文/本刊記者 陶春

南開大學(xué)帶你認(rèn)識(shí)現(xiàn)代化的TEAL教室

文/本刊記者 陶春

編者按：

南開大學(xué)新聞網(wǎng)上有一篇這樣的文章，標(biāo)題為《走進(jìn)大陸首家TEAL教室，感受南開互動(dòng)課堂》，正文一看，那更為奇妙：“一間教室，擁有6臺(tái)投影儀、10塊白板、10個(gè)攝像頭，授課教師會(huì)不停穿梭在同學(xué)間，聽課同學(xué)可以隨時(shí)‘交頭接耳’。”這就是南開大學(xué)物理學(xué)院的TEAL教室。為此，記者采訪了南開大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院副院長(zhǎng)李川勇教授。下文帶大家一起走進(jìn)該課堂，看看與傳統(tǒng)課堂有什么不一樣的地方。

TEAL教室進(jìn)行本地化實(shí)現(xiàn)

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：南開大學(xué)引入TEAL有什么樣的契機(jī)呢？

李川勇：南開大學(xué)物理科學(xué)學(xué)院一直以來專注本科生教學(xué)改革，在2009年為建設(shè) “國(guó)家基礎(chǔ)人才拔尖計(jì)劃”——物理伯苓班時(shí)，調(diào)研了國(guó)外高水平高校物理學(xué)專業(yè)的教學(xué)，了解到MIT的TEAL教學(xué)模式。當(dāng)時(shí)覺得TEAL與南開物理伯苓班教學(xué)改革思路有相通之處，2012年，我們申請(qǐng)得到經(jīng)費(fèi)支持并建設(shè)了“南開公能TEAL”教室。通過對(duì)TEAL的了解，我們覺得相比原有授課方式，其特點(diǎn)在于：師生互動(dòng)性強(qiáng)、小組合作、同伴學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、物理圖像可視化等。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：你們引入TEAL教室的時(shí)候，有沒有顧慮？

李川勇：當(dāng)時(shí)最大的顧慮是TEAL模式如何中國(guó)本土化的問題以及中國(guó)學(xué)生對(duì)TEAL模式的適應(yīng)情況。但我們當(dāng)時(shí)認(rèn)為這種新教學(xué)模式是有益處的，經(jīng)過我們的努力也得到了“國(guó)家基金委的物理基地條件建設(shè)”的支持。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：你們是全盤引進(jìn)，還是加以研發(fā)和落地化的改進(jìn)，如果有研發(fā)，主要是哪方面的研發(fā)和新設(shè)計(jì)？

李川勇：依據(jù)TEAL教學(xué)思維，結(jié)合南開大學(xué)教學(xué)需求和當(dāng)今技術(shù)條件，我們的技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)TEAL教室進(jìn)行了本地化實(shí)現(xiàn)。具體方案為：

1.教室硬件方面全部使用國(guó)產(chǎn)視頻數(shù)字矩陣并進(jìn)行了二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了將任意視頻源（教師電腦、學(xué)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(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多的投射方式，并且支持觸控電腦和手持設(shè)備控制方式。

2.南開大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)中心為TEAL教室設(shè)計(jì)研發(fā)了多種演示實(shí)驗(yàn)教具及學(xué)生桌面實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

3.引入了課堂應(yīng)答系統(tǒng)（Clicker），老師可以在講課中插入互動(dòng)試題或者討論題目，學(xué)生通過手機(jī)APP答題或利用小組電腦實(shí)現(xiàn)小組答題，將學(xué)生“聽課”與“參與互動(dòng)”兩種狀態(tài)無(wú)縫融合，教師隨時(shí)掌握課堂教授效果。

隨著對(duì)TEAL教室使用深入，迫使教師必須改變?cè)械膫湔n方式，投入精力設(shè)計(jì)課程，包括課前的預(yù)習(xí)系統(tǒng)，課中的測(cè)試環(huán)節(jié)，課后的習(xí)題系統(tǒng)，答疑系統(tǒng)也需要跟進(jìn)，這樣才能保證TEAL的效果。在硬件設(shè)備上主要調(diào)整的是根據(jù)教師反饋優(yōu)化教室總控的控制界面，增加更多的快捷操作方式。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：介紹一下教室和普通教室不一樣的布置以及上課的特點(diǎn)。您認(rèn)為，帶給學(xué)生最大的不同是什么？

李川勇：上課時(shí)，學(xué)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(xué)生都能與老師近距離交流，360度自由轉(zhuǎn)動(dòng)的座椅也更加利于課上同學(xué)與老師的互動(dòng)。小組討論時(shí)，平均3名同學(xué)便可使用一塊白板進(jìn)行問題研討，而教師也可在3秒鐘內(nèi)到達(dá)任何一名同學(xué)身邊，為大家答疑解惑。討論結(jié)束后，授課教師可以利用“白板討論”功能將每個(gè)小組的討論情況用攝像頭投射在屏幕上，幫助同學(xué)們理解課程、分析結(jié)果。

根據(jù)教學(xué)的需求, TEAL教室設(shè)計(jì)布局如圖1所示，有5張圓桌（圓桌兼具簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)臺(tái)的功能），每張圓桌可供2個(gè)小組（每3人1小組）6人使用，每個(gè)小組配備一臺(tái)電腦。在教室四周間隔布置10塊白板和6塊投影幕布，10臺(tái)高清攝像頭分別記錄每塊白板前的活動(dòng)。這樣的布置保證坐在任何位置的學(xué)生都能夠清楚地看到投影的展示，同時(shí)每個(gè)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(gè)教室的控制中心，桌上配有觸控電腦、實(shí)物投影儀、攝錄演示臺(tái)等設(shè)備。這樣整個(gè)教室沒有前后之分，教師可位于教室中任意位置，學(xué)生參與課程的程度均等。另外，在教室的一端做出一個(gè)準(zhǔn)備室，用于存放與準(zhǔn)備課堂演示實(shí)驗(yàn)器材。

相比于以往傳統(tǒng)教學(xué)的場(chǎng)景，一張講臺(tái)、一塊黑板、一臺(tái)多媒體以及上百人的大教室，TEAL教室具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它讓學(xué)生感到自己真的成了教室的主人，正像學(xué)生總結(jié)的：“我們自己討論，自己作展示，自己講解，這也加深了我們對(duì)知識(shí)的掌握和理解程度”。

總結(jié)起來TEAL的核心優(yōu)勢(shì)在于：一是現(xiàn)代技術(shù)在課堂上的應(yīng)用，比如電腦、多媒體、互聯(lián)網(wǎng)等；二是TEAL的投入和使用大大提升了同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，改變了傳統(tǒng)教室中“教師主體”的固定模式，使學(xué)生真正變成了“主角”；三是能隨時(shí)了解學(xué)生的進(jìn)度，有效地控制課堂的進(jìn)度；四是更加注重同伴學(xué)習(xí)和師生互動(dòng)，同學(xué)之間的交流也更加熱烈；最后是強(qiáng)調(diào)了學(xué)生課上的參與和知識(shí)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(xué)生能動(dòng)性學(xué)習(xí)的地方。與傳統(tǒng)教室相比，它配備有更多科技產(chǎn)品，為學(xué)生創(chuàng)建了一個(gè)能夠高度合作、動(dòng)手實(shí)踐、在計(jì)算機(jī)支持下進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)的教學(xué)環(huán)境。

TEAL是美國(guó)麻省理工學(xué)院和微軟公司合作研究的基于現(xiàn)代技術(shù)的教學(xué)改革項(xiàng)目。TEAL以一種全新的方式講授課程，強(qiáng)調(diào)互動(dòng)性、可視化和物理圖像的建立，需由特殊設(shè)計(jì)的教室來實(shí)現(xiàn)。在授課過程中，學(xué)生以小組合作的形式參與課堂實(shí)驗(yàn)和問題討論。教師除了傳統(tǒng)的課程講授，還能隨堂測(cè)驗(yàn)學(xué)生的理解和參與程度，以便隨時(shí)對(duì)授課內(nèi)容和形式做出調(diào)整，確保課堂效果。從2000年秋季開始，該項(xiàng)技術(shù)被用于麻省理工學(xué)院的電磁學(xué)教學(xué)中。

面對(duì)TEAL教室 師生都需調(diào)整狀態(tài)

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：對(duì)于學(xué)生和老師來講，主要是哪方面的挑戰(zhàn)？老師需要哪方面的調(diào)整呢？

李川勇：TEAL強(qiáng)調(diào)學(xué)生課上的參與和知識(shí)的真正掌握,因此對(duì)學(xué)生來說，課前要有充分的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備才能參與討論，同時(shí)TEAL課堂對(duì)交流溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力也有較高的要求。

對(duì)于學(xué)生來講，同學(xué)們大都覺得這是一個(gè)很好的平臺(tái)，非常有利于協(xié)作式學(xué)習(xí)（例如《光學(xué)》課的課堂討論，尤其是小組討論時(shí)候的演算和成果展示），有利于同學(xué)們隨時(shí)交流討論和互助學(xué)習(xí)，課堂的討論氣氛濃烈。而且可以隨時(shí)查詢網(wǎng)絡(luò)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)有更深刻的認(rèn)識(shí)。并且，更加強(qiáng)化了對(duì)物理概念的理解。因?yàn)榻淌业牟季旨记桑蠋熓谡n時(shí)不用局限于講臺(tái)這“一畝三分地”，可以處于教室的任何地方而不影響講課質(zhì)量，這就使得每個(gè)同學(xué)無(wú)論坐在哪里都有均等機(jī)會(huì)與老師互動(dòng)。

對(duì)于教師來講，TEAL要求更多精力投入，需要教師對(duì)上課過程做精心的設(shè)計(jì)，比普通的備課更加花時(shí)間。當(dāng)時(shí)，TEAL第一個(gè)引入的是由孫騫教授全英文講授的本科二年級(jí)上學(xué)期的《光學(xué)》課程。教案為針對(duì)“伯苓班”授課目標(biāo)由任課教師自主編寫的全英文教案，課程同時(shí)使用多本英文教材作為參考書目。同時(shí)課程引入了自主研發(fā)的“光彈性效應(yīng)”、“光偏振”、“光色散”等系列實(shí)驗(yàn)互動(dòng)演示教具，并使用課堂應(yīng)答系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查。

圖1 課堂結(jié)構(gòu)

TEAL教室的建設(shè)門檻主要為師資團(tuán)隊(duì)

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：在TEAL教室中先后開設(shè)了《光學(xué)》《理論力學(xué)》《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(xué)理念？主要體現(xiàn)于哪里？您認(rèn)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(xiàn)的教學(xué)理念是和南開物理本科教學(xué)以及物理伯苓班教學(xué)改革理念一脈相承的。南開大學(xué)物理學(xué)科學(xué)院“伯苓班”于2009年開始招生，其教學(xué)理念為：1.強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)性化培養(yǎng)，關(guān)注學(xué)生個(gè)人成長(zhǎng)，班級(jí)成員在學(xué)期間參加素質(zhì)拓展訓(xùn)練、井岡山理想信念教育、西南聯(lián)大物理營(yíng)等活動(dòng)；2.努力培育學(xué)生國(guó)際化視野，每名學(xué)生均有2~3次境外游學(xué)和科研實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)；3.注重課堂教學(xué)改革，關(guān)注國(guó)際教學(xué)前沿，不斷創(chuàng)新教法、學(xué)法；4.開設(shè)了針對(duì)本科生科研訓(xùn)練的《物理研討》系列課程；5.通過物理學(xué)術(shù)競(jìng)賽（PT）系列活動(dòng)，營(yíng)造學(xué)術(shù)氛圍。

經(jīng)過實(shí)踐，我們認(rèn)為TEAL教室適合學(xué)習(xí)主動(dòng)學(xué)生的小班教學(xué)。適合討論式課程如“理論力學(xué)”。老師講授在普通課堂進(jìn)行，定期的討論課安排在TEAL教室方便互動(dòng)，激發(fā)師生討論興趣。再如“光學(xué)”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較多，TEAL教室很好地支撐了演示教學(xué)。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：類似的TEAL教室是否適合在全課程、各大高校普及？申請(qǐng)TEAL教室的建設(shè)需怎樣的條件呢？

李川勇：TEAL是利用現(xiàn)代科技教學(xué)的一種方式，它的優(yōu)勢(shì)在于體驗(yàn)性和互動(dòng)性，輕松活躍的教學(xué)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)效率和質(zhì)量，我們認(rèn)為它能很好地支持各種學(xué)科。只要（經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地）條件允許可以普及到各高校甚至中、小學(xué)教育。TEAL教室的建設(shè)門檻主要在師資團(tuán)隊(duì)上，畢竟硬件作用的發(fā)揮最終還是要落在使用人員的能力上。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：翻轉(zhuǎn)課堂的推廣，最大的瓶頸和困難是什么？

李川勇：翻轉(zhuǎn)課堂是一種新型的教學(xué)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(jù)課程節(jié)點(diǎn)的變化重新設(shè)計(jì)課程，投入更多的經(jīng)歷；學(xué)生方面要把學(xué)習(xí)前移，同時(shí)整個(gè)課程必須全身心投入，改變不習(xí)慣討論的學(xué)習(xí)方式，要積極表達(dá)。

對(duì)于國(guó)際先進(jìn)教育方式引進(jìn)上，我們覺得要注重思路借鑒，積極將先進(jìn)技術(shù)引入課堂，激發(fā)教法和學(xué)法的改變，通過關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程，真正提高學(xué)習(xí)效果。

《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》：今后的考慮是什么？

李川勇：雖然TEAL教學(xué)已經(jīng)取得不錯(cuò)的成績(jī)，但是，在以后還有以下幾個(gè)方面需要進(jìn)一步發(fā)展。

一是硬件方面，隨著深入使用，各種設(shè)備不適應(yīng)的地方需要調(diào)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(shè)計(jì)課程，包括課前的預(yù)習(xí)系統(tǒng)，課中的測(cè)試環(huán)節(jié)，課后的習(xí)題系統(tǒng)，答疑系統(tǒng)也需要跟進(jìn)，這樣才能保證TEAL教學(xué)的效果。

三是授課團(tuán)隊(duì)的跟進(jìn)，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(zhǔn)備工作。教師的專業(yè)水平和課程的準(zhǔn)備是永無(wú)止境的，需要我們不斷提高。