信息技術優(yōu)化開放大學云教室教學系統(tǒng)應用研究

[摘 要]在探索現(xiàn)代科技與教育深度融合的道路上，國家開放大學構建了覆蓋全國電大系統(tǒng)的云教室教學系統(tǒng)，用于促進優(yōu)質教育資源的共享。文章針對云教室教學存在的不足，分析云教室教學的應用需求，介紹了相關的信息技術，設計了信息技術與云教室應用相結合的教學過程，最后通過實踐教學，分析了信息技術優(yōu)化云教室的教學效果，旨在促進云教室能夠更好地為現(xiàn)代遠程教學服務。

[關鍵詞]信息技術;開放大學;云教室教學系統(tǒng);云教室

[中圖分類號]G434 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-7656（2020）06-0021-06

一、云教室教學存在的不足

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》指出：“加快教育信息基礎設施建設，信息技術對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”，為了探索信息技術與教育教學的深度融合，國家開放大學于2013 年在全國廣播電視大學系統(tǒng)內建設了一批集學、測、考、控一體化的云教室，構建了多端融合的數(shù)字化教學環(huán)境，改善了線上教學體驗，促進了優(yōu)質教育資源共享共建。經過三期的云教室建設，目前，國家開放大學已經在全國各分部和學習中心建設了幾百間云教室，構建了一個遍布全國電大網絡的云教室教學系統(tǒng)，但是，從教學實踐來看，并未達到預期效果，主要存在以下問題：一是云教室系統(tǒng)功能不完善，雙向交互建立有難度，教學只滿足視頻互動，交互性不足[1];二是教師授課形式單一，主要是講座式的授課方式，由于缺乏設計，授課效果欠佳[2];三是資源生成途徑不通暢，不支持多終端接入，學生只能在指定時間、指定的云教室才能看到，教學過程中難以將授課內容及時發(fā)布，失去了“隨地隨學”的應有意義[3]。云教室建立的初衷是創(chuàng)建多端融合互動的數(shù)字化教學環(huán)境，由于流暢高清的視頻互動對網絡帶寬要求較高，目前云教室無法滿足幾十個點的多端互動，尤其是進行大規(guī)模的教學時，只能采取教師主講和學生直播觀看的模式，學生難以真正參與到課堂中來，教師無法得知學生的習得情況。利用信息技術手段優(yōu)化云教室的教學功能，可滿足教師的多樣化教學，讓學生可以隨時參與課堂討論，實時進行學習測驗，方便教師檢驗學習效果，并能夠為教師的課后評價提供依據(jù)。

二、云教室教學應用現(xiàn)狀

教師要上好一堂課，就需要進行教學媒體的分析，分析所處的教學環(huán)境對教學的支撐程度，才能選擇適合的媒體來有效輔助教學。

（一）云教室教學優(yōu)勢及效果

首先，分析云教室在教學上的優(yōu)勢。以云教室建設現(xiàn)狀來看，一是具備統(tǒng)一的教學功能布局和裝修風格，有助于營造舒適的教學環(huán)境，在心理上會形成一種良好的品牌效應，提高使用體驗;二是云教室能夠實現(xiàn)面對面的實時視頻互動，從而讓空間分離的師生仿佛置身于真實的課堂，增強了教學現(xiàn)場感，有助于營造課堂氛圍;三是云教室具備功能豐富的電子白板系統(tǒng)，例如插入動畫、視頻等，有助于教師設計豐富的多媒體課件，教師在授課過程中，可以充分展示教師的教學過程，例如使用智能筆圈畫知識點、使用遮布遮掩考查內容、使用時鐘計時等，從而使得教學充滿趣味性。

其次，云教室在教學交互上存在局限性。教學交互是一種發(fā)生在學生和學習環(huán)境之間的事件，它包括學生和教師、學生和學生之間的交流，也包括學生和各種物化的資源之間的相互交流和相互作用[4]。具體來說，教學交互可以歸結為三種形態(tài)（如表1所示）：一是人與人之間的交互，二是人與教學資源的交互，三是個體反思性交互。人與人的交互是云教室最基本的交互方式，云教室通過視頻會議系統(tǒng)能夠較好實現(xiàn)教師與學生的面對面互動，但是多點教學互動容易產生聲音干擾，因此，當開展多對多交互的教學活動時，只能通過有序的禁言和開啟發(fā)言方式實現(xiàn)人與人之間交互。人與教學資源的交互主要是通過教師把資源放在云教室網絡平臺上，供學生在課前或者課后進行自主學習，在授課中，如果學生既可以同步老師的課件，又可以自主回顧之前的課件內容，對不懂的知識進行標注，能夠激發(fā)學生的學習興趣，而云教室教學現(xiàn)實是學生只能單向接收教師播放的課件內容。個體反思性交互，是教學交互希望達到的教學形態(tài)，建構主義認為學習者需要通過新、舊知識經驗的相互作用，來形成、豐富和調整自己的認知結構，對于教師而言，需要不斷地總結和反思教學過程，以促進教學的優(yōu)化，對于學生而言，需要通過學習來重新建構自己的認知結構，教師通過觀看課堂錄像來觀察和分析教學過程，找到教學不足點，從而有針對性調整教學設計，提高今后的教學效果，也可以通過討論交流、試卷考核、拓展資料的形式，觀察學生對知識的掌握程度，促進學生的個體反思，但是，云教室系統(tǒng)平臺缺少在課后的持續(xù)跟進教學功能。

（二）相關的信息技術

隨著信息技術與教學的不斷融合，越來越多的信息技術在教學上得以應用，為了彌補云教室在教學應用上的短板，需要借助其他現(xiàn)代信息技術的優(yōu)勢，與云教室教學功能相結合，從而滿足教師多樣化的教學設計需求，輔助教師上好每一堂課。

1.二維碼技術

二維碼是用特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向）上構成的黑白相間的圖形 [5]，二維碼制作方便，網上有許多免費的二維碼生成工具，例如草料二維碼網站，可以把文本、圖片甚至是小視頻生成二維碼，由于二維碼具有信息容量大、防偽性強、制作成本低、便于分享等特點，使得二維碼技術在教學中得到廣泛應用，教師可以利用二維碼技術分享教學資源，把二維碼插入課件中，使得課件設計更美觀，學生獲取資源更方便。

2.無線投屏技術

無線投屏技術為資源的共享提供了更多便利，利用無線投屏技術可以將會議內容、多媒體文件、視頻畫面投放到另一面屏幕上進行互動呈現(xiàn)，隨著教育信息化的推進，無線投屏技術在教學領域也越來越多地得以應用，在無線交互性多媒體教學環(huán)境下，過程演示更加靈活方便，學習成果呈現(xiàn)更加便捷[6]，無線投屏技術使得師生、生生交互更加活躍，學生遇到問題，可以通過拍照、錄音或錄像的形式將問題快速傳給教師，教師也可以擺脫講臺的束縛，拿著智能教鞭（智能手機）來控制PPT的播放，隨時暫停課件內容、標注知識點，而且還可以隨時分享學生的作業(yè)，在課堂上進行點評，在以教師為中心的講授型課堂上，可以讓教師融入在學生之間充分展現(xiàn)自我，在以學生為中心的協(xié)作探究課堂上，方便學生快速分享學習成果。

3.問卷星

問卷星向所有用戶提供免費的、公益性的公眾調查服務，其最大特色在于可以創(chuàng)建多種類型的問卷，例如問卷調查、在線考試、報名表單、360度評估、在線測評、在線投票、用戶體系等，并且具有靈活的發(fā)布方式和強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能[7]。教師可以使用問卷星來輔助教學，根據(jù)自己的實際教學需求，設計問卷，當創(chuàng)建問卷后，問卷星平臺可以立即生成訪問鏈接和二維碼，教師可以在課前、課中或者課后把二維碼分享給學生，學生做完問卷后，問卷星平臺會自動改卷、匯總成績，并且有詳細的考核路徑及用時顯示等統(tǒng)計數(shù)據(jù)，教師可以根據(jù)此數(shù)據(jù)調整教學方案。通過問卷星的使用，教學問卷批改更高效，問卷更加便于管理、保存和分享，提高了教學效率。

4.雨課堂

雨課堂是學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同研發(fā)的一款智慧教學工具，包括基于PPT的雨課堂插件和基于微信的雨課堂教學平臺，雨課堂教學以PPT為載體，以微信為教學環(huán)境，首先使用雨課堂插件設計好PPT課件，然后通過雨課堂微信小程序向學生推送課件資源、習題等學習資料，教師還可以在雨課堂開展一系列教學活動，例如進行小測驗考核、開展小組討論、進行投票活動、通過彈幕發(fā)表觀點等。雨課堂特點是輕便，有多少學生到課，一目了然，同時，隨機點名、彈幕等互動功能能夠活躍課堂氣氛，提高學生的參與度，學生的參與過程全程記錄，并且提供了全周期的教學數(shù)據(jù)分析，能夠有效幫助教師實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅動的教學，使得教學過程評價更加科學和公平。

三、多種信息技術與云教室教學的融合設計

國家開放大學云教室教學系統(tǒng)的建成，在改變廣播電視大學的傳統(tǒng)面授模式、促進異地同步教學發(fā)展、實現(xiàn)師生異地面對面交流互動等方面具有重要作用，改善了學生的學習體驗，提高了現(xiàn)代遠程教學效率。以物聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)為代表的信息技術在教育領域的不斷深度融合，促進了混合式教學的應用越來越普遍。為了避免教學形式單一化，應該在云教室的現(xiàn)有功能上，結合其他信息技術的優(yōu)勢，探究開展多種教學方法、學習策略與評價方法的教學活動，從而豐富云教室的教學應用，促進現(xiàn)代遠程教學的有效開展。

（一）基于云教室的多種信息技術混合式教學過程設計

在進行云教室教學實踐中，云教室與二維碼、無線投屏、問卷星、雨課堂等信息技術工具進行了有機結合，實現(xiàn)了課前、課中、課后的有效銜接，讓技術與教學相互融合，為教師的教學提供更多的選擇，實現(xiàn)了人與人、人與資源、個體反思等多維度的教學交互，有助于提高教學效果。基于云教室的多種信息技術混合式教學過程設計如圖1所示，包括課前設計、課中授課、課后測評和反饋等四個階段。

1.課前設計

課前，教師按照預先設定好的教學進度為學生設計教學課件和活動。完善的教學課件能夠幫助學習者厘清學習內容架構，有助于學習者理解和掌握教學內容，在設計教學課件時，對于難以理解的重難點知識，可以設計拓展資源或者微課視頻進行輔助講解，通過二維碼，把輔助講解的資源放在課件里，避免課件布局雜亂，保證頁面整潔，利于學生閱讀。為了讓課件具有交互性，設計的課件要利于在云教室電子白板上運行，設計時要注意頁面的留白設計，便于使用電子白板筆畫工具進行書寫，在使用電子白板時，要充分利用輔助工具輔助教學，如屏幕內容放大、聚光燈、遮屏、查看快照、查看板書以及利用自定義功能，隨時調用電腦的應用程序或者訪問設定的網頁，還可以利用層技術和圖形編輯功能，把靜態(tài)的圖形變成動態(tài)，精心設計過的電子白板課件使得教學更有趣味性，更能激發(fā)學生的思考。

2.課中授課

教師在云教室教學過程中，為了進一步提高教學的互動性，可通過三種方式開展教學活動。

一是云教室教學與二維碼、問卷星相結合的方式。這種方式適合教師在云教室中開展實時問卷互動的教學，具體做法：教師課前用問卷星制作好問卷，如在線測評、在線投票等問卷，把生成的二維碼插入在課件的適當位置，當教師在云教室上利用電子白板授課時，講解到有二維碼的地方，學生可以掃碼進行在線測評或者在線投票，教師也可以通過二維碼生成其他的拓展資源、微課小視頻讓學生掃描，以滿足學生的學習需要。學生做完問卷后，教師可以實時進行統(tǒng)計，測評數(shù)據(jù)，一鍵生成圖形化報告。

二是云教室教學與雨課堂相結合的方式。這種方式適合教師在云教室中開展多維互動的教學，具體做法：教師課前設計好PPT課件，在課件的適當位置處插入視頻和測試，然后在云教室一體機上直接打開PPT，點擊開啟雨課堂授課即可，其他云教室的學生或者移動端的學生通過掃碼或者輸入課堂暗號即可同步到雨課堂當中，教師的課件會實時同步到每一個學生的手機微信上。這種方式和傳統(tǒng)課堂使用雨課堂類似，只不過在云教室中，傳統(tǒng)課堂的面對面教學換成了遠程的面對面視頻互動教學，學生通過視頻觀看教師的操作，教師也可以通過視頻觀察學生的狀態(tài)。教師可以通過雨課堂用手機遙控PPT課件播放，學生也可以回顧PPT課件，并對不懂的內容進行標注，教師在教學過程中，可以隨時發(fā)起隨機點名功能，隨機抽取學生回答問題，提高學生的注意力，開啟彈幕功能，讓學生發(fā)表觀點，了解學生對知識點的掌握情況，進行在線小測試，實時顯示學生回答的正確率，以此來鼓勵學生學習。此外，還可以通過在線投票等活動活躍課堂氣氛，鼓勵學生參與課堂互動，提高學習的積極性。

三是云教室教學與無線投屏技術相結合的方式。這種方式適合教師在云教室中開展案例分享式教學，通過無線投屏技術，教師可以游走在學生當中授課，隨時發(fā)現(xiàn)學生存在的問題，把問題共享到大屏，或者讓學生把布置的作業(yè)投屏到大屏，然后教師在大屏上對其進行點評，進入到云教室的學生都可以觀看到教師點評的過程，并能參與討論。由于云教室分布在不同的地方，無線投屏必須要配合視頻會議系統(tǒng)一起使用才能達到上述教學效果，具體操作是在各地云教室搭建異地同屏系統(tǒng)環(huán)境，即在各個云教室安裝具有異地同屏功能的無線投屏盒子，把所有的無線投屏盒子都接上網絡，當A盒子接入的無線設備要投屏到B盒子連接的大屏上，需要A盒子接入的無線設備輸入B盒子提供的投屏碼，這樣就可以把A盒子的投屏內容傳輸?shù)紹盒子的大屏上，實現(xiàn)異地投屏功能，把教師所在云教室無線投屏設置為B盒子，其他云教室的無線投屏設置為A盒子，其他云教室的學生就能夠把自己的作業(yè)投屏到教師所在的云教室一體機上，教師利用電子白板功能進行圈畫批注、保存和分享，教師的演示過程可以通過云教室的視頻會議系統(tǒng)傳輸給其他的云教室，參與到教學中來的云教室就構成了一個無線投屏互動教學的環(huán)境。

在授課中，教師可以根據(jù)實際教學需求將三種方式結合使用，也可獨立使用。例如，如果教師需要實現(xiàn)講授和作業(yè)課堂測評的教學，可以選擇無線投屏、問卷星和云教室相結合的方式，如果老師需要實現(xiàn)各個云教室的學生簽到、學生隨時可以發(fā)表觀點、隨堂測驗的教學，可以選擇雨課堂、問卷星和云教室相結合的方式。

3.課后評測

課后，教師通過問卷星設計教學問卷，調查學生學習情況，然后組織課程建設團隊在云教室開展教學研討，通過課堂錄播系統(tǒng)回顧課堂教學過程，結合問卷星的教學問卷反饋，對教學進行評價，研討教師在教學過程中注意的問題，有哪些優(yōu)點值得推廣，有哪些不足需要改進，從而幫助教師在云教室教學中發(fā)揮更好的教學效果。教師也可以通過雨課堂推送課后作業(yè)和拓展資料給學生，學生通過測驗和閱讀拓展資料完成對知識的鞏固，教師可以通過測驗結果，了解學生對知識的掌握情況。

4.反饋

經過課后評價，總結教學問題，教師對教學過程進行反思，形成了個體反思性交互，彌補不足，優(yōu)化課堂教學設計，促進信息技術與教學的有效融合，使得信息技術能夠更好地輔助教學，提高云教室的教學效果。

通過基于云教室的多種信息技術混合式教學過程設計，教師可以根據(jù)教學需求，在云教室的基礎上，針對教學的各個環(huán)節(jié)，充分利用信息技術輔助教學，對教師的課前設計、課中授課、課后的評價進行全方位、多角度的技術支撐。

（二）基于云教室的多種信息技術混合式教學效果分析

為了探索云教室的教學應用，本研究進行了兩門課程教學研究，一門是工科類課程CAD/CAM軟件應用，其特點是操作性強，需要學生能夠使用CAD/CAM軟件解決實際問題，在云教室課堂中，需要教師對學生的操作技能進行面對面的指導，另一門是文科類課程教師口語，其特點是理論性強和具有一定的實踐應用能力，目的在于提高學生的今后工作及日常生活的口語表達水平，在云教室課堂中，需要教師對學生運用知識的能力給予及時的考核和指導。

1.課程在云教室教學中的過程設計

考慮到學科的特點以及教學需求，CAD/CAM軟件應用課程采用案例教學法，教師課前做好案例材料，包括閱讀資料、相關微課視頻、案例調查問卷，放在云平臺上，并轉成二維碼，推送二維碼給學生，便于資源分享，利用雨課堂把學生分成若干組，并布置案例任務，課中，教師先對案例做概述，要求以小組的形式展示案例任務，并預留一定的時間給學生在雨課堂中進行組內討論，在展示的過程中，通過雨課堂隨機點名方式，抽取若干學生對案例進行分析，并發(fā)起彈幕，讓全體學生參與案例的討論，在問卷星上提交調查問卷，最后，教師對案例進行點評和總結。教師口語課程采用講授演示法，教師在課前設計好授課內容，對于重難點的問題，做成小視頻轉成二維碼插入在課件的適當位置中，用問卷星設計好若干測驗題，在課中，教師邊講課件邊做操作示范，如口語的正確發(fā)音等操作要領，并讓學生通過投屏把自己的操作分享給老師，通過老師的點評，加深學生對知識的理解和掌握。在完成一個階段的授課后，通過問卷星開展課堂測驗，并實時回收試卷，對于不懂的知識，教師可以按照教學進度再次進行重點講解或者示范。

2.學生問卷調查分析

參與本次問卷調查的學生是選修了CAD/CAM軟件應用課程的30人和教師口語課程的100人，共計130人，最終收回有效問卷110份，有效率為84.6%，其中CAD/CAM軟件應用課程26份，教師口語課程94份，問卷就信息技術工具、課堂參與度方面進行調研，結果顯示，80%的學生希望課堂上有多種工具的使用，尤其是智能手機參與討論和提交作業(yè);相比于傳統(tǒng)課堂知識講授，65%的學生更加喜歡多維互動的教學方式，但有86%的學生認為多維互動的課堂需要更多的知識準備，無形中加大了學習壓力;信息技術的運用，使得90%的學生認為他的觀點在課堂中得到了表達，并有78%的學生認為得到了教師的重視，72%的學生表示愿意參與到課堂討論中，95%的學生希望得到教師的指導;92%的學生認為課堂氛圍相比傳統(tǒng)課堂更加活躍，學習專注度更高。上述調查結果表明，信息技術的合理運用使師生分離的現(xiàn)代遠程教學活動開展得更加活躍而有效，處在異地課堂的學生也一樣希望受到教師的關注和指導，并且他們也愿意加入到課堂當中，但是由于工作和生活的壓力，自主學習的時間少，在課堂互動中會感覺到有壓力，這就需要教師在課程授課時，注意問題的深度，盡可能優(yōu)化自主學習資源。

3.教師的反饋與評價

本研究對任教CAD/CAM軟件應用和教師口語課程的教師進行了訪談，訪談內容涉及教學設計、教學實施、技術運用心理傾向等方面，張老師認為問卷星、雨課堂豐富了云教室的教學應用，教學不再是簡單的教師講、學生聽的方式，教學設計可以做得更豐富，互動氛圍更好，但是也需要教師做好功課，熟悉信息技術的使用，還需要提高突發(fā)問題的應對能力，例如教師如何引導學習、如何激發(fā)學生的參與性等。李老師認為豐富的信息技術的確給教學帶來了驚喜，例如，提供實時、豐富的課堂測驗、記錄互動的教學過程有利于課后總結，但是無形中也會給教師增加壓力，相比傳統(tǒng)的課堂教學，教師更像一個多面手，既要熟悉各種信息技術工具，又要設計多樣化的教學設計，并需要制作更多的輔助教學活動的課程資源，認為云教室的視頻互動教學和電子白板能夠滿足大多數(shù)教學活動的要求，雨課堂的引入，方便學生簽到和發(fā)起彈幕，活躍氛圍，但是要慎用不熟悉的功能，因為不熟悉操作會阻礙課堂授課進度。經過訪談可知，信息技術能夠豐富課堂應用，尤其是雨課堂，備受教師歡迎，雨課堂與云教室的結合，能夠達成視頻互動與圖文互動的有效結合。工欲善其事，必先利其器，教師只有在熟悉各種信息工具的操作下，才能做好各種信息技術的有效融合，促進課堂教學應用。

四、總結

云教室是國家開放大學為了提高遠程教育質量、改善學習者的學習體驗、促進優(yōu)質教育資源共享而建設的信息技術與教育深入融合的教學系統(tǒng)，其核心是建立在視頻交互的基礎上，集學、測、考、監(jiān)等功能于一身的教學環(huán)境。但是，視頻交互需要較大的網絡帶寬支持，從而影響了多點教學交互效果，而原來的云教室物理架構在圖文交互上存在設計不足，對教學交互開展造成了影響，在實踐過程當中，教師普遍選擇講座式的教學方式，其他更加適合課程教學的教學設計尚未得到實現(xiàn)。本研究通過實踐，圍繞教學交互的需求，利用當下簡單易用的信息技術，構建了豐富靈活多樣的云教室教學課堂，實現(xiàn)教師與學生、學生之間以及個體反思性教學交互，實踐證明，信息技術與云教室的有效融合，能夠給教師在課前、課中和課后三個教學階段予以有力支撐，二維碼讓資源的分享更便捷，無處不在的投屏技術讓教師的教學更方便，形式豐富的問卷星讓學生評價過程即時而靈活，交互性強的雨課堂讓教學氛圍變得更有趣，但是，技術如何更好地為教學服務，還需要教師從教學需求出發(fā)，思考技術應用于教學的可操作性，做好教學設計，才能讓技術在教學中應用更廣泛。

[參考文獻]

[1]馬小強，劉銘.國家開放大學“云教室”應用的現(xiàn)存問題及對策[J].中國電化教育，2016，（5）：72-74.

[2]鄧孟紅.基于云教室的廣西現(xiàn)代遠程教育教學應用探究[J].中國教育信息化，2019，（21）：35-39.

[3]李秋梅.云教室教學應用模式研究[J].天津電大學報，2018（1）：30-36.

[4]陳麗.術語“教學交互”的本質及其相關概念的辨析[J].中國遠程教育，2004（3）：12-16.

[5]梁鵬.手機和二維碼業(yè)務研究[J].電信科學，2006（12）：30-34.

[6]曾召文.無線傳屏技術優(yōu)化課堂教學的應用探析[J].中國信息技術教育，2016（5）：82-85.

[7]劉勇等.“視頻網站+問卷星+微信”組合在教學中的應用[J].實驗教學與儀器，2016（2）：45-47.

[作者簡介]鄧孟紅（1984-），男，瑤族，廣西恭城人，碩士，廣西廣播電視大學講師，研究方向：現(xiàn)代遠程教育、信息技術教育應用。

[責任編輯 周個妹]