未來課堂視域下的關鍵技術研究

　　【摘 要】
　　課堂作為實施教學活動的主陣地，是人們研究教學環境最重要的對象之一。忽略對課堂的研究，任何教學與課程的改革與提升都是無法有效實現的。本文針對未來課堂的技術環境建設進行了研究，追蹤現在科技的發展，選擇性地對支撐未來課堂教學的幾種技術進行了深入地探索，最終提出了一個符合未來課堂需要的技術環境建設目標。
　　【關鍵詞】 未來課堂；關鍵技術；教學
　　【中圖分類號】 G40-057 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1009—458x（2012）10—0025—07
　　引 言
　　教育技術學是隨著科技的進步和人們對教育的認識逐漸深入而發展起來的，教育技術的發展以技術的發展為基礎和出發點，以技術在教育中的運用為核心內容，以優化教育教學過程為目的和歸宿。[1]科學技術史上的每一次改良和革命都對教育技術的發展產生了深遠的影響。2005年5月美國教育技術與傳播協會正式發表了新的教育技術定義AECT05'，AECT05'與AECT94'定義相比，前者對教育技術研究領域的界定更加明確和具體。在AECT05'的新界定a中，出現了“technological”一詞，這個詞表明了“技術”在教育技術中產生了更新、更豐富的角色變化，拓展了技術在教育技術領域中的地位，它不僅是作為一種手段，現在又充當了與其它教育學領域劃分界限的限定詞。“technological”一詞出現在教育技術新界定中，不僅給教育技術領域定義了一個范圍，同時也說明了技術在該領域中有了進一步的發展和要求。具體表現在技術實踐的“符合道德規范”、技術工具與方法運用的先進性、技術使用效果的高績效 性[2]。“技術”在教育技術領域的地位被AECT05'重新界定，在 “以人為本”被越來越重視的信息化教育環境里，“技術”所承擔的角色也逐步發生著變化，標志著教育技術領域越發的成熟化、專業化。如何在教育技術中發揮好“技術”的作用，是教育技術專業領域內今后要努力的方向之一。
　　在這一背景下，以大量高新技術在課堂中的廣泛使用為特點，讓我們的傳統課堂成為一個充分體現人性化的泛在學習空間，我們把這種環境下的課堂稱之為未來課堂。未來課堂是一個在高科技應用下的智能化的學習空間，智能化設備可以和學生、學習環境進行交互，給學習者呈現一個使用便利、用戶友好的操作空間，充分體現人文關懷。在未來課堂中，交互不再局限于師生之間、生生之間，還包括人與技術、人與環境、技術與技術、人與資源等方面的互動[3]。如何利用這些高新技術，充分發揮這些“技術”的作用也將成為未來課堂研究的核心。
　　一、課堂技術的發展
　　自從人類有了教室以來，應用于課堂中的教育技術也呈現快速地增長，從幻燈機到iPad，無論什么樣的技術對我們能更好學習都有很重要的作用。
　　（一）課堂技術的發展史
　　課堂技術的發展最早可以追溯到1870年——早期放映機的出現。在其后的一百多年里，各種各樣的課堂技術都應運而生（如圖一），即豐富了課堂教學的手段，又提高了教學效率。
　　（二）未來可能影響課堂的技術
　　1. 電子書包：電子書包作為未來智能化教室的一個重要組成部分，將成為未來學習的必備終端之一。電子書包的便攜性、可移動性使得教室無限擴大，把從前只能在教室中進行的教學活動拓展到了戶外的真實生活情景中，克服了時空限制，延展了學習空間，實現了泛在學習模式。
　　2. 智能移動終端：智能手機、ipad等便攜式移動終端出現使得移動設備作為一種新型的支持教與學的技術得到了持續的關注。移動設備被廣泛地認為是符合最新學習和研究方式的工具，而且移動應用將迅速成為學生未來接受教育的關鍵環節。
　　3. 增強虛擬現實技術：增強現實是指通過計算機技術，將虛擬的信息應用到真實世界，真實的環境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。[4]增強虛擬現實技術在更廣闊的教育范圍內具有很大的吸引力，因為它可以根據學習活動的需要設計一個相匹配的學習情境。通過給學生創設一個學習情境，讓學生去發現他們所接受的教育和實際生活之間存在的內在聯系。對學生的學習遷移能力地培養起到了很好的作用，所謂學習遷移能力從現代認知理論的角度認為這是一種學習活動對另一種學習活動的影響，即已獲得知識對學習新知識的影響和作用。
　　4. 教育游戲：通常認為游戲與教育存在關聯存在兩種方式，一種是游戲被認為是一種概念性的實踐活動，通過這種活動讓學生能夠獲得一種基于信息技術的必備的專門技能，一種是游戲內容與課程內容之間存在重疊，幫助學生從一個全新的視角去看待學習材料，以一種更為復雜和細致的方式參與學習。
　　5. 第六感技術：未來的教育離不開計算機的操作，現階段制約信息技術在教育中的應用的最主要的因素就是計算機操作的復雜性和有限性，第六感技術使得人類操作計算機將只需要動作就可以實現，擺脫了傳統計算機操作的不足，把老師和學生從復雜的鍵盤和鼠標操作中解放出來，讓他們操作計算機就好像拿自己的鉛筆、文具盒一樣的簡單。
　　6. 學習分析：學習分析的核心是一個學習評估系統，通過對學生的個人資料的采集，包括作業情況、考試成績、出勤等方面的信息，進行綜合分析并打分，從而得出對該學生的評估等級。學校根據這個評估結果對學生采取相應的措施如警告、補課等，讓教師可以更精確地找出學生的學習需要并加以適當的教學指導。
　　二、未來課堂技術環境界定
　　智能教室作為未來課堂的一種主要表現形式，在國外的文獻中存在著三種說法，Intelligent classroom、Iclassroom、Smart classroom，其中Smart classroom得到了大多數學者的認同。我們通過對國內外有關智能教室的文獻梳理，大概整理出來20余種對智能教室的界定：（1）智能教室是一個完全自服務、用戶友好的有助于教和學的環境，教師需要的資源以簡單、易用的方式進行配置[7]；（2）智能教室是一個裝配了計算機和視音頻設備的教室，允許教學者使用大量不同類型的媒體，包括通過數字投影儀呈現的DVD、錄像回放、PPT展示和更多的媒體形式。智能教室配備有一個智能控制單元[8]；（3）智能教室是一個多媒體教室，能夠為教學者提供視頻投影，互聯網接入和DVD、錄像回放等功能，便于教學者快速獲取高質量多媒體教學材料，還提供了在線課程展示所需的媒體設備[9]；（4）智能教室是一個交互式學習環境，在這個環境中計算機和其它的電子設備是主要的信息傳輸系統，教室作為學生個性化和個別化學習的促進者。電子文件夾包含有學生的作品，計算機輔助教學提供即時的評價和反饋，學生通過互聯網可以獲得更大范圍的信息資源[10]；（5）智能教室可以被定為一個擁有計算機、投影儀、多媒體設備（錄像和DVD）、網絡接入、揚聲器等設備，且能夠調節光照和控制視頻流的教室[11]；（6）智能教室是一個完全整合的交互系統，允許用戶從一個中控點無縫接入媒體[12]；（7）智能教室允許用戶以一種盡可能自然的方式與其交互[13]；（8）智能教室是一個依靠智能交互空間技術，增強了真實感的教學環境[14]。
　　綜上所述，對于智能教室，我們認為就是一個裝備了視聽設備，能利用觸摸、電子白板、投影等手段進行交互的，智能化的教學環境。在這個環境中，泛在網絡環境提供無線接入，便于學習者、設備、資源相互之間的無縫連接；師生能利用各種智能終端獲取教學資源實施教學活動；電子白板和觸控技術實現了教學者、學習者之間的多元形式的互動；師生利用課堂反饋系統進行實時交互；課堂實錄系統對課堂中學習者的學習進程進行記錄，并存放在云存儲服務器上供學習者和教學者使用；基于RFID的物聯網技術為未來課堂提供智能環境系統控制，可根據學習者的需要對課堂內的光、電、聲、溫度等進行環境參數進行調節；基于云計算的教育資源服務平臺，為教師和學生的教與學提供了足夠的支撐和服務。
　　三、未來課堂的技術模型設計
　　（一）未來課堂技術選型原則
　　二十一世紀以計算機技術、電子技術、通信技術為代表的高新技術的發展，為人類的學習方式帶來了前所未有的變革，當我們在面對紛繁復雜的各種新技術的時候，往往會陷入一種就技術而技術的誤區，怎樣在眾多的技術中選出適合未來課堂需要，滿足未來教學活動要求的技術，我們認為應把握以下幾個原則：
　　模塊化原則：模塊化原則主要是指各種技術之間沒有任何聯系，相互獨立，可任意組合。在未來課堂中采用的各種技術往往需要根據各種教學活動的需要，產生多種組合方式，在這些組合方式中就需要把各種技術放在不同的位置上，或者把幾種技術有機地融合在一起。因此，這就要求未來課堂所采用的技術應該是模塊化的，以便于使用者隨機拆分、組合，構建不同的教學環境，滿足不同的教學需要。
　　交互性原則：交互性原則主要是指技術應能夠滿足各種交流活動的需要。未來的課堂一定是以老師為主導，學生為主體的教學環境，教學活動必然是由教師引導學生利用各種新技術獲取所需的教學資源，解決各種問題，最終獲得科學知識的過程。在這個過程中必然會產生教師與學生、學生與學生、人與設備、人與技術、人與環境、人與資源、技術與技術、技術與環境、技術與資源和環境與資源之間的互動，作為交互的主要載體，未來課堂中的技術必須具備上述交互功能，滿足交互性的要求。
　　友好性原則：友好性原則主要是指各種硬件軟件的用戶使用界面或操作方法能很好地被用戶接受，用戶只需要花較短的時間就能學會。友好性原則包括了用戶界面的友好性、操作的友好性、使用的友好性。在未來課堂中我們應該考慮所采用的技術是否能幫助教師和學生把主要工作完成好，而不是讓教師和學生分散出一部分精力來研究這些技術如何使用，影響他們的主要工作。因此，未來課堂所采用的技術應該具有很好的用戶友好性，很低的技術復雜性，要讓教師和學生能在很短的時間內，花費很少的精力就能使用。
　　便利性原則：便利性原則主要是指各種軟硬件在使用時，操作步驟盡可能少，用戶使用很方便。未來課堂的教學環境中的各種技術的操作步驟應該盡可能地少，以避免把課堂教學時間過多地花費在設備、軟件的操作中，提高教學效率。
　　穩定性原則：未來課堂教學環境的構建離不開各種技術的實現，技術的穩定性和設備的穩定性在教學活動進行過程中就顯得至關重要，如果教學活動因為出現技術問題而中斷或者進行不下去顯然是我們不愿意看到的。未來課堂中的教學活動應該是在技術的支撐下，把教師預先設計好的教學活動圓滿地、流暢地實現。
　　兼容性原則：兼容性原則是指各種軟硬件環境應該具有統一的標準和規格，凡是滿足標準和規格的設備和軟件都能容納進來，無論基于什么平臺。兼容性包含了兩方面的內容，即硬件的兼容性和軟件的兼容性。未來課堂中的硬件設備應都符合國際標準和國家標準，軟件應該能兼容各種平臺。
　　透明性原則：透明性原則指的是各項技術所包含的技術細節對普通用戶來說是不可見的，用戶不需要了解過多的技術細節就能很好地使用這項技術。未來課堂中的用戶都不是專業的技術人員，因此未來課堂所采用的技術應具有很好的透明性，不能讓未來課堂的教師和學生過多糾纏于技術細節，應該讓他們使用這些技術能信手拈來，把他們主要的精力和時間用于教和學。
　　先進性原則：先進性原則是指所采用的技術應是這類技術中比較前沿的技術，代表了這類技術的發展趨勢。未來課堂代表的是將來的一種學習方式，因此我們應該追蹤當前最先進的技術，在保證上述原則的基礎上，盡可能的選用新的，先進的技術。
　　（二）未來課堂的技術模型
　　在AECT05'對教育技術學的最新界定中，對技術使用效果的高績效性做了專門的闡述，我們認為這標志著對教育技術學的研究已經從技術本身轉變為對如何合理使用技術以提高教育的效果方面的研究。根據我們的理解，在未來課堂的技術模型進行設計時重點關注了如何利用技術改善教學效能，對教學各個環節進行分析，合理設計。
　　在上述八個原則的基礎上，我們對它們進行了優先級設定，最終獲得了八個原則的優先級別（如圖二）。我們認為在現有的技術中，大都是面向對象的程序設計模式，模塊化是其最基本的性質，因此這應該是基礎；其次，穩定性、透明性和兼容性應該是一項技術同時具備的條件，教室中的技術應能很好地隱藏技術細節，能長期穩定的工作，具有符合國際和國家標準的接口；第三，交互性是教室技術服務的目標，只有老師和學生能很熟練、很容易地使用這些技術，才能很好地達到交互的目的，因此我們把這三個原則放在了一個位置；最后，在上述原則的基礎上，才能去關心先進性，如果拋開上述原則而單獨去關心技術的先進性是沒有任何意義的。根據上述條件，我們對現有技術進行了篩選，最終我們選擇了基于無線傳輸、多點觸控、電子書包、云計算、多屏顯示技術基礎上的未來課堂技術環境。我們主要關注的是如何利用這些技術改善或者是改革現有的教學環節和效果。
　　四、未來課堂核心技術解析
　　（一）無線傳輸：
　　1. 無線WIFI：
　　在信息爆炸的時代，教師和學生往往需要在互聯網上獲取大量的學習資源，尤其是在課堂上，如果課堂網絡接入技術太復雜的話，必然會帶來一些問題，影響教學進程，由此造成的直接結果就是老師為了完成教學任務而排斥它。首先是操作太復雜，比如IP地址、網關的配置都需要學生和老師具有一定的計算機網絡知識；其次就是教室中的位置是經常變化的，固定的信息點不夠靈活，不能適應這種變化；第三就是常有的局域網技術對學生訪問互聯網資源不能進行有效的控制，老師對學生的上網行為不能進行控制和管理。因此，傳統局域網技術已不能滿足教師和學生在教室中進行的各種教學活動。
　　無線局域網技術在最近幾年得到了迅速的發展，尤其是伴隨著無線路由設備價格的下降，使得無線局域網技術已經逐步成為有線網的補充，尤其是在會議室、教室這種空間大、信息點多、布線麻煩的場所，無線局域網能充分地體現其優越性，且具有良好的跨平臺性和兼容性。在未來課堂這種電磁環境比較單一的場所，使用無線局域網技術接入互聯網既充分發揮了靈活、方便、配置簡單、操作不負責的優點，又克服了無線局域網技術自身易受電磁輻射的干擾和氣候的影響的弱點。
　　通過在未來課堂部署無線局域網，克服了傳統課堂中的不足，充分體現了未來課堂靈活、方便、開放的特點：（1）接入簡單：在現有的無線路由設備中通常都采用了DHCP技術，這樣就使得未來課堂中的教師和學生要接入互聯網只需要連接這個無線網絡，不需要做IP地址和網關等的配置就能完成，既降低了操作的技術難度，也減小了計算機操作對教學進程所產生影響。（2）具有良好的跨平臺性和兼容性：無線局域網對接入終端沒有任何特殊要求，無論教師和學生的終端使用的是windows系統、IOS系統還是Android系統，都可以很方便的接入到無線網中。同時無論你的終端是筆記本、IPad還是智能手機，都可以接入到無線網中（如圖三），這樣教師和學生在教室中就不需要購買指定的終端，降低成本和管理難度。（3）便于管理：我們可以在無線路由設備上配置合理的用戶訪問隊列，對允許學生訪問的資源和禁止學生訪問的資源進行區分，設置權限。可實現對課堂上的學生上網行為的有效管理，提高學生的學習效率。
　　2. 無線投影：隨著最近幾年投影機在教育、商務、政府部門等行業的應用日益廣泛，傳統教室已經逐步裝備上了有線投影設備。然而，傳統的無線投影機需要安裝布線，施工難度大，對教室環境也會造成一定的破壞。隨著近年來無線技術的不斷提高和芯片升級，無線投影設備開始嶄露頭角。
　　在傳統的課堂上，如果學生需要把自己的學習結果展示給大家必須帶著他的終端到講臺上，連接投影機的VGA線才能進行，這樣既耽誤了教學進程，又影響了教學秩序。同時，隨著各種智能終端的出現，教師和學生使用的終端不再局限在傳統的筆記本，他們可能會使用IPad和智能手機作為終端，并希望能夠把這些終端上的內容投影出來，傳統的有線投影機顯然不能適應這種要求。
　　因此，我們考察了無線投影設備的技術特點，再結合傳統課堂存在的不足，在未來課堂中裝備了無線投影機，我們認為通過無線投影機可以完成以下教學活動：（1）投影終端位置靈活，設備種類多樣。未來課堂中的教師和學生可以在教室內的任一位置連接到無線投影設備，就可以很方便地把自己的內容投影出來，完全不受位置的限制。同時我們除了能夠把筆記本的內容投影出來，還可以把IPad的內容投影出來（如圖四），我們正在開發基于Android系統的客戶端軟件，一旦開發成功，將能對現在所有主流的智能終端實現無線投影，完全解決跨終端問題。（2）實現多終端投影，為小組討論提供了有益的幫助。如圖五所示，這是一道物理題的多種解法。在傳統課堂環境中，這幾種解法不能同時展示出來，學生缺乏對比，所以不能很好地理解這幾種解法的優缺點，討論效果差。現在我們利用無線投影機同時接入了四臺筆記本的內容，讓小組的所有的同學能同時看到四種解法，并對這四種解法進行對比和分析，得出它們各自的優缺點，達到了討論的效果。
　　（二）智能終端
　　智能終端是指那些具有多媒體功能的智能設備，這些設備支持音頻、視頻、數據等方面的功能。伴隨著計算機技術、電子技術的發展，個人用戶終端不斷趨于智能化，各種智能終端層出不窮，先后出現了筆記本、IPad、智能手機等。同時隨著電子書包技術的成熟，傳統的電子書包已不能滿足現有的教育資源的需要，更先進、高速、智能的終端設備替代現有的電子書包終端已經成為一種必然。因此我們在設計未來課堂技術環境的時候，重點關注了現在流行的幾種智能終端：筆記本電腦、IPad和智能手機。
　　通過調查我們發現，上述智能終端并不太適用于課堂教學，主要有以下幾方面的原因：（1）功能過于強大，不好限制學生的行為。上述智能終端的功能都比較強大，能運行現有的大多數游戲，老師和家長不能對學生的使用行為進行有效的控制。（2）價格偏高，不利于推廣。雖然我國的經濟發展勢頭良好，但是在大多數的家庭里經濟條件并不是很好，而這些智能終端價格動輒幾千元，對大多數的學生家長來說都是一個負擔。
　　因此，我們正在設計一種操作簡單、功能較少的終端，我們認為這種終端首先是操作必須傻瓜化，一開機就能自動打開瀏覽器，自動訪問我們設計的遠端的云虛擬桌面和教學資源庫，教師和學生可以運行虛擬桌面上的應用程序，使用教學資源庫中的各種資源；其次，各種程序必須固化在存儲器上，學生不能自己安裝其他應用程序。最后這種終端的價格應該比較便宜。如果這種終端能夠開發成功，那么學校、教師和家長擔心的很多問題也就迎刃而解。
　　（三）多屏顯示
　　在信息爆炸的時代，人們每天通過互聯網獲得的信息比以前幾十年所獲得的信息還要多，因此教師在課堂上要傳遞給學生的信息也呈爆炸性地增長，面對這個情況傳統的單屏環境已經不能滿足這個需要，因此多屏課堂的產生是大勢所趨。我們對現有的顯示技術進行了研究，多屏顯示卡的出現讓我們眼前一亮。多屏顯示卡是專為PC機更深層的應用要求而設計的高性能顯示卡，它使一臺PC機支持多臺VGA顯示器、電視機或DV數字平面顯示器。多屏顯示卡并不是簡單的多個顯示器顯示多個相同內容，而是多個屏幕顯示各自不同的畫面，并可顯示拼接的組合大畫面。通過在未來課堂實施這一技術，我們認為它能很好地解決課堂教學中的一些問題：
　　1. 增加知識傳授的連續性
　　在傳統單屏課堂環境下，教師制作的幻燈片往往只能單張按教師預先設計的方式播放，那么就會出現一些問題，首先是學生在觀看幻燈片的時候會往往會看了后面的，而忘記前面的這種現象。學生可能最終記住的只有最后兩張幻燈片的內容，大部分的教學內容都忘了。其次，學生在逐張觀看幻燈片的時候，往往不能把把所有幻燈片的內容串聯起來形成一個連續的知識序列，所學到的只是一些孤立的知識片段，知識孤島問題一直以來是困擾我們教學的問題，現在都沒有得到很好的解決。最后，研究表明學生對孤立的知識片段的遺忘要比對一個知識序列的遺忘快。
　　通過多屏技術我們很好地解決了這個問題，如圖六所示，我們通過4屏顯示技術同時把7張幻燈片的內容展示給學生，并且形成一個顯示隊列，這樣就保證學生總是能把新的知識與舊的知識聯系起來。通過這種方式學生看到的不再是單張幻燈片，而獲得的是一個知識序列，學生形成的不再是一個個的知識孤島，而是一片知識大陸。在利用幻燈片教學中，很多學生反應速度太快，做筆記的速度跟不上。通過這種方式，教師在幻燈片上做的標注都很好地保留下來，很好地緩解了這一矛盾。
　　2. 多維度的知識講授
　　根據研究顯示，一個學生在學習知識的時候如果能夠得到來自多方面的刺激，那么這個學生對這個知識點的遺忘速度會大大降低。在信息時代，教師通過互聯網可以獲得很多教學資源，教師需要一個場所能夠把這些資源傳遞給學生，但是傳統的單屏環境根本不能滿足這一要求，因此我們需要對傳統課堂進行變革。在未來課堂中，我們構建了多屏顯示環境。在多屏顯示下，教師可以向學生同時展示多種資源。圖七所示是我們設計的《登泰山記》的教學內容，在這個四屏環境中，我們分別展示了幻燈片、泰山風光視頻、泰山游覽地圖和泰山游記評論四個類型的資源，讓學生獲得的一種全方位、多視角、多層次的立體的知識，對于學生對教學內容的理解和記憶有很好的作用。
　　（四）多點觸屏
　　一直以來，人機交互是制約教育技術推廣的重要“瓶頸”。隨著電子交互白板、觸屏技術的出現為消除這一瓶頸提供了很好的解決方案。觸摸屏技術是一種新型的人機交互輸入方式，與傳統的鍵盤和鼠標輸入方式相比，觸摸屏輸入更直觀。配合識別軟件，觸摸屏還可以實現手寫輸入。觸摸屏由安裝在顯示器屏幕前面的檢測部件和觸摸屏控制器組成。當手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏時，所觸摸的位置由觸摸屏控制器檢測，并通過接口（如RS—232串行口， USB等）送到主機。目前觸摸屏已經由單點觸屏發展到實現多點觸屏了。
　　觸屏技術的出現為用戶更自如地使用計算機，提高人機交互性能提供了條件。調查發現教育技術不能在中學廣泛推廣的原因很多，總結下來主要有：（1）計算機操作比較復雜，不利于使用。尤其是年齡較大的老師，他們不熟悉鍵盤操作，而鼠標操作也有一定的難度，在教學中使用這些技術往往會影響他們的教學進程；（2）在現有技術條件下，由于人機交互難度較大，大多數的教師都不愿意花費時間學習計算機操作。總而言之，傳統的計算機交互方式已經不能滿足教師的需要，我們必須對依賴鍵盤、鼠標的交互方式進行改變。
　　綜上所述，我們在設計未來課堂技術環境時，通過引入三維觸控技術、紅外觸控技術和光觸控技術對人機交互方式進行了改變，我們希望通過比較論證的方法對這幾種技術的使用范圍和對象進行合理的分析，以期尋求到對這三種技術如何實現適當、適時、適度地應用（如圖八），通過多次的比較實驗和用戶反饋，我們對這三種觸控技術在課堂教學中的應用進行了比較全面的比較（見表一）。
　　（五）云計算
　　云計算作為新一代IT模式，在后端規模龐大、非常自動化和高可靠性的云計算中心支持下，人們只要接入互聯網，就能很方便地訪問各種基于云的應用和信息，并免去了安裝和維護等煩瑣操作。云計算技術的出現為我們展現了一副美好的畫卷，我們認為它對教育將產生劃時代的作用。因此我們積極策劃在未來課堂部署云計算環境，我們選用了Ulteo公司的開源虛擬桌面軟件作為平臺，初步實現了遠程應用程序調用和數據存儲（圖九）。圖十所示是基于Utleo公司的云平臺技術架構。通過對未來課堂云支持系統的分析，我們總結出云概念在教育中的應用主要體現在以下幾個方面：
　　1. 設備集成和智能化控制
　　未來課堂是一個由許多先進技術支持的泛在技術學習環境，眾多技術被整合到未來課堂中必然會帶來一定的問題。，為保證各個技術系統的模塊化，就要求硬件系統必須各自獨立存在，并需要通過相應軟件系統的支持。如設備的驅動和智能化均需要有相應的軟件系統的支撐。未來課堂中進行的各種教學活動和交互活動必然會產生各種實時數據，如課堂實錄數據，交互白板、學生終端等學習生成性資源等產生的數據都需要傳輸和存儲系統的支持，因此需要相應的后臺支持系統提供安全、可靠的軟硬件支撐。同時各種軟件系統的升級和維護也將是面對的一種重要問題。
　　云計算技術的出現為我們提供了解決這些問題的方法。用戶可以根據自己的需要租用遠端的云計算中心提供的各種服務，包括存儲服務、計算服務和應用程序服務。許多在傳統模式下需要花費大量資金才能實現的建設目標，在云計算技術的助力下輕松實現，為未來課堂資源整合和集成服務提供可靠的技術支持。
　　2. 一對一的數字化學習環境
　　比爾蓋茨曾語言“下一個十年各種終端將相互融合，手機、電腦、電視的邊界不在了，他們都變成了一個用戶界面，用戶可以享受到各種各樣的服務，上網，看圖片，看視頻，瀏覽、編輯文件”，這與云概念中的瘦終端不謀而合[15]。
　　未來課堂強調學習者學習的個性化，強調為學習者的自主、個性化學習創設便利的學習支持，在學習過程中學生可以自主控制學習過程。學生完全發揮了主動性，老師和教學支持人員只是起到了輔助作用。學生可以在教師的引導下，利用學習終端自主的到中心“云”里選擇適合自己的學習模型和學習媒體，根據自己的學習風格可以隨意地終止或進行學習，學生可以選擇適合自己的學習方式和自我控制學習過程，實現真正意義上的學習。
　　3. 安全、可靠穩定的數據存儲和管理
　　未來課堂下的課堂實錄系統和各種交互學習設備在每次課堂教學中都會產生大量的數據信息，這些信息不僅需要一個海量存儲空間，還需要很高的安全性和可靠性，這就需要投入大量的資金來建設這個存儲環境，并不斷升級，還需要一個專家團隊對該環境進行維護和管理，這無論是對現在還是將來都是很不現實的。云服務很好地解決了這個問題，云計算提供了最可靠、最安全的數據存儲中心，不用再擔心數據的丟失或損壞。因為在“云”的另一端，可以借助于專業的團隊來幫你管理信息，先進的數據中心來幫你保存數據，嚴格的權限管理策略幫助你放心地與你指定的人共享數據。這樣學習資源可以達到真正意義上的最低成本的共享。
　　4. 數據和應用程序的共享
　　未來課堂中大量技術的應用為未來課堂中的教師和學生提供了大量的便利，但同時也帶來一些問題。技術需要各種應用軟件的支撐，有些軟件購買了會長期使用，而有些軟件購買了可能只會偶爾用一次，這種情況造成了資金的浪費。云端存儲為我們提供了安全可靠、海量的存儲空間，我們可以根據自己的需要租用一定大小的存儲容量，有專業的專家團隊負責維護數據的安全，并提供多個鏡像服務器的同步存儲，讓我們專注于對數據的使用和采集，極大地節約了我們的時間，提高效率。未來課堂的教師和學生在獲得了一定的授權后，可以在任何時間、任何地點通過互聯網訪問云端資源，實現資源共享，實現泛在學習。
　　5. 個性化學習支持
　　一直以來我們的傳統課堂采用的是大班化的教學模式，在這種模式下教師只能針對普遍存在的問題進行教學，不能面對每個學生，最后造成學習能力強的學生沒有充分發揮學習能力，學習能力差的學生跟不上大家的步伐。因此，我們認為未來課堂中的教師和學生都是有不同特性的個體，面對不同的個體我們提供的應該是個性化的學習支持，不同的教師對同一個知識點有不同的理解，會采用不同的方法進行教學，需要提供不同的教學資源進行支撐。不同的學生在同一知識點上產生不同的學習進度，不同的學習需求，需要不同的學習資源庫支撐，這就是我們常說的因材施教。
　　五、總結
　　未來課堂作為未來進行教學活動的場所，其技術環境將會隨著各種新技術的出現而不斷地變化。在基于上述選型原則不變的前提下，我們更需要關注的是選擇的新技術是否能對目前的教學效果有所改善，這也是AECT05'中的核心部分。
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　　[14] 史元春. 智能空間：和諧的人機交互環境[J]. 計算機世界·技術與應用，2006，（36）.
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　　收稿日期： 2012-07-25
　　作者簡介：王麒，貴州師范大學物理與電子科學學院（550001）。 陳衛東，華東師范大學教育信息技術學系（2000623）。 蘇州科技學院傳媒科學與技術系（215009）。 葉新東；許亞鋒；張甦敏。華東師范大學教育信 息技術學系（200062）。
　　責任編輯 平