的关键，许多人过于关注虚拟课堂对现实课堂的仿真性，这是不对的。虚拟教室的优势是具有强大而又平等的交互性，特别是其中虚拟社区的设置，更是模拟了校园内人与人的多元化人际交流。维系这种多元化交互的办法之一就是组建教师团队，跳出特定教师个体教学或育人观念的局限性，取长补短，少走弯路，对虚拟教室里的学生即时地进行答疑解惑，对虚拟社区里的各种舆论即时进行正确的导向。

4.设置规章制度

应该清醒地认识到，因存在着各种困难，虚拟教室在培养学生正确的网络法纪观念、网络道德观念上任重而道远，也正是这个原因，在虚拟社区中设置规章制度显得格外重要，我们一定要教育与引导学生提高网络责任意识。毕竟教学生学会做人依然是学校教育的主题，所以教学生学习做人也始终是虚拟教学的第一任务。

[1]石玉新.课改背景下教师教学智慧的诠释与生成[J].青年教师，2007，（1）：36-38.

[2]徐冲，李玉斌.促进教学智慧共享是网络教研的关键[J].中国教育信息化（基础教育），2009，（12）：43-45.

（编辑：鲁利瑞）

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1673-8454（2010）20-0072-04