基于移動寬帶網(wǎng)的手把手遠程教學模式實驗研究

【摘要】為探索基于移動寬帶網(wǎng)的手把手遠程教學，創(chuàng)設了實驗環(huán)境，以遠程指導電腦故障排除為實例，進行了72次實驗室教學實驗。實驗分析結果表明，在考慮設備差異的影響后，遠程手把手指導效果評分均在70分以上，是有效的，但比當面指導得分低10分以上。對于現(xiàn)象類似、解決步驟單一固定的教學內容，教學資料輔助遠程教學法效果最好。對于更復雜的教學內容，答疑式教學法更有效。研究還發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)手把手指導中最好的方法在遠程中未必最好。

【關鍵詞】移動寬帶網(wǎng)；遠程手把手教學；教學方法

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097(2012)06-0079-05

一 引言

移動遠程手把手教學模式基于傳統(tǒng)手把手教學發(fā)展而來，充分發(fā)揮了移動學習在非正式學習、活動學習及情境認知學習中的優(yōu)勢。它支持在突發(fā)性或緊急情景中，身邊無合適的指導者，又無法使用桌面固定聯(lián)網(wǎng)設備時，借助無線網(wǎng)絡和手持移動設備與指導者進行遠程聯(lián)系、讀取網(wǎng)絡教學資源，邊學習邊解決問題。國內外在移動遠程指導領域已進行了一些探索：

1 基于SMS的遠程指導

利用手機收發(fā)短信，為學生提供個性化的指導。如英國Kingston大學LTRG小組開展了評價短信應用于教學有效性實驗、德國Campus-Mobil項目[4]研究利用手機向學生發(fā)送個性化短信，以滿足學生的不同需求。北京大學移動教育實驗項目，基于GSM網(wǎng)絡和移動設備構建了移動教育平臺。

2 基于學習資源服務的遠程指導

開發(fā)者通過建設移動學習資源向學習者提供指導。臺灣中央大學BWL項目建立了蝴蝶觀察學習系統(tǒng)，為學習者提供戶外蝴蝶學習資源。挪威KNOWMOILE項目支持醫(yī)學專業(yè)學生遠程學習，使學生能利用移動設備查看學習資源，及時解決實際遇到的困難。西部藏民族基礎教育信息化資源建設、共享及應用研究項目中，對基于WAP技術的移動學習系統(tǒng)應用進行了探索。

3 基于WAP站點的遠程指導。

通過建設WAP網(wǎng)站對移動學習者提供指導。英國Ultralab實驗中心項目開發(fā)建立了WAP移動站點為青年人解決了一些教育不公平問題。

隨著移動網(wǎng)絡技術的發(fā)展，移動學習的研究重點將轉到探索如何處理移動學習中的教與學的關系、移動學習的有效學習方式、教學指導模式及課程資源設計開發(fā)等方面。但是，目前尚無移動寬帶條件下遠程指導的研究報道。前述研究均未考慮無線寬帶和可視互動對遠程指導系統(tǒng)的作用及影響，未見分析不同類型的學習內容選用哪種最佳教學方法的實驗研究。

遠程手把手教學更強調指導者與學習者之間實時可視的交互。3G技術的廣泛應用使手機用戶間可視對話成為現(xiàn)實，能促進移動遠程手把手教學的開展。我們基于Wi-Fi網(wǎng)絡和主流3G手機，設計了模擬移動寬帶網(wǎng)條件下的手把手教學環(huán)境，選擇具體教學案例在實驗室進行對比控制實驗，分析選用不同教學方法講授不同類型的教學內容時的教學效果，討論傳統(tǒng)手把手教學方法如何運用于移動寬帶網(wǎng)條件下的教學中，探索適宜不同類型教學內容的最佳教學方法。

二 移動手把手教學相關要素分析

1 學習情境與內容分析

移動遠程手把手教學強調突發(fā)情況下的學習，如突發(fā)電腦故障、緊急醫(yī)療救助、野外汽車維修、簡單家電故障等。以常見的電腦故障為例，維修人員常因時間、路程、精力等問題，無法在第一時間幫助用戶排除故障。而移動遠程手把手教學模式可使學習者通過手持移動設備與維修人員進行可視對話，由維修人員手把手教授維修技巧。

基于對電腦、電器、醫(yī)療救助等領域常見突發(fā)情景的分析，我們可以總結出三種類型的學習內容：①問題現(xiàn)象類似，解決步驟單一固定；②問題現(xiàn)象類似，解決方法多樣；③問題現(xiàn)象不同，解決方法相對固定。以電腦故障為例，XP系統(tǒng)重裝步驟單一固定；網(wǎng)絡故障現(xiàn)象類似，多為無法上網(wǎng)，但解決方法多樣。電腦病毒故障出現(xiàn)的現(xiàn)象不同，但在工具的幫助下，解決方法相對固定。

實驗中，我們對上述三種故障的現(xiàn)象及解決方案進行了歸類，確定知識的表現(xiàn)形式，開發(fā)適合移動學習的教學資源，形成相關的問題和解答方法數(shù)據(jù)庫，使學習者在遇到困難時可以隨時登錄求助；指導者在指導過程中也可直接選用。

2 學習者與指導者分析

學習者是具備一定的學習能力、邏輯思維和問題解決能力，希望借助3G手機上網(wǎng)學習電腦故障排除方法的成年人。

指導者通常為相關問題領域的專業(yè)人士，有豐富的經(jīng)驗，通過簡單教學技能培訓后能開展遠程指導。

3 教學方法分析

手把手教學更強調指導者與學習者之間的實時交互，以XP系統(tǒng)重裝實驗為例，實驗選用以下三種常見教學方法。

(1)答疑式教學：學習者與指導者通過問答式學習知識技能。指導者通過視頻對話，了解學習者對XP系統(tǒng)重裝的要求，學習者提出重裝過程中遇到的問題。例如，如何進入BOIS系統(tǒng)?如何安裝驅動?等等。指導者隨問隨答，直至學習者完成XP系統(tǒng)重裝為止。

(2)教學資料輔助教學：學習者在指導者的引導下，通過查閱教學資料學習知識技能。指導者了解具體情況后，向指導者概述重裝的主要步驟，將安裝教程發(fā)給學習者，學習者通過學習教材完成XP系統(tǒng)重裝。

(3)演示示范教學：指導者根據(jù)教學內容向學習者演示示范，學習者通過觀察指導者的演示過程，掌握相關的知識。指導者通過手機與另一臺電腦，向學習者演示XP系統(tǒng)的重裝過程。學習者通過觀察演示過程學習，完成故障電腦XP系統(tǒng)重裝。

遠程手把手教學的視頻指導有：①視頻直接指導，指導者通過視頻觀察學習者所遇到的問題，通過答疑或演示的方式分步驟指導學習者解決；②教學資料輔助指導，指導者通過視頻觀察學習者所遇到的問題，判斷問題狀況及解決方案，邊講解邊指導學習者查看相關教學輔助資料解決問題。同時，我們以傳統(tǒng)面對面教學實驗作為對比。

三 教學實驗設計

1 實驗環(huán)境設計

針對研究目的，我們設計了教學實驗環(huán)境見圖1(a)。實驗室內以Wi-Fi模擬移動互聯(lián)網(wǎng)連接，安裝攝像設備，錄制實驗過程以便于實驗結束后觀察和研究教學過程。

實驗環(huán)境有兩個封閉實驗室，A室有一臺故障電腦，供學習者使用：B室有無故障桌面電腦一臺，供指導者使用。兩個實驗室均被無線網(wǎng)絡覆蓋。兩人均持3G手機，通過Wi-Fi上網(wǎng)。教學過程采用一對一指導形式。

鑒于不同手機對教學效果有影響。我們選取Android手機及iPhone4兩類常見智能手機，并通過取平均值的方法，盡量抵消設備對教學效果的影響。用視頻版手機QQ作為遠程通訊工具。

表中T₁、T₂、T₃代表指導者，為隨機選擇。T₁使用答疑式教學方法，T₂采用教學資料輔助教學方法，T₃使用演示示范教學方法。三類內容分三批次，每批次均由三位指導者分3種方法，在傳統(tǒng)與遠程兩種情景下開展6組教學實驗。

實驗以平衡法來控制干擾變量，將24名參加實驗的學習者隨機分派到傳統(tǒng)與遠程教學兩組，各組再分成3個小組，分別對同一內容采用不同教學方法講授，使各組實驗對象所具備的各種干擾因素機會均等，互相平衡而抵消，以最大限度地降低因指導者或學習者個人因素對研究結果的影響。例如，A_1，1-A_1.4為參加傳統(tǒng)組中參加類型①(XP系統(tǒng)重裝)教學實驗的4個學習者，A_2.1-A_2.4為參加類型②(網(wǎng)絡故障排除)教學實驗的4個學習者。類型①實驗完成后，再將24人重新隨機分為6個4人組進行類型②實驗。共進行72次實驗，傳統(tǒng)36次，遠程36次。

4 實驗評價方案

從學習效果角度評價不同教學方法的教學效果，評價主體為學習者。以評價全面性及可比性為原則，我們選擇了4個評價指標(見表3)通過問卷收集評價情況，前三個對教學方法效果進行評價，后一項用于了解設備性能對效果的影響。實驗后收集的問卷數(shù)據(jù)，以加權平均法估算教學效果。

四 實驗數(shù)據(jù)收集與分析

我們于2011年6月對指導者進行了培訓，2011年9月新生開學后，通過問卷調查挑選只會使用電腦和簡單上網(wǎng)但電腦故障排除知識很少的24名本院新生作為學習者。教學實驗在學院實驗中心的兩間封閉實驗室中進行，為時2個月。

1 實驗數(shù)據(jù)收集

調查問卷在每次實驗后由學習者當場填寫，當場回收。共計發(fā)放問卷72份，回收有效問卷72份。收集的原始數(shù)據(jù)如表4所示，評價標準劃分為差、及格、中等、良和優(yōu)5個等級；中間的數(shù)字代表選擇該項的總人數(shù)。例如，類型①內容、采用答疑式教學法進行傳統(tǒng)手把手教學，在教學效率方面，有3人認為“良”，而遠程組只有2人認為“良”。

2 教學效果得分估算

用加權平均法估算不同教學方法教授不同類型內容的教學效果。其中，優(yōu)計95分、良計85分、中計75分、及格計65分、差計45分。表5給出了答疑式教學法進行遠程手把手教授類型①內容時的教學效果得分計算過程。其中，每項指標的得分為選擇該級別人數(shù)及其級別分的加權平均。

根據(jù)計算，可認為手把手遠程教學，采用答疑式教學方法進行類型①教學的效果為74.16分。同樣可計算出其他數(shù)據(jù)，結果見表6。根據(jù)表中數(shù)據(jù)，可得圖2和圖3。

3 考慮手機設備因素后，遠程手把手教學效果評分估算

基于表4學習者對手機等實驗設備性能評價的原始數(shù)據(jù)，用加權平均法算出設備性能評分(見表7)。為進一步消除設備因素對教學效果的影響，假定：相同的教學內容，采用性能好的手機則教學效果更好，手機性能得分與教學效果得分正相關。但不同的人評分會有偏差。

根據(jù)表7的設備性能評分，可對每類教學內容的教學效果分微調。辦法是同一類教學內容中設備分最高的教學效果分不變，而設備性能評分較低者按其與最高分的差距等比例擴大。如表7中類型①的演示示范教學的設備分為77.5，而該類型教學中最高設備評分為80。因此，該項的教學效果得分調整為82.5*80／77.5=85.16。類型②、③也做同樣處理。基于表6和表7得出表8。根據(jù)表8，可得圖4。

4 討論與啟示

從圖2可知，傳統(tǒng)手把手教學下，采用演示示范教學方法進行類型①及類型③的教學效果優(yōu)于其他兩種方法；答疑式教學法用于類型②的教學優(yōu)于其他兩種教學方法。

從圖3可知，在移動遠程手把手教學中，若不考慮設備因素，教學資料輔助教學方法用于類型①明顯優(yōu)于其他兩種教學方法，同時應用于類型②教學略優(yōu)于其他兩種方法，答疑式教學方法用于類型⑧教學效果優(yōu)于其他兩種方法。

遠程手把手方法在桌面電腦無法上網(wǎng)時，三種教學方法多數(shù)得分在70分以上，說明能夠解決問題，有效和有價值的。而比較傳統(tǒng)與遠程的得分，遠程的效果普遍比傳統(tǒng)低。

從圖4可知，如果考慮設備因素，則類型①以教學資料輔助教學方法最好，演示示范教學次之；而對于類型②教學以答疑式教學效果較好好，演示示范教學次之：對于類型③也是答疑式教學效果最佳，教學資料輔助教學次之。

另外，我們發(fā)現(xiàn)演示示范教學在傳統(tǒng)手把手教學中教授類型①和類型③問題效果較好，但在遠程手把手模式中教授類型③則效果最差。說明我們不能將面對面的教學經(jīng)驗直接搬到遠程情景下，否則效果不一定好。

總體來說，答疑式教學法在遠程手把手教學中效果好，值得重視。同時，我們認為遠程手把手教學在教學內容與教學法方面宜采以下策略：類型①－問題現(xiàn)象類似、解決步驟單一固定，首選教學資料輔助教學法；類型②－問題現(xiàn)象類似、解決方法多樣，首選答疑式教學教學法；類型③－問題現(xiàn)象不同、解決方法相對固定，首選答疑式教學教學法。

五 本文貢獻與不足

本文貢獻：①設計了一個模擬移動寬帶網(wǎng)條件下的移動教學實驗環(huán)境，可在移動寬帶網(wǎng)(4G以上)尚不廣泛使用時開展教學實驗；②驗證了在傳統(tǒng)手把手教學無法實施的情景下，利用3G手機開展遠程教學解決突發(fā)性問題是可行和有效的；③通過實驗，說明不同類型的教學內容宜選用不同的教學方法、面對面的教學經(jīng)驗不能直接搬到遠程情景，并針對三種類型的教學內容提出了具體的教學法選擇策略。

研究缺點：①樣本選擇方面，雖然是隨機分組，但樣本總數(shù)低，且學習者均為在本校軟件工程專業(yè)大一新生；②實驗教學內容方面，僅選取電腦故障中的部分案例，有待研究其對其他類型的教學內容的適用性；⑨教學資源的設計過于簡單，將影響研究結果；④實驗組織中盡管采取了隨機分組、指導者培訓、加權平均分計算等方法降低干擾，但教學效果的關鍵影響因素及其權重還有待進一步研究。

最后，本研究的結論還需通過更真實、更大范圍人群、更多真實教學內容的實驗中進行完善與修正。

編輯：李原