高校同步互動課堂實現(xiàn)與應(yīng)用研究

胡 楊，董永權(quán)，顧 晴

（江蘇師范大學(xué)智慧教育學(xué)院，江蘇徐州 221116）

0 引言

中共十九大強調(diào)教育是國家的未來，教育被擺在優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略地位。原國務(wù)院副總理劉延?xùn)|認為促進教育公平和提高教學(xué)質(zhì)量是基本教育政策和教育發(fā)展生命線，并強調(diào)“我們既要在促進教育公平、縮小發(fā)展差距方面‘補短板’，又要在提高教育質(zhì)量、優(yōu)化教育結(jié)構(gòu)方面‘做加法’”［1］。目前，高等教育擴張規(guī)模和高校所在城市的發(fā)展水平制約了高校教育公平化［2］；高校之間、甚至同一高校的不同教師間交流匱乏導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)資源無法流通、優(yōu)質(zhì)教學(xué)方法無法推廣。同步課堂教學(xué)模式可以有效實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，緩解教育均衡問題。然而，同步課堂在基礎(chǔ)教育中運用較多，高校環(huán)境下的應(yīng)用案例鮮見，本文綜合當前同步課堂的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合高水平高等教育信息化的特點，提出適用于高校的同步互動課堂，并具體闡述其互動形式和實現(xiàn)路徑。

1 同步課堂研究現(xiàn)狀

隨著信息技術(shù)的不斷升級，課堂教學(xué)逐漸突破了時空壁壘，網(wǎng)絡(luò)同步課堂應(yīng)運而生。該教學(xué)模式可以連接兩個不同地區(qū)的班級，實現(xiàn)虛擬課堂與物理課堂的混合、不同程度學(xué)生的混合，是師生、生生間可通過網(wǎng)絡(luò)進行及時互動的課堂［3］。同步課堂通常應(yīng)用于城鄉(xiāng)學(xué)校之間，異地班級的學(xué)生雖然可以同步享受優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，但是由于主講教師與異地學(xué)生較難產(chǎn)生互動，學(xué)生得不到完整的課堂體驗，從而影響教學(xué)效果［4］。因而，師生間和生生間的有效互動成為同步課堂研究熱點。

黃勃等［5］創(chuàng)建了視頻同步互動分布式教室，異地教室前端同時播放教師教學(xué)影像和教學(xué)資料，教室后端播放其它教室學(xué)生影像，可供不同班級學(xué)生進行互動交流；華漫［6］分別在小學(xué)和高校環(huán)境下的視頻同步互動分布式教室中展開實踐研究；汪學(xué)均［7］則在視頻同步互動分布式教室中探討如何應(yīng)用提問、討論、探究等教學(xué)模式展開互動；楊俊鋒等［8］使用答題器配合視頻會議系統(tǒng)，為學(xué)生增加搶答和拍照分享的環(huán)節(jié)，促進了同步課堂兩端學(xué)生的互動。高校環(huán)境下同步課堂研究較少。張會［9］通過視頻會議系統(tǒng)，使主講班級和異地班級實現(xiàn)畫面共享；謝舒瀟等［10］將同步課堂和翻轉(zhuǎn)課堂結(jié)合起來，在運用同步課堂教學(xué)模式部分，強調(diào)利用視頻互動系統(tǒng)進行疑難問題交流和小組協(xié)作；Szeto［11］利用視頻會議系統(tǒng)同時為本部與分部學(xué)生上課，異地教室的學(xué)生可同時看到主講教師實時授課視頻和課件，并且兩個教室的學(xué)生通過視頻會議系統(tǒng)可以有一定的言語交流。

除了師生、生生間的互動之外，教師團隊間的溝通也影響著同步課堂的實施效果。王忠華等［12］在其應(yīng)用實踐中發(fā)現(xiàn)，教師團隊若沒有對教學(xué)內(nèi)容進行深入溝通，課上只能根據(jù)自己的理解幫助主講教師組織活動和解答問題，對學(xué)生的幫助有限；姚亞杰［13］發(fā)現(xiàn)異地教師教育理念差異、教學(xué)方法和信息技術(shù)手段等不足也是教師團隊無法充分溝通的原因；Zhao 等［14］通過定性和定量研究，發(fā)現(xiàn)在同步課堂中，異地教師起著課前協(xié)同備課、課中協(xié)調(diào)課堂及課后輔導(dǎo)的作用；黃濤等［15］在探討主講教師和異地教師的互動關(guān)系時，認為教師團隊需組成教學(xué)共同體，異地教師需在預(yù)習、課堂管理、課后反思等環(huán)節(jié)與其本班學(xué)生互動。

綜上所述，現(xiàn)有同步課堂多采用視頻互動的方式，需要硬件設(shè)施、視頻會議系統(tǒng)等多方配合，對硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)條件要求較高，并且對學(xué)生人數(shù)有所限制，主講教師很難在學(xué)生較多的情況下與不同地點的學(xué)生發(fā)生有效互動。考慮到高校學(xué)生可以自由使用手機、電腦等電子設(shè)備，因此將教學(xué)輔助系統(tǒng)引入同步課堂，增加課堂教學(xué)中可用的互動手段。同時，本研究具體探討同步課堂中教師團隊有效協(xié)同工作的方法，彌補該類研究的不足。

2 高校同步互動課堂中的互動

2.1 互動目的及類型

在課堂教學(xué)中，教師有組織的教學(xué)是學(xué)生獲取知識的主要渠道，但需通過互動保證學(xué)生學(xué)習效率，確認學(xué)生學(xué)習進度并維持學(xué)生參與課堂活動的積極性［16］。傳統(tǒng)同步課堂將互動理解為師問生答、小組合作等教學(xué)活動。

高校同步互動課堂將互動定義為師生間或生生間，通過語言、形態(tài)、網(wǎng)絡(luò)平臺等多種載體進行信息傳遞，從而使雙方協(xié)同發(fā)展的教學(xué)過程。語言互動是傳統(tǒng)的互動形式，如師問生答，可以快速拉近互動雙方的關(guān)系；形態(tài)互動指教師在授課時的表情、語音語調(diào)、肢體動作等對學(xué)生學(xué)習積極性影響，以及學(xué)生表情、肢體動作等給與教師的反饋；網(wǎng)絡(luò)平臺互動指依托于教學(xué)輔助系統(tǒng)進行的互動，例如教師在發(fā)布任務(wù)后，學(xué)生以文字、語音等形式將回答呈現(xiàn)在平臺上，使教師和所有學(xué)生及時互動。

2.2 互動形式

本研究將高校同步互動課堂中的互動分為面對面互動和教學(xué)輔助系統(tǒng)的互動。面對面互動包括語言互動和形態(tài)互動，更有利于復(fù)雜問題的學(xué)習和溝通［17］。教學(xué)輔助系統(tǒng)互動是平臺互動，以其龐大的信息量彌補面對面互動的不便，給予教師及時的課堂反饋。同時，這種針對全體學(xué)生的互動可進一步提升學(xué)生參與度和專注度。

2.2.1 面對面互動

師生面對面互動主要有兩種形式，一是主講教師與學(xué)生的互動，主要是主講教師通過視頻直接進行問答等教學(xué)活動；二是教師和本地班級的互動，高校同步互動課堂強調(diào)加強本地教師與學(xué)生間的聯(lián)系，讓異地學(xué)生意識到本班教師不僅起到“看管”的作用。異地教師需要發(fā)揮其能動性，積極調(diào)動課堂氣氛，把握教學(xué)活動的節(jié)奏，如教師發(fā)現(xiàn)本地班級學(xué)生對某些知識點有疑惑時，可單獨對該部分進行補充說明，或者在進行分班小組討論等活動時，異地教師應(yīng)成為活動組織者，在活動各環(huán)節(jié)對學(xué)生負責。

學(xué)生間面對面互動有3 種主要形式：①班級內(nèi)部個人互動，主要是學(xué)生想探討問題時向身邊或關(guān)系較好的學(xué)生尋求合作；②班級內(nèi)部小組互動，通常是在進行小組討論、小組活動時學(xué)生組內(nèi)合作和組間合作；③班級之間的互動指不同班級的學(xué)生通過視頻進行交流，如學(xué)生選取本班代表和其它班級的學(xué)生進行辯論等活動。一些綜合性較強的活動可以由幾種互動組成，如情景化協(xié)作是促進班級內(nèi)部學(xué)生、班級與班級之間互動的良好方式［15］，同步課堂開展情景化協(xié)作可以是班級內(nèi)部協(xié)作后，帶著本班階段性成果再次與其它班級協(xié)作，既可以促進不同班級相互了解，通過視頻也減少了互動成本。

2.2.2 教學(xué)輔助系統(tǒng)互動

師生間的教學(xué)輔助系統(tǒng)互動有3 種主要形式：①主講教師與學(xué)生互動。主講教師可在系統(tǒng)上設(shè)置以測試和討論為主的活動，通過系統(tǒng)快速及時反饋把握不同班級學(xué)生學(xué)習情況；②教師與本班級的互動。這種互動方式主要體現(xiàn)在課后，學(xué)生在完成作業(yè)后需要本地教師進行批改并給予反饋；③教師與不同班級學(xué)生的互動。教師團隊需積極參與學(xué)生在教學(xué)輔助系統(tǒng)的提問、討論，不局限于自己班級的學(xué)生，以提高學(xué)生自主學(xué)習、合作探究的意向和能力。

學(xué)生間的教學(xué)輔助系統(tǒng)互動有兩種主要形式：①班級小組與其它小組的活動。教師可以將學(xué)生開展合作探究學(xué)習的空間放到系統(tǒng)上，以便不同班級的學(xué)生展開交流；②個人互動。學(xué)生可以自發(fā)點贊、評論他人的觀點，或者在討論區(qū)聊天、探討等。

仿真實驗中，設(shè)L個地面移動IoT設(shè)備被初始布署在5×5×0.2(km3)的城市環(huán)境里，移動后其布署位置滿足正態(tài)分布.仿真參數(shù)如表2所示.

3 高校同步互動課堂實現(xiàn)路徑

3.1 “物理+網(wǎng)絡(luò)”支持系統(tǒng)

支持系統(tǒng)包括教室硬件設(shè)備、教學(xué)環(huán)境設(shè)計以及供師生線上互動的教學(xué)輔助系統(tǒng)。數(shù)字化環(huán)境和數(shù)字化工具可以調(diào)動學(xué)生積極性和學(xué)習意識［18］，高校同步互動課堂使用支持系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)字化，為信息傳遞提供了環(huán)境和工具，讓教學(xué)輔助系統(tǒng)中的互動成為教師了解學(xué)生的主要途徑。

3.1.1 物理支持系統(tǒng)

物理支持系統(tǒng)由兩部分組成。第一部分指教室物理空間，包括教室大小、座椅與課桌的布置、燈光、地板、墻壁、門窗以及支撐同步交互的硬件設(shè)備等［19］。硬件設(shè)備包括投影儀、音頻廣播設(shè)備、計算機設(shè)備、攝像機、電子白板等；第二部分指學(xué)生學(xué)習環(huán)境的設(shè)計，如計算機編程類課程可以為每個學(xué)生配備電腦，并將同步視頻傳送到每個學(xué)生的電腦中。一些需要較多討論的課程，可以用圓桌代替?zhèn)鹘y(tǒng)課桌布置，并為每個組團配備投影儀等電子設(shè)備，方便異地小組間的交流合作。選擇合適的教學(xué)空間可以提升學(xué)生互動頻次。

3.1.2 網(wǎng)絡(luò)支持系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)支持系統(tǒng)指在寬帶網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)等通信環(huán)境下搭建的教學(xué)輔助系統(tǒng)。在同步課堂中，音視頻是主要的信息傳播手段，然而其往往強調(diào)主講教師對學(xué)生的單向知識傳播，忽略了學(xué)生對所學(xué)知識的反饋。教學(xué)輔助系統(tǒng)是幫助教師進行學(xué)生管理和實現(xiàn)活動設(shè)計的網(wǎng)頁或應(yīng)用軟件，如藍墨云班課平臺，支持移動端和PC 端接入，可設(shè)計小測驗、頭腦風暴等活動，教師可得到實時反饋數(shù)據(jù)［20］。

3.2 教師團隊協(xié)同工作

高校同步互動課堂強調(diào)教師主導(dǎo)作用，師生間和學(xué)生間大部分互動由教師通過組織教學(xué)活動發(fā)起，教師間合作質(zhì)量直接影響學(xué)生學(xué)習質(zhì)量。本研究通過明確主講教師和異地教師的具體工作以實現(xiàn)教師協(xié)同工作，強調(diào)讓異地教師參與完整的課程準備、實施和總結(jié)階段，轉(zhuǎn)變主講教師對所有學(xué)生負責的現(xiàn)象，增加異地教師和本班學(xué)生之間的互動，實現(xiàn)主講教師傳授優(yōu)質(zhì)教學(xué)內(nèi)容、異地教師因材施教進行個性化輔導(dǎo)的教學(xué)模式。

教師團隊包括主講教師與異地教師，在課程中有明確的角色定位和教學(xué)職責（見表1）。教師需完成的工作可以劃分成具體步驟，以待逐一落實。在比較繁瑣的課前準備階段，教師協(xié)同工作并確認教學(xué)內(nèi)容的整體方向，將具體工作分配給各個教師完成，再由主講教師確認最終教學(xué)內(nèi)容。這種“總——分——總”的合作形式可以加強教師間交流合作，減少主講教師工作量的同時充分發(fā)揮異地教師作用；在課中實施階段，主講教師承擔大部分教學(xué)任務(wù)，異地教師則根據(jù)班級情況進行補充；在課后反思階段，主講教師需要和異地教師共同反思課程實施中的問題，并根據(jù)學(xué)生反饋進行調(diào)整。

教師團隊需建立有效的管理和監(jiān)督機制，將其職能具象化、可視化、模塊化，幫助教師順利完成工作，保證課程進度順利推進。課程發(fā)起人作為管理人員，組織教師團隊通過QQ 等通訊軟件進行任務(wù)發(fā)放，集體視頻備課，課件、教學(xué)資源傳輸?shù)?。在信息化教育的背景下，可以開發(fā)涉及教師團隊組建、組內(nèi)交流、任務(wù)布置、進度完成度查看、任務(wù)完成提醒、課后反思等功能模塊的教師管理平臺。

表1 教師團隊職責表

4 高校同步互動課堂實踐案例

高校同步互動課堂有多種開展模式，合作主體可以是不同學(xué)校，或者同一學(xué)校的不同班級。本研究以江蘇師范大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和軟件工程專業(yè)4 個大一班級的《C 語言程序設(shè)計》課程為例，進行高校同步互動課堂具體實踐。

4.1 程序設(shè)計課程支持系統(tǒng)構(gòu)建

基于程序設(shè)計課程對學(xué)生編程技能的要求，物理支持系統(tǒng)選擇計算機教室，為每個學(xué)生分配計算機，因此可利用大屏幕和計算機交叉播放主講教師視頻。選擇Team-Viewer 作為同步設(shè)備，將教師PPT 及個人影像傳遞到異地教室主計算機上，再通過主計算機伽卡他卡免費電子教室軟件將影像傳遞到每位學(xué)生使用的計算機中。這種傳播模式降低了對網(wǎng)絡(luò)硬性要求，最大化避免同步傳遞過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)差、延遲高的問題。同時，電子教室軟件可由異地教師控制學(xué)生對計算機的使用，學(xué)生只有在進行練習時可自主控制計算機，從而保證學(xué)生對課程內(nèi)容的關(guān)注度。

教學(xué)平臺選用針對計算機程序設(shè)計課程開發(fā)的Course Grading 平臺，具有班級管理、學(xué)生分組、資源上傳、練習題上傳、討論區(qū)、在線考試等豐富的功能。學(xué)生在線上做題上傳后，教師在系統(tǒng)上可實時看到題目正確率，從而對知識點進行補充講解。同時，系統(tǒng)上設(shè)置題目完成的時間節(jié)點，教師可直觀地看到未提交作業(yè)的學(xué)生信息，增加學(xué)生學(xué)習緊迫感。

4.2 教師團隊工作流程

在傳統(tǒng)計算機程序設(shè)計類課程中，學(xué)生動手能力較差，課后可以熟練掌握相關(guān)知識點的學(xué)生不到10%［21］。在課前備課階段，教師團隊重點探討如何提高學(xué)生實踐能力，根據(jù)以往經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，程序設(shè)計類課程一般將課程分為理論課和實驗課，教師在理論課上講授知識點，在實驗課進行實際操作鞏固，這種學(xué)做分離的教學(xué)方式無法使學(xué)生將知識點內(nèi)化成編程能力。因此，教師團隊重新整合課程，將授課地點轉(zhuǎn)移到計算機教室，將實驗課的內(nèi)容拆開放到每個知識點講解后，使學(xué)生增長知識的同時有效提高編程能力。在課程實施階段，教師團隊嚴格按照主講教師的要求，按時完成教學(xué)準備任務(wù)，對教學(xué)內(nèi)容有深刻的認識；課上主講教師主要進行理論講解，講解后學(xué)生立刻進行操作訓(xùn)練，異地教師根據(jù)自己所在班級具體編程情況，解答問題，針對相關(guān)知識點進行補充；課后異地教師及時對班級作業(yè)進行批改，將薄弱點反饋給主講教師，使主講教師可明了整體教學(xué)效果，調(diào)整教學(xué)方法和進度。

4.3 互動設(shè)計形式

教師團隊結(jié)合課程特點和學(xué)生培養(yǎng)目標，圍繞練習題進行互動設(shè)計。教師提前在course grading 上為學(xué)生分班、分組，并把每節(jié)課知識點匯聚到選擇和編程題上。主講教師在知識點講解后通過學(xué)生選擇題和編程填空題的正確率調(diào)整課程方向，異地教師通過分析本班學(xué)生情況進行相應(yīng)補充。學(xué)生在課堂上進行編程訓(xùn)練，學(xué)生學(xué)習態(tài)度較為積極，主動向本班教師或同學(xué)請教問題。一些掌握快的同學(xué)會完成教師給的提升訓(xùn)練，題目難度更大且靈活度更高，班級內(nèi)部和不同班級間形成了一些學(xué)習小組。本班教師可以在系統(tǒng)上對學(xué)生作業(yè)進行點評，個別態(tài)度不認真的同學(xué)在教師多次提醒鼓勵下有所改善。

4.4 整體實施效果

開展高校同步互動課堂教學(xué)后，在多方面取得了預(yù)期效果。通過支持系統(tǒng)和教師對教學(xué)內(nèi)容的合理規(guī)劃，學(xué)生課上專注度有明顯提升，大多數(shù)學(xué)生可以在課上自主完成測試題。計算機教室氛圍相比普通教室更加輕松，學(xué)生的互動空間更開放，少數(shù)對學(xué)習內(nèi)容掌握慢的學(xué)生會請教同學(xué)或本班教師，增加了師生、學(xué)生間互動交流機會。如表2所示，在期末考試提高了整體試卷難度后（試卷難度由course grading 平臺計算生成），高校同步互動課堂教學(xué)模式下的學(xué)生成績較之去年傳統(tǒng)授課班級有明顯提升。

表2 高校同步互動課堂實施效果

5 高校同步互動課堂未來發(fā)展方向

（1）加強校企合作，促進技術(shù)融合。實踐證明，支持系統(tǒng)可以有效協(xié)助教師授課，支持系統(tǒng)是同步課堂中不可或缺的部分。然而，教師管理系統(tǒng)的缺失和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的不足對同步課堂的開展形成阻礙。高校需要和企業(yè)展開積極合作，將教師使用感受及時反饋給企業(yè)，根據(jù)數(shù)據(jù)和反饋，對具體問題進行校企聯(lián)合分析，優(yōu)化系統(tǒng)功能，實現(xiàn)高校和企業(yè)合作共贏。

（2）擴大教師協(xié)同圈，打造優(yōu)質(zhì)課程。教師團隊的協(xié)同合作將個人知識體系、教學(xué)經(jīng)驗、思想感受融匯互通，可以減少教學(xué)盲點，提高教學(xué)質(zhì)量。本研究通過同校教師的合作，驗證了高校同步課堂對教師發(fā)展的益處。未來可以展開高校間的合作，讓雙一流大學(xué)帶動中西部等地方高校教師在教學(xué)和科研上全面提升。同時，在一些基礎(chǔ)學(xué)科和交叉學(xué)科的課程中，可以讓不同學(xué)科背景的教師展開合作，有利于教師和學(xué)生擴大視野，多維度思考，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。

（3）注重學(xué)生互動，引導(dǎo)全面發(fā)展。學(xué)生之間產(chǎn)生互動交流，可以提升雙方對知識的理解內(nèi)化程度，擴展其看問題的角度。學(xué)生間的互動使學(xué)生學(xué)習能力提高、交流能力提升、自主學(xué)習意識增強。在高校同步互動課堂中，互動機制并不是一成不變的，教師應(yīng)該針對課程選擇適合的支持系統(tǒng)，打造適配的互動機制。后續(xù)研究可關(guān)注課程分類與不同類型課程在互動頻次、方式、學(xué)生接受程度等多方面的區(qū)別。

6 結(jié)語

本文主要從互動的角度梳理了當前同步課堂研究現(xiàn)狀，并結(jié)合高校自身特點，概括高校同步互動課堂互動形式主要有面對面互動和教學(xué)輔助系統(tǒng)互動，其實現(xiàn)路徑為“物理+網(wǎng)絡(luò)”雙重支持系統(tǒng)及教師團隊協(xié)同工作。實踐表明，高校同步互動課堂支持系統(tǒng)較容易實現(xiàn)，在厘清教師職責后，教師協(xié)同工作在課程各環(huán)節(jié)均有較好的實施效果，師生間、生生間的互動行為對教學(xué)結(jié)果有良性作用，學(xué)生成績對比往年有明顯提升。

本文選擇同一高校不同班級進行實踐，未能在不同高校間驗證高校同步互動課堂效果，實踐中，不同班級的學(xué)生之間較難實施面對面互動。因此，是否從設(shè)備優(yōu)化角度增加視頻互動形式還需進一步探討，以增強高校同步互動課堂適用性。