全景化教學系統設計研究*

陳斌

(浙江建設職業技術學院,浙江杭州 311231)

0 引言

依據智慧校園指標體系中對課堂教學的要求,圍繞“全景空間、全景環境、全景管理”等三大核心要素對全景式教學進行設計。通過先進的科學技術支持課堂互動教學,使教師與學生之間具備溝通上的平等感,形成以教師為主導、學生為主體的學習氛圍,在全景式教學環境下可展開討論式、啟發式、參與式的教學,建立基于探索和研究的教學模式,營造有助于學生發揮自己的想象力和創造力的學習氛圍。在當前使用多媒體教學的基礎上,統籌整合智能設備、軟件系統、學習資源等優質應用與教育教學的深度融合,實現教學互動、信息采集、教學評價、資源共享、實時直播等功能。

1 設計原則

遵循國家相關政策和行業標準,全景化教學設計的總體架構從教學環境、智能應用、資源空間、軟件工具等部分進行設計,實現全景化教學的實時感知。全景化教學設計需要綜教學環境、教師學生、課堂資源等各方因素,保證整體系統的穩定可靠,并從實際教學情況不斷完善,從全景式教學的科學性、拓展性和通用性,以及使用者的易用性出發,構建一個和諧共存的教學環境[1]。打造老師講課舒心、學生學習舒適的教學環境,提升教師和學生的教學與學習熱情。在教室中可配置能自由組合拼接的桌椅,便于學生開展小組討論,形成全開放、立體式的智慧學習環境。全景式教學需要采用技術引領的設計思路,使用當前主流成熟的互聯網技術進行構架,使全景式教學有很好的適應力和持久力,能滿足未來五年的使用需求和教學發展。

2 主要內容

全景式教學系統需按國家及行業標準進行設計,能兼容多種類型教學系統,實現教學資源的錄播、直播、點播功能,并考慮將來的可擴展性[2]。無需對已建成的核心設備和主干網絡進行建設,避免重復投資。通過以課堂教學為核心,對整個教學過程進行深度挖掘,實現伴隨式數據采集和實時數據分析,為教育管理提供實證化的教學服務[3]。建設主要內容如圖1所示。

全景式授課管理應用。與學校的教學資源庫對接,中抽取課件同步到本地電腦、云盤空間等,支持多種格式課件播放,在播放過程能自由添加批注等功能。實現教材授課功能,支持將教材、教輔材料、課堂習題等資源通過電子化的方式上傳到云端存儲,方便教師在教學過程中可任意抽取使用,構建基于教材的授課模式。實現移動授課功能,支持教師使用手機實現移動授課功能,根據權限授權教室中的液晶大屏、可遠程控制課件、對課件進行批注講解等教學行為。實現白板授課功能,支持基于教室白板進行教學,實現白板筆在白板上任意位置進行原筆跡書寫、自由批注、筆跡保留功能,實現解題過程完整展現。構建全景式教學資源平臺,支持接口開放,可對接云盤教學資源,虛擬仿真資源平臺,圖書系統,校本資源管理系統。

全景式教學互動應用,通過對教室的多屏互動,支持教室核心屏及輔助屏教學,輔助屏可分組教學也可接收核心屏指定內容。上課簽到功能,支持上課開始時,教師發起人臉簽到和掃碼簽到,實現上課隨時點名的功能,可即時統計出每節課的實時出勤率與考勤次數。教學提問方式,支持教師通過手動選人、隨機選人和學生搶答三種提問模式,其中隨機選人和手動選人方式可更換已選學生,繼續進行提問互動。互動點評功能,支持教師對學生參與討論、回答問題的互動情況進行評分。課堂討論功能,支持教師在課堂任意時間發起討論,討論內容以圖片、拍照、文字等方式參與,討論內容可實時展現,教師現場評分。學生投票功能,支持教師發起多種方式的投票方式,智能教學終端實時顯示投票結果。課堂測驗功能,支持教師隨時發起課堂測驗功能,測驗題目按題型或知識點從題庫中選擇,實現學生作答結果實時分析,支持將學生測驗成績反饋到期末成績中。教學同步功能,支持將授課內容,包括課件、作業、習題等內容一鍵同步到學生教學客戶端。

全景式教學工具應用。全景式書寫功能,支持教師全屏書寫功能,如黑板講解、課件講解、課堂視頻等,完整還原黑板書寫的體驗與效果,系統提供白板筆、板擦等教學工具,支持不同場景下書寫與標注的功能,滿足部分老師傳統書寫習慣。教學錄播功能,支持全場景授課模式下對教學過程進行錄播,對教師使用電子課本、教學課件、電子白板等資源的情況下進行課堂實錄,錄制結束后形成隨堂課件,將錄播后課件保存至電腦本地和上傳云端,對應班級的學生可在客戶端復習查看。智能工具板功能,支持基于人工智能即時手寫識別的白板功能,可實現中英文智能轉寫、書寫字符智能識別修飾等功能。圖形識別功能,支持將教師手寫的圖形自動識別為標準規范圖形,并自由縮放、調整圖形的比例大小,支持對圖形的任意拖動、復制等功能,方便教師以形助教、直觀講解。聚焦工具功能,支持教師利用該工具聚焦講解課堂授課重點,支持將聚焦內容全屏播放,提高重難點知識講解的針對性,支持教師使用聚焦工具圈出的重點內容插入白板,進入白板授課模式,方便學生隨時查看學習。教學巡課功能,督導按課表信息搜索任意教師授課場景,遠程實時查看教師上課、板書、學生聽課情況,通過音視頻,同時觀摩教室授課狀態及教學課件,對教師授課過程作客觀點評。

全景式教學系統對接。通過系統接口對接現有系統,如教學資源庫、教務系統、學工系統等,可對教室范圍內多媒體、物聯網、一卡通等系統應用融合,實現課堂考勤、教學信息發布、教室預約等功能。教室值班管理員在例行巡查中發現設備故障異常情況,可將故障及異常情況上傳到維修系統中,維修中心現場查驗后通知系統供應商上門維護,避免教學事故,保障設備正常使用。

圖1 系統架構拓撲圖

3 結語

依據教學管理的創新,將環境、空間、設施與教學充分融合,打造全景式教學系統,利用各種智能應用,構建以“教、學、評、管”為核心,實現互動教學和智慧環境相結合的創新型空間,建成全方位服務好教師與學生的管理系統,具有適用于各種教學終端的通用性平臺。