3D教学引领未来学习

安妮·班福德

一、调研背景

（一）背景介绍

（未来学习）LiFE是Learning in Future Education 的缩写。未来学习一期项目是调研过程的第一个阶段，在这一阶段的调研中，我们评估了3D投影技术在欧洲7个国家的应用。项目的参与者包括这7个国家中15个使用3D 教学的班级和15个2D 对比班级。 740名学生， 47名教师和15所学校直接或间接地参与了3D试用调研。 6名IT工作者和12名调研者，包括两名来自不同国家的博士生参与协助调研。这一项目于2010年11月开始， 2011年5月结束。未来学习项目一的调研对象是学习科学课程的10～13岁的学生。我们以“身体与认知” 为主题进行了调研。大部分学校的执行情况是每周3节课，用6～8周的时间来进行这一项目。但执行模式会根据每个学校和制度的需要作出调整。

（二）调研目的

未来学习项目第一阶段的目的在于找到最佳的3D课堂教学体验模式，评估其对学生学习和取得成绩的影响，分析3D对教学成果的积极影响。

1. 对15个班级数字光处理（DLP）3D投影技术为期8周的使用情况进行评估。

2. 对下列欧洲国家：英国，德国，法国，意大利，芬兰，荷兰，瑞典，土耳其中使用DLP技术的两个班级进行鉴定、记录与案例分析。

3. 制定一套提高DLP在课堂中应用水平的优质方案、建议及策略。

4. 为参与在教育创新中运用DLP技术国家的主要政治决策者提供建议。

5. 开发出一套可以指导DLP未来在全球应用的最佳范例。

（三）调研方法

为了让调研涉及各个学校类型，我们通过目标选样的方式选出几所学校。被选定的学校包括私立学校，半私立学校和公立学校；单性别学校；城市和乡村学校；高学术成就和低学术成就学校；技术先进和技术落后学校；大规模学校和小规模学校；小学，初中和高中；还包括经验丰富和经验较少的老师们。一些学校由我们直接联系挑选，一些由当地教育部门推荐，所有学校都是志愿参加并有退出的自由。

欧洲法律规定教育平等，因此来自不同背景，面临学习和行为挑战的学生可以聚集在大众课堂。半数参与执行调研的学校得到了国家教育部门的授权。这些国家的教育部门对这一项目的结果和影响非常关注。因此，教育部（和相关的当地部门）找到了报告的副本和3D教学影响的详细信息。他们的普遍观点对调研非常有利，称赞了调研的独立性以及各大科技公司为调研在课堂中顺利进行所做出的通力合作。有一个国家还建立了“实验教室”用于更全面地记录学生的反应。

每所学校都有自己的“对比”班级和一个3D教学班。两个班级讲授相同的课程，但3D教学班掌握着3D资源。教学内容相同，所有班级都讲授科学课，例如感官与身体。由于执行教育调研需要一个自然的环境，所有学校可以按照课程要求采用常规方法组织自由授课。 2D教学班和3D教学班使用的是同样的教学方法教授同样的课程，唯一的区别就是3D教学班使用了3D资源。有些情况下，同一位老师既教授2D课程又教授3D课程；有些情况下，一组老师会一起进行项目。在所有试验班级中，学生并不是每节课都使用3D， 3D内容会被穿插到相关、适合的课程部分。例如，在土耳其，一周平均有5节科学课，在某种程度上3D的应用只占 1/2节课。有建议称3D每节课的应用时间应为15分钟。我们所观看的最长3D应用时间为26分钟，最短为4分钟，平均使用长度为每节课12分钟。就像一位参与试验的英语老师说的那样，“3D一出现……会带来巨大的改变，但3D放映结束后一切又回归过去。 3D真的让教学气氛变得不同。”

学生和老师们参与完成了调研前后的在线调查。一些学校要求强制性参加，一些学校表示自愿参加（依学校政策而定）。首次调查由2D班和3D班共同完成，而第二次的调查对象只有3D班。调查以多种语言进行。调查问题由各国调研参与者或协同人员翻译，以保证准确性和适宜性。

2D教学班和3D教学班都参与了先期测试和后期测试。各个学校分别在项目开始前和开始后执行与其他学校相同的测试或任务。

调查结果不在学校间进行比较，我们通过对每位学生与自己前期测试情况的比较来判断其改变程度。最终公开回想练习（任务）在4周后进行。这项任务要求学生们对本单元所学任意内容进行回想，老师们会记录下在他们身上所发生的量变与质变。

“我们对2D教学班和3D教学班进行了多项选择前期测试。我们针对五种感官单元使用了3D教学。 3D非常适合我们的课程。每周我们都有课时，这样我们一周可以讲解一个感官，一周讲味觉，一周讲听觉依次下来。眼睛和耳朵通常是学生们最难理解的，要花费些时间。他们都是 13 岁的学生。”

有一所学校用 SMART电子问卷的形式进行了前期和后期测试。以常规模式来执行试验是个不小的运筹挑战。首先，参与的国家在课堂调研执行方面水平不同。例如，在芬兰，外部独立的调研者进入课堂进行调研是不可能的事。这样的限制意味着芬兰的实例只能作为个案研究，其数据被排除在常规比较之外。

在所有国家，两到三所学校组成调研的一部分，每所学校至少有两个班级参与。我们希望这样可以达到一致性，至少在同一个国家内如此。欧洲的学校越来越自主，特别是那些私立学校。我们在每所学校都会遇到时间冲突和各种限制给调研带来的困难。时间问题是最严重的，想要在教室安装固定投影仪，我们不但要考虑这个班级的使用时间，还要考虑教室的预定外借及学生的流动情况。

最初的想法是参加试验的学生为10～12年级，有一小部分的高年级（14年级）学生也包括在内，因为他们的年龄与所要教授课程的内容相匹配。这并不影响数据收集的准确性， 每个参与抽样群体都经历了前期和后期测试，相同的群体间会相互比较。

除此之外，还面临道德的挑战，每个学校中，一个班级使用3D教学，另一个在没有3D资源的情况下学习相同的内容。下课后，不可避免的事情就是学生们会在操场上交流， 3D班的孩子会告诉其他的伙伴们3D教学的内容。那些“错过”3D 课程的孩子想要体验3D的意愿日渐强烈。在有些情况下，一些学校允许在正式试验阶段结束后让他们也获得机会。这意味着，在某种情况下，非3D教学群体在调研阶段结束后也可以接触3D。这会对调研阶段结束一个月后所进行的记忆测验的结果产生影响。

调查结果显示，大部分学生愿意参与调研，只有3%的学生不愿参加。

图1 学生们对调研者进入课堂进行调研的态度

普遍来讲， 88%的学生感觉3D投影很棒或者非常棒，只有3%的学生表示不满意。

图2 3D 投影如何

我们对每个班级进行了两次观察性研究走访。对3D教学班观察走访期间，对校长、家长、老师和同学进行了采访。在这期间，我们进行了间隔追踪来帮助家长观察孩子们的行为、交流和注意力情况。调研者采用了“不被察觉观察”方式，并未介入课堂教学。在走访期间，在经过允许的情况下我们收集了照片和影像资料。

调研收集许可过程由调研者协调，但道德方面的保障取决于学校自身，每个学校在调研和分享权限方面有自己的政策程序。另需注意的是，本篇报告的草稿将被发送至各个学校以方便检查其中所涉及的图片和文字内容没有侵犯学校或各国制度的任何隐私。所有父母都十分高兴看到孩子们使用3D，一些父母不希望自己的孩子出现在镜头前，因此，这些孩子转移到隔壁教室观看。有趣的是，第一节课下课后，这些在隔壁观看的孩子想要加入课堂的意愿极其强烈，有的甚至说服父母同意他们加入接下来的课程。 调研过程分为以下四个明确的阶段：

【第一阶段】小规模前期测试。 2010年4月到 2010年6月，在英国两所学校进行。 2010年4月，两所英国学校安装首批DLP/3D设备。到2010年5月， 8年级的学生（12岁）开始接触两节使用3D技术的科学课程。

第一节是关于眼睛的课程，第二节是关于耳朵的课程。单元结束后，执行相同的测试来评估学生们的理解情况。同时，小规模课堂测验也在单元学习中进行来评估学生的即时理解情况。单元结束后，老师会进行一些询问来了解学生们首次接触3D的感受并对调研方法做前期测试。将学习成果与试验阶段分离非常有难度，前期测验的主要目的是为了保障3D技术和软件适用于整个试验过程。间隔追踪是一种调研方法。在课程的持续时间段内，每5分钟进行一次系统性的观察。在这样的情况下可以记录学生的交流情况（例如，有多少学生在谈论，提出并回答问题），注意力情况（多少人在注意力集中的观看），行为情况（多少学生打扰他人或中途离开）。这形成了对课堂的调研模式，可以反映出3D教学互动产生的影响。

【第二阶段】挑选学校。挑选整个试验进度的参与者。调研的范围仅限于英国，瑞典，意大利，法国，德国，荷兰和土耳其的几所被选中的学校。每个国家有两到三所学校的两个或两个以上的班级参加。调研对象是10～13岁的学生。在每个国家选择的标准基于学校对调研的兴趣程度，是否拥有合适的技术以及学校的地理位置。我们的选择范围十分广泛，以保证参与学校类型和学生能力水平的多样性。

【第三阶段】进行阶段：相关设备安装完毕，校内调研正式启动。教师和学生（及家长）完成调研许可并接受试验前期调查。学生们接受了检验课程内容理解的前期测试。学校可以自由选择对可用的，事先载入的教学内容的调查侧重点。在单元授课中，每个学校会接受两到三次调研走访。调研者与参与的老师保持定期的邮件交流。本地协同者在协调整个过程和翻译调研主要内容方面发挥着重要的作用。执行阶段分八周进行。每个学校的试验执行时间以自身可用时间为准。教学行为调研不可能控制所有变数，由于试验必须要在自然课堂环境下进行，过于直接的介入是无效的。调研并未指定特殊的教学方法和课程内容教授顺序。同样，我们对不同学生的前期和后期测试只提供意见，因为评估一般来讲是基于学校而言的， 我们鼓励老师们选择自己的方法，使用适用于自身课堂的合适手段。另外，我们还为一些教师提供有3D功能的摄像机，鼓励他们拍摄学生学习的视频影像，记录手写日志或电子日志。

执行阶段所使用的一系列方法包括：

记录与媒体分析

基线数据调查与追踪

参访

学校走访

关注群体

观察

制定电子提交方式规则

调研完全按照欧盟调研条款执行，有学生的参与并对参与者进行高水平的保护。所有的数据都符合欧盟数据保护法的规定，所有参与者都经过授权记录并公开其成果，参与者拥有随时退出调研的自由。

【第四阶段】分析与报告阶段。我们在调研执行阶段时刻都在进行分析，使用了定量与定性研究并用的方法，根据统计和主题框架对数据进行分析。这些主题都来源于国际质量指标以及对收集数据的归纳。全面、实证性的调查与分析使下列结果得以产生：本篇报告的完成；简明的执行摘要；清晰、简明的建议列表；基于视觉与听觉的公开成果展示；符合上层教育决策者意愿的公开参与和媒体讨论，调研过程中我们有定期的临时性报告，以口头或书面的方式告知所有参与者和广大相关群体。

（未完待续，敬请期待）