基于Wi-Fi教室的信息化教學應用研究

摘要：隨著教育信息化的穩步推進，“充分、合理運用數字教育資源開展教學”至關重要。[1]本研究通過搭建Wi-Fi教室平臺，將教師計算機作為局域網服務器，學生使用智能終端訪問數字化課程資源的方式，在教學中開展了一些信息化教學應用探索，從而改善了教學效果，提高了教學質量。

關鍵詞：信息化教學;Wi-Fi教室;Nginx服務器;HTML5

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）18-0074-04

隨著教育信息化進入2.0時代，各級各類學校都在大力推動教育信息化建設。教育信息化的本質是運用信息技術，優化教育教學過程，提高教育教學的效率和效益。[2]教育信息化建設的核心是教學信息化，而教學信息化的重點是對數字教學資源的合理有效利用。在現階段，“在教學信息化建設過程中，重視基礎設施建設、硬件和軟件平臺建設，而輕視教學實際應用的情況比較突出”。[3]實際上，除了上述情況以外，在運用數字資源開展信息化教學時會遇到一些問題，或受到一些局限。

● 數字教育資源運用面臨的困境

1.在信息化教學資源運用上受到的局限

為適應信息化教學發展的要求，改善教學效果，促進教學質量提高，教師們建設了大量的數字課程資源，如收集的圖片、視頻、教學案例，開發制作的PPT課件、數字化教案、動畫、微課、測試題庫等，但在使用這些資源時會碰到以下問題：

（1）受制于教學網絡平臺，有些資源格式不被支持或者需要另作格式轉換，資源得不到充分應用。

（2）部分教學資源以單頁網頁為主，網頁鏈接跳轉設置不靈活。

（3）在公共網絡教學平臺上傳資源、等待審核要額外占用時間，發布在教學過程中生成的數字資源不方便，不能實現實時發布。

（4）滿足不了教師個性化教學、學生個性化學習的需要。

（5）著作權保護不到位。在當前的網絡著作權保護中，難以杜絕教學資源作品的復制權和網絡傳播權被侵犯。

2.在移動學習方面受到的限制

移動學習已成為互聯網學習的主流，然而很多網絡教學平臺對上傳的資源類型限于單個獨立文件，不支持文件包式的資源上傳。同時，移動學習雖然極大地方便了學生學習，不受時間、空間場地的限制，但流量套餐、電池容量的限制依然存在。

● Wi-Fi教室平臺的構建

1.Wi-Fi教室硬件平臺的構建

本文所稱Wi-Fi教室是指以一臺Wi-Fi無線路由器為中心組成的一個小型無線局域網，教師的計算機與學生智能終端設備連網，覆蓋一間面積在100平方米以下的教室，如下圖所示。Wi-Fi是Wi-Fi聯盟創建于IEEE 802.11協議的WLAN（無線局域網）技術，發展到現在，已到了第六代，Wi-Fi6將允許與多達8個設備通信，最高速率可達9.6Gbps。[4]WLAN具備很多優勢——成本低、帶寬高、部署快、功耗低、終端支持率高，在個人市場和企業商用中一直占據主流地位。隨著智能手機和智能終端的普及，人們習慣于隨時隨地接入Wi-Fi網絡。

教師計算機充當局域網服務器，目前普通的計算機配置都能夠滿足要求，且在校學生群體普遍擁有智能手機、平板電腦等智能終端，這些設備都集成了Wi-Fi芯片，因此在整個組網方案中，只需添加一臺無線路由器。筆者使用的華為A1無線路由器是款雙核心千兆Wi-Fi路由器，支持2.4GHz和5GHz雙頻段，覆蓋90～150平方米左右的建筑物，支持64個設備同時穩定接入，可以滿足一個標準班的學生連網需求。

2.Wi-Fi教室軟件平臺的配置

Wi-Fi教室軟件平臺只需架設局域網Web服務器。筆者所用的計算機是Windows10系統，使用的Nginx軟件是一款輕量級的開源Web服務器軟件，它具有架設方便、使用簡單、高性能和低消耗硬件資源的特點。[5]“Nginx的安裝步驟比較簡單，安裝在Windows上推薦使用壓縮包的安裝方式。具體操作為：從Nginx官網上下載壓縮包，解壓后整個文件包的大小在10Mb以下。解壓到指定文件夾后，雙擊文件夾中的nginx.exe就啟動了服務器。如果需要配置成自己的專屬服務器，則要做好服務器的配置工作。Nginx服務器配置相對較簡單，只需要編輯修改conf文件夾下的nginx.conf文件即可，它本質上是一個文本文件，使用計算機上的記事本程序就能打開編輯。nginx.conf配置文件由若干行代碼組成，只需要修改其中的幾行代碼，修改好配置文件以后，重新啟動服務器立即生效，具體操作可以參看參考文獻[5]。

采用自建Nginx作為局域網服務器的好處有以下幾點：

（1）資源發布極為簡單和方便，把要共享的資源分類整理成文件包，以子文件夾的形式拷貝到Nginx服務器指定的虛擬目錄文件夾下，即可完成共享資源的發布。

（2）不需復雜配置，服務器管理簡單。啟動和停止Nginx服務器只用到了幾條簡單的命令就能實現。Nginx服務器甚至可以做成U盤式的，使用較為便捷。

（3）網絡安全有保障。因為在局域網環境下，無需進行防火墻和防病毒反木馬的復雜設置，不用擔心資源的泄露。

（4）Nginx服務器支持多用戶并發連接，每個連接占用資源少，不要求使用專用的服務器硬件，普通的筆記本電腦就可以支持。Nginx軟件是免費開源軟件，整體上來看架設Nginx服務器的費用成本基本上沒有。

● 基于Wi-Fi教室的教學應用探索

1.數字化課程資源的分享

Nginx服務器本身就是一個支持靜態網頁瀏覽的Web服務器，能很好地充當文件服務器。筆者把文檔、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫、課件、教案、案例等數字化教學資源整理成文件包，制作好學習導航，設計好學習任務單，通過Wi-Fi教室平臺分發給學生使用。靜態網頁編寫技術門檻低，市面上有很多軟件支持“所見即所得”的網頁開發方式，如同寫Word文檔。另外可將Nginx服務器設置好目錄瀏覽功能，向客戶端展示服務器的文件目錄結構，方便學生查找資源。“教師在授課的時候，可以運用信息化教學手段將教學的重點和難點進行剖析，讓學生們更容易接受和理解，從而更有效地提高課堂的教學品質。”[6]

一些在課堂教學實施過程中生成的教學資源，如教師計算機操作錄屏、現場演示錄像，課堂中隨手拍攝的學生活動照片、學生實驗操作短視頻等，這些實時生成的課程資源可以拷貝到Nginx虛擬目錄中馬上發布。例如，“基站建設與維護”是一門實踐性比較強的課程，開設了多個實驗，其中有個實驗叫四分之一饋線頭制作，用到的實驗工具有十余種，整個實驗操作步驟包含十五步，實驗操作過程中要做好人身安全防護。筆者在帶學生做這樣的實驗時，要求學生分小組操作，將每小組的實驗操作過程、實驗結果錄視頻、拍照片并上交，引導學生觀察自身的實驗操作，對比其他小組的操作情況，讓學生加深了對實驗原理、實驗操作步驟、注意事項和安全須知等的理解與掌握，對實驗操作要領做到更加心中有數，也使學生在發現問題、分析問題、解決問題的實踐能力培養上能更上一層樓。

學生在課后制作、線上搜集到的數字化課程資源也可集中到Nginx服務器中供學生分享、教師點評，這對調動學生參與教學活動的積極性、改善教學等都有所裨益。

總而言之，基于Wi-Fi教室的資源共享方式具有成本低、見效快、管理簡單的優點。

2.基于HTML5的移動學習資源應用

在開發課程信息化教學資源時，教師“選擇合適的工具以達到事半功倍的效果”[7]，市面上有許多專業的快速課件開發工具可供選擇，如iSpring Suite、Articulate Studio、Articulate Storyline、Adobe Presenter等。使用這些軟件能輕松制作出滿足網絡化、信息化教學需求的多媒體課件。筆者曾用iSpring Suite制作了三分屏教學課件、用Articulate Storyline開發了向導式的“LTE基站仿真實訓”教學資源。最開始這些資源發布為Flash格式。然而，Flash安全性差，兼容性不好，蘋果公司IOS平臺就不支持，“移動時代，Flash水土不服”，“自2020年12月開始，Flash Player將不再受支持”。[8]

HTML5技術具有跨平臺、設備兼容性好;實現了文字、圖片、表格、音頻、視頻的有機結合;安全性和交互性好;自適應網頁設計，網站開發和維護容易等特點。不管什么終端設備，只需要一個支持HTML5的瀏覽器就能很好地支持移動學習。目前的的職業教育專業教學資源庫平臺，“支持多樣化的資源素材類型，有虛擬仿真系統、動畫、視頻、課件、案例、圖片、音頻、文本等”。[9]也正是由于HTML5具有明顯的優勢，它才逐漸取代了Flash的地位。這些課件后來改成發布為HTML5格式的文件包形式，在Wi-Fi教室平臺上應用良好，沒有造成資源浪費和重復建設。

3.VR全景技術類教學資源的應用

VR全景技術是一種基于圖像技術生成真實感圖形的虛擬現實技術，通過圖像處理，實現對現場場景和周圍物體的三維動態顯示，用戶身臨其境，真實感很強，現場體驗感良好。[10]現在的智能手機普遍帶有“陀螺儀”軟件，使用裝有“陀螺儀”的手機查看VR全景圖片、全景視頻、全景導航，通過觸摸控制，互動反饋，能獲得更好的VR體驗。例如，筆者采用VR全景制作軟件Pano2VR開發的“LTE基站建設與維護”課程資源，生成的資源是一個容量很大的文件包，沒辦法在學校現有的網絡教學平臺上傳、使用，就可以通過Wi-Fi教室來使用。由于采用了VR全景技術，可以展示不同場景下的工程設計技術要求，將設計要求、建設要求、施工工藝等細化和具象化，綜合利用文字、圖片、gif動畫、音頻、微視頻來呈現，并在全景漫游時添加動畫和聲音效果來增強互動效果，使學生直觀地觀察，并能在智能終端上操控，在基站室外天饋平臺、室內機房不同場景下動態漫游，學生學習興趣高，對比以前教學過程中用PPT投影展示，學生更能貼近工作現場，教學效果明顯轉好。

4.局域網考試應用

網絡化在線考試提高了考試的可靠性、有效性，降低了教師的工作難度，實現了無紙化操作，減少了考試成本，順應了教育網絡化發展的趨勢，是一種應用范圍越來越廣泛的考試方式。筆者采用的局域網考試測驗軟件支持HTML5富媒體試題等多種題型。富媒體試題是一種新興題型，題干中可以出現彩色圖片、音頻、視頻等多媒體信息，對比紙質試卷上的傳統題型，試題內容更豐富。該軟件能從試題庫中隨機抽題組卷，從而使每位學生的試題單各不相同，同時試題庫只存放在本地電腦中，有效防止了試題泄密，學生也不能使用搜索工具來搜尋答案，有效地促進了考試的公平公正性。

● 結語

Wi-Fi教室中的無線路由器可通過在WAN口連接上網線接入到數字校園網，也可使用智能手機共享移動網絡方式將其接入到外部網絡，可以實現教學資源的“廣域”共享。實際上，局域網與廣域網的網絡資源建設、使用基本上是一致的，只要公共網絡教學平臺支持，經過Wi-Fi教室試用過的教學資源就能順利遷移到廣域網，因此基于Wi-Fi教室的信息化教學可視為空間教學、網絡教學的有益補充。

總之，教師應該嘗試應用各種信息化技術，吸引和引導學生參與到教學中來，改善學生的學習體驗，最終提高學習效率、質量和效益，而在所應用的各種信息化技術中，“Wi-Fi教室”就是一種有益的途徑。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.關于進一步推進職業教育信息化發展的指導意見[Z].2017-09-05.

[2]何克抗.教育信息化發展新階段的觀念更新與理論思考[J].課程·教材·教法，2016（02）：3-10.

[3]孫漢群.高校教學信息化建設的問題與對策研究[J].中國教育信息化，2012（01）：12-14.

[4]百度百科.Wi-Fi6[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/Wi-Fi%206/?????23756502？fromtitle=Wi-Fi6&fromid=24456951&fr=aladdin

[5]Chiler.Nginx在windows上安裝及Nginx的配置及優化[EB/OL].https：//www.cnblogs.com/Chiler/p/8027167.html.

[6]侯志斌.探究職業院校信息化教學如何提高教學質量[J].教育現代化，2019（89）：75-76.

[7]李麗萍，莫永華，楊上影，等.主流快速課件工具對比及其發展趨勢[J].現代教育技術，2015，25（09）：110-115.

[8]簡書.Flash Player將不再受支持[EB/OL].https：//www.jianshu.com/p/4459cad8d60b

[9]童衛軍，姜濤.高等職業教育專業教學資源庫平臺建設研究[J].中國高教研究，2016（01）：107-110.

[10]趙群.VR全景技術在信息化教學中應用可行性研究[J].無線互聯科技，2017（16）：59-60.

作者簡介：何亮（1973—），男，漢族，湖南益陽人，本科，講師，主要研究方向為移動通信技術、職業教育。

基金項目：“基于VR全景技術的教學應用研究”（編號：17C1180）。