电子双板在现代课堂教学中的应用

谭献龙 郑世珏

电子双板在现代课堂教学中的应用

谭献龙 郑世珏

随着计算机技术的飞速发展，由计算机、投影仪、视频展示台、中央控制系统等组成的多媒体教学工具日益普及，集声音、图像、文字、视频为一体的各种多媒体课件也已经进入课堂[1]。电子双板集合了计算机技术、显示技术、网络技术、摄影摄像技术等，在这个数字化时代应运而生。电子双板是基于电子白板在交互式多媒体教学应用领域中的又一重大进步。现代教育技术强调教学方法的交互性，心理学家Gibson领悟了Koffka和Lewin的观点，于20世纪70年代创造了Affordance(给养)一词，用以描述生物和它所处环境的相互作用关系[2,3]。Gibson的观点主要反映了在交互性活动中行为主体的感知与供给物之间的紧密相关。教师作为课堂教学活动的设计者、引导者和参与者，是实现课堂互动的关键。在传统的多媒体教学中，教师要时刻站在控制台旁操纵计算机给学生展示课件，被束缚在计算机的鼠标、键盘范围之内[4]。电子双板却能让教师摆脱计算机的束缚，教师可以直接在双板的屏幕上操纵课件进行教学，学生回答问题也能走上讲台，直接在屏幕上进行答题和演算(双板是采用电容屏制造，可以用手直接触摸操控)。电子双板除了能提供一个良好的师生互动的教学环境外，在课堂教学环境的建构上也有自身的特点。它采用双屏显示，两块显示屏能被同时操纵。当一块显示屏正在播放一个视频时，另一块显示屏能同步呈现一段文字对这个视频加以描述。双板还解决了电子白板在展示时需要经常在几幅画面之电子间进行切换的问题，让课堂教学变得更加简单。双板课堂使用了全景录播技术，在教室里安放了多个摄像头，分别对学生、教师和显示屏的活动进行录制，录制的内容可以通过互联网同步直播。课后，教师可以通过观看录制的视频，探究在课堂教学中自己还有哪些方面需要改进。学生同样也能通过观看录制的视频来温习课堂上的重点和难点。电子双板基于它的各种优点以及逐渐趋于完善的教学功能，将会成为现代教学环境改革的一个新方向。

一、电子双板的总体结构

电子双板是一个以中央控制面板为中心的交互式多媒体教学平台。在这个多媒体教学平台中，除中央控制面板外还包括计算机主机、计算机显示器、投影仪、双板荧屏、摄像机、录播控制面板和网络服务器等部件。主要部件之间的物理连接关系如图1所示。整个系统在工作时的周转控制流程可概述为：中央控制面板直接控制计算机的主机，网络服务器端的录播管理系统，摄像头的扫描角度、旋转方向以及录播控制面板等；计算机的主机决定计算机显示器上所显示的内容，它与投影仪相连接，通过投影把显示器上的内容投射到双板荧屏上；网络服务器端的录播管理系统和录播控制面板都能控制摄像机的录像。

系统只有硬件是不行的，还需要软件的支持。电子双板使用的教学软件是华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心基于Windows环境下研发的一个PGP(PanGu Presentation，简称PGP)课堂教学平台，而整套系统的录播功能是由D2000录播系统来实现的。强大的硬件设备配上功能完备的软件体系，造就了电子双板这个卓越的教学平台。

图1 双板课堂环境主要物理设备连接示意图

二、电子双板环境下的课堂教学

电子双板的课堂教学是在PGP课堂教学平台上进行的。PGP课堂教学平台提供简洁的窗口和人性化的人机交互界面，使用简单方便，即使是初学者，也能很快掌握基本操作。PGP课堂教学平台的界面如图2所示。

图2 PGP课堂教学平台界面图

PGP课堂教学平台界面分为4个区域：功能区、资源区、展示区和学生视图区。教师可以在课前制作个性化的课件，上课时将制作好的课件添加到教学平台的资源区，展示自己的课件。在教学时，教师可以像在黑板上用粉笔书写一样在白板的展示区用光笔书写。而且板书的内容能够随时保存，弥补了传统的黑板擦掉后书写的记录就没有了的缺点。双板教学的视图展示还使用了双轨思想，通过两个屏幕同时刺激学生的左右脑，更好地促进学生的认知[5]。教学平台可供使用的资源种类的多少也会直接影响它的教学质量。电子双板教学平台除了硬件上的优势外，其软件也能与现在所有的主流教学资源兼容。除Office文档、视音频文件等普适性的教学资源之外，它还整合了面向数学、物理、化学等学科的工具和学习资源，利用这些工具和资源，教师能更加方便地制作出高质量的课件，促进教师进行信息技术与课程教学的整合。

电子双板的另一个亮点是采用了D2000录播系统对课堂教学活动进行全景录播。整个录播系统的控制功能主要由录播控制面板和服务器端控制面板完成。录播控制面板的界面如图3所示。从图3可以看出，面板的界面简洁，操作简便，主要功能有录像的控制、视频文件的管理以及系统一些参数的设定。而安装在服务器端的录播管理系统功能更加全面，增加了录播模式切换、重要网络、设备参数的设置、系统的登录权限和用户组的信息管理以及系统的安全管理等其他功能。

图3 D2000录播控制面板界面图

三、使用电子双板进行课堂教学的感受

双板课堂与以往的多媒体教学课堂相比，最显著的特点就是它使得教学更加方便，提高了教师的教学效率。由于电子双板无任何粉尘污染和废物排放，而且耗电量低、安全稳定、绿色环保，极大地改善了教师的工作条件和学生的学习环境，进一步推动了课堂教学的数字化进程。电子双板的功能非常完备，具有良好的兼容性和实用性，集书写、记忆、储存、打印、控制、演示等功能于一体。在实际应用中，能明显感受到它有着强大的“交互”“实时记录”“即时标注”“视图切换”“监控管理”“远程交流”“课堂教学活动录像直播”等功能。

1.电子双板的教学功能

(1)交互功能：电子双板在交互模式下可以控制Windows环境中的教学软件。当教师启动PGP课堂教学平台的软件后，就能在电子屏幕上通过电子笔或者手直接触控操作计算机。在屏幕上进行书写讲解时，无需再回过头来操作计算机键盘，避免了顾此失彼、手忙脚乱、分散学生的注意力等情况，让教师的个人魅力再次在课堂上充分展现。

(2)实时记录与即时标记：教师在电子双板教学平台上讲课时，可以使用电子笔或教师手直接对课件进行注释，标记重点。而且电子笔或教师的手在屏幕上的移动轨迹以及白板上的所有内容，都可以通过教学管理平台的监控软件实时记录，以便课后回放。

(3)视图切换与监控管理：双板采用了双显示屏展示技术。教师在讲课时，不需要经常进行课件的上下视图切换，可直接利用双显示屏展示多页课件。在管理平台的学生视图区，教师可以随时检查学生在课堂上的活动情况，方便维持课堂纪律。

(4)远程交流和课堂活动录像直播：利用平台的远程交流功能可以进行远程教学，让不同地方的学生能共同学习。同时还可以使用教学平台的D2000录播系统对教学活动进行全程录制，接入互联网后，可以在网络上同步直播课堂的教学视频。

2.实训教学过程

双板课堂正在华中师范大学被如火如荼地推行着。师范生是未来教育的主力军，更应该掌握电子双板教学手段。华中师范大学计算机科学系2009级的师范生也积极响应学校的“推行双板教学”的号召，成立了几个双板教学研究兴趣小组。各小组的成员自制教案，在电子双板课堂教学环境中讲一堂45分钟的课。兴趣小组在双板环境下的讲课如图4和图5所示。兴趣小组分步骤对双板环境下的多媒体教学进行探究。首先，各小组在双板教学研究实验室对双板教学的课堂环境进行分析，观察计算机主机、中央控制台等物理硬件的线路连接，了解物理设备背面的各个端口、接头在信号的传输中起到的功能；然后，学习怎么在PGP教学平台上添加课件、编辑课件和使用现有的物理、数学工具制作课件。探究怎么操控电子双板进行单双屏显示的切换，在双板上用光笔板书，标注课件中的重难点以及数学、物理中的画图等；最后，研究怎么使用D2000录播管理系统录制课堂教学活动。熟悉了双板教学的课堂环境后，各小组开始利用双板进行录课。讲课时，小组的成员分工合作，有主讲教师、录播控制人员、摄像机调节人员等。录完课后，小组成员一起观看课堂录像，讨论讲课的优点和不足。成员之间相互交流，指出需要改进的地方，帮助提升教学能力的效果十分直接、明显。

图4 兴趣小组成员在讲课

图5 小组成员在认真听课

3.实训教学体会

兴趣小组完成双板教学的实训后，小组成员纷纷发表感想，一致认为双板教学非常简便，易学易用，而且功能十分全面，课堂环境也是非常人性化。个别成员还提出，在双板上教学的全部内容都能够即时保存，所以在以后教学时，可以重复使用一些过去的教学内容，譬如数学、物理中一个好的解题方法等。这样能够减少板书的时间，有利于提高课堂教学效率。

四、结束语

电子双板创造了一个生动活泼的教学环境，它既保持了传统的黑板教学的一些优点，又在多媒体教学环境领域实现了新的突破。电子双板教学平台可以完全替代传统的黑板教学和落后的PPT投影教学，而且该平台是以活动为中心来组织课堂教学的，教师可以自主设计教学活动，有助于实现教师个人的个性化教学和创新教学。在课堂互动方面，该平台已经由传统课堂的以教师为中心的教学模式向师生并重的教学模式转换，有利于培养学生的综合素质和能力。

[1] Parabhat K.A &Kiran Thakrar.多媒体系统设计[M].徐光佑,史元春,译.北京:电子工业出版社,1998.

[2] Gibson,J.J..The Ecological Approach to Visual Perception[M].New York:Houghton Mifflin,1979:127-138.

[3] Wilson,RobertA.,Keil,FrankC.The MIT encyclopedia of thecognitive sciences[M].Cambridge:MIT Press,1999.

[4] 孟晓.光电交互式电子白板系统研究[D].杭州:浙江大学,2005.

[5] 华中师范大学国家数字化学习工程技术研究中心.PGP课堂教学平台指南[Z].武汉:华中师范大学,2011.

2012-05-28

谭献龙，在读本科生。郑世珏，博士，教授，主任。

华中师范大学。