高校同步互動課堂實現與應用研究

胡 楊，董永權，顧 晴

（江蘇師范大學智慧教育學院，江蘇徐州 221116）

0 引言

中共十九大強調教育是國家的未來，教育被擺在優先發展的戰略地位。原國務院副總理劉延東認為促進教育公平和提高教學質量是基本教育政策和教育發展生命線，并強調“我們既要在促進教育公平、縮小發展差距方面‘補短板’，又要在提高教育質量、優化教育結構方面‘做加法’”［1］。目前，高等教育擴張規模和高校所在城市的發展水平制約了高校教育公平化［2］；高校之間、甚至同一高校的不同教師間交流匱乏導致優質資源無法流通、優質教學方法無法推廣。同步課堂教學模式可以有效實現優質教學資源共享，緩解教育均衡問題。然而，同步課堂在基礎教育中運用較多，高校環境下的應用案例鮮見，本文綜合當前同步課堂的應用現狀，結合高水平高等教育信息化的特點，提出適用于高校的同步互動課堂，并具體闡述其互動形式和實現路徑。

1 同步課堂研究現狀

隨著信息技術的不斷升級，課堂教學逐漸突破了時空壁壘，網絡同步課堂應運而生。該教學模式可以連接兩個不同地區的班級，實現虛擬課堂與物理課堂的混合、不同程度學生的混合，是師生、生生間可通過網絡進行及時互動的課堂［3］。同步課堂通常應用于城鄉學校之間，異地班級的學生雖然可以同步享受優質教學資源，但是由于主講教師與異地學生較難產生互動，學生得不到完整的課堂體驗，從而影響教學效果［4］。因而，師生間和生生間的有效互動成為同步課堂研究熱點。

黃勃等［5］創建了視頻同步互動分布式教室，異地教室前端同時播放教師教學影像和教學資料，教室后端播放其它教室學生影像，可供不同班級學生進行互動交流；華漫［6］分別在小學和高校環境下的視頻同步互動分布式教室中展開實踐研究；汪學均［7］則在視頻同步互動分布式教室中探討如何應用提問、討論、探究等教學模式展開互動；楊俊鋒等［8］使用答題器配合視頻會議系統，為學生增加搶答和拍照分享的環節，促進了同步課堂兩端學生的互動。高校環境下同步課堂研究較少。張會［9］通過視頻會議系統，使主講班級和異地班級實現畫面共享；謝舒瀟等［10］將同步課堂和翻轉課堂結合起來，在運用同步課堂教學模式部分，強調利用視頻互動系統進行疑難問題交流和小組協作；Szeto［11］利用視頻會議系統同時為本部與分部學生上課，異地教室的學生可同時看到主講教師實時授課視頻和課件，并且兩個教室的學生通過視頻會議系統可以有一定的言語交流。

除了師生、生生間的互動之外，教師團隊間的溝通也影響著同步課堂的實施效果。王忠華等［12］在其應用實踐中發現，教師團隊若沒有對教學內容進行深入溝通，課上只能根據自己的理解幫助主講教師組織活動和解答問題，對學生的幫助有限；姚亞杰［13］發現異地教師教育理念差異、教學方法和信息技術手段等不足也是教師團隊無法充分溝通的原因；Zhao 等［14］通過定性和定量研究，發現在同步課堂中，異地教師起著課前協同備課、課中協調課堂及課后輔導的作用；黃濤等［15］在探討主講教師和異地教師的互動關系時，認為教師團隊需組成教學共同體，異地教師需在預習、課堂管理、課后反思等環節與其本班學生互動。

綜上所述，現有同步課堂多采用視頻互動的方式，需要硬件設施、視頻會議系統等多方配合，對硬件設備、網絡條件要求較高，并且對學生人數有所限制，主講教師很難在學生較多的情況下與不同地點的學生發生有效互動。考慮到高校學生可以自由使用手機、電腦等電子設備，因此將教學輔助系統引入同步課堂，增加課堂教學中可用的互動手段。同時，本研究具體探討同步課堂中教師團隊有效協同工作的方法，彌補該類研究的不足。

2 高校同步互動課堂中的互動

2.1 互動目的及類型

在課堂教學中，教師有組織的教學是學生獲取知識的主要渠道，但需通過互動保證學生學習效率，確認學生學習進度并維持學生參與課堂活動的積極性［16］。傳統同步課堂將互動理解為師問生答、小組合作等教學活動。

高校同步互動課堂將互動定義為師生間或生生間，通過語言、形態、網絡平臺等多種載體進行信息傳遞，從而使雙方協同發展的教學過程。語言互動是傳統的互動形式，如師問生答，可以快速拉近互動雙方的關系；形態互動指教師在授課時的表情、語音語調、肢體動作等對學生學習積極性影響，以及學生表情、肢體動作等給與教師的反饋；網絡平臺互動指依托于教學輔助系統進行的互動，例如教師在發布任務后，學生以文字、語音等形式將回答呈現在平臺上，使教師和所有學生及時互動。

2.2 互動形式

本研究將高校同步互動課堂中的互動分為面對面互動和教學輔助系統的互動。面對面互動包括語言互動和形態互動，更有利于復雜問題的學習和溝通［17］。教學輔助系統互動是平臺互動，以其龐大的信息量彌補面對面互動的不便，給予教師及時的課堂反饋。同時，這種針對全體學生的互動可進一步提升學生參與度和專注度。

2.2.1 面對面互動

師生面對面互動主要有兩種形式，一是主講教師與學生的互動，主要是主講教師通過視頻直接進行問答等教學活動；二是教師和本地班級的互動，高校同步互動課堂強調加強本地教師與學生間的聯系，讓異地學生意識到本班教師不僅起到“看管”的作用。異地教師需要發揮其能動性，積極調動課堂氣氛，把握教學活動的節奏，如教師發現本地班級學生對某些知識點有疑惑時，可單獨對該部分進行補充說明，或者在進行分班小組討論等活動時，異地教師應成為活動組織者，在活動各環節對學生負責。

學生間面對面互動有3 種主要形式：①班級內部個人互動，主要是學生想探討問題時向身邊或關系較好的學生尋求合作；②班級內部小組互動，通常是在進行小組討論、小組活動時學生組內合作和組間合作；③班級之間的互動指不同班級的學生通過視頻進行交流，如學生選取本班代表和其它班級的學生進行辯論等活動。一些綜合性較強的活動可以由幾種互動組成，如情景化協作是促進班級內部學生、班級與班級之間互動的良好方式［15］，同步課堂開展情景化協作可以是班級內部協作后，帶著本班階段性成果再次與其它班級協作，既可以促進不同班級相互了解，通過視頻也減少了互動成本。

2.2.2 教學輔助系統互動

師生間的教學輔助系統互動有3 種主要形式：①主講教師與學生互動。主講教師可在系統上設置以測試和討論為主的活動，通過系統快速及時反饋把握不同班級學生學習情況；②教師與本班級的互動。這種互動方式主要體現在課后，學生在完成作業后需要本地教師進行批改并給予反饋；③教師與不同班級學生的互動。教師團隊需積極參與學生在教學輔助系統的提問、討論，不局限于自己班級的學生，以提高學生自主學習、合作探究的意向和能力。

學生間的教學輔助系統互動有兩種主要形式：①班級小組與其它小組的活動。教師可以將學生開展合作探究學習的空間放到系統上，以便不同班級的學生展開交流；②個人互動。學生可以自發點贊、評論他人的觀點，或者在討論區聊天、探討等。

仿真實驗中，設L個地面移動IoT設備被初始布署在5×5×0.2(km3)的城市環境里，移動后其布署位置滿足正態分布.仿真參數如表2所示.

3 高校同步互動課堂實現路徑

3.1 “物理+網絡”支持系統

支持系統包括教室硬件設備、教學環境設計以及供師生線上互動的教學輔助系統。數字化環境和數字化工具可以調動學生積極性和學習意識［18］，高校同步互動課堂使用支持系統實現數字化，為信息傳遞提供了環境和工具，讓教學輔助系統中的互動成為教師了解學生的主要途徑。

3.1.1 物理支持系統

物理支持系統由兩部分組成。第一部分指教室物理空間，包括教室大小、座椅與課桌的布置、燈光、地板、墻壁、門窗以及支撐同步交互的硬件設備等［19］。硬件設備包括投影儀、音頻廣播設備、計算機設備、攝像機、電子白板等；第二部分指學生學習環境的設計，如計算機編程類課程可以為每個學生配備電腦，并將同步視頻傳送到每個學生的電腦中。一些需要較多討論的課程，可以用圓桌代替傳統課桌布置，并為每個組團配備投影儀等電子設備，方便異地小組間的交流合作。選擇合適的教學空間可以提升學生互動頻次。

3.1.2 網絡支持系統

網絡支持系統指在寬帶網絡、無線網絡等通信環境下搭建的教學輔助系統。在同步課堂中，音視頻是主要的信息傳播手段，然而其往往強調主講教師對學生的單向知識傳播，忽略了學生對所學知識的反饋。教學輔助系統是幫助教師進行學生管理和實現活動設計的網頁或應用軟件，如藍墨云班課平臺，支持移動端和PC 端接入，可設計小測驗、頭腦風暴等活動，教師可得到實時反饋數據［20］。

3.2 教師團隊協同工作

高校同步互動課堂強調教師主導作用，師生間和學生間大部分互動由教師通過組織教學活動發起，教師間合作質量直接影響學生學習質量。本研究通過明確主講教師和異地教師的具體工作以實現教師協同工作，強調讓異地教師參與完整的課程準備、實施和總結階段，轉變主講教師對所有學生負責的現象，增加異地教師和本班學生之間的互動，實現主講教師傳授優質教學內容、異地教師因材施教進行個性化輔導的教學模式。

教師團隊包括主講教師與異地教師，在課程中有明確的角色定位和教學職責（見表1）。教師需完成的工作可以劃分成具體步驟，以待逐一落實。在比較繁瑣的課前準備階段，教師協同工作并確認教學內容的整體方向，將具體工作分配給各個教師完成，再由主講教師確認最終教學內容。這種“總——分——總”的合作形式可以加強教師間交流合作，減少主講教師工作量的同時充分發揮異地教師作用；在課中實施階段，主講教師承擔大部分教學任務，異地教師則根據班級情況進行補充；在課后反思階段，主講教師需要和異地教師共同反思課程實施中的問題，并根據學生反饋進行調整。

教師團隊需建立有效的管理和監督機制，將其職能具象化、可視化、模塊化，幫助教師順利完成工作，保證課程進度順利推進。課程發起人作為管理人員，組織教師團隊通過QQ 等通訊軟件進行任務發放，集體視頻備課，課件、教學資源傳輸等。在信息化教育的背景下，可以開發涉及教師團隊組建、組內交流、任務布置、進度完成度查看、任務完成提醒、課后反思等功能模塊的教師管理平臺。

表1 教師團隊職責表

4 高校同步互動課堂實踐案例

高校同步互動課堂有多種開展模式，合作主體可以是不同學校，或者同一學校的不同班級。本研究以江蘇師范大學計算機科學與技術專業和軟件工程專業4 個大一班級的《C 語言程序設計》課程為例，進行高校同步互動課堂具體實踐。

4.1 程序設計課程支持系統構建

基于程序設計課程對學生編程技能的要求，物理支持系統選擇計算機教室，為每個學生分配計算機，因此可利用大屏幕和計算機交叉播放主講教師視頻。選擇Team-Viewer 作為同步設備，將教師PPT 及個人影像傳遞到異地教室主計算機上，再通過主計算機伽卡他卡免費電子教室軟件將影像傳遞到每位學生使用的計算機中。這種傳播模式降低了對網絡硬性要求，最大化避免同步傳遞過程中出現網絡差、延遲高的問題。同時，電子教室軟件可由異地教師控制學生對計算機的使用，學生只有在進行練習時可自主控制計算機，從而保證學生對課程內容的關注度。

教學平臺選用針對計算機程序設計課程開發的Course Grading 平臺，具有班級管理、學生分組、資源上傳、練習題上傳、討論區、在線考試等豐富的功能。學生在線上做題上傳后，教師在系統上可實時看到題目正確率，從而對知識點進行補充講解。同時，系統上設置題目完成的時間節點，教師可直觀地看到未提交作業的學生信息，增加學生學習緊迫感。

4.2 教師團隊工作流程

在傳統計算機程序設計類課程中，學生動手能力較差，課后可以熟練掌握相關知識點的學生不到10%［21］。在課前備課階段，教師團隊重點探討如何提高學生實踐能力，根據以往經驗發現，程序設計類課程一般將課程分為理論課和實驗課，教師在理論課上講授知識點，在實驗課進行實際操作鞏固，這種學做分離的教學方式無法使學生將知識點內化成編程能力。因此，教師團隊重新整合課程，將授課地點轉移到計算機教室，將實驗課的內容拆開放到每個知識點講解后，使學生增長知識的同時有效提高編程能力。在課程實施階段，教師團隊嚴格按照主講教師的要求，按時完成教學準備任務，對教學內容有深刻的認識；課上主講教師主要進行理論講解，講解后學生立刻進行操作訓練，異地教師根據自己所在班級具體編程情況，解答問題，針對相關知識點進行補充；課后異地教師及時對班級作業進行批改，將薄弱點反饋給主講教師，使主講教師可明了整體教學效果，調整教學方法和進度。

4.3 互動設計形式

教師團隊結合課程特點和學生培養目標，圍繞練習題進行互動設計。教師提前在course grading 上為學生分班、分組，并把每節課知識點匯聚到選擇和編程題上。主講教師在知識點講解后通過學生選擇題和編程填空題的正確率調整課程方向，異地教師通過分析本班學生情況進行相應補充。學生在課堂上進行編程訓練，學生學習態度較為積極，主動向本班教師或同學請教問題。一些掌握快的同學會完成教師給的提升訓練，題目難度更大且靈活度更高，班級內部和不同班級間形成了一些學習小組。本班教師可以在系統上對學生作業進行點評，個別態度不認真的同學在教師多次提醒鼓勵下有所改善。

4.4 整體實施效果

開展高校同步互動課堂教學后，在多方面取得了預期效果。通過支持系統和教師對教學內容的合理規劃，學生課上專注度有明顯提升，大多數學生可以在課上自主完成測試題。計算機教室氛圍相比普通教室更加輕松，學生的互動空間更開放，少數對學習內容掌握慢的學生會請教同學或本班教師，增加了師生、學生間互動交流機會。如表2所示，在期末考試提高了整體試卷難度后（試卷難度由course grading 平臺計算生成），高校同步互動課堂教學模式下的學生成績較之去年傳統授課班級有明顯提升。

表2 高校同步互動課堂實施效果

5 高校同步互動課堂未來發展方向

（1）加強校企合作，促進技術融合。實踐證明，支持系統可以有效協助教師授課，支持系統是同步課堂中不可或缺的部分。然而，教師管理系統的缺失和網絡教學平臺的不足對同步課堂的開展形成阻礙。高校需要和企業展開積極合作，將教師使用感受及時反饋給企業，根據數據和反饋，對具體問題進行校企聯合分析，優化系統功能，實現高校和企業合作共贏。

（2）擴大教師協同圈，打造優質課程。教師團隊的協同合作將個人知識體系、教學經驗、思想感受融匯互通，可以減少教學盲點，提高教學質量。本研究通過同校教師的合作，驗證了高校同步課堂對教師發展的益處。未來可以展開高校間的合作，讓雙一流大學帶動中西部等地方高校教師在教學和科研上全面提升。同時，在一些基礎學科和交叉學科的課程中，可以讓不同學科背景的教師展開合作，有利于教師和學生擴大視野，多維度思考，培養學生創新創造的能力。

（3）注重學生互動，引導全面發展。學生之間產生互動交流，可以提升雙方對知識的理解內化程度，擴展其看問題的角度。學生間的互動使學生學習能力提高、交流能力提升、自主學習意識增強。在高校同步互動課堂中，互動機制并不是一成不變的，教師應該針對課程選擇適合的支持系統，打造適配的互動機制。后續研究可關注課程分類與不同類型課程在互動頻次、方式、學生接受程度等多方面的區別。

6 結語

本文主要從互動的角度梳理了當前同步課堂研究現狀，并結合高校自身特點，概括高校同步互動課堂互動形式主要有面對面互動和教學輔助系統互動，其實現路徑為“物理+網絡”雙重支持系統及教師團隊協同工作。實踐表明，高校同步互動課堂支持系統較容易實現，在厘清教師職責后，教師協同工作在課程各環節均有較好的實施效果，師生間、生生間的互動行為對教學結果有良性作用，學生成績對比往年有明顯提升。

本文選擇同一高校不同班級進行實踐，未能在不同高校間驗證高校同步互動課堂效果，實踐中，不同班級的學生之間較難實施面對面互動。因此，是否從設備優化角度增加視頻互動形式還需進一步探討，以增強高校同步互動課堂適用性。