基于移动终端的智能交互式课堂教学模式研究与实践

◆白旭 罗小芳

基于移动终端的智能交互式课堂教学模式研究与实践

◆白旭 罗小芳

针对当代大学生课堂玩手机现象及存在的问题，基于交互式教学模式，变“堵”为“疏”，提出一种基于移动终端的智能交互式课堂教学模式。阐述新的课堂教学模式的概念、优势及特点，并在其实践条件的基础上，以船体制图课程为例，进行智能交互式课堂教学系统的设计与开发。

智能交互式教学模式；移动终端；课堂教学；智能交互式教学系统

10.3969 /j.issn.1671-489X.2016.02.019

1 前言

随着科学技术的发展，以智能手机为代表的移动终端已经成为人们不可缺少的生活工具，其所具有的通信、游戏、网络等功能在提高了人们生活质量的同时，也给人们特别是当代大学生带来严重的负面影响。早在2010年，李莹等人的调研分析报告就指出：高达95.7%的学生在课堂上玩手机，仅有3.9%的学生表示不会在课堂上玩手机；一节课中玩手机时间超过10分钟的高达45.8%，超多30分钟的也已达到21%[1]。目前，大学生在课堂上玩手机已不可遏止地成蔚然之势，这对课堂纪律和教学质量造成严峻的考验，对大学生专业理论知识和技能的获取、人格以及身心的发展是非常不利的[2]。

针对这一现象，一些高校也针对性地采取一定的措施，并对学生、教师以及家长均提出建设性的要求，如分时段屏蔽教室网络、设置手机袋、加强自制力教育等[3-4]。但是，这种“堵”的方式并没有收到理想的效果：屏蔽教室网络没有根本解决学生玩手机的问题，而且还限制了教学活动的开展；不能强制执行，教室手机袋往往成为摆设。

将课堂教学活动实践与理论研究相结合，笔者发现当代大学生课堂玩手机的根本原因可以归纳为四个主要因素：当前校园网络资源相对丰富；环境相对轻松；大学生自控力不强；教师教学吸引力不足。这四个因素综合作用导致大学生课堂玩手机具有极强的依赖性、传染性、反复性等特点。要真正解决大学生课堂玩手机的问题，必须针对性地解决其依赖性、传染性、反复性的特点，变“堵”为“疏”，让大学生课堂“玩手机”转变为“使用手机”，使手机等移动终端成为学习工具，帮助学生激发学习兴趣，提高学习效率。

因此，本文紧紧围绕如何能将手机充分融入学生的学习以及教师的课堂教学中去这一核心问题，提出基于移动终端的智能交互式课堂教学模式，以期充分利用当代手机的功用，不仅能避免学生因为玩手机而影响学习，而且能有效利用现代科学技术提高课堂教学的效率。

2 基于移动终端的智能交互式课堂教学模式的概念

教学模式是在一定教学思想或教学理论指导下建立的一种包含选择教材、指导教学活动的计划或范型[5]。教学模式是在理论与实践之间搭起一座桥梁，为教师研究教学因素、把握教学规律、优化教学过程起到促进作用。教学模式的研究对于针对教学环境改进教学方式、提升教学效率具有至关重要的作用。

交互式教学最早是由Palincsar提出的[6]，是在支架式教学（Scaffolding Teaching）理论基础上发展起来的一种教学模式[7]，主要被应用于语言教学中。交互式教学，由教学主体、教学环境和交互关系构成一个相互影响和互相促进的有机整体，基本结构如图1所示[8]。交互式教学通过综合运用教学主体、教学条件、课程理论与实际应用以及学习与创新、个体发展与社会环境等交互途径，激发教学潜力，深化教学理论，拓展教学能力，提升教学价值。

图1 交互式教学的基本结构

随着社会的发展，目前已经有一些教育工作者开始利用移动终端进行教学研究，主要针对多媒体课件的制作以及基于无线网络环境的无线学习问题等[9-10]，但仅是展示式课件向学习软件式课件的进化或提供一个无线学习的网络资源环境，缺少课堂教学中学生与教师、教师与课件以及学生与移动终端、终端与课件等多主体之间的智能交互、多体联动，无法达到制约学生课堂动态、促进学生学习以及转变教学模式、提高教学效率的目的。

在交互式教学模式的基础上，针对当前大学生课堂中普遍玩手机的现象，提出基于移动终端的智能交互式教学模式（图2）。基于移动终端的智能交互式教学模式是在课堂教学中以移动终端为学生客户端、以PPT为教师客户端，通过服务器进行教师与学生即时智能沟通的教学模式。智能交互式课堂教学模式，充分利用移动终端的优势提高学生、课件、教师之间的互动频率，从体系上改变现有教学模式中教师与学生脱节、学生与课件脱节等现象，达到从根本上改变学生课堂使用手机的现象以及提高教学效率的目的。

图2 智能交互式教学主体的网络结构

“智能交互”中“交互”的要素，指与学习有关而又能相互作用的各种教学要素，包括教师与学生人员要素、教材信息要素、教学条件与环境物质要素等。“智能交互”中的“智能”，指充分利用学生具有的移动终端以及教师使用的计算机、投影仪等教学要素，促使学生主动参与学习，达到高质量、高效率教学效果的一系列教与学活动。

3 基于移动终端的智能交互式教学模式的特点及优势

较之传统的交互式教学模式，智能交互式课堂教学模式在教学主体、教学结构、教学介质以及教学功能等方面都有独特之处。

1）在教学主体上，普通交互式教学模式的主体仅仅包含了学生、教师以及课件，交互的对象也主要是教师与学生的交互；智能交互式课堂教学模式在教学主体之间增加了服务器、移动终端的智能APP程序等，增加了学生与APP的交互、APP与服务器的交互以及服务器与课件（PPT）的交互，从而物理上丰富了交互的途径，提高了交互的效率。

2）在教学结构上，体现出学生（移动终端APP）、教师（PPT）以及服务器数据库的智能交互，学生必须通过关注移动终端的APP来融入课程教学，让他们不能玩手机及做其他影响学习的事，在时间上约束了他们的课堂活动。

3）在教学介质上，以智能手机为主的移动终端具备处理速度快、屏幕分辨率高、存储容量大、支持外部存储设备以及支持3G/4G技术和WiFi接入等特点，使得用户可以方便地使用网络上的资源。采用高效能服务器数据库可以海量容纳课程资料并快速计算，是实现学生与教师课堂智能交互的物理基础。

4）在教学功能上，针对结构、工程等一些理论、方法比较抽象、不容易理解的课程，普通交互式教学仅能提供教师在PPT上的三维演示，由于全体学生理解程度差异的限制，并不能达到全面理想的效果。智能交互式课堂教学模式提供了让每个学生个体操作的三维动画课件，让每一个学生像玩电子游戏一样去学习、理解课程中的理论、方法间的逻辑关系，并即时反馈到服务器，供教师把握教学的质量和进度，可以充分调动学生课堂上的积极性，让学生不愿做其他的事情，主观上提高学习效率。

4 基于移动终端的智能交互式教学模式的实现

智能交互式教学模式的实践环境智能交互式课堂教学秉承贯彻交互式课堂教学注重教学环境、教学环节、教学方法以及教学观念的创新理念，将课堂交互的方式由传统的师生对话创新为师生对话以及移动终端（APP）与交互界面（PPT）通过服务器交互的方式，扩展了交互的层次，达到全方位交互，大大提升交互的效率。当前高校教学环境为智能交互式课堂教学模式的实现提供了良好的软件环境和硬件环境。

1）智能交互式课堂教学模式是交互式教学模式的发展，它的实施同样需要通过参与主体（学生、教师、教材、课件、APP应用程序、服务器等）的“交互”。在当前高校大班教学、人数众多的情况下，传统课堂教学方式的师生交互很难顾及，交互的范围只能限制在少数注意力比较集中的优秀学生之间，大多数学生时而走神去做其他事情（玩手机），无意识间主动放弃了与教师交互的机会。这种现有教学模式的不足为智能交互式课堂教学模式提供了迫切的需求。

2）当前社会科技的发展，使得手机、iPad之类的移动终端以及无线通信网络已经基本覆盖了高校校园，这也是造成当前大学生课堂玩手机的主要原因之一，但同样将其使用恰当的话，也是智能交互式课堂教学所需的移动终端、服务器交互的物质保障。

智能交互式课堂教学系统的设计：以船体制图课程为例智能交互式课程教学系统是智能交互式课堂教学模式的关键部分，实现智能交互课堂教学的主体所在，起到辅助教师教学、学生学习以及交互的媒介作用，体现在过程中主要为发布教学信息、展示教学内容、促进师生沟通三类功用。

图3 系统功能结构图

笔者结合在实际教学中的运用，针对船体制图这门课程进行智能交互式课堂教学系统的设计及开发工作。系统的主要功能结构有登录/注册、课程公告、课程学习、学习任务、课堂互动、习题练习等模块，系统功能结构框图如图3所示。

在系统的功能结构框架下，以教学大纲中的知识点章节来设计智能交互式课堂教学系统的课程内容。重点将课堂中一些难以讲解的内容通过三维交互动画来描述，学生可以自主调节三维展示角度，全面理解知识点。如在船体制图课程中涉及很多船体结构构件的类型、布置等，通过三维展示可以更加直观地体现结构构件的形状、布置，并说明识读、绘制此类结构的方法要点，大大提高学习兴趣和效率。所设计的智能交互式课堂教学系统的系统功能结构能够满足智能交互式课堂教学模式对学生学习以及教师教学的要求：

1）通过移动终端在线统计、锁屏功能来统计上课学生的数目并限制学生在课堂上玩手机，以物理媒介来约束学生课堂学习纪律；

2）通过教学模块中的PPT展示、三维动画等来吸引学生的注意力，以兴趣来调整学生课堂学习的状态；

3）通过课堂互动中的教师点提以及学生点提功能，加强教师对课堂教学的掌控，随时掌握学生学习的效果，提高教学、学习的效率；

4）通过习题练习以及扩展模块，扩展学生与教师的沟通途径，巩固课堂教学的成果，拓展学生的知识。

智能交互式课堂教学系统的开发智能交互式课堂教学系统的开发主要包含系统平台开发、移动终端的APP开发以及课程数据库开发三个部分：系统平台主要采用类似C/S架构，前台客户端以PPT方式课堂展示，负责教师用户界面交互，后台服务器负责计算；移动终端的APP开发涉及客户端和服务器的双向开发；课程数据库主要是将课程内容中的动画、资料等（如图4所示）按照章节存储在服务器中供PPT客户端及APP端的调用和存储。

系统平台开发是基于SSH框架开发模式，系统的整体基础架构采用Struts，控制MVC分离及业务跳转，持久层采用Hibernate框架提供支持；APP开发主要选择Android（2.3以上系统，面向高校师生主流）移动终端开发；数据库通过Oracle开发并采用Flash结合3ds Max来制作课程涉及的三维动画。

图4 船体结构三维动画

5 结束语

基于移动终端的智能交互式课堂教学模式将充分利用现代社会的网络、大数据以及智能手机等高科技的革新，设计出一种更加紧凑、注重交互的课堂教学方法，实现交互式教学模式的进一步发展。这样就解决了目前困扰高校教学的大学生课堂玩手机问题，并通过智能交互式的教与学，演示难以直观授课的课程内容，帮助学生消化理解教学内容，达到教学目的，从根本上进一步提高课堂教学的效率。

[1]李莹,沈阳,金鑫.大学生课堂使用手机情况的调查与对策研究[J].科教文汇,2010(11):207-208.

[2]王威娜.大学生课堂“玩手机”现象的思考和管理[J].传播经纬,2014(20):269.

[3]张健.大学生课堂手机控现象探析[J].长春教育学院学报,2013,29(23):24-25.

[4]英起志.当学生不再自觉:关于课堂手机集中管理的教育案例分析[J].科教文汇,2013(36):171-172.

[5]Joyce B,Weil M &Calhoun E. Models of Teaching[M]. Boston: Allyn and Bacon,1999.

[6]李孟华.计算机网络环境下的大学英语教学模式的优势及应用[J].外语电化教学,2007(1):32-35.

[7]刘珍芳.交互式教学研究评述[J].远程教育杂志,2009(6):49-51.

[8]裴春秀,杨春英.交互式教学模式研究[J].湖南科技学院学报,2007,28(5):137-139.

[9]陈萍,张涛,周雨欣,等.基于移动终端的交互式多媒体技术研究与实现[J].信息与电脑,2015(12):83-84.

G642.4

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1671-489X(2016)02-0019-03

作者：白旭，江苏科技大学船舶与海洋工程学院讲师，研究方向为船舶与海洋工程结构物设计制造；罗小芳，江苏科技大学经济管理学院讲师，研究方向为知识管理与技术创新（212003）。