南開大學帶你認識現代化的TEAL教室

文/本刊記者 陶春

南開大學帶你認識現代化的TEAL教室

文/本刊記者 陶春

編者按：

南開大學新聞網上有一篇這樣的文章，標題為《走進大陸首家TEAL教室，感受南開互動課堂》，正文一看，那更為奇妙：“一間教室，擁有6臺投影儀、10塊白板、10個攝像頭，授課教師會不停穿梭在同學間，聽課同學可以隨時‘交頭接耳’。”這就是南開大學物理學院的TEAL教室。為此，記者采訪了南開大學物理科學學院副院長李川勇教授。下文帶大家一起走進該課堂，看看與傳統課堂有什么不一樣的地方。

TEAL教室進行本地化實現

《中國教育網絡》：南開大學引入TEAL有什么樣的契機呢？

李川勇：南開大學物理科學學院一直以來專注本科生教學改革，在2009年為建設 “國家基礎人才拔尖計劃”——物理伯苓班時，調研了國外高水平高校物理學專業的教學，了解到MIT的TEAL教學模式。當時覺得TEAL與南開物理伯苓班教學改革思路有相通之處，2012年，我們申請得到經費支持并建設了“南開公能TEAL”教室。通過對TEAL的了解，我們覺得相比原有授課方式，其特點在于：師生互動性強、小組合作、同伴學習、自主學習、物理圖像可視化等。

《中國教育網絡》：你們引入TEAL教室的時候，有沒有顧慮？

李川勇：當時最大的顧慮是TEAL模式如何中國本土化的問題以及中國學生對TEAL模式的適應情況。但我們當時認為這種新教學模式是有益處的，經過我們的努力也得到了“國家基金委的物理基地條件建設”的支持。

《中國教育網絡》：你們是全盤引進，還是加以研發和落地化的改進，如果有研發，主要是哪方面的研發和新設計？

李川勇：依據TEAL教學思維，結合南開大學教學需求和當今技術條件，我們的技術團隊對TEAL教室進行了本地化實現。具體方案為：

1.教室硬件方面全部使用國產視頻數字矩陣并進行了二次開發，實現了將任意視頻源（教師電腦、學生電腦、討論白板、桌面演示攝像頭）投射到任意的投影幕布，支持一對一、一對多和多對多的投射方式，并且支持觸控電腦和手持設備控制方式。

2.南開大學基礎物理實驗中心為TEAL教室設計研發了多種演示實驗教具及學生桌面實驗設備。

3.引入了課堂應答系統（Clicker），老師可以在講課中插入互動試題或者討論題目，學生通過手機APP答題或利用小組電腦實現小組答題，將學生“聽課”與“參與互動”兩種狀態無縫融合，教師隨時掌握課堂教授效果。

隨著對TEAL教室使用深入，迫使教師必須改變原有的備課方式，投入精力設計課程，包括課前的預習系統，課中的測試環節，課后的習題系統，答疑系統也需要跟進，這樣才能保證TEAL的效果。在硬件設備上主要調整的是根據教師反饋優化教室總控的控制界面，增加更多的快捷操作方式。

《中國教育網絡》：介紹一下教室和普通教室不一樣的布置以及上課的特點。您認為，帶給學生最大的不同是什么？

李川勇：上課時，學生圍繞教師而坐，教師可以利用TEAL教室的“投影書寫筆”功能自由書寫公式及教案。在這里，每一位學生都能與老師近距離交流，360度自由轉動的座椅也更加利于課上同學與老師的互動。小組討論時，平均3名同學便可使用一塊白板進行問題研討，而教師也可在3秒鐘內到達任何一名同學身邊，為大家答疑解惑。討論結束后，授課教師可以利用“白板討論”功能將每個小組的討論情況用攝像頭投射在屏幕上，幫助同學們理解課程、分析結果。

根據教學的需求, TEAL教室設計布局如圖1所示，有5張圓桌（圓桌兼具簡單實驗臺的功能），每張圓桌可供2個小組（每3人1小組）6人使用，每個小組配備一臺電腦。在教室四周間隔布置10塊白板和6塊投影幕布，10臺高清攝像頭分別記錄每塊白板前的活動。這樣的布置保證坐在任何位置的學生都能夠清楚地看到投影的展示，同時每個小組就近都有一塊白板用于小組討論。

教師桌位于教室的中央，是整個教室的控制中心，桌上配有觸控電腦、實物投影儀、攝錄演示臺等設備。這樣整個教室沒有前后之分，教師可位于教室中任意位置，學生參與課程的程度均等。另外，在教室的一端做出一個準備室，用于存放與準備課堂演示實驗器材。

相比于以往傳統教學的場景，一張講臺、一塊黑板、一臺多媒體以及上百人的大教室，TEAL教室具有其獨特的優勢。它讓學生感到自己真的成了教室的主人，正像學生總結的：“我們自己討論，自己作展示，自己講解，這也加深了我們對知識的掌握和理解程度”。

總結起來TEAL的核心優勢在于：一是現代技術在課堂上的應用，比如電腦、多媒體、互聯網等；二是TEAL的投入和使用大大提升了同學們的學習興趣，改變了傳統教室中“教師主體”的固定模式，使學生真正變成了“主角”；三是能隨時了解學生的進度，有效地控制課堂的進度；四是更加注重同伴學習和師生互動，同學之間的交流也更加熱烈；最后是強調了學生課上的參與和知識的真正掌握。

TEAL是Technology Enabled Active Learning的縮寫，顧名思義，TEAL教室是利用科技支援學生能動性學習的地方。與傳統教室相比，它配備有更多科技產品，為學生創建了一個能夠高度合作、動手實踐、在計算機支持下進行交互式學習的教學環境。

TEAL是美國麻省理工學院和微軟公司合作研究的基于現代技術的教學改革項目。TEAL以一種全新的方式講授課程，強調互動性、可視化和物理圖像的建立，需由特殊設計的教室來實現。在授課過程中，學生以小組合作的形式參與課堂實驗和問題討論。教師除了傳統的課程講授，還能隨堂測驗學生的理解和參與程度，以便隨時對授課內容和形式做出調整，確保課堂效果。從2000年秋季開始，該項技術被用于麻省理工學院的電磁學教學中。

面對TEAL教室 師生都需調整狀態

《中國教育網絡》：對于學生和老師來講，主要是哪方面的挑戰？老師需要哪方面的調整呢？

李川勇：TEAL強調學生課上的參與和知識的真正掌握,因此對學生來說，課前要有充分的預習準備才能參與討論，同時TEAL課堂對交流溝通能力和團隊協作能力也有較高的要求。

對于學生來講，同學們大都覺得這是一個很好的平臺，非常有利于協作式學習（例如《光學》課的課堂討論，尤其是小組討論時候的演算和成果展示），有利于同學們隨時交流討論和互助學習，課堂的討論氣氛濃烈。而且可以隨時查詢網絡，對知識點有更深刻的認識。并且，更加強化了對物理概念的理解。因為教室的布局技巧，老師授課時不用局限于講臺這“一畝三分地”，可以處于教室的任何地方而不影響講課質量，這就使得每個同學無論坐在哪里都有均等機會與老師互動。

對于教師來講，TEAL要求更多精力投入，需要教師對上課過程做精心的設計，比普通的備課更加花時間。當時，TEAL第一個引入的是由孫騫教授全英文講授的本科二年級上學期的《光學》課程。教案為針對“伯苓班”授課目標由任課教師自主編寫的全英文教案，課程同時使用多本英文教材作為參考書目。同時課程引入了自主研發的“光彈性效應”、“光偏振”、“光色散”等系列實驗互動演示教具，并使用課堂應答系統，實現對學生學習效果現場調查。

圖1 課堂結構

TEAL教室的建設門檻主要為師資團隊

《中國教育網絡》：在TEAL教室中先后開設了《光學》《理論力學》《原子物理》《物理研討2》等主干課程，這些課程有什么新的教學理念？主要體現于哪里？您認為，哪些課程適合在這樣的教室中開展？

李川勇：“南開公能TEAL教室”中體現的教學理念是和南開物理本科教學以及物理伯苓班教學改革理念一脈相承的。南開大學物理學科學院“伯苓班”于2009年開始招生，其教學理念為：1.強調學生個性化培養，關注學生個人成長，班級成員在學期間參加素質拓展訓練、井岡山理想信念教育、西南聯大物理營等活動；2.努力培育學生國際化視野，每名學生均有2~3次境外游學和科研實習的機會；3.注重課堂教學改革，關注國際教學前沿，不斷創新教法、學法；4.開設了針對本科生科研訓練的《物理研討》系列課程；5.通過物理學術競賽（PT）系列活動，營造學術氛圍。

經過實踐，我們認為TEAL教室適合學習主動學生的小班教學。適合討論式課程如“理論力學”。老師講授在普通課堂進行，定期的討論課安排在TEAL教室方便互動，激發師生討論興趣。再如“光學”實驗現象較多，TEAL教室很好地支撐了演示教學。

《中國教育網絡》：類似的TEAL教室是否適合在全課程、各大高校普及？申請TEAL教室的建設需怎樣的條件呢？

李川勇：TEAL是利用現代科技教學的一種方式，它的優勢在于體驗性和互動性，輕松活躍的教學環境，激發學生的學習興趣，提高了教學效率和質量，我們認為它能很好地支持各種學科。只要（經費、場地）條件允許可以普及到各高校甚至中、小學教育。TEAL教室的建設門檻主要在師資團隊上，畢竟硬件作用的發揮最終還是要落在使用人員的能力上。

《中國教育網絡》：翻轉課堂的推廣，最大的瓶頸和困難是什么？

李川勇：翻轉課堂是一種新型的教學方式，所面臨的困難就如通過TEAL遇到的一樣，教師方面要根據課程節點的變化重新設計課程，投入更多的經歷；學生方面要把學習前移，同時整個課程必須全身心投入，改變不習慣討論的學習方式，要積極表達。

對于國際先進教育方式引進上，我們覺得要注重思路借鑒，積極將先進技術引入課堂，激發教法和學法的改變，通過關注學生學習過程，真正提高學習效果。

《中國教育網絡》：今后的考慮是什么？

李川勇：雖然TEAL教學已經取得不錯的成績，但是，在以后還有以下幾個方面需要進一步發展。

一是硬件方面，隨著深入使用，各種設備不適應的地方需要調整，還得投入硬件上的一些使用技巧和匹配程度等。

二是教師投入精力設計課程，包括課前的預習系統，課中的測試環節，課后的習題系統，答疑系統也需要跟進，這樣才能保證TEAL教學的效果。

三是授課團隊的跟進，使用TEAL教室的課程，一名主講教師不能順利完成，需要配多名助教，幫助課程講解、演示，還有其他準備工作。教師的專業水平和課程的準備是永無止境的，需要我們不斷提高。