数字化教室及教学模式研究

张春琴

数字化教室及教学模式研究

张春琴

现代信息技术的发展正在改变传统的课堂教学设施和教学模式。本文旨在将现代信息技术应用于教学，以交互式智能白板、电子课本、在线会议系统和自动跟踪录播系统为软件和硬件基础，提出了数字化教室的体系结构，构建了以交互教学和协作学习为特点的数字化教室的教学模式。

数字化教室体系结构教学模式交互式教学协作学习

引言

在数字校园建设中，教室作为教学活动最主要的场所，其在校园数字化建设中的重要程度不言而喻。国外近年来出现了采用交互式电子白板（IWB）的数字化教室［1］，并与其他技术例如在线会议［2］、远程教育、电子课本相结合，更好地实现教师与学生的互动，提升教学效果。在国内，上海市浦东新区“数字化教室”课题于2005年立项［3］，南京金陵中学、重庆医科大学也开展了数字化教室的建设，以交互式电子白板和课堂跟踪录播为主建立数字化教室。

数字化教室体系结构

数字化教室融入众多新型的教学工具，有助于学生的理解，使教学更轻松、直观，在对重点课程和一般课程中的重点难点部分进行教学时具有明显优势。在建设数字化教室时，应从以下几个方面进行考虑，选择适当的软硬件设备和技术：（1）能够建立方便检索的数字教学资源；（2）能够支持多媒体授课方式；（3）能够提供良好的师生交互手段。

1.数字化教室支撑技术

从目前国内外的发展来看，可用于数字化教室的技术主要有以下几种：交互式智能白板(Interactive Intelligent Whiteboard）。这是一种集计算机、人机交互、平板显示、多媒体信息处理和网络传输等技术于一体的演示系统。它以高清液晶屏为显示和操作平台，在特定应用程序的支持下，具备书写、批注、绘画、多媒体播放等功能，从而构造出交互式的教学环境，可以完全代替传统的黑板，同时还可以提供强大的多媒体工具，增强视听效果。此外，使用交互式智能白板还可以充分利用各种多媒体和课件等资源，实现数字化教学。

电子课本。电子课本（E-Textbook）是一种供人们阅读的数字化出版物，通常是在纸质教材的基础上，对教材内容及知识点进行深度挖掘和加工，辅以科学直观的视、音、图文等实现教材内容的数字化和交互功能的智能化。教师甚至学生可以根据具体的教学需要修改电子课本的内容。

在线会议系统（Online Conference））。在线会议又称为网络会议，是一种利用互联网实现不同地点多个用户的数据共享，并可实时传送声音、图像的通信方式。在数字化教室中应用在线会议系统，可以实现教师和学生的数据共享，增强教师和学生的互动，在难点讲解、课堂讨论、学生参与等方面具有不可比拟的优势。

自动跟踪录播系统（Automatic Tracking System）。自动跟踪录播系统是一种视频技术与现代通信技术相结合的应用系统，可提供实时跟踪的手段，并对被跟踪的画面进行录像存储。在数字化教室中，自动跟踪录播系统可以将教学活动过程中的画面实时、清晰地采集，并通过自动或手动插入编辑、同步记录和网络传输，为教师对教学过程的分析和反思提供真实可信的素材信息。

2.数字化教室体系结构

采用数字化教室，可充分利用数字化教学资源，构建数字化教学平台，利用信息技术和创新的教学方式来改变教学手段，促进课程与信息技术的整合，提高教学效果。在广泛搜集国内外近年来数字化教室相关资料的基础上，本文提出了一种三个层次、两个支持系统的数字化教室体系结构。三个层次是数据层、支持层和应用层；两个支持系统是计算机网络支持系统和数据库支持系统。数字化教室的体系结构如图1所示。

图1　数字化教室体系结构

应用层各部分具体功能如下。教学管理系统用于管理、维护学生和教师的基础信息，实现教学安排。包括班级管理、课程录入、排课管理、课表查询及课表统计等功能。

教学资源管理系统用于对电子课本、多媒体库、教学资料库等进行管理。包括资源目录、资源检索、资源浏览、资源管理、资源统计等功能。在线音视频课堂教学系统利用在线会议系统实现，可用于远程在线教学和互动教学。

数字化教室管理系统用于实现各系统的无缝集成和数字化教室的日常管理，日常管理由以下子系统组成：教室管理子系统，实现教室信息维护、教室登记和教室信息查询等功能；设备管理子系统，实现数字化教室的设备管理功能，包括设备登记、设备领用、设备维修、设备统计查询、设备信息维护等功能；考勤管理子系统，实现数字化教室的人员考勤管理功能，包括考勤签到、考勤查询、考勤统计等功能。

面向数字化教室的教学模式

在数字化教室中，教学环境强调学习过程和知识体系的动态性以及学习的主动建构性、情境性和互动性，使学生的自主学习能力得到更大程度上的开发和培养。基于数字化教室的教学与学习特点以及教学法的相关理论，本文提出了两种面向数字化教室的教学模式。

1.交互式课堂教学模式（Interactive Approach）

交互式教学模式最早由Palincsar（1982）提出，旨在改善学生的阅读理解和自我监控技能。它以学生为中心，重视学生和老师、学生和学生之间的相互支持和促进。在数字化教室教学环境中，交互式课堂教学具有特定的意义，它强调各教学要素，包括教师、学生、媒体和资源之间的动态互动，以达到学生主动构建知识的目的。教师使用交互式智能白板，可以方便地进行课堂教学和学习策略的讲解。学生使用在线会议系统，可以向教师申请主持权，提出问题并通过教师和学生的互动解决问题。同时，在教师的引导下，学生能够利用先进的信息化设备和丰富的教学资源，对知识进行更加精准快速的理解和掌握。

2.基于问题的协作学习模式（Collaborative Learning）

协作学习是学习者在没有教师直接即时管理的情况下进行学习，通过合作达到共享性的学习目的。基于问题的协作学习模式指在教师的引导下，学生以问题为中心，通过合作的形式共同探讨问题，搜索资料，分享资料，解决实际问题。数字化教室的在线会议系统和网络支撑系统，是实现这一学习模式的有效途径。

本文中所提出的交互式课堂教学模式和基于问题的协作教学模式在教学中是相辅相成的。可将这两种教学模式灵活地融入教学的各个方面，如图2所示。

数字化教室教学模式的优势

本文以智能白板、电子课本、在线会议系统和自动跟踪录播系统为技术支持，构建了数字化教室体系结构，它能够适应新形势下教学信息技术化的趋势和网络一代（Net-generation）的学生对教学手段和教学模式改革的要求。首先，可以改变传统的灌输式的教学方法，有利于实现互动教学、课堂讨论和学生反馈。其次，有利于实现教学资源和网络资源的充分利用和共享。最后，有利于实现异地教学，从而使教育突破时空的限制，为学生提供更多的学习机会。

图2　数字化教室教学模式

［1］Yvette Coyle a，Lorena Yan~ez，Mercedes Verdu，“The impact of theinteractivewhiteboardontheteacherand children's language use in an ESL immersion classroom，”System. 38（2010）：P614-625.

［2］Beth L.Hewett，“Synchronous online conference-based instruction:Astudyof whiteboardinteractions andstudent w riting，”Computers and Composition 23（2006）：P4-31.

［3］张民生：《数字化教室建设的理论与实践》，上海教育出版社，2009。

作者单位：西安科技大学人文与外国语学院陕西西安