信息技术优化开放大学云教室教学系统应用研究

[摘 要]在探索现代科技与教育深度融合的道路上，国家开放大学构建了覆盖全国电大系统的云教室教学系统，用于促进优质教育资源的共享。文章针对云教室教学存在的不足，分析云教室教学的应用需求，介绍了相关的信息技术，设计了信息技术与云教室应用相结合的教学过程，最后通过实践教学，分析了信息技术优化云教室的教学效果，旨在促进云教室能够更好地为现代远程教学服务。

[关键词]信息技术;开放大学;云教室教学系统;云教室

[中图分类号]G434 [文献标识码]A [文章编号]1008-7656（2020）06-0021-06

一、云教室教学存在的不足

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出：“加快教育信息基础设施建设，信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”，为了探索信息技术与教育教学的深度融合，国家开放大学于2013 年在全国广播电视大学系统内建设了一批集学、测、考、控一体化的云教室，构建了多端融合的数字化教学环境，改善了线上教学体验，促进了优质教育资源共享共建。经过三期的云教室建设，目前，国家开放大学已经在全国各分部和学习中心建设了几百间云教室，构建了一个遍布全国电大网络的云教室教学系统，但是，从教学实践来看，并未达到预期效果，主要存在以下问题：一是云教室系统功能不完善，双向交互建立有难度，教学只满足视频互动，交互性不足[1];二是教师授课形式单一，主要是讲座式的授课方式，由于缺乏设计，授课效果欠佳[2];三是资源生成途径不通畅，不支持多终端接入，学生只能在指定时间、指定的云教室才能看到，教学过程中难以将授课内容及时发布，失去了“随地随学”的应有意义[3]。云教室建立的初衷是创建多端融合互动的数字化教学环境，由于流畅高清的视频互动对网络带宽要求較高，目前云教室无法满足几十个点的多端互动，尤其是进行大规模的教学时，只能采取教师主讲和学生直播观看的模式，学生难以真正参与到课堂中来，教师无法得知学生的习得情况。利用信息技术手段优化云教室的教学功能，可满足教师的多样化教学，让学生可以随时参与课堂讨论，实时进行学习测验，方便教师检验学习效果，并能够为教师的课后评价提供依据。

二、云教室教学应用现状

教师要上好一堂课，就需要进行教学媒体的分析，分析所处的教学环境对教学的支撑程度，才能选择适合的媒体来有效辅助教学。

（一）云教室教学优势及效果

首先，分析云教室在教学上的优势。以云教室建设现状来看，一是具备统一的教学功能布局和装修风格，有助于营造舒适的教学环境，在心理上会形成一种良好的品牌效应，提高使用体验;二是云教室能够实现面对面的实时视频互动，从而让空间分离的师生仿佛置身于真实的课堂，增强了教学现场感，有助于营造课堂氛围;三是云教室具备功能丰富的电子白板系统，例如插入动画、视频等，有助于教师设计丰富的多媒体课件，教师在授课过程中，可以充分展示教师的教学过程，例如使用智能笔圈画知识点、使用遮布遮掩考查内容、使用时钟计时等，从而使得教学充满趣味性。

其次，云教室在教学交互上存在局限性。教学交互是一种发生在学生和学习环境之间的事件，它包括学生和教师、学生和学生之间的交流，也包括学生和各种物化的资源之间的相互交流和相互作用[4]。具体来说，教学交互可以归结为三种形态（如表1所示）：一是人与人之间的交互，二是人与教学资源的交互，三是个体反思性交互。人与人的交互是云教室最基本的交互方式，云教室通过视频会议系统能够较好实现教师与学生的面对面互动，但是多点教学互动容易产生声音干扰，因此，当开展多对多交互的教学活动时，只能通过有序的禁言和开启发言方式实现人与人之间交互。人与教学资源的交互主要是通过教师把资源放在云教室网络平台上，供学生在课前或者课后进行自主学习，在授课中，如果学生既可以同步老师的课件，又可以自主回顾之前的课件内容，对不懂的知识进行标注，能够激发学生的学习兴趣，而云教室教学现实是学生只能单向接收教师播放的课件内容。个体反思性交互，是教学交互希望达到的教学形态，建构主义认为学习者需要通过新、旧知识经验的相互作用，来形成、丰富和调整自己的认知结构，对于教师而言，需要不断地总结和反思教学过程，以促进教学的优化，对于学生而言，需要通过学习来重新建构自己的认知结构，教师通过观看课堂录像来观察和分析教学过程，找到教学不足点，从而有针对性调整教学设计，提高今后的教学效果，也可以通过讨论交流、试卷考核、拓展资料的形式，观察学生对知识的掌握程度，促进学生的个体反思，但是，云教室系统平台缺少在课后的持续跟进教学功能。

（二）相关的信息技术

随着信息技术与教学的不断融合，越来越多的信息技术在教学上得以应用，为了弥补云教室在教学应用上的短板，需要借助其他现代信息技术的优势，与云教室教学功能相结合，从而满足教师多样化的教学设计需求，辅助教师上好每一堂课。

1.二维码技术

二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向）上构成的黑白相间的图形 [5]，二维码制作方便，网上有许多免费的二维码生成工具，例如草料二维码网站，可以把文本、图片甚至是小视频生成二维码，由于二维码具有信息容量大、防伪性强、制作成本低、便于分享等特点，使得二维码技术在教学中得到广泛应用，教师可以利用二维码技术分享教学资源，把二维码插入课件中，使得课件设计更美观，学生获取资源更方便。

2.无线投屏技术

无线投屏技术为资源的共享提供了更多便利，利用无线投屏技术可以将会议内容、多媒体文件、视频画面投放到另一面屏幕上进行互动呈现，随着教育信息化的推进，无线投屏技术在教学领域也越来越多地得以应用，在无线交互性多媒体教学环境下，过程演示更加灵活方便，学习成果呈现更加便捷[6]，无线投屏技术使得师生、生生交互更加活跃，学生遇到问题，可以通过拍照、录音或录像的形式将问题快速传给教师，教师也可以摆脱讲台的束缚，拿着智能教鞭（智能手机）来控制PPT的播放，随时暂停课件内容、标注知识点，而且还可以随时分享学生的作业，在课堂上进行点评，在以教师为中心的讲授型课堂上，可以让教师融入在学生之间充分展现自我，在以学生为中心的协作探究课堂上，方便学生快速分享学习成果。

3.问卷星

问卷星向所有用户提供免费的、公益性的公众调查服务，其最大特色在于可以创建多种类型的问卷，例如问卷调查、在线考试、报名表单、360度评估、在线测评、在线投票、用户体系等，并且具有灵活的发布方式和强大的数据统计分析功能[7]。教师可以使用问卷星来辅助教学，根据自己的实际教学需求，设计问卷，当创建问卷后，问卷星平台可以立即生成访问链接和二维码，教师可以在课前、课中或者课后把二维码分享给学生，学生做完问卷后，问卷星平台会自动改卷、汇总成绩，并且有详细的考核路径及用时显示等统计数据，教师可以根据此数据调整教学方案。通过问卷星的使用，教学问卷批改更高效，问卷更加便于管理、保存和分享，提高了教学效率。

4.雨课堂

雨课堂是学堂在线与清华大学在线教育办公室共同研发的一款智慧教学工具，包括基于PPT的雨课堂插件和基于微信的雨课堂教学平台，雨课堂教学以PPT为载体，以微信为教学环境，首先使用雨课堂插件设计好PPT课件，然后通过雨课堂微信小程序向学生推送课件资源、习题等学习资料，教师还可以在雨课堂开展一系列教学活动，例如进行小测验考核、开展小组讨论、进行投票活动、通过弹幕发表观点等。雨课堂特点是轻便，有多少学生到课，一目了然，同时，随机点名、弹幕等互动功能能够活跃课堂气氛，提高学生的参与度，学生的参与过程全程记录，并且提供了全周期的教学数据分析，能够有效帮助教师实现数据驱动的教学，使得教学过程评价更加科学和公平。

三、多种信息技术与云教室教学的融合设计

国家开放大学云教室教学系统的建成，在改变广播电视大学的传统面授模式、促进异地同步教学发展、实现师生异地面对面交流互动等方面具有重要作用，改善了学生的学习体验，提高了现代远程教学效率。以物联网、云计算、大数据为代表的信息技术在教育领域的不断深度融合，促进了混合式教學的应用越来越普遍。为了避免教学形式单一化，应该在云教室的现有功能上，结合其他信息技术的优势，探究开展多种教学方法、学习策略与评价方法的教学活动，从而丰富云教室的教学应用，促进现代远程教学的有效开展。

（一）基于云教室的多种信息技术混合式教学过程设计

在进行云教室教学实践中，云教室与二维码、无线投屏、问卷星、雨课堂等信息技术工具进行了有机结合，实现了课前、课中、课后的有效衔接，让技术与教学相互融合，为教师的教学提供更多的选择，实现了人与人、人与资源、个体反思等多维度的教学交互，有助于提高教学效果。基于云教室的多种信息技术混合式教学过程设计如图1所示，包括课前设计、课中授课、课后测评和反馈等四个阶段。

1.课前设计

课前，教师按照预先设定好的教学进度为学生设计教学课件和活动。完善的教学课件能够帮助学习者厘清学习内容架构，有助于学习者理解和掌握教学内容，在设计教学课件时，对于难以理解的重难点知识，可以设计拓展资源或者微课视频进行辅助讲解，通过二维码，把辅助讲解的资源放在课件里，避免课件布局杂乱，保证页面整洁，利于学生阅读。为了让课件具有交互性，设计的课件要利于在云教室电子白板上运行，设计时要注意页面的留白设计，便于使用电子白板笔画工具进行书写，在使用电子白板时，要充分利用辅助工具辅助教学，如屏幕内容放大、聚光灯、遮屏、查看快照、查看板书以及利用自定义功能，随时调用电脑的应用程序或者访问设定的网页，还可以利用层技术和图形编辑功能，把静态的图形变成动态，精心设计过的电子白板课件使得教学更有趣味性，更能激发学生的思考。

2.课中授课

教师在云教室教学过程中，为了进一步提高教学的互动性，可通过三种方式开展教学活动。

一是云教室教学与二维码、问卷星相结合的方式。这种方式适合教师在云教室中开展实时问卷互动的教学，具体做法：教师课前用问卷星制作好问卷，如在线测评、在线投票等问卷，把生成的二维码插入在课件的适当位置，当教师在云教室上利用电子白板授课时，讲解到有二维码的地方，学生可以扫码进行在线测评或者在线投票，教师也可以通过二维码生成其他的拓展资源、微课小视频让学生扫描，以满足学生的学习需要。学生做完问卷后，教师可以实时进行统计，测评数据，一键生成图形化报告。

二是云教室教学与雨课堂相结合的方式。这种方式适合教师在云教室中开展多维互动的教学，具体做法：教师课前设计好PPT课件，在课件的适当位置处插入视频和测试，然后在云教室一体机上直接打开PPT，点击开启雨课堂授课即可，其他云教室的学生或者移动端的学生通过扫码或者输入课堂暗号即可同步到雨课堂当中，教师的课件会实时同步到每一个学生的手机微信上。这种方式和传统课堂使用雨课堂类似，只不过在云教室中，传统课堂的面对面教学换成了远程的面对面视频互动教学，学生通过视频观看教师的操作，教师也可以通过视频观察学生的状态。教师可以通过雨课堂用手机遥控PPT课件播放，学生也可以回顾PPT课件，并对不懂的内容进行标注，教师在教学过程中，可以随时发起随机点名功能，随机抽取学生回答问题，提高学生的注意力，开启弹幕功能，让学生发表观点，了解学生对知识点的掌握情况，进行在线小测试，实时显示学生回答的正确率，以此来鼓励学生学习。此外，还可以通过在线投票等活动活跃课堂气氛，鼓励学生参与课堂互动，提高学习的积极性。

三是云教室教学与无线投屏技术相结合的方式。这种方式适合教师在云教室中开展案例分享式教学，通过无线投屏技术，教师可以游走在学生当中授课，随时发现学生存在的问题，把问题共享到大屏，或者让学生把布置的作业投屏到大屏，然后教师在大屏上对其进行点评，进入到云教室的学生都可以观看到教师点评的过程，并能参与讨论。由于云教室分布在不同的地方，无线投屏必须要配合视频会议系统一起使用才能达到上述教学效果，具体操作是在各地云教室搭建异地同屏系统环境，即在各个云教室安装具有异地同屏功能的无线投屏盒子，把所有的无线投屏盒子都接上网络，当A盒子接入的无线设备要投屏到B盒子连接的大屏上，需要A盒子接入的无线设备输入B盒子提供的投屏码，这样就可以把A盒子的投屏内容传输到B盒子的大屏上，实现异地投屏功能，把教师所在云教室无线投屏设置为B盒子，其他云教室的无线投屏设置为A盒子，其他云教室的学生就能够把自己的作业投屏到教师所在的云教室一体机上，教师利用电子白板功能进行圈画批注、保存和分享，教师的演示过程可以通过云教室的视频会议系统传输给其他的云教室，参与到教学中来的云教室就构成了一个无线投屏互动教学的环境。

在授课中，教师可以根据实际教学需求将三种方式结合使用，也可独立使用。例如，如果教师需要实现讲授和作业课堂测评的教学，可以选择无线投屏、问卷星和云教室相结合的方式，如果老师需要实现各个云教室的学生签到、学生随时可以发表观点、随堂测验的教学，可以选择雨课堂、问卷星和云教室相结合的方式。

3.课后评测

课后，教师通过问卷星设计教学问卷，调查学生学习情况，然后组织课程建设团队在云教室开展教学研讨，通过课堂录播系统回顾课堂教学过程，结合问卷星的教学问卷反馈，对教学进行评价，研讨教师在教学过程中注意的问题，有哪些优点值得推广，有哪些不足需要改进，从而帮助教师在云教室教学中发挥更好的教学效果。教师也可以通过雨课堂推送课后作业和拓展资料给学生，学生通过测验和阅读拓展资料完成对知识的巩固，教师可以通过测验结果，了解学生对知识的掌握情况。

4.反馈

经过课后评价，总结教学问题，教师对教学过程进行反思，形成了个体反思性交互，弥补不足，优化课堂教学设计，促进信息技术与教学的有效融合，使得信息技术能够更好地辅助教学，提高云教室的教学效果。

通过基于云教室的多种信息技术混合式教学过程设计，教师可以根据教学需求，在云教室的基础上，针对教学的各个环节，充分利用信息技术辅助教学，对教师的课前设计、课中授课、课后的评价进行全方位、多角度的技术支撑。

（二）基于云教室的多种信息技术混合式教学效果分析

为了探索云教室的教学应用，本研究进行了两门课程教学研究，一门是工科类课程CAD/CAM软件应用，其特点是操作性强，需要学生能够使用CAD/CAM软件解决实际问题，在云教室课堂中，需要教师对学生的操作技能进行面对面的指导，另一门是文科类课程教师口语，其特点是理论性强和具有一定的实践应用能力，目的在于提高学生的今后工作及日常生活的口语表达水平，在云教室课堂中，需要教师对学生运用知识的能力给予及时的考核和指导。

1.课程在云教室教学中的过程设计

考虑到学科的特点以及教学需求，CAD/CAM软件应用课程采用案例教学法，教师课前做好案例材料，包括阅读资料、相关微课视频、案例调查问卷，放在云平台上，并转成二维码，推送二维码给学生，便于资源分享，利用雨课堂把学生分成若干组，并布置案例任务，课中，教师先对案例做概述，要求以小组的形式展示案例任务，并预留一定的时间给学生在雨课堂中进行组内讨论，在展示的过程中，通过雨课堂随机点名方式，抽取若干学生对案例进行分析，并发起弹幕，让全体学生参与案例的讨论，在问卷星上提交调查问卷，最后，教师对案例进行点评和总结。教师口语课程采用讲授演示法，教师在课前设计好授课内容，对于重难点的问题，做成小视频转成二维码插入在课件的适当位置中，用问卷星设计好若干测验题，在课中，教师边讲课件边做操作示范，如口语的正确发音等操作要领，并让学生通过投屏把自己的操作分享给老师，通过老师的点评，加深学生对知识的理解和掌握。在完成一个阶段的授课后，通过问卷星开展课堂测验，并实时回收试卷，对于不懂的知识，教师可以按照教学进度再次进行重点讲解或者示范。

2.学生问卷调查分析

参与本次问卷调查的学生是选修了CAD/CAM软件应用课程的30人和教师口语课程的100人，共计130人，最终收回有效问卷110份，有效率为84.6%，其中CAD/CAM软件应用课程26份，教师口语课程94份，问卷就信息技术工具、课堂参与度方面进行调研，结果显示，80%的学生希望课堂上有多种工具的使用，尤其是智能手机参与讨论和提交作业;相比于传统课堂知识讲授，65%的学生更加喜欢多维互动的教学方式，但有86%的学生认为多维互动的课堂需要更多的知识准备，无形中加大了学习压力;信息技术的运用，使得90%的学生认为他的观点在课堂中得到了表达，并有78%的学生认为得到了教师的重视，72%的学生表示愿意参与到课堂讨论中，95%的学生希望得到教师的指导;92%的学生认为课堂氛围相比传统课堂更加活跃，学习专注度更高。上述调查结果表明，信息技术的合理运用使师生分离的现代远程教学活动开展得更加活跃而有效，处在异地课堂的学生也一样希望受到教师的关注和指导，并且他们也愿意加入到课堂当中，但是由于工作和生活的压力，自主学习的时间少，在课堂互动中会感觉到有压力，这就需要教师在课程授课时，注意问题的深度，尽可能优化自主学习资源。

3.教师的反馈与评价

本研究对任教CAD/CAM软件应用和教师口语课程的教师进行了访谈，访谈内容涉及教学设计、教学实施、技术运用心理倾向等方面，张老师认为问卷星、雨课堂丰富了云教室的教学应用，教学不再是简单的教师讲、学生听的方式，教学设计可以做得更丰富，互动氛围更好，但是也需要教师做好功课，熟悉信息技术的使用，还需要提高突发问题的应对能力，例如教师如何引导学习、如何激发学生的参与性等。李老师认为丰富的信息技术的确给教学带来了惊喜，例如，提供实时、丰富的课堂测验、记录互动的教学过程有利于课后总结，但是无形中也会给教师增加压力，相比传统的课堂教学，教师更像一个多面手，既要熟悉各种信息技术工具，又要设计多样化的教学设计，并需要制作更多的辅助教学活动的课程资源，认为云教室的视频互动教学和电子白板能够满足大多数教學活动的要求，雨课堂的引入，方便学生签到和发起弹幕，活跃氛围，但是要慎用不熟悉的功能，因为不熟悉操作会阻碍课堂授课进度。经过访谈可知，信息技术能够丰富课堂应用，尤其是雨课堂，备受教师欢迎，雨课堂与云教室的结合，能够达成视频互动与图文互动的有效结合。工欲善其事，必先利其器，教师只有在熟悉各种信息工具的操作下，才能做好各种信息技术的有效融合，促进课堂教学应用。

四、总结

云教室是国家开放大学为了提高远程教育质量、改善学习者的学习体验、促进优质教育资源共享而建设的信息技术与教育深入融合的教学系统，其核心是建立在视频交互的基础上，集学、测、考、监等功能于一身的教学环境。但是，视频交互需要较大的网络带宽支持，从而影响了多点教学交互效果，而原来的云教室物理架构在图文交互上存在设计不足，对教学交互开展造成了影响，在实践过程当中，教师普遍选择讲座式的教学方式，其他更加适合课程教学的教学设计尚未得到实现。本研究通过实践，围绕教学交互的需求，利用当下简单易用的信息技术，构建了丰富灵活多样的云教室教学课堂，实现教师与学生、学生之间以及个体反思性教学交互，实践证明，信息技术与云教室的有效融合，能够给教师在课前、课中和课后三个教学阶段予以有力支撑，二维码让资源的分享更便捷，无处不在的投屏技术让教师的教学更方便，形式丰富的问卷星让学生评价过程即时而灵活，交互性强的雨课堂让教学氛围变得更有趣，但是，技术如何更好地为教学服务，还需要教师从教学需求出发，思考技术应用于教学的可操作性，做好教学设计，才能让技术在教学中应用更广泛。

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[6]曾召文.无线传屏技术优化课堂教学的应用探析[J].中国信息技术教育，2016（5）：82-85.

[7]刘勇等.“视频网站+问卷星+微信”组合在教学中的应用[J].实验教学与仪器，2016（2）：45-47.

[作者简介]邓孟红（1984-），男，瑶族，广西恭城人，硕士，广西广播电视大学讲师，研究方向：现代远程教育、信息技术教育应用。

[责任编辑 周个妹]