基于Wi-Fi教室的信息化教学应用研究

2021-09-24何亮

中国信息技术教育 2021年18期

摘要：随着教育信息化的稳步推进，“充分、合理运用数字教育资源开展教学”至关重要。[1]本研究通过搭建Wi-Fi教室平台，将教师计算机作为局域网服务器，学生使用智能终端访问数字化课程资源的方式，在教学中开展了一些信息化教学应用探索，从而改善了教学效果，提高了教学质量。

关键词：信息化教学;Wi-Fi教室;Nginx服务器;HTML5

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2021）18-0074-04

随着教育信息化进入2.0时代，各级各类学校都在大力推动教育信息化建设。教育信息化的本质是运用信息技术，优化教育教学过程，提高教育教学的效率和效益。[2]教育信息化建设的核心是教学信息化，而教学信息化的重点是对数字教学资源的合理有效利用。在现阶段，“在教学信息化建设过程中，重视基础设施建设、硬件和软件平台建设，而轻视教学实际应用的情况比较突出”。[3]实际上，除了上述情况以外，在运用数字资源开展信息化教学时会遇到一些问题，或受到一些局限。

● 数字教育资源运用面临的困境

1.在信息化教学资源运用上受到的局限

为适应信息化教学发展的要求，改善教学效果，促进教学质量提高，教师们建设了大量的数字课程资源，如收集的图片、视频、教学案例，开发制作的PPT课件、数字化教案、动画、微课、测试题库等，但在使用这些资源时会碰到以下问题：

（1）受制于教学网络平台，有些资源格式不被支持或者需要另作格式转换，资源得不到充分应用。

（2）部分教学资源以单页网页为主，网页链接跳转设置不灵活。

（3）在公共网络教学平台上传资源、等待审核要额外占用时间，发布在教学过程中生成的数字资源不方便，不能实现实时发布。

（4）满足不了教师个性化教学、学生个性化学习的需要。

（5）著作权保护不到位。在当前的网络著作权保护中，难以杜绝教学资源作品的复制权和网络传播权被侵犯。

2.在移动学习方面受到的限制

移动学习已成为互联网学习的主流，然而很多网络教学平台对上传的资源类型限于单个独立文件，不支持文件包式的资源上传。同时，移动学习虽然极大地方便了学生学习，不受时间、空间场地的限制，但流量套餐、电池容量的限制依然存在。

● Wi-Fi教室平台的构建

1.Wi-Fi教室硬件平台的构建

本文所称Wi-Fi教室是指以一台Wi-Fi无线路由器为中心组成的一个小型无线局域网，教师的计算机与学生智能终端设备连网，覆盖一间面积在100平方米以下的教室，如下图所示。Wi-Fi是Wi-Fi联盟创建于IEEE 802.11协议的WLAN（无线局域网）技术，发展到现在，已到了第六代，Wi-Fi6将允许与多达8个设备通信，最高速率可达9.6Gbps。[4]WLAN具备很多优势——成本低、带宽高、部署快、功耗低、终端支持率高，在个人市场和企业商用中一直占据主流地位。随着智能手机和智能终端的普及，人们习惯于随时随地接入Wi-Fi网络。

教师计算机充当局域网服务器，目前普通的计算机配置都能够满足要求，且在校学生群体普遍拥有智能手机、平板电脑等智能终端，这些设备都集成了Wi-Fi芯片，因此在整个组网方案中，只需添加一台无线路由器。笔者使用的华为A1无线路由器是款双核心千兆Wi-Fi路由器，支持2.4GHz和5GHz双频段，覆盖90～150平方米左右的建筑物，支持64个设备同时稳定接入，可以满足一个标准班的学生连网需求。

2.Wi-Fi教室软件平台的配置

Wi-Fi教室软件平台只需架设局域网Web服务器。笔者所用的计算机是Windows10系统，使用的Nginx软件是一款轻量级的开源Web服务器软件，它具有架设方便、使用简单、高性能和低消耗硬件资源的特点。[5]“Nginx的安装步骤比较简单，安装在Windows上推荐使用压缩包的安装方式。具体操作为：从Nginx官网上下载压缩包，解压后整个文件包的大小在10Mb以下。解压到指定文件夹后，双击文件夹中的nginx.exe就启动了服务器。如果需要配置成自己的专属服务器，则要做好服务器的配置工作。Nginx服务器配置相对较简单，只需要编辑修改conf文件夹下的nginx.conf文件即可，它本质上是一个文本文件，使用计算机上的记事本程序就能打开编辑。nginx.conf配置文件由若干行代码组成，只需要修改其中的几行代码，修改好配置文件以后，重新启动服务器立即生效，具体操作可以参看参考文献[5]。

采用自建Nginx作为局域网服务器的好处有以下几点：

（1）資源发布极为简单和方便，把要共享的资源分类整理成文件包，以子文件夹的形式拷贝到Nginx服务器指定的虚拟目录文件夹下，即可完成共享资源的发布。

（2）不需复杂配置，服务器管理简单。启动和停止Nginx服务器只用到了几条简单的命令就能实现。Nginx服务器甚至可以做成U盘式的，使用较为便捷。

（3）网络安全有保障。因为在局域网环境下，无需进行防火墙和防病毒反木马的复杂设置，不用担心资源的泄露。

（4）Nginx服务器支持多用户并发连接，每个连接占用资源少，不要求使用专用的服务器硬件，普通的笔记本电脑就可以支持。Nginx软件是免费开源软件，整体上来看架设Nginx服务器的费用成本基本上没有。

● 基于Wi-Fi教室的教学应用探索

1.数字化课程资源的分享

Nginx服务器本身就是一个支持静态网页浏览的Web服务器，能很好地充当文件服务器。笔者把文档、图形、图像、音频、视频、动画、课件、教案、案例等数字化教学资源整理成文件包，制作好学习导航，设计好学习任务单，通过Wi-Fi教室平台分发给学生使用。静态网页编写技术门槛低，市面上有很多软件支持“所见即所得”的网页开发方式，如同写Word文档。另外可将Nginx服务器设置好目录浏览功能，向客户端展示服务器的文件目录结构，方便学生查找资源。“教师在授课的时候，可以运用信息化教学手段将教学的重点和难点进行剖析，让学生们更容易接受和理解，从而更有效地提高课堂的教学品质。”[6]

一些在课堂教学实施过程中生成的教学资源，如教师计算机操作录屏、现场演示录像，课堂中随手拍摄的学生活动照片、学生实验操作短视频等，这些实时生成的课程资源可以拷贝到Nginx虚拟目录中马上发布。例如，“基站建设与维护”是一门实践性比较强的课程，开设了多个实验，其中有个实验叫四分之一馈线头制作，用到的实验工具有十余种，整个实验操作步骤包含十五步，实验操作过程中要做好人身安全防护。笔者在带学生做这样的实验时，要求学生分小组操作，将每小组的实验操作过程、实验结果录视频、拍照片并上交，引导学生观察自身的实验操作，对比其他小组的操作情况，让学生加深了对实验原理、实验操作步骤、注意事项和安全须知等的理解与掌握，对实验操作要领做到更加心中有数，也使学生在发现问题、分析问题、解决问题的实践能力培养上能更上一层楼。

学生在课后制作、线上搜集到的数字化课程资源也可集中到Nginx服务器中供学生分享、教师点评，这对调动学生参与教学活动的积极性、改善教学等都有所裨益。

总而言之，基于Wi-Fi教室的资源共享方式具有成本低、见效快、管理简单的优点。

2.基于HTML5的移动学习资源应用

在开发课程信息化教学资源时，教师“选择合适的工具以达到事半功倍的效果”[7]，市面上有许多专业的快速课件开发工具可供选择，如iSpring Suite、Articulate Studio、Articulate Storyline、Adobe Presenter等。使用这些软件能轻松制作出满足网络化、信息化教学需求的多媒体课件。笔者曾用iSpring Suite制作了三分屏教学课件、用Articulate Storyline开发了向导式的“LTE基站仿真实训”教学资源。最开始这些资源发布为Flash格式。然而，Flash安全性差，兼容性不好，苹果公司IOS平台就不支持，“移动时代，Flash水土不服”，“自2020年12月开始，Flash Player将不再受支持”。[8]

HTML5技术具有跨平台、设备兼容性好;实现了文字、图片、表格、音频、视频的有机结合;安全性和交互性好;自适应网页设计，网站开发和维护容易等特点。不管什么终端设备，只需要一个支持HTML5的浏览器就能很好地支持移动学习。目前的的职业教育专业教学资源库平台，“支持多样化的资源素材类型，有虚拟仿真系统、动画、视频、课件、案例、图片、音频、文本等”。[9]也正是由于HTML5具有明显的优势，它才逐渐取代了Flash的地位。这些课件后来改成发布为HTML5格式的文件包形式，在Wi-Fi教室平台上应用良好，没有造成资源浪费和重复建设。

3.VR全景技术类教学资源的应用

VR全景技术是一种基于图像技术生成真实感图形的虚拟现实技术，通过图像处理，实现对现场场景和周圍物体的三维动态显示，用户身临其境，真实感很强，现场体验感良好。[10]现在的智能手机普遍带有“陀螺仪”软件，使用装有“陀螺仪”的手机查看VR全景图片、全景视频、全景导航，通过触摸控制，互动反馈，能获得更好的VR体验。例如，笔者采用VR全景制作软件Pano2VR开发的“LTE基站建设与维护”课程资源，生成的资源是一个容量很大的文件包，没办法在学校现有的网络教学平台上传、使用，就可以通过Wi-Fi教室来使用。由于采用了VR全景技术，可以展示不同场景下的工程设计技术要求，将设计要求、建设要求、施工工艺等细化和具象化，综合利用文字、图片、gif动画、音频、微视频来呈现，并在全景漫游时添加动画和声音效果来增强互动效果，使学生直观地观察，并能在智能终端上操控，在基站室外天馈平台、室内机房不同场景下动态漫游，学生学习兴趣高，对比以前教学过程中用PPT投影展示，学生更能贴近工作现场，教学效果明显转好。

4.局域网考试应用

网络化在线考试提高了考试的可靠性、有效性，降低了教师的工作难度，实现了无纸化操作，减少了考试成本，顺应了教育网络化发展的趋势，是一种应用范围越来越广泛的考试方式。笔者采用的局域网考试测验软件支持HTML5富媒体试题等多种题型。富媒体试题是一种新兴题型，题干中可以出现彩色图片、音频、视频等多媒体信息，对比纸质试卷上的传统题型，试题内容更丰富。该软件能从试题库中随机抽题组卷，从而使每位学生的试题单各不相同，同时试题库只存放在本地电脑中，有效防止了试题泄密，学生也不能使用搜索工具来搜寻答案，有效地促进了考试的公平公正性。

● 结语

Wi-Fi教室中的无线路由器可通过在WAN口连接上网线接入到数字校园网，也可使用智能手机共享移动网络方式将其接入到外部网络，可以实现教学资源的“广域”共享。实际上，局域网与广域网的网络资源建设、使用基本上是一致的，只要公共网络教学平台支持，经过Wi-Fi教室试用过的教学资源就能顺利迁移到广域网，因此基于Wi-Fi教室的信息化教学可视为空间教学、网络教学的有益补充。

总之，教师应该尝试应用各种信息化技术，吸引和引导学生参与到教学中来，改善学生的学习体验，最终提高学习效率、质量和效益，而在所应用的各种信息化技术中，“Wi-Fi教室”就是一种有益的途径。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.关于进一步推进职业教育信息化发展的指导意见[Z].2017-09-05.

[2]何克抗.教育信息化发展新阶段的观念更新与理论思考[J].课程·教材·教法，2016（02）：3-10.

[3]孙汉群.高校教学信息化建设的问题与对策研究[J].中国教育信息化，2012（01）：12-14.

[4]百度百科.Wi-Fi6[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/Wi-Fi%206/?????23756502？fromtitle=Wi-Fi6&fromid=24456951&fr=aladdin

[5]Chiler.Nginx在windows上安装及Nginx的配置及优化[EB/OL].https：//www.cnblogs.com/Chiler/p/8027167.html.

[6]侯志斌.探究职业院校信息化教学如何提高教学质量[J].教育现代化，2019（89）：75-76.

[7]李丽萍，莫永华，杨上影，等.主流快速课件工具对比及其发展趋势[J].现代教育技术，2015，25（09）：110-115.

[8]简书.Flash Player将不再受支持[EB/OL].https：//www.jianshu.com/p/4459cad8d60b

[9]童卫军，姜涛.高等职业教育专业教学资源库平台建设研究[J].中国高教研究，2016（01）：107-110.

[10]赵群.VR全景技术在信息化教学中应用可行性研究[J].无线互联科技，2017（16）：59-60.