譚獻(xiàn)龍 鄭世玨

電子雙板在現(xiàn)代課堂教學(xué)中的應(yīng)用

譚獻(xiàn)龍 鄭世玨

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，由計(jì)算機(jī)、投影儀、視頻展示臺(tái)、中央控制系統(tǒng)等組成的多媒體教學(xué)工具日益普及，集聲音、圖像、文字、視頻為一體的各種多媒體課件也已經(jīng)進(jìn)入課堂[1]。電子雙板集合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、攝影攝像技術(shù)等，在這個(gè)數(shù)字化時(shí)代應(yīng)運(yùn)而生。電子雙板是基于電子白板在交互式多媒體教學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中的又一重大進(jìn)步?，F(xiàn)代教育技術(shù)強(qiáng)調(diào)教學(xué)方法的交互性，心理學(xué)家Gibson領(lǐng)悟了Koffka和Lewin的觀點(diǎn)，于20世紀(jì)70年代創(chuàng)造了Affordance(給養(yǎng))一詞，用以描述生物和它所處環(huán)境的相互作用關(guān)系[2,3]。Gibson的觀點(diǎn)主要反映了在交互性活動(dòng)中行為主體的感知與供給物之間的緊密相關(guān)。教師作為課堂教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、引導(dǎo)者和參與者，是實(shí)現(xiàn)課堂互動(dòng)的關(guān)鍵。在傳統(tǒng)的多媒體教學(xué)中，教師要時(shí)刻站在控制臺(tái)旁操縱計(jì)算機(jī)給學(xué)生展示課件，被束縛在計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)、鍵盤范圍之內(nèi)[4]。電子雙板卻能讓教師擺脫計(jì)算機(jī)的束縛，教師可以直接在雙板的屏幕上操縱課件進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生回答問題也能走上講臺(tái)，直接在屏幕上進(jìn)行答題和演算(雙板是采用電容屏制造，可以用手直接觸摸操控)。電子雙板除了能提供一個(gè)良好的師生互動(dòng)的教學(xué)環(huán)境外，在課堂教學(xué)環(huán)境的建構(gòu)上也有自身的特點(diǎn)。它采用雙屏顯示，兩塊顯示屏能被同時(shí)操縱。當(dāng)一塊顯示屏正在播放一個(gè)視頻時(shí)，另一塊顯示屏能同步呈現(xiàn)一段文字對(duì)這個(gè)視頻加以描述。雙板還解決了電子白板在展示時(shí)需要經(jīng)常在幾幅畫面之電子間進(jìn)行切換的問題，讓課堂教學(xué)變得更加簡單。雙板課堂使用了全景錄播技術(shù)，在教室里安放了多個(gè)攝像頭，分別對(duì)學(xué)生、教師和顯示屏的活動(dòng)進(jìn)行錄制，錄制的內(nèi)容可以通過互聯(lián)網(wǎng)同步直播。課后，教師可以通過觀看錄制的視頻，探究在課堂教學(xué)中自己還有哪些方面需要改進(jìn)。學(xué)生同樣也能通過觀看錄制的視頻來溫習(xí)課堂上的重點(diǎn)和難點(diǎn)。電子雙板基于它的各種優(yōu)點(diǎn)以及逐漸趨于完善的教學(xué)功能，將會(huì)成為現(xiàn)代教學(xué)環(huán)境改革的一個(gè)新方向。

一、電子雙板的總體結(jié)構(gòu)

電子雙板是一個(gè)以中央控制面板為中心的交互式多媒體教學(xué)平臺(tái)。在這個(gè)多媒體教學(xué)平臺(tái)中，除中央控制面板外還包括計(jì)算機(jī)主機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器、投影儀、雙板熒屏、攝像機(jī)、錄播控制面板和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等部件。主要部件之間的物理連接關(guān)系如圖1所示。整個(gè)系統(tǒng)在工作時(shí)的周轉(zhuǎn)控制流程可概述為：中央控制面板直接控制計(jì)算機(jī)的主機(jī)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端的錄播管理系統(tǒng)，攝像頭的掃描角度、旋轉(zhuǎn)方向以及錄播控制面板等；計(jì)算機(jī)的主機(jī)決定計(jì)算機(jī)顯示器上所顯示的內(nèi)容，它與投影儀相連接，通過投影把顯示器上的內(nèi)容投射到雙板熒屏上；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端的錄播管理系統(tǒng)和錄播控制面板都能控制攝像機(jī)的錄像。

系統(tǒng)只有硬件是不行的，還需要軟件的支持。電子雙板使用的教學(xué)軟件是華中師范大學(xué)國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心基于Windows環(huán)境下研發(fā)的一個(gè)PGP(PanGu Presentation，簡稱PGP)課堂教學(xué)平臺(tái)，而整套系統(tǒng)的錄播功能是由D2000錄播系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。強(qiáng)大的硬件設(shè)備配上功能完備的軟件體系，造就了電子雙板這個(gè)卓越的教學(xué)平臺(tái)。

圖1 雙板課堂環(huán)境主要物理設(shè)備連接示意圖

二、電子雙板環(huán)境下的課堂教學(xué)

電子雙板的課堂教學(xué)是在PGP課堂教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行的。PGP課堂教學(xué)平臺(tái)提供簡潔的窗口和人性化的人機(jī)交互界面，使用簡單方便，即使是初學(xué)者，也能很快掌握基本操作。PGP課堂教學(xué)平臺(tái)的界面如圖2所示。

圖2 PGP課堂教學(xué)平臺(tái)界面圖

PGP課堂教學(xué)平臺(tái)界面分為4個(gè)區(qū)域：功能區(qū)、資源區(qū)、展示區(qū)和學(xué)生視圖區(qū)。教師可以在課前制作個(gè)性化的課件，上課時(shí)將制作好的課件添加到教學(xué)平臺(tái)的資源區(qū)，展示自己的課件。在教學(xué)時(shí)，教師可以像在黑板上用粉筆書寫一樣在白板的展示區(qū)用光筆書寫。而且板書的內(nèi)容能夠隨時(shí)保存，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的黑板擦掉后書寫的記錄就沒有了的缺點(diǎn)。雙板教學(xué)的視圖展示還使用了雙軌思想，通過兩個(gè)屏幕同時(shí)刺激學(xué)生的左右腦，更好地促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知[5]。教學(xué)平臺(tái)可供使用的資源種類的多少也會(huì)直接影響它的教學(xué)質(zhì)量。電子雙板教學(xué)平臺(tái)除了硬件上的優(yōu)勢外，其軟件也能與現(xiàn)在所有的主流教學(xué)資源兼容。除Office文檔、視音頻文件等普適性的教學(xué)資源之外，它還整合了面向數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的工具和學(xué)習(xí)資源，利用這些工具和資源，教師能更加方便地制作出高質(zhì)量的課件，促進(jìn)教師進(jìn)行信息技術(shù)與課程教學(xué)的整合。

電子雙板的另一個(gè)亮點(diǎn)是采用了D2000錄播系統(tǒng)對(duì)課堂教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行全景錄播。整個(gè)錄播系統(tǒng)的控制功能主要由錄播控制面板和服務(wù)器端控制面板完成。錄播控制面板的界面如圖3所示。從圖3可以看出，面板的界面簡潔，操作簡便，主要功能有錄像的控制、視頻文件的管理以及系統(tǒng)一些參數(shù)的設(shè)定。而安裝在服務(wù)器端的錄播管理系統(tǒng)功能更加全面，增加了錄播模式切換、重要網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備參數(shù)的設(shè)置、系統(tǒng)的登錄權(quán)限和用戶組的信息管理以及系統(tǒng)的安全管理等其他功能。

圖3 D2000錄播控制面板界面圖

三、使用電子雙板進(jìn)行課堂教學(xué)的感受

雙板課堂與以往的多媒體教學(xué)課堂相比，最顯著的特點(diǎn)就是它使得教學(xué)更加方便，提高了教師的教學(xué)效率。由于電子雙板無任何粉塵污染和廢物排放，而且耗電量低、安全穩(wěn)定、綠色環(huán)保，極大地改善了教師的工作條件和學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境，進(jìn)一步推動(dòng)了課堂教學(xué)的數(shù)字化進(jìn)程。電子雙板的功能非常完備，具有良好的兼容性和實(shí)用性，集書寫、記憶、儲(chǔ)存、打印、控制、演示等功能于一體。在實(shí)際應(yīng)用中，能明顯感受到它有著強(qiáng)大的“交互”“實(shí)時(shí)記錄”“即時(shí)標(biāo)注”“視圖切換”“監(jiān)控管理”“遠(yuǎn)程交流”“課堂教學(xué)活動(dòng)錄像直播”等功能。

1.電子雙板的教學(xué)功能

(1)交互功能：電子雙板在交互模式下可以控制Windows環(huán)境中的教學(xué)軟件。當(dāng)教師啟動(dòng)PGP課堂教學(xué)平臺(tái)的軟件后，就能在電子屏幕上通過電子筆或者手直接觸控操作計(jì)算機(jī)。在屏幕上進(jìn)行書寫講解時(shí)，無需再回過頭來操作計(jì)算機(jī)鍵盤，避免了顧此失彼、手忙腳亂、分散學(xué)生的注意力等情況，讓教師的個(gè)人魅力再次在課堂上充分展現(xiàn)。

(2)實(shí)時(shí)記錄與即時(shí)標(biāo)記：教師在電子雙板教學(xué)平臺(tái)上講課時(shí)，可以使用電子筆或教師手直接對(duì)課件進(jìn)行注釋，標(biāo)記重點(diǎn)。而且電子筆或教師的手在屏幕上的移動(dòng)軌跡以及白板上的所有內(nèi)容，都可以通過教學(xué)管理平臺(tái)的監(jiān)控軟件實(shí)時(shí)記錄，以便課后回放。

(3)視圖切換與監(jiān)控管理：雙板采用了雙顯示屏展示技術(shù)。教師在講課時(shí)，不需要經(jīng)常進(jìn)行課件的上下視圖切換，可直接利用雙顯示屏展示多頁課件。在管理平臺(tái)的學(xué)生視圖區(qū)，教師可以隨時(shí)檢查學(xué)生在課堂上的活動(dòng)情況，方便維持課堂紀(jì)律。

(4)遠(yuǎn)程交流和課堂活動(dòng)錄像直播：利用平臺(tái)的遠(yuǎn)程交流功能可以進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)，讓不同地方的學(xué)生能共同學(xué)習(xí)。同時(shí)還可以使用教學(xué)平臺(tái)的D2000錄播系統(tǒng)對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行全程錄制，接入互聯(lián)網(wǎng)后，可以在網(wǎng)絡(luò)上同步直播課堂的教學(xué)視頻。

2.實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程

雙板課堂正在華中師范大學(xué)被如火如荼地推行著。師范生是未來教育的主力軍，更應(yīng)該掌握電子雙板教學(xué)手段。華中師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系2009級(jí)的師范生也積極響應(yīng)學(xué)校的“推行雙板教學(xué)”的號(hào)召，成立了幾個(gè)雙板教學(xué)研究興趣小組。各小組的成員自制教案，在電子雙板課堂教學(xué)環(huán)境中講一堂45分鐘的課。興趣小組在雙板環(huán)境下的講課如圖4和圖5所示。興趣小組分步驟對(duì)雙板環(huán)境下的多媒體教學(xué)進(jìn)行探究。首先，各小組在雙板教學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室對(duì)雙板教學(xué)的課堂環(huán)境進(jìn)行分析，觀察計(jì)算機(jī)主機(jī)、中央控制臺(tái)等物理硬件的線路連接，了解物理設(shè)備背面的各個(gè)端口、接頭在信號(hào)的傳輸中起到的功能；然后，學(xué)習(xí)怎么在PGP教學(xué)平臺(tái)上添加課件、編輯課件和使用現(xiàn)有的物理、數(shù)學(xué)工具制作課件。探究怎么操控電子雙板進(jìn)行單雙屏顯示的切換，在雙板上用光筆板書，標(biāo)注課件中的重難點(diǎn)以及數(shù)學(xué)、物理中的畫圖等；最后，研究怎么使用D2000錄播管理系統(tǒng)錄制課堂教學(xué)活動(dòng)。熟悉了雙板教學(xué)的課堂環(huán)境后，各小組開始利用雙板進(jìn)行錄課。講課時(shí)，小組的成員分工合作，有主講教師、錄播控制人員、攝像機(jī)調(diào)節(jié)人員等。錄完課后，小組成員一起觀看課堂錄像，討論講課的優(yōu)點(diǎn)和不足。成員之間相互交流，指出需要改進(jìn)的地方，幫助提升教學(xué)能力的效果十分直接、明顯。

圖4 興趣小組成員在講課

圖5 小組成員在認(rèn)真聽課

3.實(shí)訓(xùn)教學(xué)體會(huì)

興趣小組完成雙板教學(xué)的實(shí)訓(xùn)后，小組成員紛紛發(fā)表感想，一致認(rèn)為雙板教學(xué)非常簡便，易學(xué)易用，而且功能十分全面，課堂環(huán)境也是非常人性化。個(gè)別成員還提出，在雙板上教學(xué)的全部內(nèi)容都能夠即時(shí)保存，所以在以后教學(xué)時(shí)，可以重復(fù)使用一些過去的教學(xué)內(nèi)容，譬如數(shù)學(xué)、物理中一個(gè)好的解題方法等。這樣能夠減少板書的時(shí)間，有利于提高課堂教學(xué)效率。

四、結(jié)束語

電子雙板創(chuàng)造了一個(gè)生動(dòng)活潑的教學(xué)環(huán)境，它既保持了傳統(tǒng)的黑板教學(xué)的一些優(yōu)點(diǎn)，又在多媒體教學(xué)環(huán)境領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了新的突破。電子雙板教學(xué)平臺(tái)可以完全替代傳統(tǒng)的黑板教學(xué)和落后的PPT投影教學(xué)，而且該平臺(tái)是以活動(dòng)為中心來組織課堂教學(xué)的，教師可以自主設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，有助于實(shí)現(xiàn)教師個(gè)人的個(gè)性化教學(xué)和創(chuàng)新教學(xué)。在課堂互動(dòng)方面，該平臺(tái)已經(jīng)由傳統(tǒng)課堂的以教師為中心的教學(xué)模式向師生并重的教學(xué)模式轉(zhuǎn)換，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

[1] Parabhat K.A &Kiran Thakrar.多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].徐光佑,史元春,譯.北京:電子工業(yè)出版社,1998.

[2] Gibson,J.J..The Ecological Approach to Visual Perception[M].New York:Houghton Mifflin,1979:127-138.

[3] Wilson,RobertA.,Keil,FrankC.The MIT encyclopedia of thecognitive sciences[M].Cambridge:MIT Press,1999.

[4] 孟曉.光電交互式電子白板系統(tǒng)研究[D].杭州:浙江大學(xué),2005.

[5] 華中師范大學(xué)國家數(shù)字化學(xué)習(xí)工程技術(shù)研究中心.PGP課堂教學(xué)平臺(tái)指南[Z].武漢:華中師范大學(xué),2011.

2012-05-28

譚獻(xiàn)龍，在讀本科生。鄭世玨，博士，教授，主任。

華中師范大學(xué)。