未來課堂協作學習模式研究

[摘要]在信息技術不斷發展和未來創新人才培養新模式背景下，未來課堂的建設與研究取得了突破性發展。該研究從現有未來課章案例和模型分析入手，總結未來課堂的環境和功能，深入研究在未來課堂開展協作學習具備的優勢條件，根據未來課堂環境和協作學習特點構建了未來課堂協作學習模型，并對模型新特點進行了探討。

[關鍵字]未來課堂；協作學習；學習模型

[中圖分類號]G40-057 [文獻標識碼]A [論文編號]1009-8097（2013）12-0020-06 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.12.004

教室是學習時最常見、最平常、也最重要的場所，在大多數人的觀念里，教室是黑板加粉筆式的，教師是課堂的中心，具有絕對權威。從二十世紀八十年代開始，隨著信息技術的不斷發展，我們正經歷三波數位學習的浪潮：第一波是個人電腦教室時代，第二波是線上學習時代，第三波則是數位教室時代即未來課堂。由于移動終端的普及、電子書和互動式電子白板的使用，未來課堂讓學習方式變得更加自由與廣闊。

一、未來課堂案例模型分析

1.美國麻省理工學院的TEAL教室

在美國，麻省理工學院（MIT）通過現代科技激發學習者主動學習，為學習者營造一個動手實踐、彼此合作且具有高度互動性（學生與老師間、學生與學生間）的TEAL教室，見圖1。教室共有13張直徑約兩米的圓桌，每桌可容納九位學生，每三位為一組配有一部電腦，用于小組協作報告與老師教學交互。教師的講臺位于教室的中央，教室配有八臺投影機和十三部攝影系統，可將老師的示范即時投射在教室的八個投影幕上，使不同角度學生都可以看清楚老師在課堂上的各種教學示范，同時學生在學習和實驗操作的過程中遇到的任何問題，都可以利用此設備與大家進行討論。

2.臺灣中正大學的未來教室

在我國臺灣中正大學也建置類似TEAL的未來教室，其最大的特色在于教室空間規劃，將未來教室分為教材展示區、活動討論區與設備控制區3部分。

教學展示區結合電腦與投影儀，將教學素材和內容呈現到大型投影銀幕或交互式電子白板上，師生利用觸控筆控制教學內容的顯示，透過教學輔助軟件對教學內容進行移動、繪圖、書寫、錄制的操作，使學生對抽象概念產生具體的印象，有效幫助學生學習。活動討論區內將科技工具運用在教學上，改善傳統老師對學生單向式教學模式，以學習者為中心設計教材，鼓勵學生主動學習、善用資訊科技進行溝通與創意思考，強調群組的互動與討論，培育學生應用資訊搜集、整理、分析資料，并發揮創意解決問題的能力。設備控制區對網絡、視訊設備與教學平臺進行控制與監測，了解網絡連接設備的使用狀況與流量是否正常，利用錄制軟體將授課內容數位化，轉化為數字化教材內容并及時上傳，使學生課后獲得更多復習與反思的時間與機會，達到對知識準確建構的教學要求。

3.華東師范大學未來課堂原型

陳衛東在其博士論文中根據學習空間設計原則，以學習者為中心，按照節能、環保、安全、無障礙、人文、經濟空間設計理念，設計了基于泛在網絡的，具有智能環境控制、多屏顯示、課堂智能實錄、視訊會議功能的，課堂桌椅可調節和易組合的未來課堂原型，可以實現課堂內各種教與學設備和移動終端無縫接入，便于學習者獲取更多的擴展學習資源進行自主探索和開展協作學習以及對課堂聲、光、電等環境進行智能化控制，能有效滿足學習者對學習者對課堂空間的功能和技術要求，促進學習者的學習和各方面能力的培養。見圖2。

4.公司的“未來課堂”解決方案

北京中大育盟教育科技有限公司在其“未來教室”教育解決方案提到，其解決方案能將課堂教學全過程同步實時采集、自動錄制，實現教學現場同步直播、課后課程內容自動上傳、即刻點播收看，并能輕松制作網絡課件，進行后期加工制作，對課程進行點評，對資源庫進行分級管理等要求。

二、未來課堂功能分析

通過對國內外未來課堂典型案例、原型和解決方案分析，可以看出，未來課堂是一個以學習者為中心，通過現代信息技術手段為學習者營造一個輕松、愉悅、高互動的智能化學習環境，鼓勵學習者通過互助合作方式完成知識的學習和能力的培養。綜合分析，未來課堂應該具備：

1.智能化環境控制

未來課堂可以實現對課堂內的聲音、光線、電源、溫度和濕度等智能化控制，為教師和學習者創造一個舒適的教與學環境。

2.多屏顯示

未來課堂除了交互電子白板之外還需要多個顯示屏幕，使教師可以從不同視角來展示教學內容，使不同角度學習者可以觀察到教師的示范和開展協作式學習。

3.課堂智能實錄

未來課堂能夠跟蹤和記錄課堂內一切教與學行為，如教師的教學示范和學習者的學習行為，并自動上傳至云端，為教師和學生的課后反思提供資源支持。

4.基于泛在網絡的無線連接

未來課堂內的教與學設備通過泛在網絡方式實現無線互聯，避免的布線的不便利。同時，通過泛在網絡教師和學習者能輕松獲取云端資源和實現資源共享。

5.活動桌椅便于拼接

未來課堂的桌椅是符合人體工學的個性化桌椅，易于拼接組合，使學習者可以快速組合成學習小組，進行互動交流和合作學習。

三、未來課堂為協作學習提供優勢條件分析

協作學習（Cpllaborative Leaming）是目前世界上許多國家普遍采用的一種富有創意的教學理論與方略，是指教學者按照一定策略將學習者組成學習小組或團隊，利用工具和資源，小組成員間通過互助、合作、共享等方式完成教學目標。最終達到對知識意義的建構、技能的提升和情感態度的升華。未來課堂以互動為核心的課堂，而協作學習是一種高互動的教學模式，因此，未來課堂所具備的功能可以為協作學習提供非常有利條件。

1.未來課堂多屏顯示技術和智能環境控制系統有利于協作學習情境創設和協作成果展示

未來課堂是一個去中心化的課堂，課堂空間不再是固定不變的長方體，可以是符合結構力學的任意形狀。為了克服傳統多媒體課堂單屏顯示環境下“單一、靜態的幻燈片孤立地顯示在屏幕上，一張張地按序演示”的現狀，使不同角度的學生可以看清楚展示的內容和滿足教學者從不同視角展示教學內容，未來課堂為教與學活動提供了多屏顯示技術。

根據建構主義學習理論和情境認知與學習理論觀，“學習應該在真實情境下發生，以解決現實生活中的問題為目標，在真實情境中學到的東西比簡化情境中學到的東西要有效”。未來課堂中智能環境控制系統根據協作任務和內容實際需求可以對教室內聲音、光線、溫度和濕度進行智能化控制，結合多屏顯示技術可以為協作學習活動營造一個真實生活情境，讓學生在真實情境中完成協作任務，對協作成果也可以生動全面多角度進行展示。

2.基于泛在網絡和云端的未來課堂有利于教師協作任務與活動設計和學生自主探索學習

協作學習一切活動都是圍繞協作任務而展開的，協作學習任務和活動分析與設計是協作學習教學設計的關鍵環節。學生自主探索是進行自我知識意義建構的過程，為協作活動的開展和組間合作交流做準備。

未來課堂中無所不在的泛在網絡連接方式使各種教學設備和學習終端可以無線接入和互相連接，為未來課堂主體提供無所不在的個性化智能服務。未來課堂資源的存儲和獲取都是通過云端來實現，課前教師利用云端資源進行協作學習任務設計，也可以將相關學習資源進行打包推送給每個學生。學生通過泛在網絡登錄到云端學習支持平臺，利用平臺學習資源和教師推送的資源進行課前預習和自主探索，實現未來課堂各種資源間的互享。

3.未來課堂活動桌椅便于學習者組成協助小組進行互動

協作學習是以學習小組方式進行，協作小組是協作學習的最基本的表現形式，學習者通過與成員分工合作、交流互助來完成學習。因此，協作課堂要便于學習者組成學習小組和進行組間交流探討。未來課堂是一個創意空間布局，它的設計突出對課堂主體的關注，課堂桌椅符合人體工學和個體的發展需求，可以根據學習者身體特征需求進行調節，并為特殊人群提供無障礙設置，其靈活的桌椅，易拼接，便于學習者組成協作小組，開展面對面的互動交流和協作探討。

四、未來課堂協作學習模型設計

未來課堂協作學習是以群體動力學、建構主義和情境認知與學習等理論為基礎，基于云端學習平臺，通過協作小組間互助、合作來完成教學目標，最終達到對知識意義的建構、技能的提升和情感態度的升華的一種學習模式。筆者構建了基于云平臺為基礎的未來課堂協作學習模型，見圖3。該模型由課前準備、課堂學習和課后反思三個過程組成，三個過程相互補充，構成了未來課堂完整的有機整體。

1.課前準備

（1）協作學習任務的設計

協作學習任務分析是未來課堂協作學習教學設計的關鍵環節，精心設計、選擇合適的協作學習任務，是組織未來課堂協作學習的重要環節和首要條件，也是協作學習體現其教育價值的重要保障。根情境認知與學習理論，“學習應該在真實情境下發生，以解決現實生活中的問題為目標，協作學習任務的應具有真實性，真正起作用的是學習者與環境的相互協調”。因此：

第一，所設計的任務應該是真實或接近真實且有意義的。例如，以學習者關心的問題或者做出某種實際產品或作品作為任務，以激發學習者的學習主動性和積極性。

第二，所設計的任務應該具有整體性。學習任務由許多要素組成，各要素之間相互關聯相互依賴構成有機統一整體和任務發展全過程。給學習者提供完整的學習任務，能夠發揮學習者主觀能動性，自主分析完成任務必須經歷的步驟和所需知識與技能。

第三，所設計的任務應該具有協作互助性。協作學習任務應該含有不同層次的要求，在理解上存在一定屏障，需要小組成員合作，充分發揮每個成員的優勢，集思廣益，齊心協力才能完成。協作任務的難度必須大于個人能力，小于團隊協作能力。

第四，所設計的任務具有整合與創新性。協作學習任務要體現跨學科性和綜合性，允許不同觀點與材料的匯總綜合，不同價值判斷和選擇，完成任務的方式和解題思路可以是多種多樣，包容別出心裁、與眾不同的理解，任務成果可以形式多樣，知識成果具有高可遷移性。

協作學習任務是用來促使學生主動探索和吸納新知識，調整和重組原有的知識結構。任務設計要做到合理有根據，讓每個學生能夠掌握基礎知識和技能，使智力和解決問題能力得到最大程度的發展。

（2）協作內容預習

預習是指在學習新知識之前對將要所學知識進行自學，主要針對學習者。協作課前預習要求學習者達到對協作目標的理解、協作任務的熟悉和協作內容進行分析。預習能夠培養學習者自主探索精神和自學能力，但是，學生的預習往往是不規范的，較隨意缺乏目的性，缺乏效率。因此，在預習中需要教師提供必要的指導，調動學習者自學的積極性和閱讀興趣，讓學習者能夠有目的、有計劃、有步驟，按照一定規范進行預習。教師在學習者預習過程中應該起到一個杠桿作用，為學習者設置明確的預習目標，將協作學習任務和要求展示給學習者，并提供一些閱讀資源，供學習者參考。對學習者預習過程和預習成果的考察，能夠確定學習者先行知識和技能水平。學習者將預習過程中遇到的問題可以通過云端協作學習支持系統及時反饋給教師，以便于教師及時調整教學設計。

2.課堂協作學習

（1）任務情境的創設。情境認知與學習理論認為學習是在特定情境中實現對知識的建構，任務情境對協作學習效果有著重要影響。未來教室中智能環境控制系統和多屏顯示設備能夠根據任務要求對教室內聲、光、電等環境和情境內容顯示進行自動化控制，讓學習者能夠置身于真實情境中，激發學習者的想象力和創造力，與組內其他成員通力合作，在真實情境下完成的協作學習任務。

（2）協作分組。協作分組是建立在群體動力理論基礎之上，實質是在小組成員之間建立相互信任、相互關愛、高互動、共同合作與成長的學習機制。分組的核心是有利于小組成員的合作和相互促進，根據協作任務要求和學習者起始能力、學習潛力和一般特征等因素，采取異質或同質策略進行分組。每組人數不能過多，3～7人比較合適，能保證每個成員都有足夠多的參與機會。分組之后，需要對協作任務進行分解，根據組內成員的各自特點進行合理任務分工和角色分配。

（3）協作活動的開展。協作活動的開展是未來課堂協作學習的中心環節，可分為自主探索和交流探討兩部分。自主探索能力是學習者應該具備的重要素質之一。自主探索是指學習者利用云端學習資源和教師推送的資源對自己負責的協作任務建立自己的認知。協作成員在具有一定的認知基礎上就某一問題與同伴進行交流探討，分享自己探索的成果，協作組對不同觀點采用對話、商討、爭論、實驗等形式進行分析論證。在交流探索過程中，協作成員可以清楚認識到自己在協作任務和內容的理解認知的不足，然后再有針對性地進行自主探索，再開展交流探討，最后使每個成員完成對知識意義的建構，這個過程是動態的螺旋式上升的過程。

由于協作組成員在原有知識結構、認知能力存在差別，在新知識建構的能力和速度會表現出較大差異。協作成員應該互相幫助、相互關愛，讓先進者幫助后進者完成對知識意義的建構，實現協作組成員共同促進和共同發展。

（4）成果展示。協作學習一般以一個結論或一個作品（產品）作為其最終成果，對成果進行展示是對小組的共同努力與共同奮斗結果的肯定。協作組通過多屏顯示空間可以多層次、多角度從橫向或縱向充分展示自己的協作成果，展示和介紹協作成果的過程也是知識進行外化的一個過程，有利于增強成員對本組成果的認同感和加深對協作內容的理解。

（5）評價反饋。學習總結和評價是教育質量管理的核心，有助于培養學習者的批判性思維能力和加深對知識的理解與意義的建構。協作學習評價是多層面的，包括對學習者個體和協作小組的評價。根據評價主體未來課堂協作學習可分為自我評價、生生互評、組間互評、教師評價和系統測評五種形式。未來課堂評價關注協作過程而不是最終成果，協作過程才能完整體現協作學習成效，才能準確、客觀、全面反映出學習者個體和協作組的真實變化。通過建立學生學習檔案做到定量評價和定性評價、形成性評價和總結性評價、自我評價和他人評價的有機結合。未來課堂協作學習是基于一定環境和任務而展開的，環境的舒適度、工具可利用性利任務的合理性對協作活動的開展和成果的取得會產生重要影響，因此，對這些影響因素評價是必不可少的。

（6）課堂實錄。課堂實錄不屬于未來課堂協作學習模式中的固定環節，它從協作情境創建開始一直到課堂評價反饋結束。協作過程中會有許多新知識、新思維的碰撞和火花的生成，這些本身就是一種生成性資源，如果能將這些過程及時記錄下來，則有利于課堂資源的共享和為教師與學習者的課后反思提供資源支持，促進教師專業發展和完善學習者的知識建構。未來課堂的智能實錄系統能夠實現對教師自動跟蹤，實現對多頻顯示界面能夠自動跟蹤和捕捉以及對協作小組的協作交流活動及其行為實現智能化記錄，這些不需要人為的干預，課堂結束時會自動上傳至云端。

3.課后鞏固

（1）課后反思。課后反思分為教師教學反思和學生學習反思。教學反思是指教師對未來課堂協作學習的再認識、再思考，并以此來總結經驗教訓，提升教師的專業水平和教學實踐的合理性。學生反思可以發現原有的知識漏洞，引起新的認知沖突，有利學習者重塑自己的知識體系，調整自己的情感和學習策略，對學習效率和效果的提高、自學興趣和能力的形成、學習方法和策略的遷移以及智力和情感的發展有著重要作用。

教師和學習者課后可以登錄到云端協作學習支持系統觀看課堂實錄資源對教學和學習進行反思。教師主要從課堂協作活動、學生發展、教師發展和人際關系四個方面進行教學反思。學生主要從協作活動效果、自身發展和人際關系三個方面進行反思。教師和學習者可以通過協作學習支持系統將反思結果上傳到云端，作為以后教學和學習的參考，學生的反思還可以作為學期綜合評價的一部分。

（2）課后拓展。課后拓展是未來課堂協作學習的重要組成部分，課后拓展的內容包括測試習題、拓展閱讀、在線交流與經驗分享。

測試習題主要以客觀形式來檢測學習者對協作內容的掌握程度，也是對教師設計的協作任務和活動是否成功的一個檢驗。測試結果可以作為教師和學生反思的依據和下一次協作學習的起點。擴展閱讀是教師為學習者提供的關于協作任務和內容的一些延伸性材料，它可擴展學習者的知識面和加深對協作目標和內容的理解，但是并不是強制性的。學習者在反思過程中和閱讀擴展材料過程中遇到的問題可以通過在線交流方式與其他學習者和教師進行交流，使課堂協作學習活動得以延續，成為課堂協作學習的有益補充。學習者由于知識建構的方式的差異，導致其在協作學習過程中所獲得經驗也有所不同。學習者分享自己的學習成果和學習經驗，是對自己協作學習的一個總結，也是對新建構的知識的一個內化和鞏固的過程，更是學習者進行經驗交流和學習分享的一種有效方式。

五、未來課堂協作學習模式新特征

1.未來課堂協作學習是一種“多對多”學習模式

“多對多”學習模式是指課堂中一個教師可以教授多個學生，一個學生也可以向多個教師請教。未來課堂協作學習是以教師團隊形式進行策劃和組織課堂協作學習，教師團隊中包含3～5名學科指導老師和1名技術指導老師。學科指導教師是指具有相同學科背景和知識的教師，他們課前共同交流協商進行教學目標分析、學習者特征分析、協作任務的選擇和協作活動的設計等。未來課堂是一個高互動、多功能、多技術設備的課堂，設備應用和保持設備正常運行勢必增加學科教師的負擔，使學科教師不能全身心投入到協作學習策劃和組織過程中，因此，教學團隊中必須有一位技術指導老師，負責未來協作課堂設備的維護，為協作學習的開展提供一個穩定的學習環境。學科教師在學科研究領域和教學方式上存在一定差異，教師團隊之間需要建立相應的分工合作機制，發揮集體智慧，通過互動交流、取長補短，根據協作任務的特點和教師的專長，確定一個主指導教師，其他為輔助指導老師，教師之間相互配合，以提高整體備課水平和協作指導水平。

傳統課堂中通常只有一個老師，面向全體學生，學生在遇到問題時也只能向這一位老師請教，屬于“一對多”的教學關系。未來協作課堂中屬于“多對多”關系，并不意味教師團隊需要全部進入協作課堂，課堂中教師不是越多越好，教師多反而會給學習者帶來一種無形壓力。未來課堂中只需要一位學科教師進入課堂為學習者的協作學習創設任務情境、指導學習者進行協作分組和任務分工、對協作活動進程進行監控等。其他教師則通過云端學習支持系統接入到協作課堂，為學習者提供在線學習指導。學習者在性格和認知風格上的差異，對于教師的指導方式和指導風格在接受程度和喜歡程度有所不同，學習者可以根據自己的喜好選擇自己喜歡的老師進行交流和進行問題咨詢，這樣有利于激發學習者的學習熱情，營造良好的學習氛圍，也是協作課堂對學習者自主權的一種尊重。

2.未來課堂協作學習途徑的多樣性

學習途徑是指學習者為達到學習目標而通過的道路。傳統課堂中教師是知識的講授者和傳遞者，學生是只是被動接受知識，學生主要依靠教師來學習。未來協作課堂存在多種學習途徑，不僅可以依靠教師來學習，還可以依靠同伴和資源進行學習。

未來協作課堂中教師不再是知識的講授者和傳遞者，而是學生知識建構的指導者和幫助者，學習主要通過與成員間的協作互助來完成學習。學習者的自主探索是與小組成員進行合作探討的前提，自主探索是指學習者利用云端學習支持系統的學習資源和教師推送的學習資源對協作學習內容進行學習。云端資源具有信息量大、類型豐富等特征，學習者可以搜索到自己想要的資源，教師推送的資源具有針對性、目的性強，學習者可以拿過來直接閱讀和參考。這個過程中學習者展開的學習和對知識的建構都是依靠資源來完成。

合作探討是指協作組成員針對某個具體問題各抒己見，通過對話、商討、爭論的形式探討論證，然后達成相對統一的認識。在合作探討過程中學習者能夠充分認識到自己在知識結構和事物認知方面的局限性，在同伴的支持和幫助下可以逐漸完善自己的知識結構和擴展自己的思維角度。在合作探討過程中學習者主要是要依靠同伴來完成協作任務的學習和新知識的建構。

3.未來協作課堂是生成性課堂，其成果具有可分享性

生成性是指未來協作課堂關注協作學習過程，著眼于對協作學習活動的描述，通過把協作學習活動細化為一系列具體可描述觀察的學習行為，賦予協作過程以結果的意義，對學習者的評價是以學習者在協作過程中參與度、交流程度、貢獻率和協作組的整體表現作為評價依據。可觀察的學習行為描述的不是協作學習過程結束后學生行為的變化，而是協作學習過程中協作小組圍繞協作主題自主選擇、主動參與的一系列行為，反映出小組成員思維展開的過程與方式、小組成員之間情感交流的深度和方向，即學習行為描述的是協作學習的過程與方法。未來協作課堂主動規避標準化結果，提倡協作小組成員個性的發展和有意義的個人表現。

未來協作課堂中智能實錄系統能夠將協作過程中產生的新知識、新思維及時記錄下來并自動上傳云端。登錄到云端的教師和學生可以訪問并點播這些資源，有利于協作資源和成果的共享。

六、總結

未來課堂可以滿足不同學科和不同教學模式教與學的要求。協作學習是一種高互動，以小組合作形式來學習，有利于培養學習者學習自發性、團隊合作精神、批判性思考和復雜問題解決能力。未來課堂的軟硬件環境為協作學習活動的提供非常有利的條件，未來課堂環境開展的協作學習不同于傳統課堂和網絡課堂下的協作學習，它具有自身特點。筆者根據未來課堂協作學習新特點，構建了基于云平臺的協作學習模型，為教師在未來課堂中開展協作學習提供了一個參考框架。