电子书包助力1∶1数字化翻转课堂*

2015-11-25祝雪珂

中国现代教育装备 2015年10期

文刘军祝雪珂

电子书包助力1∶1数字化翻转课堂*

文刘军祝雪珂

1.学习资源推送功能的缺乏

以学为主的自主学习往往需要丰富的教学资源作为支撑，尤其是以课前视频为中心的翻转课堂模式，对于教学资源尤其是视频资源的要求标准更是格外高。［1］教学视频的优劣会对学生的知识吸收程度起着决定性的作用，并且一个能激发学生学习兴趣、引导学习的视频也是翻转课堂实施的前提和保障。

但是如今的学校中，大部分一线教师并不足够通晓教育技术，对视频制作软件，资源的搜索"加工"处理更是极少涉猎，这也就造成录制教学视频，利用信息技术手段创设教学情境变得尤为困难。而大部分教师所提供给学生的教学视频中，真正可以促进知识吸收并引发学生思考具有互动性的优秀作品还比较少见。［2］这不仅对翻转课堂的顺利实施造成了困难，也对学生的知识吸收效率造成了影响。由此可见，无论是对于学生还是教师，一个具有学习资源分享并推送功能的学习平台就显得十分重要。

2.学习过程的管控不足

学生在翻转课堂的前期自学过程中，由于水平所限或者自制力等问题不可避免的会产生许多疑问或某些知识点掌握薄弱的情况。而现有的课堂条件下，教师并不能在课前及时获取学生的自学情况反馈，这也就为教师继续开展接下来的课堂活动等造成了麻烦。［3］同时这种课前自学与课堂活动的脱节情况也会使翻转课堂的效果大打折扣，学生知识的掌握速度和程度都不能达到预期。这使得教师和学生之间需要一个针对翻转课堂模式下整个学习过程的管理控制平台，监控学生学习情况为教师掌握课堂节奏提供帮助。

3.学习数据的记录和互通缺失

在大部分时间由学生自主学习的学习过程中，生生间的个体差异导致学生的进度和知识学习程度也有一定程度的不同。这种情况下，对于学生的学习进度、学习成果，测试反馈等数据的记录就显得尤为重要，教师或家长通过交流这些数据也可以更容易的对学生的学习情况提供具体有效的改进方案。但是现有的课堂条件不但不能保证系统全面的记录这些数据，更不能让教师和家长随时查阅以辅助教学。

4.学习中交互的困难

翻转课堂给学生创造了许多互动的机会。学生之间可以相互交流，遇到疑问可以向同伴求助。学生与教师也不再仅仅扮演讲与学的角色，课堂上教师可以组织项目和讨论等形式的活动让学生进行小组学习使学生之间充分互动。这些活动不仅在很大程度上活跃了课堂气氛，也提升了学生的课堂参与度，进一步培养了学生的创造思维能力、情感能力、合作能力等。［4］

但是由于目前我国的大部分中小学课堂仍属于常规班级或大班教学，对教育资源以及教师数量和质量要求较高的小班教学并不普及。［5］这也就造成翻转课堂教学模式在实际应用中学生的课堂参与度常常会因人数过多受到影响，教师难以及时和每一名学生及时交互获得反馈，也就关注不到他们的个人特殊需求。学生不能及时和教师进行沟通解决课堂之外的问题，学生之间也方便进行合作学习的互动。翻转课堂所提倡的差异教学，即学生在课堂中完成练习，教师针对性地解答每名学生的疑惑，从而促进学生的个性发展更是难以实现。

5.学习结果的评价体系不健全

教师通过对学习结果的评价测评学生的知识内化程度、能力等方面等提升情况。［6］但是许多传统课堂的评价是针对学生提交作品的评价或者学生技能水平的测试等终结性评价，翻转课堂模式下教师需要对学生做更多关于课堂协作活动和课前学习活动的过程性评价，也就十分需要一个能够及时获得数据反馈并进行分析的评价设备或功能。

6.学习时空的限制

由于我国中小学学生的课余时间较少，视频和资源的获取都有一定的设备和条件限制，也就使得学生课前自学时间和空间受到限制。［7］也就造成翻转课堂目前在我国产生了3种翻转形式，分为“课内翻”“校内翻”“家校翻”。课内翻，保证了学生的学习时间学习效率，同时有利于学生之间，师生之间的交流，但是对于课时的大量占用，对于教师课时计划的按时完成造成了极大影响。校内翻较容易获得学生的自学反馈，从而使教师更有针对性地调整课堂活动。但这种翻转形式只能针对寄宿制的中小学。家校翻，学生在家中完成课前自学，虽然时间可以保证，但是不利于生生间的合作学习和互动，也给教师获得学生的学习成果反馈造成较大困难。

以学生为中心的学习就是为学生建立全面的人力、技术以及资源等各方面的支持，让学生主动地获取知识，吸收知识，最终掌握知识。计算机多媒体很好地实现了集中化的多媒体组合，学习者在计算机多媒体的支持下，在学校完成主要的集中的学习过程。

图1 多媒体学习环境

电子书包则很好地实现了个别化的多媒体组合，它允许学习者在集中学习的基础上，在课外按自身需要开展个别化学习。作为学生的个人学习平台，电子书包所具有的海量资源、结构化知识以及随时接入网络的功能为学习者带来有关学习的支持，其优化组合的效果要超过以往的多种媒体组合、超过计算机多媒体，能近乎全方位地满足学习者的学习需要。从数字出版领域的视角看，电子书包可以看成是若干电子书按照科学的结构整合而成的数字化教小学资源包，包含学生学习需要的教材、教辅、工具书等。而从硬件装备领域的视角，电子书包也可以看作一种未来型的教育电子产品，整合了数字阅读和上网通讯两大主要应用功能。虽然这并不能涵盖电子书包的全部功能范畴，但从一定程度上揭示了电子书包与电子书和学习终端之间的关联。正是这些功能为电子书包对于翻转课堂提供技术支持提供了有力地保障。

下面以成都凌云诺亚舟教育科技有限公司所开发的“优学派”电子书包为例进行具体功能简单介绍。

图2 电子书包系统功能模型

优学派电子书包系统由学生客户端、教师机、无线局域网、数字课堂管理系统和云服务端所构成。学生客户端与教师机通过无线局域网连接，构成以班为单位的虚拟子网。数字课堂管理系统部署在教师机之上，为课堂上的多媒体互动教学提供管理与服务功能。云服务端提供班级管理、用户（包括教师、学生、家长）管理、资源管理和教学管理等服务。通过互联网平台实现了学习个体与知识、学习个体之间的互动探究，可为学生提供互动、多维度的学习资源，为老师提供互动探究、多种呈现模式的资源开发、分享、传播平台。

图3 “优学派”电子书包系统构成

对于学生和教师所使用的具体功能共分为以下四部分。

1.教学活动应用

自动组网：教师机、学生机进入无线教学环境后，教师机自动发送组网广播包，实现学生机与教师机的联网，实现学生机与学生机的自组网。

课堂管控：教师机从平台上下载班级模型、电子备课内容，教室端实现对学生端的锁屏解屏、远程控制、远程设置、屏幕监控等管控功能。

教学互动：实现点名、举手、抢答、手写答题、屏幕广播、学生演示、文件分发等教学互动功能，实现练习测评的自评、互评等评价互动功能。

随堂练习：教师端发送随堂练习到学生端，该类题目均为客观题，学生在终端上直接答题，系统直接评分，并给出标准答案，教师端收卷后，可以查看全班答题总体情况以及各题的得分情况，可以有选择性地讲解点评习题。

考试评测：学生通过移动终端实现日常的考试评测，学生端从平台上获取图片格式的试卷、习题册，客观题提供答题卡，直接点选答题，主观题提供答题纸，手写答题，平台上提供教师阅卷功能、统计分析功能。

分组讨论：提供分组管理，学生之间可以按照组别进行内部交流，也可以进行两组之间的交流答疑。

探究学习：提供灵活分组，实时分屏转播小组屏幕操作，小组内共享操作白板，通过颜色区分角色留痕等功能。

课堂数据记录与评估：系统完整记录课堂教学过程中学生的参与情况、提交的练习评测结果、完成任务的时间等数据，依据课堂效果模型，评估学生的参与度、课堂表现和教学效果等。提供课堂数据上传至平台的功能。

图4 学生学习情况数据

2.学习资源应用

课程同步学习：利用与课程相关的学习资源制作的、面向学生的学习应用，对于初中以上年级学生，通常包括课程预习、练习、考测、交互式仿真实验、名校名师精讲视频等内容。对于低年级学生，主要以结合认知、计算和逻辑训练的离散交互应用形态。

图5 课堂同步学习应用

电子课本：教师端、学生端可以同步阅读、操作电子课本，实现多媒体浏览、标注、交流、测验等交互式电子课本阅读功能。

辅助学具应用：常用学具的电子化，主要包括汉语字（词）典，英汉、汉英词典，成语辞典，文言文辞典，绘画工具，几何作图工具，背单词工具，复读及听力训练工具，编程工具等。

3.互动交流应用

提供了基于平台的论坛、群组、聊天室等社交类应用功能。建立虚拟学习社区，允许学生以班级、学校、区域为单位开展网络社交活动。

4.安全管控应用

视力保护：通过屏幕亮度自适应调整、使用时长控制等保护使用者视力。

封闭系统：采用全封闭式电子书包系统，未经授权无法切换到系统默认操作系统。

应用商店：所有应用程序下载安装只能通过电子书包“应用商店”，确保不良应用不能随意下载安装。

上网管控：只有系统允许访问的网站才能被浏览，确保使用者接收不到不良网站与信息。

数据保护：用户数据实时同步到平台，确保任何情况下用户数据的安全。

信息技术对学习的支持，必须表现为通过技术能为学习者提供工具、资源、伙伴，或者借助技术实现这些过程，将学习者的支持力量向更大范围延伸。在以学生为中心、教学视频起着中心结点的作用的翻转课堂教学模式下，把电子书包作为为翻转课堂提供核心技术支持的手段，不仅可以帮助学生观看教学视频，同时可以建立学生与工具、资源和教师的联系。了电子书包全方位开放式支撑体系的构建［8］，可以从课堂的各个部分给学习者和教学者提供更多的学习支持，进而服务于学生的整个生活世界。

将电子书包应用到翻转课堂中，利用电子书包的各种具有极强针对性的自主学习功能满足翻转课堂由于种种问题产生的需求，基于这样的想法提出如图6所示的框架构想。

图6 基于电子书包的翻转课堂框架

如图6所示的框架设计［9］，电子书包作为提供核心技术支持的手段，其三部分主要功能都能在翻转课堂中对教师和学习者的需求进行满足。

1.实现学习资源的智能管理与推送

针对翻转课堂学习资源推送功能的缺乏，电子书包的学习资源部分功能实现了学习资源的智能管理与推送，快速建立起学生与工具、资源的联系，从而获得更多的学习支持。学生在课外自学和探究学习中，教师所选择的微视频或者学习资料都可以通过电子书包的该部分功能进行管理和推送给学生。电子书包对于学资源的智能管理，保证学生可以方便快捷的进行查阅学习。同时电子书包还内置了一些如电子课本、辅助学具等的学习资源，节省了教师准备资源的时间精力并且方便学生进行学习复习等。

2.建立学习过程管理控制平台

教师及时获得学生的学习情况反馈会对教师的后续课堂教学提供很大帮助。根据学生的疑问或者一些知识掌握的薄弱点，教师可以有针对地调整自己后续的课堂活动等。在以学为主的前提下，电子书包内置的功能可以对学生的学习过程进行管理控制，教师可以利用该部分功能对学生的课前自学情况，学习进度以及程度进行了解，同时对于学生的课后复习与测试反馈情况进行记录与分析，实现借助电子书包的支持更好地对学生进行个性化培养。

3.与其他学生和支持力量协作交流

互动交流是电子书包作为一项课堂支持技术能够提供的一项重要功能。电子书包作为一个计算机支持的数字化协作学习空间，以网络为环境基础，支持师生、生生间的同步或异步交流与资源共享，这是一个可以广泛使用的功能。无论在课外还是课内，师生、生生间的交流互动都是必不可少的，学生之间通过互动交流进行协作探究学习解决问题，教师可以通过交流引导学习者发现问题解决问题。同时电子书包有许多具体功能可以对课堂活动中的师生互动和生生协作进行辅助，这将显著提高课堂活动效率并增强学生参与兴趣，使学生的知识掌握更快速更牢固，有助于学生锻炼学习能力，建立良好的学习习惯。

4.记录并分析学习数据

学习数据的记录在传统课堂中一直是以测评等方式呈现，而基于电子书包的翻转课堂可以为教师记录除测评成绩之外的其他学生学习数据，例如学生学习资料的阅读进度、学习资源的利用程度、学习互动的频率、反馈的问题等，这些学习数据都可以帮助教师和家长更加个性化的把握学生的学习特点与问题。同时电子书包还支持学习数据在家长和教师之间的互通，使家长和教师的沟通更加专业便捷，有利于实现翻转课堂所追求的个性化辅导教学。

5.学习结果评价

翻转课堂模式下教师需要对学生做更多关于课堂协作活动和课前学习活动的过程性评价，通过电子书包测试等应用就可以方便教师对学生的学习情况进行随堂测试或课后评测。通过这些在课堂活动或测试中及时得到的学习者反馈，教师可以掌握每一名学生对知识的内化程度，针对学生个性化的需求提供教学方案，从而采取个性化辅导，做到真正的因材施教并增加了学生的参与度。

6.摆脱学习时空的限制

电子书包所提供的方便的联网方式以及多种多样的拓展应用，学习者和教师都可以随时进行使用支持翻转课堂的实施。同时电子书包的便携性使无论学生还是教师都可以在更多的环境中进行学习交流，学生在自习课或者课间等时间都可以用电子书包进行学习，不再是坐在计算机前才能学习，有拜托了学习的时间和空间的限制，这有效地解决了学生课余时间不足等问题。

电子书包的加入使翻转课堂更加具有生机和活力，为实现课堂的真正“翻转”提供了更多帮助和更大的可能性，在前文所提到的课堂框架设计完成后，本研究选取了胶州市第十中学和成都市泡桐树小学的进行了电子书包在翻转课堂中的教学应用实践。教师在对优学派电子书包有了详细的了解后，认识到教师不仅可以使用电子书包备课、布置作业、批改作业以及进行班级管理、班级分组，还可以让电子书包进入课堂和学生互动学习，视频、图片、录音等形式都可以参与到教学中，而这也正是翻转课堂的精髓。

以下胶州市第十中学的孙启友教师“美国南北战争”、高翠霞教师的“大自然的语言”以及成都市泡桐树小学教师蒋毅的“装满昆虫的口袋”三堂课为例进行说明。

三门课的教师都运用电子书包课前发布功能，提前发布微课，并收集学生学习成果或者问题反馈，对上课的导入内容进行调整。

课上时间，随着课堂活动的需要，教师可以将图片和练习题发送到学生的电子书包，并通过白板与学生的电子书包一同标注讲解。“美国南北战争”一课中，教师还运用电子书包的投票统计功能展示学生判断，发送各种资料到终端学生完成后提交成果，随机交流分享，十分有效地提高了课堂的效率。

课程结束后，教师可以运用电子书包将学生本期的学习情况分为课业学习、德育表扬、专项测评展示数据分析。家长也会通过软件查看孩子的作业、学校表现、学习成长及班级空间。及时掌握孩子的学习情况及各方面的成长。

通过案例课堂效果反馈和后续的教师访谈，教师认为电子书包强大功能对于实施翻转课堂的过程具有很大帮助，学生的参与性、积极性被极大的触动，他们更愿意用这种新颖轻松愉悦的方式学习。而教师也可以通过电子书包系统及时批改作业并实时反馈学生的学习情况，这让教师们更加高效、准确地掌握每一个孩子的实际学习情况。课堂效率以及学生的学习成绩也会因此得到提高。家长也反映通过电子书包他们对于学生的学习情况了解更加全面及时，有助于帮助学生提升学习成绩及时改正不良的学习习惯等。

可以预见，翻转课堂由于自身的优势，从根本上变革了课堂教学结构，势必将成为未来课堂的发展趋势。电子书包的课堂应用在中国也是刚刚起步，它对我国教育教学方法产生的影响只是表层。但随着我国教育教育信息化的进程，广州、北京、上海等城市已经进行了“电子书包”进入课堂的探索实践，电子书包也逐渐进入家长教师的视线，越来越多的学校进行电子书包在课堂教学中的尝试。

但是基于现有的教育国情以及技术条件下，电子书包应用于翻转课堂的本土化实践还受到以下几方面条件的限制。

1.家长和教师的观念

翻转课堂的顺利实施应用与教师的观念密不可分，而以学为主和主导主体的教学理念还不能被一些教育者所了解和接受。传统的教学方法，即课上由教师讲授各个知识点和操作步骤，学生听讲，而后完成相应练习的教学方法。其中的一些成功经验更使教育者固守自己的教学理念，这都为新型课堂的推进和学校的教学改革带来了极大的阻碍。

此外由于电子书包作为功能丰富的教学设备，同时中小学生的自控能力较差，这会使一些家长和教师认为学生在使用过程中更多的是娱乐而不是学习。很多家长虽然充分认识到品德和能力的培养在家庭教育中的重要性。然而，一旦当它与学生的学业发生矛盾时，重心又发生转移。因此这些家长仍旧更希望学校教师对学生的成绩学业进行教导而忽视了学生在学习方面能力培养的重要性。

2.物质和技术条件

电子书包在翻转课堂中的使用对于学校的物质条件和技术条件还具有较高的要求，例如无线网络环境的构建，师生互动设备的配备，教学资源的购买等都需要学校和地方教育机构提供大量的物质支持。目前在我国大部分地区还不能保证这样的条件支持，这就造成了电子书包的试点容易普及难，为基于电子书包的翻转课堂模式的普及造成了极大困难。

3.传统教育的限制

传统教育模式的长期实行给我国中小学现行的学制，教学目标设置，考核方式等都带来了深刻的影响。其中很多都对翻转课堂的实行造成了阻碍。例如，在现有的学制下学生用来进行自主探究学习的课余时间并不充分；课程的教学目标的设置考核的方式也将重点放在学生所学知识尤其是升学科目的成绩上，人才所必需的创新能力和协作能力的培养被严重忽视。这些阻碍都有待于教学的逐渐改革来解决。

在今后的教育教学中，学生与教师合作的自主学习将成为必然趋势，以上问题也会随之解决。电子书包作为一个计算机支持的数字化协作学习空间［10］，必将成为学习者“求合作”道路上最好的支持性力量。而基于该框架的构想，电子书包在翻转课堂中的应用将有效的解决现今翻转课堂在我国中小学课堂应用中所遇到的一些瓶颈以及问题。为教师和学生在翻转课堂的教学模式中学习提供了有力的硬件软件以及平台支持，从而实现了对基础教育信息化的进一步推进。

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［2］韩丽珍.翻转课堂在我国发展的瓶颈及路向选择［J］.江苏广播电视大学学报，2013（2）:41-44.

［3］卢强.翻转课堂的冷思考:实证与反思［J］.电化教育研究，2013（8）:91-97.

［4］张新明，何文涛，李振云.基于QQ 群+Tablet PC的翻转课堂［J］.电化教育研究，2013（8）:68-72.

［5］徐进.翻转课堂在高职院校中的应用与思考［J］.中国教育信息化，2014（12）:27-30.

［6］赵兴龙.翻转课堂中知识内化过程及教学模式设计［J］.现代远程教育研究，2014（2）:55-61.

［7］顾樱.翻转课堂教学模式在高中信息技术课堂中的实践［J］.电脑知识与技术，2014（19）:4492-4493，4506.

［8］祝智庭，郁晓华.电子书包系统及其功能建模［J］.电化教育研究，2011（4）:24-27，34.

［9］张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究［J］.远程教育，2012（4）:46-51.

［10］ G.Gauthier，C.Frasson，K.VanLehn.A d a p t i v e H y p e r m e d i a : F r o m l n t e l l i g e n t Tutoring Systems to Web-Based Education［J］.lntelligent Tutoring Systems，1839（1）:1-7.