基于CCIM模型的新型互動培訓教室設計方案與實踐

李志剛，趙國棟

（北京大學 現代教育技術中心，北京100871）

基于CCIM模型的新型互動培訓教室設計方案與實踐

李志剛，趙國棟

（北京大學 現代教育技術中心，北京100871）

本文基于北京大學教學網體驗中心的新型互動培訓教室的設計改造實踐與探索，總結提煉出設計改造的CCIM模型，并詳細闡述該模型對教學環境改造的指導作用。同時針對改造過程中涉及的創新問題與技術解決方案進行了研究分析。

互動培訓教室；CCIM模型；教學環境；網絡教學平臺；統一認證

一、引言

E時代教學環境設計與構建、多媒體教學環境的運行與管理是數字校園建設與創新發展的重要課題，受到越來越多的政府、高校和企業的重視。

教學環境是一個群落的概念，泛指一切與學校教學、科研、內外交流與合作活動相關的場所，其核心是現代教育技術的廣泛應用，為教學、培訓、會議、學術交流、豐富師生的信息資源提供強有力的支持。現代教育技術發展到今天，教學環境已不是傳統的電化教室，而是指數字化的多媒體視聽環境，它以網絡為基礎，從環境（如設備）、資源（如圖書、講義、視頻、課件等）、到活動（如教學、服務）全部信息化。[1]

E時代的多媒體教學環境日新月異，要求基于其本身目標功能的全面解決方案。先進的多媒體環境是實用性、穩定可靠性、可拓展性和標準化的統一體：聽覺上悅耳動聽；視覺上清晰亮麗；傳輸上穩定可靠；操作上智能化程度高和便于掌握；設計上富有創新理念和較強的互動性。[1]

2008年，北京大學開始投入“北大教學網”網絡教學平臺建設和“教學網體驗中心”建設。2009年，“北大教學網”及教學網體驗中心在服務教學信息化建設過程中取得了階段性的重要成果，利用專門下撥的改造經費，經過詳細的設計、選拔、論證、室內裝修、施工安裝、調試等一系列工作，教學網體驗中心以網絡互動教學、混合式教學等理念為指導進行新型互動式培訓教室的改造設計與建設，目前已經順利完成改造，并已為廣大師生提供了更好的培訓環境和優質的培訓服務。在改造過程中，依托CCIM模型實現了單核心多系統的集成整合，使得師生可以主動、便捷、高效地進行各種教學活動，較好地實現服務教學和促進教學的目標。在整個設計與實施的過程中，經歷過設計思路完善、提煉亮點、解決技術難點與總結典型經驗教訓等階段，一些理念與經驗可以為類似的項目與工作提供一定的借鑒與參考。

二、網絡互動教學理論與新型互動培訓教室設計

所謂“互動”教學是指教師與學生在教學過程中進行交往與互動，通過教師與學生的教學互動，達到互動生成、互動提高、共同發展的一種教學模式。互動教學的本質體現了教師的教與學生的學的和諧統一。在教學過程中如果師生之間沒有多邊交往，沒有積極互動，就不可能互惠并構建體現現代教學思想的教學生態環境。

互動教學具有交往性、互動性、多邊性的特征。通過網絡進行教學的信息交流方式主要有四類：一對一方式、一對多方式、多對一方式、多對多方式。在多對多方式的交流中，可由多人發送信息、多人接收信息。在網上教學系統中，當進行網上學習討論、協作學習、仿真實驗時，均需要使用這種多對多的交流方式。只有交流系統能夠支持這種方式的交流，網上教學才能真正模擬全部的教學過程，否則只能實現一些簡單的教學環節。配合北大教學網改造設計的教學網體驗中心，充分考慮了這四類互動教學形式的特點，參考安德森的綜合網上學習模式，在系統、設備、技術、桌椅和環境布局的選擇與設計中，盡可能地實現多對多的互動教學效果。[2]

如圖1所示，安德森（Anderson，2004）綜合了現存的不同互動理論，結合網絡技術的特征，提出了一種網上學習的模式。他認為，這一模式中清楚地描述了學習者、教師、學習內容、界面四者之間的多種互動。學生和學習內容可以通過多種形式、特別是網絡進行互動，然而，這種互動是在教師的支持下進行持續的、有方向的、有評估的學習。

圖1中包含了左邊和右邊的兩種學習模式，左邊模式的學習互動是在網上社團中進行的，是采用不同的、基于網絡的同步和異步的活動，如視頻、音頻、計算機會議、聊天、虛擬世界互動等。這種網上學習環境豐富多彩，能發展學習者的社會交往技能、合作學習以及團體關系。

由于集體學習需要固定的學習時間，在時間上對學習者產生約束，學生至少需要基于小組進度進行學習。如果難以集中學習，學習者可以采用圖1中右邊部分的學習模式，這是和獨立學習相關的結構性學習，方法包括計算機輔助輔導、練習、模擬等，學生可以在網上閱讀教師提供的學習材料，也可以在虛擬實驗室進行實驗。[2]

基于網絡互動教學的相關理論和安德森的綜合網上學習模式，進行新型互動培訓教室設計時主要考慮了通過什么樣的教學裝備、技術和手段來加強現場教學與網絡教學的互動性，同時在教室中進行的這種線下教學所積累的各種資源如何快捷高效地在線上的教學平臺上呈現，以及如何跟蹤評估學習者的學習效果，最大化地服務教學，促進教學。比如選擇以六張梯形翻蓋電腦桌的拼合方案代替傳統的長方形電腦桌方案，可以增強學習者的平等感和互動積極性，而選擇以多系統整合的統一認證與單點登錄的方案，可以減少多帳戶多次登錄給學習者造成的不便與離散感。CCIM模型就是在這種背景下誕生的。

三、基于CCIM模型的新型互動培訓教室的設計

CCIM（Concentric Circles Integration Model），在新型互動培訓教室的設計中，被稱為同心圓集成整合模型。它的主要理念是，線上教學以網絡教學平臺（北京大學選擇采用BB平臺）為核心，其他的所有在線上和線下教學中使用到的系統、設備、技術和教學手段都圍繞網絡教學平臺進行選擇、建設和應用。在實現相同功能的各種設備、系統、技術和教學手段中，優先選擇與網絡教學平臺整合程度最好的進行建設。舉例來說，我校“北大教學網”基于BB網絡教學平臺搭建，我們建設的新型互動培訓教室“教學網體驗中心”，選擇采用的設備、系統、技術和教學手段優先考慮的都是同“北大教學網”具有最優的整合度的。比如，教室在課堂中進行課堂實錄的視頻課件，可以實時地直接上傳到指定教師的指定網絡課程中；互動反饋系統的反饋記錄數據也可以與網絡平臺互通；電子白板設備的視頻資源可以傳輸到網絡平臺上；英語語言學習系統、論文防剽竊系統、網絡視頻課堂系統、多媒體資源管理系統都可以通過登錄網絡教學平臺方便快捷地使用和實現資源呈現，如圖2所示。

CCIM模型的特點是單核心、多分支，具有良好的整合性、易用性、安全性，并能夠實現統一認證和單點登錄。圍繞教學平臺，可以通過選擇合適的系統和技術進行不斷整合，為師生的教學不斷帶來新的教學刺激與教學體驗，較好地吸引師生更加主動地使用教學平臺和體驗中心，服務教學，促進教學。

CCIM模型以混合式學習理論與網絡互動教學理論為指導，通過線下的互動培訓教室的軟硬件系統和設備，線上的網絡教學平臺，實現了資源的有效整合與集成，覆蓋了師生的網絡學習與生活，較好地彌補了多系統單機使用時造成的數據得不到有效積累的缺陷。

四、基于CCIM模型的新型互動培訓教室設計與實施的四個亮點

基于CCIM模型的新型互動培訓教室由于改造理念新穎，國內尚沒有參考成例，兼之改造要求復雜嚴格，整個設計改造過程經歷了設計、論證、邊施工、邊改進、邊完善的過程。新型互動培訓教室教學網體驗中心的技術方案與教學環境布局如圖3、圖4所示。經過總結提煉，改造中體現了4個重要的特色及亮點。

1．亮點1：梯形互動培訓電腦桌，提高培訓活動的互動參與效果

此次改造中，為了實現互動式培訓的理念，培訓桌的改造是重點，也是難點。以往的培訓桌多選購傳統的長方形電腦桌，培訓過程中發現傳統的電腦桌按行列順序擺放，前后排培訓參與者的互動參與程度和積極性存在較大差別。因此，改造之初，如何實現座位布置的平等化，減少因為座位排列造成的人為差異化，成為培訓電腦桌設計選擇的出發點。通過對多家家具公司的調研，沒有找到完全符合我們設想的現成的培訓電腦桌，而且同類培訓電腦桌的售價大都在每張2000元到3000元。經過多方努力，我們聯系某家具公司定做了符合我們需求的新式的梯形互動培訓電腦桌，價格也控制在了每張800元左右，這使得我們的改造經費可以更多地應用于其他教育新技術裝置的配備。

如圖5所示，6張梯形培訓電腦桌可以組合成一張六角形桌，每1位培訓參與者可以通過布置在四周的液晶電視、投影屏幕、電子白板等顯示媒介平等地獲取授課信息，課堂參與度得到有效提高。

2．亮點2：搭建教育新技術系統和設備的試用與展示平臺，促進教學改革

培訓教室改造之初，將其建設成為我校教育新技術系統和設備的試用與展示平臺是這次改造的目的之一。這既可以讓更多的師生在這里獲得高質量的培訓，也可以使其不斷地體驗與試用層出不窮的教育新理念、新技術、新設備，希望這些技術和設備對我校的教學改革起到推動與促進作用，讓它們更好地服務于師生。

目前，改造后的培訓教室具備直播與點播現場實時授課視頻的功能，通過計算機使用IE瀏覽器輸入指定的IP地址就可以遠程觀看教室內的課程實況；培訓參與者可以通過多媒體移動推車上的液晶電視、教室四周不同角度安裝的液晶電視、電子白板、投影屏幕全方位獲取培訓信息；培訓參與者可以通過IRS互動反饋系統，點按投票器表達自己的想法，實時參與教師的授課環節并看到互動參與的效果；培訓參與者可以通過USB攝像頭、帶麥克的耳機和手寫板等工具使用網絡視頻課堂與遠程參與者實時交流學習；培訓參與者可以在全新的環境中體驗教學新思路培訓的魅力與效果，通過主動的積極參與更好地投入到培訓學習中來。系統功能如表所示。

表 北大教學網體驗中心系統功能

3．亮點3：把握細節控制成本，努力實現改造經費最優化的使用

為了能夠將有限的改造經費最優化地使用，我們除了積極尋求廣泛的合作支持，也通過把握細節控制成本，比如經過詳細調研，我們發現國產液晶電視各方面的功能已經完全可以滿足我們的視頻展示需要，而且相對使用同類型進口電視價格方面可以節省40%的經費，節省下來的經費我們為培訓教室購置了漢王掃描儀和網絡打印機等數字化設備，最大化地為師生提供多種服務，類似的情況還有很多。此外，為了控制成本我們選擇了將1份較大的集中采購合同分拆成15份設備采購合同，分別聯系在質量和價格方面都有競爭力的多家學校協議供貨商進行簽訂，最后節省下來的經費最大化地應用到了教室硬件設備的改造上。

4．亮點4：以人為本，突出培訓服務特色，提升培訓服務質量

為了更好地突出培訓服務特色，提升培訓服務質量，我們在教室中專門設置了教學秘書辦公區、培訓服務區、培訓休閑區和培訓信息展板。專職的教學秘書隨時接聽培訓參與者的咨詢電話，第一時間幫其解決問題。在培訓服務區，除了可以領取培訓相關的所有資料，還可以尋求培訓幫助，使用我們提供的打印機、掃描儀等數字化設備。在培訓休閑區，我們為培訓參與者提供了茶水、咖啡、零食，使其培訓間歇可以放松心情，盡快投入到下一階段的培訓。

五、技術難點與創新

在新型互動培訓教室改造過程中，培訓電腦桌的選擇與設計是實現改造目標的重點和難點之一。多系統的集成整合所涉及的統一認證與單點登錄是另一個重點。此外，培訓教室的視頻資源管理系統的設計與實施需要考慮不同格式視頻資源的管理與發布，良好的可發布性也是改造過程中選擇系統時考慮的重點問題。

1．新型培訓電腦桌的選擇與設計

與傳統的長方形電腦桌相比，梯形電腦桌可以拼接組合，不同形式的組合可以為參與者帶來多種全新教學模式的體驗，前后排的差異化感覺減弱，使得課堂上的培訓師與參與者的互動氛圍更加主動和強烈。與液壓桿式的升降電腦桌相比，通過我們自行設計的采用木質翻蓋背板安裝定制的合葉插劃來調整固定翻蓋位置的方案，以及電腦液晶顯示屏通過定制的特殊設計的滑道鎖扣方案固定在翻蓋面板上，可以實現同樣的顯示器固定于鋼質液壓升降電腦桌并隨翻蓋開合的效果，但是單張桌子的造價成本相比節省了60%。

在經費有限的情況，通過采用自行設計、廠家定做的方案，實現了新型互動教室的教學環境布局變換的效果，也實現了臺式電腦與培訓桌靈活便捷的整合，避免了經費大量花費于購買價格較高的鋼質液壓升降電腦桌。

2．多系統的集成整合

統一認證、單點登錄是指用戶在其中一個系統登錄之后，再進入至其他相關系統時，不需要重復登錄。真正使用戶感覺到“一點登錄、所有系統通行”。基于CCM模型的培訓教室設計方案中，BB的教學管理平臺是核心，視頻課堂系統、互動反饋系統、視頻資源管理系統、電子白板等系統等都需要與BB平臺進行集成整合來實現統一認證和單點登錄，使得師生可以通過一套賬號登錄BB平臺后就可以使用所有相關系統。

在整合過程中我們曾遇到一些問題，其中部分問題已經解決，還有一些問題正在解決中。

由于學校的校園門戶系統并沒有采用通用的LDAP方式進行認證，因此BB平臺搭建過程中放棄了LDAP方式，而是通過Web Service認證方式實現了與校園門戶的賬號同步與統一認證。這樣，就導致了基于Adobe connect系統的視頻課堂服務在與BB平臺進行整合的過程中無法直接使用ConnectBBIntegration.war（Building block）插件，經過LDAP的配置實現統一認證，而也是需要采用Web Service認證方式來實現。與此相似，其他系統如視頻資源管理系統已經通過Web Service認證方式實現了統一認證與單點登錄（XML的部分代碼略如圖6所示）。[3]因此，建議其他單位在開展類似的整合項目時，應盡可能選擇系統推薦的國際通用的LDAP認證方案，這樣多系統整合時可以減少很多不必要的后續代碼開發工作。

以基于FMS的視頻課堂系統（Connect）與BB系統進行整合為例，我們要完成視頻課堂系統與BB系統實現單向的單點登錄，即通過校園網或BB系統的一次登錄實現視頻課堂系統的登錄。同時，根據校園網系統對校園網數據庫的更刪改查同時實現對視頻課堂系統中用戶表的更刪改查。校園門戶系統沒有采用LDAP的認證方式，經過分析，由于視頻課堂系統已提供Web Service的API，所以視頻課堂的接口可以通過Web Service通訊來實現。關于數據庫數據同步，一方面在得到校園門戶系統的足夠權限后，可以在校園門戶的更改用戶，刪除用戶部分執行相關Class類；另一方面在只能讀取校園門戶數據庫的用戶信息的情況下，則需要建立單獨的監控數據庫用戶的變更類來實現。

3．視頻資源管理系統與互動效果課件制作工具的解決方案

目前，流行的視頻格式有Adobe公司的Flash格式，Apple公司的MOV格式，Microsoft公司的WMV格式，Real公司的RM格式。經過十多年的積累，學校的教學錄像的視頻課件資源格式豐富，有符合精品課程要求的高質量AVI、MPEG格式的課件，有DVD光盤的VOB，有流媒體的FLV、WMV、RM和MOV格式的各種視頻文件。因此，通過網絡教學平臺能夠快速便捷地呈現這些資源就顯得尤為重要。

基于良好的可發布性、制作的便捷性、制作效果的動感性，在選擇視頻資源管理系統時，通過測試評估若干系統后，采用以Flash media server技術為基礎的網絡視頻課堂發布服務系統和視頻資源管理系統，實現了FLV格式的視頻課件資源可以方便實時快捷地呈現于網絡教學平臺，省去了大量的轉碼與編碼的時間。

此外，在選擇整合互動效果課件制作工具的過程中，通過大量測試評估后，選擇了可以將設計精美的Flash交互效果發布成單個SWF文件格式的制作工具，經過調查了解，增強的互動效果吸引了更多的師生主動使用工具和平臺，良好的發布性使得操作和應用更加簡單方便，對于促進教學起到了一定的作用。

六、結束語

基于CCIM模型設計實施的新型互動培訓教室投入使用以來，獲得了師生的廣泛好評與認可。經過項目的后期總結與討論，計劃在鞏固前期建設成果的基礎上，一方面，做好深化教學培訓體系、教學內容、教學方法等方面的改革，進一步提高培訓質量和管理服務水平的相關工作；另一方面，從移動學習、移動辦公、綠色辦公、低碳辦公的理念出發，基于CCIM模型進一步選擇整合專業的課件制作系列工具、綠屏摳像課件制作工作間、移動課件制作系統、移動學習工具、視頻資源展示系統等，使單核心多分支的新型互動培訓教室更好地服務教學，促進教學。

[1]鐘曉流.E時代教學環境的建設模式與趨勢——兼論教學環境的評價體系[R].清華大學電教中心.

[2]張偉遠.網上教學的原理與方法[M].北京:人民教育出版社,2009.8.

[3]北京大學IAAA統一安全系統服務集成指導說明書.

（編輯：金冉）

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1673-8454（2010）23-0033-05