零之使魔第三季结局:交互白板及其在我国中小学课堂教学中的应用研究
来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/05/17 00:15:19
交互白板及其在我国中小学课堂教学中的应用研究
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(首都师范大学 远程教育研究所,北京 100037)
摘要: 基础教育改革进入了攻坚战。学校教育的核心环节依然是课堂教学,所以,中小学教育信息化的核心在课堂教学信息化。实现中小学课堂教学信息化及信息技术与学科课程教学整合,交互白板是第一选择。本文概要论述了从黑板到交互白板的历史演进,交互白板的软硬件组成及其教学功能,以及在我国开展的交互白板实验研究项目及其进展。
关键词:电子白板;交互白板;课堂教学信息化;整合;实验研究项目
中图分类号:G43 文献标识码:A
2004年1月笔者随教育部组团访英,参加了英国的教育技术博览会(BETT 2004)及国际研讨会,并与英国普洛米修斯(Promethean)公司达成协议合作进行“在中国学校系统中应用交互白板开展教学的适应性和有效性的评估与改进”的实验研究。2004年9月,在中国教育部的支持下,由英国文化委员会在北京组织了“从石板到交互白板”的专题活动。笔者的主题报告“电子交互白板将替代黑板成为未来课堂教学的主流技术”以及实验项目学校的课堂教学演示,引起了全体与会者的极大兴趣。在“基础教育信息化的突破口:从校校通到班班通”[2]一文中,笔者曾指出:课堂面授教学信息化需要特殊综合技术,电子交互白板正是这种解决方案,它定将成为课堂教学信息化的首选,并很快发展成为课堂信息化教学的主流技术[3] [4] [5]。
一、白板及其特点
1. 从黑板到白板
作为可以重复使用的课堂教学工具的黑板源自学习者个人使用的沙盘和石板。用作课堂教学的书画工具必须满足“面向师生集体、易于重复使用、而且成本低廉”这样几个基本条件。这就是黑板和粉笔得以发明并推广应用的技术学、教育学和经济学基础。近代以来,黑板加粉笔在传统校园课堂教学中已经建立起稳固的地位。这种稳固定位同近代学校教育几百年来实行的教师、教科书和教室三中心制的传统有千丝万缕的联系,同时表明黑板加粉笔作为传统校园课堂教学的主流技术已经经受住了几个世纪的考验。
上世纪后期以来,我们又经历了从黑板到电子交互白板的演进过程。这一过程大致经历了三个主要阶段:从黑板到书写白板;从书写白板到电子白板;从电子白板到交互白板。[6]从电子白板发展到电子交互白板即交互白板,这是白板发展史上的关键的一步。交互白板实现了白板与计算机之间的双向交互通信与操作。交互白板既是电子白板、同时又是计算机触摸屏幕。当然,电子交互白板自身也经历了一个不断改进和完善的过程,这一过程至今仍在进展之中而并未结束。但是,经过21世纪初最近数年的技术设计创新和实践应用改善,如今的交互白板已经基本成型,已经足以替代传统黑板担当起基础教育信息化进程中课堂教学主流技术的重任。
2.交互白板概述和分类
交互白板(Interactive Whiteboard)是电子感应白板(Whiteboard)及感应笔等附件(硬件)与白板操作系统(软件)的集成。它融合了计算机技术、微电子技术与电子通信技术,成为计算机的一种输入输出设备,成为人(用户)与计算机进行交互的智能平台。简言之,交互白板是一个具有正常黑板尺寸、在计算机软硬件支持下工作的,既具有普通白板和联网多媒体计算机功能,又可以实现普通白板功能与计算机功能、以及软硬件功能与教育资源、以及人机与人际多重交互的电子感应屏板。
基于白板硬件技术的不同,交互白板可以分为两大类:电磁感应类硬板和压触通导类软板。电磁感应类硬板的工作原理是利用电磁感应为感应笔作定位。所以,硬板类交互白板都必须应用某种类型的感应笔在白板上进行书画和操作。压触通导类软板的工作原理是利用指尖或笔尖的压触使软板表面的两层材料在该点发生短路而通导,从而为指尖或笔尖作定位。所以,软板类交互白板可以使用指尖或书写笔书画或操作。尽管工作原理不同,但两类交互白板实现的书画、操作和交互功能是接近的。但是,在硬板和软板上进行书画和操作的手感会有些差异。依据人体工程学原理,不同的个体可能对某类交互白板更容易适应和习惯。
3.交互白板的硬件组成和工作原理
图1 交互白板的硬件组成与工作原理
交互白板硬件系统的核心组件由白板(ACTIVboard)、投影机(Projector)、计算机(Computer)和感应笔(E-Pen)组成。白板同时是计算机的显示器,感应笔具有书写笔和计算机鼠标的双重功能。笔尖可以在电子白板上书写,同时笔尖相当于鼠标左键,可以单击和双击。笔筒上的按钮相当于鼠标右键。计算机的显示内容通过投影机投射到白板上。当感应笔在白板上书写或操作时,通过电磁感应以及白板与计算机之间的馈线将数字信息输送到计算机中,并迅速(以人眼难以区分的快捷速度)通过投影机投射到白板上呈现出来,从而实现交互白板的各类基本操作。此外,交互白板还配备了多种扩展组件可以完成课外备课(ACTIVprep-pad和ACTIVtablet)、课堂遥控(ACTIVslate)和课堂投票(ACTIVote)等教学功能(如图1所示)。
注:以普洛米修斯(Promethean)公司的爱睇宝(ACTIVboard)为代表产品作介绍;ACTIVboard的中文名字“爱睇宝”是笔者特别设计的。
4.交互白板的软件系统及其基本功能
交互白板软件系统是整个交互白板系统的灵魂。在交互白板硬件质量达标过关后,交互白板的功能和性能在很大程度上取决于其软件系统。普洛米修斯公司的交互白板爱睇宝(ACTIVboard)之所以受到教育界欢迎,是因为它是专门为学校课堂教学设计开发的,其软件系统爱睇思(ACTIVstudio)(这一中文名也是笔者专门设计的)由专业的设计团队在与学校师生的长期使用合作研发中不断改进完善的。
教室中安装的交互白板通常有多个教师使用。所以,交互白板系统软件(ACTIVstudio)通常采取多用户设置。不同的教师登陆软件时必须识别用户身份,以便进入特定个人的空间,使用个人专用的文件夹及其专用的资源。
交互白板软件系统爱睇思的主要结构和功能可以归结为:(1)2种工作界面和3种工作状态[6];(2)一系列工具箱;(3)一系列资源库(活动挂图资源库、注释库、超联结库、动画库等);(4)内置网络浏览器。
交互白板软件系统带有多种工具箱,以友好方便的交互界面为师生提供了多种多样强大的教与学的工具(演示呈现工具、认知学习工具、环境构建工具、设计创作工具、交流通信工具、交互协作工具、注释评价工具、资源调用工具、操作加工工具、存储转换工具、发表传输工具等)(如图2所示)。
(1)主工具箱 (2)文本工具箱
图2 交互白板系统软件主要工具箱
交互白板软件系统还内置了多种资源库,以友好方便的交互界面为师生提供了多种类型的丰富的教与学的资源。其中的活动挂图资源库进一步分为共用库和专用库两部分。无论是共用库还是专用库,又都细分为文件库、页面库、背景库和图像库。每一种资源库都可以建立各自的树型目录结构,按学科和班级等进一步分类,方便查找和调用。师生在教学实践中可以依据各自的需要不断调整、修改、增添直至重构这些内置的资源库。这种结构既可做到教师个人知识产权的保护,又可实现特定教研集体共同承诺的资源共建共享(如图3所示)。
(1)活动挂图资源库 (2)注释库
图3 交互白板系统软件内置多种资源库
交互白板软件系统还专门设计了内置的网络浏览器,方便师生在应用交互白板进行课堂教学时能随时上网,而不必退出白板工作界面,进入计算机界面,再启动其他网络浏览器。
二、电子交互白板实验研究项目在中国启动
1. 主要目标和过程
中英合作交互白板实验研究项目在2004年4月1日正式启动。中方的首都师范大学远程教育研究所、北京教育科学研究院和参加实验研究项目的北京市中小学签署了三方合作协议书。7月10-11日在北京香山宾馆举办了“北京市中小学信息技术与课程整合课题暨中英合作交互白板实验研究项目”研讨会。9月9日,在中英信息通信技术周的“从石板到交互白板”专题报告会上,中英合作交互白板实验研究项目的中英双方及实验校向200多名中外观众作了精彩的学术报告和观摩演示。从11月到12月,实验校举办了多场交互白板课堂教学应用的现场观摩演示和学术研讨会。本项目的主要目标是应用信息技术促进北京市基础教育信息化,探索在北京市中小学应用交互白板等系统、工具和平台实现信息技术与课程教学的整合,推动新课程改革和素质教育。
2. 项目研究方法概述
交互白板实验研究项目主要采用实验校特定学科课堂教学的案例研究方法。所有参加实验研究的学科均采用新课标和新教材。各实验校制订了学校整体实验方案及各学科案例研究方案。为实验校配备了交互白板,安装了中文软件系统。为参与实验的教师配备了备课板。鉴于每所实验校仅有一至两块交互白板,通常有两种安装方案:(1)固定安装在特定的班级教室里,便于该班级所有学科的教师都能使用交互白板进行课堂教学。(2)安装在某个公共教学场所,如电教教室或计算机网络教室,各科教师在需要时都可以使用。
项目组设计开发了多份中文的交互白板教师培训手册,以集中、分片以及校本培训的多种方式开展教师培训。培训内容包括交互白板的结构、功能及其教学应用,基于交互白板的课堂教学设计以及基于交互白板的教学实验研究方法等。首都师范大学远程教育研究所的教师和研究生、北京教育科学研究院的研究人员深入到各所实验校进行交互白板应用、教学设计以及教学实验的指导和支持服务。参与实验研究项目的教师和研究人员应用行动研究法开展教学实验研究,撰写了大量研究日志和教学日志,并进行了交流。为了更好地组织实施实验研究,项目组分工组成了设计、资源和培训3个工作小组。设计小组设计了(1)研究人员的研究日志模板、听课日志模板;(2)实验教师课后自评表、听课教师反馈表和学生反馈表;(3)课程单元教学设计模板和样板,课堂教学设计模板和样板;(4)项目结题教师问卷表,学生问卷表;(5)实验校研究成果结题报告提纲,学科教师案例研究报告提纲。这些设计方案被广泛地应用于各实验校的项目研究。资源小组对交互白板内置的英文资源进行系统评价,同时依据实验研究提出拟构建的交互白板内置中文资源的设计方案,并进而对上述设计方案中列举的各类资源进行最低限量的样例建设。培训小组编制和开发中文的交互白板教师培训包或培训手册,组织实施教师培训。在实验研究进程中,在实验校之间开展基于交互白板的课堂教学、资源建设和实验研究的观摩演示和学术研讨。大学和研究院研究人员与实验校一线教师结合,对若干重点课程,从基于交互白板的课堂教学设计、交互白板应用的教学资源选择和开发,到信息技术与课堂教学整合的教学改革实验,开展重点案例研究。组织实验校教师和研究人员独立和合作撰写研究报告和研究论文。项目结题前,组织参与实验的教师和学生的问卷调查和部分代表座谈,收集实验数据进行统计分析。最后,课题组在实验校及各学科教师组提交的实验研究报告和案例研究报告的基础上撰写实验研究项目总报告。
目前,实验校的师生和领导普遍对交互白板及其教学应用给以较高评价,对交互白板的应用效果和应用前景表示认同。师生使用交互白板的热情普遍较高、参与欲望很强。这里列举对基于交互白板和多媒体投影的课堂教学功能所作的比较研究结果(见下表)。
基于交互白板和多媒体投影的课堂教学功能比较表
基于交互白板的课堂教学
基于多媒体投影的课堂教学
适合小班课堂教学
适合大型讲堂讲演
操作开放直观、可视性强
操作隐蔽不直观、可视性差
统一在白板操作、简便
计算机桌面、投影屏幕分离,来回操作不便
学生主动参与
学生被动接受
白板、电脑合一
黑板、电脑分离
交互丰富
交互局限
资源与白板整合一体
资源(各类软件课件)分散
适应师生群体协作同时兼顾个性化
主要表现为教师个人独立行为
适应多种教学模式
适应教师主讲模式
课堂教学过程易于控制、凝聚力强
控制程度低、凝聚力差
过程及新生内容可存储、重用
不易记录教学过程及新生内容
有多种交互白板配套专用教学硬件
无
有多种交互白板配套专用教学软件
无
有多种交互白板配套专用教学资源库
无
适于强化教研活动
较弱
适于强化教师培训
较弱
三、结束语
在英国,电子交互白板受到广大中小学教师和学生的热烈欢迎,得到政府研究机构和大学研究人员组织的实验研究成果的有力支持,得到英国政府教育部门的推崇并进而在全英国推广。电子交互白板在美国、欧洲和世界其他地区也正方兴未艾(史迪芬?朱瑞[7],毛向辉“美国学校:黑板正在变白”[8])。总之,白板终将替代黑板,成为课堂教学、尤其是小班教学的主流技术。这是因为交互白板是融合课堂面授教学与信息通信技术,从网络学习(e-Learning)走向混合学习(Blending Learning)的理想的教与学工具。我国大中城市和东部经济发达地区当前正是将交互白板引进课堂教学实现信息技术与学科课程教学整合、推进新课程改革的最佳时机。建议我国政府及各级教育行政部门在组织实施中西部农村中小学三种技术模式的现代远程教育工程的同时,启动东部城乡的交互白板教学应用创新计划,作为教育信息化工程(2003-2007年)的重要组成部分。
参考文献:
[1]丁兴富.电子交互白板将替代黑板成为未来课堂教学的主流技术[R].北京,2004.
[2]丁兴富.基础教育信息化的突破口:从校校通到班班通[J].电化教育研究,2004,(11):8-12.
[3]丁兴富.从校校通到班班通[J].中国远程教育(资讯版),2004,(3):68.
[4]丁兴富.整合需要分步走[J].中国远程教育(资讯版),2004,(10):42—43.
[5]丁兴富.进入最艰难的领域[J].中国远程教育(资讯版),2004,(10):66.
[6]丁兴富与李敬东.从黑板到交互白板的历史进程——对信息技术与课堂教学整合前景的展望[J].中国电化教育,2005,(2):31-35.
[7]史迪芬?朱瑞.在中英信息技术周“从石板到交互白板”专题活动上的讲演[R].北京,2004.
[8] 毛向辉.美国学校:黑板正在变白[DB/OL].http://www.isaacmao.com/works /?p=%u7F8E%u56FD%u5B66%u6821%uFF1A%u9ED1%u677F%u6B63%u5728%u53D8%u767D.
* 本文系中英合作交互白板实验研究项目及全国“十五”教育科学规划重点项目(BYA010113)、北京市“211工程”重点学科建设项目“首都基础教育创新与现代化”和北京市哲学社会科学“十五”规划项目(03BJBJY043)的阶段成果。
基础教育信息化的突破口:从校校通到班班通*
——革新课堂教与学的新生代技术(1)
Breakthrough of Informationalization for Basic Education:
from Campus Access to Class Access to ICTs
—— New Generation of Technology for Innovation of
Classroom-based Teaching and Learning(1)
丁兴富
(首都师范大学 远程教育研究所,北京 100037)
摘要
我国基础教育改革进入了攻坚战。学校教育的核心环节依然是课堂教学,所以,中小学教育信息化的核心在课堂教学信息化。如何才能实现中小学课堂教学信息化、实现信息技术与学科课程教学整合的突破?必须从校校通走到班班通,找到当前和未来相当长一段时期内实现中小学课堂教学信息化、信息技术与学科课程教学整合的有效且可行的主流技术。电子交互白板是第一选择。
关键词
电子交互白板,课堂教学信息化,整合,校校通,班班通
前言
我今年1月随教育部组团访英,参加了英国的教育技术博览会(BETT 2004)及国际研讨会,并与英国普洛米修斯(Promethean)公司达成协议合作进行电子交互白板应用于中国中小学的课堂实验研究。今年9月,在中国政府总理温加宝和英国政府首相布莱尔按5月达成的协议推出的“中英信息通信技术周”(China-UK ICT Week)系列活动中,在中国教育部的支持下,由英国文化委员会在北京组织了“从石板到交互白板”的活动。我应邀作了题为“电子交互白板将替代黑板成为未来课堂教学的主流技术”的主题报告,我主持的实验项目学校在会上作了交互白板应用于课堂教学的演示,引起了全体与会者的极大兴趣。为此,我特意撰写了这组系列论文,期望全国读者及教育工作者能更多地关注基础教育信息化领域的这一重大进展。系列论文“革新课堂教学的新生代技术”将由4篇组成:
1、基础教育信息化的突破口:从校校通到班班通
2、白板终将替代黑板成为课堂教学的主流技术
3、电子交互白板的组成与功能
4、电子交互白板的教学应用
* 本文系全国“十五”教育科学规划重点项目(国家级:BYA010113)、北京市哲学社会科学“十五”规划项目(03BJBJY043)和北京市211重点学科建设项目的阶段成果。
中小学教育信息化的核心在课堂教学信息化
当前,我国基础教育改革进入了攻坚战。我国已经确立了经济建设以信息化推动工业化、教育改革和发展以信息化推动现代化的目标。无论是基础教育“双基”目标的巩固、扩展与提高,还是新一轮课程改革的组织、实施与推广,都有赖于基础教育信息化的全面推进。信息技术与学科课程教学整合(Integrating of IT into Teaching and Learning for Curriculum)已经成为基础教育信息化与新课程改革的核心。学校教育的核心环节依然是课堂教学,所以,中小学教育信息化的核心在课堂教学信息化,信息技术与学科课程教学整合的突破口也在课堂教学信息化。
我们还可以从人的一生的主要分类活动时数统计中看出课堂教学对人生的重要的战略和基础意义。
表1 人生最长的四类单项活动时数统计表*
序号
占人生比
活动类别
活动时数
估算方法
1
33%
睡眠
204,400
70年×365天/年×8小时/天
2
13%
工作
77,420
(37+42)/2年×245天/年×8小时/天
3
8%
三餐
51,100
70年×365天/年×2小时/天
4
3%
课堂学习
16,800
12年×40周×5天×7学时
* 注:平均年龄以70岁计,人生平均生存时数613,200小时;平均睡眠以每天8小时计,三餐以每天2小时计;平均工龄计算方法:从18岁起参加工作,女性55岁退休,男性60岁退休,男女各占50%。每年按平均245个工作日,每个工作日以8小时计算;平均受教育年龄以12年计,每年以40周计,每周以5天计,每天以7学时计。
那么,如何才能实现中小学课堂教学信息化、实现信息技术与学科课程教学整合的突破?我认为,必须从校校通(Campus Access to ICTs)走到班班通(Class Access to ICTs),找到当前和未来相当长一段时期内实现中小学课堂教学信息化、信息技术与学科课程教学整合的有效且可行的技术。我首推电子交互白板(Electronic Interactive Whiteboard)(简称交互白板或白板)为第一选择,即我认为交互白板将替代黑板成为未来课堂中信息技术与学科课程教学整合的主流技术,成为中小学课堂教学信息化基础设施建设的首选技术,成为中小学未来教室设计施工的标准常规。
教育与技术
依据马克思主义的唯物史观,社会存在决定社会意识,经济基础决定上层建筑。推动经济基础发展与革新的原动力来自生产力。而决定生产力性质的是生产工具。人类社会已经历石器时代、青铜器时代、铁器时代、蒸汽时代、电气时代、核子时代而进入电子时代,也即信息时代或数字时代。人类社会的每一次重大变革都发源于生产工具的演进。然而,生产工具的演进又是如何发生的?生产工具是一种技术发明,而技术发明得益于科学进展,故而生产工具的演进应该认定是科学技术进步的产物。正是在这个意义上,中国改革开放的总设计师邓小平先生发展了马克思主义关于科学技术是生产力的学说、提出了“科学技术是第一生产力”的重要命题而得到广泛认同。现在,我们要进一步追问:推动科学技术进步的原动力在哪里?我们可以说,归根结底是社会经济发展的需要推动了科学技术的进步。马克思主义经典作家说过,社会经济发展的需要会比一百所大学更有力地推动科学技术的进步。但是,科学技术的进步还是要通过教育才能实现。教育的基本功能就是培养人才、创造知识。我们如果认同教育是一种基础性、全局性、前瞻性的产业,那教育产业生产的正是知识和人才。我们看到,推动近代社会经济发生了天翻地覆的变化的科学技术革命正是教育进步的产物,是近代学校教育的成果。近代以来,从教育界、从学校校园中发展起来的科学技术和发明创造极大地改变了整个世界的经济和社会面貌,但是教育界本身、学校校园在几百年中却很少受到科学技术进步的影响,那些改变了整个世界面貌的发明创造和科技力量似乎对产生它们的教育界和学校校园无能为力,把它们留给了几百年来习惯于校园课堂面授的教师和学者们的个体劳动。但是,这次是一个例外,电子信息通信技术对教育界、对学校校园、对学术活动、对教与学产生了极大的冲击,教育作为一种知识产业同社会经济生活的其它领域一样也开始了深刻而广泛的变革。教育、教学与学习被卷入了一场有史以来最重大、最普遍、最深刻的变动之中。多媒体计算机(Multimedia Computer)、互联网(Internet)和全球网(WWW:World Wide Wed)是当代电子信息通信技术领域最重大的发展。它代表了人类社会通信(人际交流、组织传播以及大众传媒)带宽的巨大增长,是历史上人类所有其它发明所无法比拟的。通信带宽的增长通常导致人类文明的戏剧性变革。上个千纪中叶中国的印刷术经阿拉伯西传欧洲引起的印刷出版技术创新和欧洲文艺复兴运动发起及近代工业社会崛起之间的联系是这方面的一个有力范例。上个千纪末叶互联网和全球网的诞生是通信带宽的又一次重大增长,必将引发社会新的变革。进一步分析表明,电子信息通信技术引发的这场教育、教学与学习的变革首先发生在科学研究领域并最先见效,随后是在教育教学管理领域,而最终也是最艰难的领域是在教与学中的应用。各国基础教育信息化的实践还表明,信息通信技术在中小学教与学的应用,起步于计算机教育与信息技术教育,随后是基于资源与交互的研究性学习与综合跨学科学习,而最终也是最艰难的领域是各类学科课程的日常教学,即大量常规课堂面授教学。如何使千百万中小学教师每一天的常态课堂面授教学实现信息化,实现信息技术与学科课程教学的整合,这是21世纪全球基础教育革新和发展面临的重大课题。
基础教育信息化历史进程三阶段说
在世界各国,学校教育信息化一般要经历三个发展阶段:
n 第一阶段:硬件阶段——每所学校、每间教室配备计算机;
n 第二阶段:网络阶段——每所学校、每间教室接入互联网;
n 第三阶段:整合阶段——信息技术与各类学科课程教学整合。
第一和第二两个阶段属于信息基础设施建设阶段,在发达国家已经基本完成,开始进入信息技术与学科课程教学整合的阶段。在我国,全国中小学信息基础设施建设则还远未到位。无论是计算机配备还是互联网接入都差额很大。在我国,中小学教育信息化进程的上述三个阶段通常也界定为:
n 第一阶段:计算机辅助教学(CAI:Computer Assistant Instruction)阶段——计算机教育与信息技术教育;
n 第二阶段:网络教学(e-Learning)阶段——校园网与互联网(校校通工程);
n 第三阶段:混合教学(Blending Learning)阶段——信息通信技术与学科课程教学整合。
从我国国情出发,可以将上述三个阶段调整为:
n 第一阶段:校校通阶段——每所学校配备计算机、接入互联网;
n 第二阶段:班班通阶段——每间教室配备计算机、接入互联网。
n 第三阶段:整合阶段——信息技术与各类学科课程教学整合。
教育信息化进程中校园信息基础设施建设
2000年10月,教育部召开的“全国中小学信息技术教育工作会议”研究并部署了中小学加快普及信息技术教育、启动校校通工程、努力实现我国基础教育信息化的跨越式发展。从此,基础教育信息化进程明显加快。据不完全统计,全国中小学拥有的计算机已达到平均50人1台。建设校园网的中小学已经达到2.6万所,总投资在6百亿元以上。而且其中仅有10-15%左右的学校实际应用较多、效果较好,而且绝大多数集中在东部经济发达地区。这2.6万所建有校园网的学校占全国中小学校总数55万的不足5%。至于计算机和网络进入教室则更滞后。仅仅在各地大中城市的重点中小学有条件装备多媒体教室(计算机+投影+屏幕),但大多尚未接入互联网。究其原因,是对“校校通”、“校园网”和“数字校园”建设缺乏规范和标准。相当数量的中小学仅仅只有一、两间联网的计算机实验室,或者规模有限的局域网,并未建成真正意义上的校园网,更谈不上配套的数字校园建设。校校通解决的是使学校摆脱作为信息孤岛的困境。但是,校校通不等于校园网。校园网建设的目标应该是建成配套的数字校园:
n 班班通:每间教室配备计算机、接入互联网;
n 智能网络教学平台:具有教与学、双向通信交互和管理监控功能;
n 数字图书馆:丰富的、不断革新的、便于查询应用的优质教育资源。
建设数字校园,是实现信息技术与各类学科课程教学整合、是一线教师将网络教学与课堂教学结合实现混合教学的基本条件和必由之路。所以,学校教育信息化的下一步目标应该是建设数字校园,其核心是班班通,即为每间教室配备计算机、接入互联网。
近代以来课堂教学环境的演进
表2综述了近代以来课堂教学环境的主要演进历程。
表2 近代以来课堂教学环境的历史演进
普通功能课堂
特殊功能课堂
教师讲授——基本配置:
黑板+粉笔;讲坛+课桌椅;灯光照明
教师讲授——基本配置:
黑板+粉笔;讲坛+课桌椅;灯光照明
视觉教学——实物模型教具、课堂演示实验
实验教学——理化生地实验室
视听教学——多机一幕:光学投影仪、录音机、电视机、录像机、光盘播放机+屏幕
引进教室
电化教学——特殊装备的多功能电教教室、语言实验室等
多媒体教学——多媒体教室:计算机+投影+屏幕(有条件时接入网络)
计算机网络教学——计算机网络教室(电脑机房、网络机房)(局域网、校园网、互联网)
本文主要关注普通课堂教学环境及其演进。当然,实现班班通(即为普通课堂创设计算机网络教学环境)的技术方案可以是多种多样的。目前在我国和美国的主流模式是配备多媒体教室(Multimedia Classroom):多媒体计算机加投影设备再加大屏幕。英国的主流模式是为每间教室配备电子交互白板(Electronic Interactive Whiteboard)。另一种比较普遍的方案是装备计算机网络教室:一台教师机加几台学生机,接入校园网或互联网。若干学生围绕一台学生机学习。我在本文中将论证:大班教学的主流模式将是多媒体教室;小班教学的主流模式将是电子交互白板;而实现以学生为中心、以学为主、适应研究性学习和协作学习等创新的主流模式将是计算机网络教室(或机房)。而电子交互白板在阶梯大课堂和计算机网络教室(或机房)中也能发挥巨大的作用。
当前我国中小学课堂教学的主流技术参见表3。
表3 当前我国中小学课堂教学的主流技术
类别
主要技术装备
主要教学应用
传统课堂
黑板+粉笔
大多数学科课程的日常教学
多媒体教室
计算机+投影+屏幕
呈现演示文稿、演示多媒体课件
辅助讲课
计算机网络教室(或机房)
教师机+学生机+投影+屏幕+网络(局域网、校园网、互联网)
计算机与信息技术教育课程教学;研究性学习、自主学习、协作学习
表3列举的主要是我国东部经济发达地区大中城市重点学校的现状。为了实现我国东部优质教育资源向西部和农村地区输送的战略、教育部组织实施了多项我国中西部农村中小学现代远程教育工程,其中较有影响的是教育部与李嘉诚基金会合作投资的西部中小学现代远程教育工程:在我国中西部国家级贫困县的1万个中小学建成了计算机多媒体卫星终端接收站,可以同时接收通过中国教育电视台发送的Ku频道数字压缩电视节目广播和卫星传输的多媒体宽带IP数据广播。教育信息的反馈和交互通过电话拨号接入互联网来实现。这是在我国中西部农村中小学用天地网结合的方式解决校校通的一种技术方案。依据《教育振兴行动计划(2003-2007)》,将组织实施以三种模式为基本技术解决方案的我国中西部农村中小学现代远程教育工程。鉴于我国国情和农村实情,中西部农村中小学信息基础设施建设以天网(卫星数字电视和多媒体宽带数据通信网)为主:(1)为所有没有独立学校建制的农村教学点(通常是1位教师1个复式班10多名学生)配置光盘播放点:电视机、DVD光盘播放机和配套教学光盘。(2)为所有独立建制的农村小学配置一个完整的卫星终端接收站点:除了光盘播放点外增设卫星电视和数据接收系统、多媒体计算机及外设系统和拨号上网系统。(3)为所有农村中学配置远程教育计算机网络信息站点:除了光盘播放点和卫星终端接收站点外,增加计算机网络教室、多媒体教室和宽带互联网接入系统。然而,仅仅依靠一套安置在特定房间的计算机多媒体卫星终端接收站如何实现该校信息技术与各科课程教学的整合?一种变通的解决方案是为若干教室配备一台计算机加两个大尺寸显示器。同时要改造并继续发挥原有的学校闭路电视系统和多机一幕等电化教育设施的作用,将从计算机多媒体卫星终端接收站获取的优质教育资源以及一线教师自主创作设计开发的各种媒体的教学材料引进课堂的日常教学中去。
关于我国基础教育信息化若干问题的讨论
为了论证中小学课堂教学信息化的首选技术是电子交互白板,我要对我国基础教育信息化中的主要误区、主要困惑以及若干深层次的问题展开讨论。
我国基础教育信息化进程中的主要误区
l 将资源建设理解和演绎成发动全体教师开发课件。因为资源匮乏,学校发动全体教师开发课件,开展评比。为此,要求所有教师学习多媒体课件开发和制作的软件工具,花费了大量精力。结果是大量简单重复无效劳动,产生了大量演示文稿和简单课件,并没有真正实现教学资源与课件共建共享的目标。即使其中有少数教师开发出若干优秀课件,参加观摩评比并获奖,但是投入了巨大的时间、精力和经费,并无推广的价值。关键是这种所有教师自主开发课件应用于自己的课堂教学的模式是行不通的:教师首要的职责依然是其担任的学科课程的教学设计(备课)和教学实践(上课),教书育人,而不能要求各类学科的教师都成为计算机网络专家,成为教学软件课件设计开发的行家。教师承担的教学工作量也不允许他们自主开发其执教的整门课程所需要的教学资源与课件。
l 将资源共享理解和演绎成播放多媒体课件或实现网络流媒体点播。于是,教学资源开发的重点集中在高度结构化的多媒体课件和课堂讲授型或示范课类型的流媒体课件。相应地,多媒体教室和计算机网络教室(机房)成为学校信息基础设施建设的主要方向,计算机加投影加屏幕成为课堂信息化建设的主流技术和标准配置。结果,对于部分教师,传统黑板加粉笔的课堂教学让位给播放演示文稿和多媒体课件辅助讲课。鉴于其教学效果未必能与传统课堂教学相比,多数学科教师的日常教学依然是利用黑板加粉笔的课堂面授教学。
l 将以学生为中心、以学为主理解和演绎成基于人手一机的教学。于是,为每位入学的学生配备笔记本电脑甚至无线电脑。这需要巨额投资,无论是学校还是学生家庭承担。关键问题是:学生人手一台笔记本电脑依然不可能自动实现教育信息化的目标。即使所有教室全部计算机网络机房化了,问题依然存在。各类学科课程的教学资源如何建设?课堂教学如何组织?信息技术与学科课程教学整合如何实现?计算机网络软硬件建设到位之日不等于教育信息化实现之时,这只会使课堂教学信息化面对的种种问题更加突出和紧迫。
我国基础教育信息化进程中的主要困惑
l 几乎都不再使用黑板加粉笔的示范课、观摩课和样板课是不是课堂教学信息化的发展方向?我国教育信息化进程中正在组织实施大规模的实验和探索,已经涌现出大量示范课、观摩课和样板课。它们几乎都不再使用黑板加粉笔,而是在多媒体教室中进行的多媒体课件演示加特定设计的课堂教学活动。这是否意味着未来课堂教学的方向是在多媒体教室进行多媒体教学?黑板加粉笔的传统教学模式将推出历史舞台?
l 日常课堂教学如何信息化?第一项困惑带来的另一项相关的困惑是:如果所有学科课程的日常课堂教学都要在多媒体教室中进行多媒体教学,我们哪里有那么多多媒体教室和多媒体课件?如果多媒体课件不足就用演示文稿讲课?所有学科课程的全体任课教师都适应这种新的多媒体教学模式吗?更关键的问题是:难道多媒体教室中的多媒体教学是各类学科课程教学的最佳选择,是信息技术与学科课程教学整合的最佳选择,是实现新课程标准目标的最佳选择?依据我个人的执教经历和教学实验观察,答复是否定的。教师应用黑板加粉笔言传身教的传统课堂教学模式毕竟经受了世界各国几个世纪所有学科课程教学实践的考验,未来日常课堂教学的常规或常态模式是什么?还是未来课堂教学呈现多元化和多样化趋势,再也没有占主流的常规模式了?
l 新课程改革如何推进?在我国现行教学评价和统一考试择优升学体制下,如何实现新一轮课程改革的理念和目标?如何能在推进教育信息化、实现信息技术与学科课程教学整合的同时确保完成新课标、新教材全部教学目标与内容?在教学实践中,我国中小学一线教师往往处于两难甚至多方为难的困惑境地。
对我国基础教育信息化的深层思考
上面对我国基础教育信息化进程中主要误区和主要困惑的讨论涉及到若干教育学理论问题。这里仅对教学交互中的结构与对话问题展开初步的探讨。教学交互是指教学过程中教师(教的行为主体)与学生(学的行为主体)之间的双边双向交互作用。除了师生主体外,教学另一个要素是教学资源(包括教学内容与教学媒体,教学媒体是教学内容的载体)。教学过程中除了师生及同学之间的人际交互外,还有师生与教学资源的人媒交互(在电化教学和计算机网络教学的环境中,就是人机交互)。人媒交互或人机交互中有一个结构问题,即教学资源的结构化程度问题。人际交互中有一个对话问题,即师生与同学间对话的丰度问题。基于集体面授的传统课堂教学的主要特征是结构低和对话丰,而基于资源自主学习的远程教学的主要特征是结构高和对话贫。由此可见,预置的高度结构化和固化的多媒体与网络课程课件并不能代替在多重交互环境中灵活应对的活生生的课堂教学。此外,课堂教学必须具有与日俱进的原创品格。既然师生双方都处于变化和动态之中,又都充满了活力和灵性,课堂教学必须日日新。我们知道,播放并收听卡拉杨指挥的交响乐光盘同亲自去音乐厅聆听交响音乐会是两回事。歌剧舞剧院中不可以用播放录制的音乐来代替乐队在乐池的当场演奏。我们可以请华罗庚先生讲高等数学、请杨振宁与李政道先生讲大学物理,随后让所有大学教高等数学与大学物理的教师退出讲坛吗?同样,我们可以请一批全国中小学特级教师依据新课标新教材录制各类学科的课堂教学系列课件,随后让全国中小学在多媒体教室中播放这些系列课件来代替课堂教学吗?答案显然是否定的。
结论:课堂面授教学信息化需要特殊综合技术
媒体曾经讨论过信息高速公路(Information Superhighway)的最后一公里障碍问题。在一定意义上,信息高速公路就是学习高速公路(Learning Superhighway)。在社会上,阻碍信息高速公路或学习高速公路进入千家万户的互联网接入问题已经有了多种解决方案(电话线Modem接入,专线ISDN或ADSL接入,CDMA无线接入等)。在学校校园里,阻碍信息高速公路或学习高速公路(或更普遍地电子信息通信技术)进入课堂的不在于互联网接入,也不在于计算机软硬件配置,而在于要构建一种对各类学科课程教学均适应的普遍的课堂信息化教学环境,要寻找到一种能够实现信息技术与各类学科课程教学整合的课堂信息化教学解决方案。本文已经表明传统黑板加粉笔的课堂教学模式必须变革,而在多媒体教室呈现演示文稿或播放多媒体课件辅助讲课不是最佳方案。系列论文(2)将论证电子交互白板正是这种解决方案,它定将成为课堂教学信息化的首选,并很快发展成为课堂信息化教学的主流技术。
参考文献
丁兴富(2004)从校校通到班班通。北京:《中国远程教育(资讯版)》,2004(3下)。
白板终将替代黑板成为课堂教学的主流技术
——革新课堂教与学的新生代技术(2)
Whiteboard Will Eventually Take Over Blackboard to Be the Mainstream Technology for Classroom-based Teaching and Learning:
from Campus Access to Class Access to ICTs
—— New Generation of Technology for Innovation of
Classroom-based Teaching and Learning(2)
丁兴富 蒋国珍
(首都师范大学 远程教育研究所,北京 100037)
摘要
课堂教学正在经历从黑板到交互白板的历史演进。交互白板在英国和世界各地正在取得越来越大的成功。在我国开展的交互白板课堂教学实验研究揭示了交互白板教学应用的十项共识:技术集成、资源整合、交互平台、协作环境、亲近师生、传统创新、常态应用、多种模式、教学设计和投资效益。可以预见,交互白板终将替代黑板成为课堂教学的主流技术,成为中小学未来教室设计施工的标准常规,极大地推动学校教学信息化的进程。
关键词
交互白板,技术集成,资源整合,课堂教学协作环境
前言
在《中国远程教育》专家专栏文章“进入最艰难的领域”(丁兴富,2004a)一文中本文作者之一指出:“各国基础教育信息化的实践还表明,信息通信技术在中小学的教与学的应用,起步于计算机教育与信息技术教育,随后是基于资源和基于交互的研究性学习与综合跨学科学习。最终也是最艰难的领域是各类学科课程的日常教学,即大量常规课堂面授教学。如何使千百万中小学教师每一天的常态课堂面授教学实现信息化,实现信息技术与学科课程教学的整合,这是21世纪全球基础教育革新和发展面临的重大课题。”在本系列论文(1)“基础教育信息化的突破口:从校校通到班班通”的结论中进一步指出:课堂面授教学信息化需要特殊综合技术,电子交互白板正是这种解决方案,它定将成为课堂教学信息化的首选,并很快发展成为课堂信息化教学的主流技术(丁兴富,2004b)。本文将对上述命题进行论证。在英国,电子交互白板受到广大中小学教师和学生的热烈欢迎,得到政府研究机构和大学研究人员组织的实验研究成果的有力支持,得到英国政府教育部门的推崇并进而在全英国推广。电子交互白板在美国、欧洲和世界其它地区也正方兴未艾。在我国,中英合作实验研究项目“在中国学校系统中应用交互白板开展教学的适用性和有效性的评估与改进”已经在北京启动(丁兴富,2005;丁兴富与李敬东,2005)。可以预见,我国越来越多的中小学将加入到这一探索和创新的行列中来。(* 本文系全国“十五”教育科学规划重点项目(国家级:BYA010113)、北京市哲学社会科学“十五”规划项目(03BJBJY043)和北京市211重点学科建设项目的阶段成果。)
课堂教学的主流技术:从黑板到白板的历史演进
正如“中英信息通信技术周”(China-UK ICT Week)系列活动中“从石板到交互白板”专题活动的标题所标明的,课堂教学使用黑板也有一个发生和演进的过程。作为可以重复使用的课堂教学工具的黑板源自学习者个人使用的沙盘和石板。在发明造纸术后,学习者个人使用的书画工具在我国是毛笔和纸张,在西方是羽毛笔和纸张。但材料比较昂贵而且无法重复使用。于是,沙盘和石板作为自制或廉价的书画工具依然存在。本文作者之一是在新中国刚建立时在上海的郊区嘉定县上的小学,曾经用过沙盘和石板。使用沙盘就是用细树枝或细木棍在一个装有沙子的扁盘中书画。写满了可以将沙子抹平后再次书画。石板石笔用特殊的石材做成,使用时用石笔在石板上书画,留下白色的印痕,并且很容易擦去重写。很快,学习者个人使用的砂盘和石板让位给铅笔和纸张,随后更有了钢笔和圆珠笔。铅笔的书画是可以擦去的(但次数有限),而钢笔和圆珠笔的书画是无法擦除的。用作课堂教学的书画工具必须满足“面向师生集体、易于重复使用、而且成本低廉”这样几个条件。这就是黑板和粉笔得以发明并推广应用的技术学、教育学和经济学基础。近代以来,黑板加粉笔在传统校园课堂教学中已经建立起稳固的地位。香港中文大学传播学教授余也鲁曾经指出:传统学校的大多数教师依然相信:“学习成功与否,主要靠教师,而不是靠教材和手段。...世界上有过不少最出色的教育,例如孔夫子、柏拉图和亚里斯多德的授徒,都是最朴素的面对面传授,除了老师的言传(语言)之外,什么教学新技术媒体都没有。...近几百年出现的许多伟人也都是在非常简陋的教室里受的教育,除了教科书和黑板,同样其它什么媒体也没有”(余也鲁,1982)。美国的哈拉斯(Halas)和哈里斯(Harris)也指出:“几个世纪以来,人们都确信,在交流中,文字比目视图像优越,并且,文字包含有较高的智慧和思想。现在发达国家的教育仍牢牢地立足于这种信念。”(哈拉斯和哈里斯,1982)。这种信念同近代学校教育几百年来实行的教师、教科书和教室三中心制的传统有千丝万缕的联系,同时表明黑板加粉笔作为传统校园课堂教学的主流技术已经经受住了几个世纪的考验。
从上世纪后期以来,我们又经历了从黑板到电子交互白板的演进过程。这一过程大致经历了主要三个阶段:
1. 从黑板到书写白板;
2. 从书写白板到电子白板;
3. 从电子白板到交互白板。
首先,主要是为了避免粉尘侵害师生健康,开始改进并使用各类无尘粉笔,但效果不够理想,于是干脆开始使用书写白板。书写白板用各种材质(木材、金属、塑料板材等)制作,相应地,使用各类彩色书写水笔,并使用特制的板擦擦除书画内容。如今,各国仍有大量书写白板在使用中,但始终并不普遍,在中小学尤不常见。究其原因,恐怕还是在其“面向师生集体、易于重复使用、而且成本低廉”方面比不上黑板加粉笔。
及至上世纪末叶,书写白板开始演进为电子白板。最早,电子白板就是配备了电子装置的书写白板,可以将白板上的书画内容存储起来并打印出来分发给学生或受众。后来,又发展为可以将电子白板上的书画内容存储在计算机中并进行进一步的加工处理和传输发送(如通过电子邮件)。当然,电子白板也可以作为计算机的投影屏板使用。但此时的电子白板与计算机的相互作用关系始终是单向的:(1)电子白板上的书画内容可以存储到计算机中并做进一步的加工处理(可实现从电子白板到计算机的书画内容单向存储),但计算机处理结果并不呈现在电子白板上,即电子白板上的书画内容不会随着计算机的加工处理而随之改变(不能实现从计算机到电子白板的书画内容加工处理的逆向呈现);(2)计算机通过投影仪可以将其屏幕内容投影到电子白板上(可实现从计算机到电子白板的屏幕内容单向投影),但在电子白板上无法对投影的计算机屏幕内容做任何加工处理或操作,即此时电子白板仅仅相当与一块普通屏板而已(不能实现从电子白板到计算机的屏幕内容加工处理的逆向操作)。正因为电子白板与计算机之间无法实现双向交互通信与操作,使得电子白板的应用推广受到重大限制。在教学实践中,电子白板的使用还不如书写白板普遍。
从电子白板发展到交互白板,这是白板发展史上的关键的一步。交互白板实现了白板与计算机之间的双向交互通信与操作。交互白板既是电子白板、同时又是计算机屏幕。在交互白板上的书画内容及其加工处理结果均被存储在计算机中,同时,在交互白板上可以实现对计算机的各种操作,所有对计算机屏幕内容的操作和加工处理的结果都会即时存储在计算机中和呈现在电子白板上。当然,交互白板自身也经历了一个不断改进和完善的过程,这一过程至今仍在进展之中而并未结束。但是,经过21世纪初最近数年的技术设计创新和实践应用改善,如今的交互白板已经基本成型,已经足以替代传统黑板担当起基础教育信息化进程中课堂教学主流技术的重任。在已经发表的许多文献中,人们常常将电子白板和交互白板混为一谈。比如毛向辉的文章(2003)就是如此。我们可以将交互白板称为电子交互白板(电子交互式白板)或交互电子白板(交互式电子白板)。为了简明,我们建议直接称呼“交互白板”,以便与没有双向交互功能的“电子白板”区别。
交互白板概述、分类和代表产品
那么,究竟什么是交互白板?交互白板(Interactive Whiteboard)是电子感应白板(硬件)与白板操作系统(软件)的集成。它融合了计算机技术、微电子技术与电子通信技术,成为计算机的一种输入输出设备,成为人(用户)与计算机进行交互的智能平台。简言之,交互白板是一个具有正常黑板尺寸、在计算机软硬件支持下工作的,既具有普通白板和联网多媒体计算机功能,又可以实现普通白板功能与计算机功能、以及软硬件功能与教育资源、以及人机与人际多重交互的电子感应屏板。
基于白板硬件技术的不同,电子交互白板可以分为两大类:电磁感应类硬板和压触通导类软板。电磁感应类硬板的工作原理是利用电磁感应为感应笔作定位。所以,硬板类电子交互白板都必须应用某种类型的感应笔在白板上进行书画和操作。压触通导类软板的工作原理是利用指尖或笔尖的压触使软板表面的两层材料在该点发生短路而通导,从而为指尖或笔尖作定位。所以,软板类电子交互白板可以使用指尖或书写笔书画或操作。尽管工作原理不同,但两类电子交互白板实现的书画、操作和交互功能是接近的。但是,在硬板和软板上进行书画和操作的手感会有些差异。依据人体工程学原理,不同的个体可能对某类交互白板更容易适应和习惯。
在国内外市场上,如今有多种交互白板可供选择。有些交互白板主要适用于办公室和商务活动,较多配备在公司企业、政府及研究机构。已经见于我国市场、比较适合教学应用的交互白板有英国普洛米修斯公司的产品爱睇宝(ACTIVboard),加拿大公司的产品聪慧板(Smartboard)和美国公司的产品网视通(Webster)。此外,我国深圳的巨龙公司已经推出了具有自主知识产权的产品IP板(IPboard)(倪光南院士等参加了鉴定)。英国伦敦的刘易桑城学习中心(Lewisham City Learning Centre)对英、美、加公司交互白板的技术性能和教学功能进行了对比测试,提交的评价报告给予英国公司的产品总分5颗星,加拿大公司的产品总分2颗星,美国公司的产品总分1颗星。也许英国的学校和师生对本国的产品有某种偏爱。经过我们对中国市场上同类产品的考查,我们大致认同上述英国评估报告的结论:英国普洛米修斯公司的产品爱睇宝(ACTIVboard)是专门为教学应用设计开发的,有一支稳定的专业技术和教学应用开发队伍。爱睇宝的软硬件性能尚在不断更新升级再版中,中文界面的汉化版也已经公开发行。爱睇宝还配备了丰富的教学资源库以及随机帮助文件(已经汉化),非常便利教师与其他用户使用。英国普洛米修斯公司还为爱睇宝(ACTIVboard)开发了全套培训教材与培训论证体系。首都师范大学、北京教育科学研究院和北京市的若干中小学已经合作开展中英交互白板教学应用的实验研究项目。该实验项目的初步研究成果将在近期发表(丁兴富,2005)。
交互白板在英国的成功
英国现任教育部长查理斯·克拉克(Charles Clarke)在2004年英国教育技术博览会(BETT)开幕式上的讲话中极力推荐交互白板作为英国基础教育应用电子信息通信技术的成功范例。在他短短的开幕致辞中,有12处直接提及交互白板,其中5处使用Interactive Whiteboard,4处使用Electronic Whiteboard,3处使用Whiteboard,还有许多处使用代词意指交互白板。克拉克毫不掩饰自己对交互白板的钟爱:“我极力表达我对使用电子交互白板技术的热忱。(I have been hugely impressed myself by the use of electronic whiteboard technology.)。”他描绘了自己的亲身体验以及建立在教学实践上的真知灼见:“我亲身经历了令人兴奋的使用白板的课堂教学,孩子们以完成不同的方式参与到学习中来,这正是我前面提到的兰喀斯特大学研究报告指出的。我深信,交互白板是一种工具,它可以帮助教师为各种年龄和能力的学生组织激动人心和充分参与的课堂教学。现在教师可以以一种激动人心和令人兴奋的方式组织整堂课程的教学,师生可以从学生之间的交互、师生之间的交互以及师生与白板的交互获得巨大收益,不论具体环境是什么。”“白板使得教师可以使用各种不同的方式方法来丰富其课程教学,可能是录像片段、互联网、多媒体演示、色彩视觉效果等,以及他们以往一直习惯使用的传统黑板的技能。白板也可以用来展示文本、实物,还可以让师生进行计算。我还认为,某些学科领域——数学和科学无疑可作为代表——对学习动机的激励和认知结果的清晰——通过白板技术使认知图像呈现和保存在学习者的头脑中——实实在在都是非常鼓舞人心的。”克拉克部长随后说:“我今天宣布进一步扩大对装备交互白板的新的拨款,这就意味更多的中小学将有可能从这一技术中受益。我已经为此做出了2003-04财政年度2,500万英镑财政预算,在2004-05财政年度继续还有2,500万英镑。这一预算可以扩大我们的中小学交互白板装备计划,继续2002至2004年已经成功实施的试点项目。” 同这一预算配套,英国教育与技能部(DfES:Department for Education and Skills)以及教师培训总署(TTA:Teacher Training Agency)资助一个对新教师的培训项目,使开始第一年教学的大学毕业生能够获得基金购买交互白板和外围设备,并接受应用交互白板开展更有效的教学的培训(克拉克,2004)。
在过去的几年中,英国的大学和教育科学研究机构已经同中小学合作对交互白板的教学应用进行了大量的实验研究,发表了众多的研究成果、报告和论文。其中。比较著名的有英国教育通信与技术总署(BECTA:British Educational Communications and Technology Agency)开展的取名为“教育技术影响研究系列2和3(ImpaCT2 and ImpaCT3 studies)”的研究项目;
英国纽卡斯尔(Newcastle)大学、兰喀斯特(Lancaster)大学和沃维克(Warwick)大学展开的研究项目,以及众多英国中小学及其所在学区组织进行的教学改革和教学实验研究。来自英国教育通信与技术总署的研究报告(2003)指出:交互白板便于演示计算机软件和上网的操作过程并呈现教学材料的动态和细节,在必要时可以回溯和重现操作过程和细节,具有提高学生的学习兴趣和动力、激励学生参与和交互的优点;学生有更多的机会在课堂协作学习中提高应用信息技术的能力和人际交流的技能,在教师和同学面前展示各自丰富的想像力、创造性和作品,从而增强自信心;不需要使用键盘而在白板上直接书画和操作有利于幼小儿童和残障学生更踊跃地参加到教学中来(BECTA,2003)。兰喀斯特(Lancaster)大学对电子白板的最新研究发现表明,这项技术是如何实际工作而学生是如何被激励去学习的。交互白板与数字内容结合起来可以让教师和学生呈现、注释和处理他们教与学的内容,从而提高课程教学的效益并激励学生学习。
交互白板在世界各地
在今年9月“中英信息通信技术周”(China-UK ICT Week)的“从石板到交互白板”专题活动中,英国普洛米修斯公司的首席执行官史迪芬?朱瑞(Stephen Jury)先生应邀作了题为“交互技术:来自英国的经验”专题报告(朱瑞,2004)。报告指出,截至2004年,英国是世界上应用交互白板技术最多的国家,比美国、加拿大和南美洲三地的总和还要多。英国已有80%的中小学配备了交互白板,共有11万间教室配备了交互白板,占教室总数的15%。所有教室全都配备了交互白板的中小学有300多所。此外,所有新建学校的教室全都采用了交互白板的装备。依据2004年春的调查统计结果,90%的小学校长都认同交互白板技术对改善课堂教与学具有巨大的潜能。装备了交互白板的英国中小学在学校层次上开展了广泛的推广观摩活动,并且开始建立校际的网络互联和交流。从上述克拉克部长的讲话中可以看到,英国政府从2003年开始对中小学装备交互白板给予直接预算拨款支持。有研究报告指出,个人电脑被引进美国中小学校园和课堂应用于教学并没有取得预期的效果和成功,其主要原因是技术整合的效果不理想以及价格昂贵。英国中小学应用交互白板的成功经验为各国提供了有益的借鉴、降低了投资风险。除了英国和北美外,亚洲、欧洲和南美洲等地也开始加入了这一行列。图1展示了交互白板全球年度销量的实际统计值(2001-2003年)和市场预测值(2004-2007年)。
图1 交互白板的全球年度销量
(资源来源: 转引自史迪芬?朱瑞(Stephen Jury)的专题报告“交互技术:来自英国的经验”。)
结论:对交互白板教学应用的十项共识
自2004年4月起,中英合作交互白板实验研究项目在北京部分中小学启动以来,对交互白板对我国基础教育信息化的作用和意义有了一些基本认识,可以初步概括为以下十项共识:
1. 技术集成:交互白板是当前课堂教学环境中技术(包括数字电子技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术和视音频技术等)的最佳集成者。交互白板明显地比当前比较流行的多媒体教室的装备更胜一筹。而且,交互白板可以安装在各类实验室、计算机网络教室、语音实验室、电教教室和电子图书馆等处,可以大大加强这类基础设施的教学功能。如果将交互白板与大屏幕多媒体投影结合使用,则可以加强大型讲堂或阶梯教室的教学效果。此外,交互白板用于课堂教学时也可以为学生(个人或分组)配备台式电脑或笔记本电脑,所有的教师机和学生机还可以联网,从而使课堂教学模式更加灵活多样。
2. 资源整合:交互白板能够实现丰富多样的教育资源的灵活的整合。可以在交互白板的计算机工作界面调用计算机及网络原有的各类资源(包括各类计算机和网络软件课件,播放各类多媒体光盘和视音频材料等),而且还可直接调用交互白板内置的多种资源库,主要有活动挂图资源库、注释库、超联结库、动画库等。其中的活动挂图资源库进一步分为共用库和专用库两部分。无论是共用库还是专用库,又都细分为文件库、页面库、背景库和图像库。每一种资源库都可以建立各自的树型目录结构,按学科和班级等进一步分类,方便查找和调用。师生在教学实践中可以依据各自的需要不断调整、修改、增添直至重构这些内置的资源库。这种结构既可做到教师个人知识产权的保护,又可实现特定教研集体共同承诺的资源共建共享。而且,交互白板支持在课堂教学师生交互情境中教育资源的现场创作和再加工,从而不断形成和积累可重复使用的新生的鲜活的教育资源。
3. 交互平台:交互白板提供了教师与学生、学生与学生、师生与资源、本班师生与外界师生及专家的交互平台,极大地促进了多种多样的交互活动;这是交互白板在在技术集成和资源整合基础上得以实现的对于课堂教与学最有价值的特征,也是交互白板同用于课堂教学的其它信息技术装备相比较时显示出的巨大优势和核心竞争力。
4. 协作环境:交互白板支持构建一个课堂教与学的协作环境,师生的教与学的角色和行为都发生了积极的变化。在交互白板提供的交互平台上,可以开展基于丰富的教育资源的协作教学与学习。在基于交互白板的课堂协作教学环境中,有利于教师发挥导学和助学的作用,教师对整个教学过程可以有更灵活的或强或弱的控制,同时也有利于学生充分发挥学习主体的作用,学生会表现出更多的参与和协作、活力和凝聚力。
5. 亲近师生:交互白板会使师生发生亲近而不是惧怕的感觉。我国中小学师生极容易亲近交互白板,因为它在外观和操作上接近黑板和触摸屏,无须严格的专业训练,易学易用,好学好用,为简单的使用和高级的应用都留有空间。特别是那些对计算机和网络有陌生甚至恐惧感的文科年长教师,在交互白板面前会很快由简入手、渐学渐用、建立起信心。同样,不需要使用键盘而在白板上直接书画和操作有利于幼小儿童和残障学生更踊跃地参加到教学中来。而且,交互白板便于演示计算机软件和上网的操作过程并呈现教学材料的动态和细节,在必要时可以回溯和重现操作过程和细节,具有提高学生的学习兴趣和动力、激励学生参与和交互的优点。
6. 传统创新:课堂教学应用交互白板体现了传统与创新的结合。教师应用黑板加粉笔言传身教的传统课堂教学模式毕竟经受了世界各国几个世纪所有学科课程教学实践的考验,基于交互白板的课堂教学可以继承并发扬这一优秀传统,同时可以对信息技术与各类学科课程教学的整合进行探索和创新,并将这两者结合起来,相得益彰。这是当前用于课堂教学的其它信息技术装备(包括多媒体教室和计算机网络教室)所无法实现的。
7. 常态应用:交互白板适用于各类学科课程的日常课堂教学。目前在我国基础教育信息化中存在一种误区:多媒体教室和计算机网络教室(机房)正在成为学校信息基础设施建设的主要方向,计算机加投影加屏幕似乎成了课堂信息化建设的主流技术和标准配置。结果,对于部分教师,传统黑板加粉笔的课堂教学让位给播放演示文稿和多媒体课件辅助讲课。鉴于其教学效果未必能与传统课堂教学相比,多数学科教师的日常教学依然是利用黑板加粉笔的课堂面授教学。交互白板的应用将打破这一误区。交互白板将逐渐成为大多数中小学教师常态课堂教学的第一选择,成为信息技术与各类学科课程教学整合的优选方案。这一发展趋势不可能一蹴而就,而是通过发达地区先进学校的率先实践逐步扩展带动边缘地区学校渐渐推进。
8. 多种模式:基于交互白板的课堂教学适应教与学的多种模式,实现教学结构与模式的多元化和多样化。教育教学实践以及教育科学、心理科学和学习科学的理论都揭示出教学与学习具有多种结构和模式。这些不同的教与学的结构和模式相比较而存在,具有各自的价值取向,各自的优势和弱点,不可简单地将它们划分为正确与错误、先进与落后、新兴与过时。基于交互白板的课堂教学既可适应以教师为中心、以教为主的教学结构与模式,也可适应以学生为中心、以学为主的教学结构与模式;既可用于加强讲授型教学、也可用于促进协作型教学、自主型学习和探究型学习等。在实现教学结构与模式的多元化和多样化方面,交互白板比之当前用于课堂教学的其它信息技术装备(包括多媒体教室和计算机网络教室)具有更大的适应性和灵活性。
9. 教学设计:尽管交互白板支持构建一个课堂教与学的协作环境,具有技术集成高、资源整合强、交互功能好等优势,以及亲近师生、易于实现传统与创新的结合、适应多种教学结构与模式和各类学科课程的日常教学等特征,但基于交互白板的课堂教学成功与否归根结底取决于教师的教学设计和教学实践,取决于师生的课堂教学活动与协作。因此,要加强教师的培训和教研活动,加强教师的学科素养、教育学及学科教学法素养以及信息技术素养的能力培养和专业发展。在教师专业发展领域,交互白板为教师培训和教研活动同样提供了一种强有力的平台、环境和工具。
10. 投资效益:交互白板是当前我国基础教育信息化投资效益较高的一种选择。在我国大中城市和东部经济发达地区,许多中小学已经初步建成校园网、电子图书馆、计算机网络教室和多媒体教室。在部分或多数多媒体教室和计算机网络教室中将屏幕换成交互白板,所需投资不大,所得效益显著。这是实现我国基础教育信息技术设施建设从校校通走向班班通,投资效益较高的一种选择。
综上所述,以上十项共识使我们有充分信心地说:交互白板必将成为“中小学课堂教学信息化、信息技术与学科课程教学整合的有效且可行的主流技术”,“成为中小学未来教室设计施工的标准常规”,极大地推动学校教学信息化的进程。
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交互白板及其在我国中小学课堂教学中的应用研究
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