面向智慧教室的课堂交互技术的分析与研究

张美霞　沈蝴蝶

摘 要：技术丰富的智慧教室环境下相比传统课堂交互具有高度的复杂性，如何在智慧教室环境下进行高效的课堂互动成为研究重点。本文通过对课堂交互技术的探究，结合在智慧教室中课堂教学互动形式，在提出智慧教室环境中课堂交互的基础上对课堂交互的定义及课堂交互工具分类进行探讨，并描述了课堂交互工具在智慧教室环境下如何进行教与学的运用。

关键词：智慧教室；课堂交互；课堂交互技术

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2017）16-0015-03

一、引言

传统课堂的课堂互动主要包括师生互动、生生互动，是课堂教学中不可缺少的组成部分，对课堂教学的整体质量有着显著的影响作用，研究表明，传统课堂教学环境在某种程度上限制了实时互动反馈的发生，主要表现在：互动类型少、形式单一；互动深度不够；师生行为失衡。随着信息技术的发展，智慧教室成为教育新形势背景下的新型学习环境，智慧教室中的课堂交互也渐渐成为关注的重点。

智慧教室，又称未来教室，是实现教学内容优化呈现，学习资源便利获取，课堂教学深度互动的新型教室（黄荣怀，2012）。传统的课堂交互技术难以满足智慧教室的深度互动需求。为提供最高效的学习和教学方式，必须要依据智慧教室的互动特征，选择适合的课堂互动工具，为后续智慧教室课堂教学的顺利开展提供有效帮助。

二、课堂交互技术概述

1.课堂交互技术的概念

教育领域的交互技术可分为狭义和广义。广义的交互技术是指利用一定的手段达到教学目的。狭义的交互技术则是指具有交互功能的信息化技术。本文所涉及的交互技术大多是指狭义的交互技术。而课堂交互技术则是指在课堂教学中辅助教师组织课堂教学活动，让教师能高效地传递知识及时获得学生反馈的手段。

2.课堂交互技术的发展

几个世纪以来，教师课堂上“教”的工具一直由粉笔黑板纸质书本占据着，教师、学生与教学内容之间的主要交互界面是黑板，教师主要通过提问的方式实现师生之间的交互，显然，这种交互形式单一、内容有限，而且限制了师生交互和生生交互双向交互的发生。随着技术的发展，交互技术在教育中不断融合渗透，极大地改变了课堂教学。

（1）基于计算机辅助教学（CAI）的课堂交互技术

随着计算机技术的发展，计算机辅助教学也随之产生了，CAI的课堂整合了信息通信技术、电子技术等多媒体技术，充分体现了人机交互的多样性。利用信息技术的多媒体功能，在教学课堂上主要表现在把文字，视频，动画，声音等不同信息表达形式集成在一起的多媒体交互课件中。在授课课堂上，教师可以通过CAI课件快速地给学生提供丰富多彩的教学信息，将教学中的重难点用恰当的多媒体信息呈现方式表现出来，让课堂有了“交互性”。基于多媒体的交互课件改变了传统教学“师问生答”的言语互动方式，创造了教师和学生之间，学生和学生之间以及人机之间的新的互动方式。

基于CAI的人机交互技术的普遍应用 ，“多媒体课件+投影”形式的课堂教学环境一度成为学校教学的主流方式。

（2）基于信息通信技术（ICT）的课堂交互技术

“多媒体课件+投影”形式的课堂教学环境也只是将教师灌输转变为计算机灌输，学生仍处于被动接受，不能建立高效的师生互动课堂。目前，随着信息通信技术的迅速发展，网络学习和移动学习已经成为当前主流的学习模式，基于信息通信技术的课堂交互技术主要以交互式电子白板（IWB）、课堂应答系统（CRS）等为代表的课堂教学。

交互式电子白板整合了黑板和多媒体投影系统的优点，是教师、学习者和教学内容的交互媒介。另外，交互式电子白板的资源多样化、多视角呈现，大大加強了师生互动、学生之间互动的频率（任远红，2015）。

课堂应答系统是一种能有效收集和统计分析学习者对于课堂问题的反馈结果的教学技术，通常是由接收器、答题器、计算机及相应软件系统四个部分构成（任远红，2015）。利用课堂应答系统学生可以匿名回答问题，教师可以及时获取反馈信息并且及时给予学生反馈，激发学生学习兴趣并且积极参与学习。

（3）基于虚拟现实（VR）技术的课堂交互技术

虚拟现实（Virtual reality，VR）技术，简单的理解为利用计算机模拟产生三维的虚拟世界，能给人多种感官刺激达到“身临其境”的效果。虚拟现实技术具有沉浸性、构想性和交互性等基本特征（马仕海，2013），是加速知识传授和巩固所传授知识最有效的方法。学习者与现有的各种信息通过运用虚拟现实技术都能够发生交互作用。当前VR+教育系列的软件、硬件和教育资源已经逐渐发展起来，如VR头戴显示设备、VR实验室等。在VR实验室教师可以让学生自己设计好化学或者物理实验，对于有危险性或者成本较高的实验项目可以进行VR实验。基于VR技术的课堂交互技术充分体现了学生的主体地位，让学生真正有效地掌握教学内容。

三、智慧教室课堂交互工具

随着智慧教室的广泛应用，更多先进的科学技术被融入到课堂交互中，教师如何有效组织和管理课堂，如何给予学生及时反馈，师生如何做到高效深度互动，如何优化教学内容呈现，有效传授教学知识，促进课堂教学深度互动等成为关注的焦点。而这方面更多的需要依靠设计精良的软硬件系统来解决。课堂交互工具大致可以分为三类，第一类是课堂交互软件，第二类是课堂交互硬件设备，第三类是课堂交互系统平台。

1.课堂交互软件

从课堂交互软件的功能形态看，课堂交互软件可以分为以下四类：

（1）突出呈现与表达的功能

课堂交互软件表达与呈现的功能，主要表现在通过图形图像的呈现（如ppt课件）、笔记记录等方法上，此功能强调清楚地表达、呈现意义。如，多媒体课件、PPT遥控器、Evernote印象笔记、二维码、Padlet、教学助手等。

（2）突出教师主导调控功能

主导调控，指的是在智慧学习环境下以学生为主体的“自主学习”、“探究学习”、“协作学习”模式中，教师不断组织学生学习活动，引导学生学习，避免出现学生表面上在课堂积极讨论，热闹的课堂氛围，实际上处于闲聊无纪律的状态。在突出主导调控功能中，教师一般会利用课堂交互软件中的“签到”、“投票”和 “计时器”等功能实现对学生自我学习的监控。如，Poll Everywhere投票系统、微信QQ群投票等。

（3）侧重及时评价功能

课堂及时评价要求教师对学生所学知识、做出反应时，教师要及时作出判断。智慧教室中的即时评价，多为采用课堂小测试、学生练习等方式检测学生对该学习内容的学习情况，并能便捷的获取每个学生的诊断数据，由此开展下一环节的教学。如，微信（微信群）、QQ（QQ群）、应答器系统、二维码扫码答题、课堂交互答题系统等。

（4）突出课堂组织和管理功能

这类课堂交互软件基本上以上三种功能都包含在内，能记录到课情况，组织课中互动，快速发布作业、在线批阅作业，将学生“互动”与“听课”两种状态自然地结合起来，实现对整个课堂的组织和管理功能。如，微助教，蓝魔云班课，青书pad，Google Classroom课堂和课堂派（有网页版和APP版），等。

在具体的方法工具中，这四种课堂交互软件并没有清晰的界线，如，基本的呈现功能，在不同的课堂交互软件中，都包含该项功能。尤其是呈现与评价，在交互软件中也往往是一个整体。四种特点的观察，是为了辨识工具中隐含的功能特性，以便能在进一步的设计与应用中更加适当。

2.课堂交互硬件设备

根据智慧教室环境中常见的课堂交互硬件设备来看，大致可分为三种类型：教学呈现端设备，如电子白板，幻灯投影，互动黑白版等；教师端，如笔记本，平板，应答器，电子反馈系统，计时器等；学生端，如交互桌，应答器，投票器，移动设备，平板等。根据课堂交互硬件设备的主要功能来看，大致可分为三类：突出显示功能的电子白板，交互式平板电脑，互动黑白板等。突出应答功能的应答器，投票器，移动终端、反馈器、电子反馈系统等。突出小组学习的交互桌，交互式智能一体机等。

3.课堂交互系统平台

课堂交互系统平台并没有专门的分类，大多数都是基于学习管理平台上的，所以按照学习管理平台去分类有：学生端交互工具和教师端交互工具。课堂交互系统平台的功能有：教学组织管理；模拟测试；促进学习者讨论交流等。

综上，交互技术的发明模糊了软件与硬件的界限，或许应该说它的出现加速了多种技术融合应用的步伐，硬件、软件、资源、教学工具甚至教学策略都融为一体，形成一个整体解决方案（容梅，2013）。

四、智慧教室课堂交互技术的价值探索

基于智慧教室课堂交互技术，作为一种功能强大的辅助教师组织管理教学的手段，对教师教学及学生学习等方式有着极大的影响。利用课堂交互技术设计互动课堂，引导学生自主学习，激发学生主动参与教学活动，真正实现了教与学的互动，实现“教是为了不教”的理想。

1.重构教室环境

随着信息技术的发展，多数教师从黑板加粉笔的讲授模式转为“计算机+投影”的模式，然而这一模式也仅停留在教学内容的展示层面。教师需要在固定的讲台上的电脑屏幕前操作课件，影响了教师与学生的交互。在电子白板、网络教室的应用中，教师没有完全发挥其功能，与预期的深度交互有一定的差距。因此重构能促进课堂交互展开、便利获取教学资源、及时分析学习者学习数据的新型智慧教室成为当下的研究热点。

2.变革教学模式

传统教学环境下，教师处于主导地位，课堂教学呈现“灌输式”现象，教学方法单一，师生、生生之间课堂交互困难。课堂交互技术丰富的环境下，教师能够利用技术组织学生探究学习、自主学习、协作学习等多种学习模式，给学生创造更多交互机会。教师不再是灌输知识给学生，而是积极引导学生学习，学生也不再是被动的接受学习，学生的主体地位得到了显著体现（张屹，2014）。

3.提高学生参与度

在智慧教室環境中，交互技术多样化。教师利用交互技术丰富教学评价和组织，学生学习兴趣高涨，积极应答教师问题，情感参与度高。在行为参与方面，学生积极利用交互技术参与学习讨论、评价等活动，学生乐于用技术进行探究实验。

4.互动形式多元化

传统教学环境中，互动形式主要是师生问答式，形式单一，学生参与度低。师生互动反馈主要是教师的言语反馈，学生极少参加评价。在智慧教室中，技术促进师生互动形式多样化，教学评价方式不仅仅只是教师的言语评价。学生可以利用技术进行自我测试、自我评价等。

五、结语

技术丰富的智慧教室完全能够满足学习者对高效交互的需求。作为教师，不能满足于传统课堂单一的课堂交互形式，需要与时俱进，有意识地系统了解课堂交互技术和设备，并且将信息技术与学科知识深度整合。值得注意的是，在教学过程中要选择适宜的课堂交互技术设计课堂，过分注重技术的使用会分散学生注意力。当前，很多教师在设计课堂时过于注重技术的使用，为了设计出一堂“酷炫”的课堂将所掌握的交互都运用上，教师大部分的精力都消耗在技术的操作上，造成课堂上教师“玩”技术学生观望的状态，不知不觉中忽视了双边交流。课堂交互技术是辅助教与学的工具，不是教学的主体。教师应根据自己的学科、教学内容、教学环境等选择合适的交互技术，融合多种交互技术，构建高效互动课堂。作为学校教师来说，还需要在教育活动中反复实践，设计好教学环境，将交互技术与学科整合探索出适合交互式的教学途径。

参考文献：

[1]黄荣怀，胡永斌，杨俊锋等.智慧教室的概念及特征[J].开放教育研究，2012，（2）：22-27.

[2][3]任远红. 课堂交互技术探讨[J]. 郧阳师范高等专科学校学报，2015，（06）：127-131.

[4]马仕海. 网络虚拟实验室的构建研究[J]. 中国电力教育，2013，（01）：164-165-169.

[5] 容梅，林君芬，王陆.交互技术打造高效互动课堂——新理念、新技术和新实践的三方对话[J].教育信息技术，2013.

[6] 张屹，白清玉，马静思，周平红，范福兰. 交互式电子双板环境下的课堂交互性研究——以高校“教育技术学研究方法”课堂教学为例[J].电化教育研究，2014，（03）：83-87.

（编辑：郭桂真）