大学地球科学课程报告论坛论文集2018-PDF、封面、目录012

63 基于交互多屏教学在人文地理学中的应用研究 以“人口迁移”课程教学为例 颜庭干 宋正娜 （南京信息工程大学地理科学学院，南京 210044） 摘 要：交互多屏教学是教育界在以科技促进教学升级浪潮中的一大应用趋势，该教学模式深化了课堂 教学效果， 可有效提升教学质量和课堂活跃性、 参与性， 也为未来高校课堂教学指引了前进方向。 在人文地理 “人 口迁移”课程中开展的多屏教学实践， 分别从提升学生参与与优化课程设计两个维度来论述交互多屏教学于人文 地理课程中的应用广度和实践优势，使师生于课堂、课后的每一个环节都在互动中进行，有效促进教学相长。 关键词：交互 多屏 教学 人文地理学 21 世纪以来，现代科技与教育相结合已成为风靡全球的趋势。美国2016 国家教育技术 规划中提出“重塑技术在教育中的角色” ，建议通过变革合作方式和学习经历，缩小长期存 在的可及性差距，为所有学习者发展创造条件。在中国，无论是课堂教学还是课后训练，信息 化普及和应用均成为衡量教学质量的砝码之一， 信息化技术的日新月异也带来教学方式的不断 变革。如今，交互多屏学习的设计与应用正成为教育信息化教学的新发展方向。目前，相关研 究主要集中于两个领域：一是对交互多屏技术的工作原理及其实用性进行研究，通过定量研究 建构理论模型，以对该技术的真实有效性进行探索。二是以交互多屏为技术支撑，探讨新型课 堂关系的形成，尤以人机互动和“教” “学”互动为主要研究取向，以此进行理论概括和实证 研究。从现有研究来看，国内外关于交互多屏的教学应用与研究的开展时间相差不大，均处于 理论探索、实践研发及试点实证研究等初级阶段。如叶新东、陈卫东等对多屏与课堂进行长期 跟踪调查，提出“未来课堂”理念，并直指多屏显示为该理念的主要指征，他们认为代表屏显 技术发展趋势的交互屏的应用将给课堂带来新的想象空间， 也为我们构建一个符合心流理论的 学习空间奠定了技术基础。张昭理等在 PGP 电子双板课堂教学平台的基础上，开发了一套由 触控液晶电视平板组成的多屏多点可触控的教学系统starC。教师端通过分屏显示技术，使 用四块屏幕实现多种媒体资源的关联放映，结合多点触控技术，还原了传统板书功能，学生可 以利用学科工具、 互动工具等进行小组协作探究式学习， 真正实现 “学生为中心” 的教学范式。 目前，尽管交互多屏教学在国内各大高校已陆续展开，但其应用深度和广度并不明朗，相关实 证研究也较为缺乏。 人文地理是一门主要探讨各种人文现象的地理分布、扩散和变化，以及人类社会活动的地 域结构的形成和发展规律的学科。大学人文地理教学目标是提升学生认识、分析、解决人类活 大学地球科学课程报告论坛论文集（2018） 64 动与地理文化之间各种关系的能力。然而，目前我们的高校人文地理教学，始终还存在一些结 构性问题，长期难以得到解决。人文地理学科内容广泛、研究范围较为庞杂，但学生往往重视 学科的人文性而忽略其科技性，使授课过程无法得到学生有效重视。与此同时，教学条件本身 又制约了学生对于学科研究特点的真正把握。 如何在现有条件下寻求突破， 充分改革教学方式， 优化教学效果是人文地理教学亟待解决的问题。 本研究提出对高校人文地理学科进行交互多屏教学的改革，精心进行教学设计，优化教学 效果。同时，基于教学设备的更新与教育观念的进步，我们需要以交互多屏为基础构建新式教 学空间，使得教与学从中得到促进和升华。 一、 “交互多屏”概述 交互亦称为互动，意指事物间的相互作用和相互影响，相制交互感应也是一种最基本、最 普遍的日常生活现象。 随着以计算机、 网络通信技术为代表的信息技术及人机交互技术的发展， 交互增添了人与技术之间的交互、技术与技术之间的交互等形式。在现代教学中，交互代表一 种常规、理想的教学状态，即从事教学者与学生在课堂中的交流与互动，是教学者调动参与课 堂教学过程中的各主要要素，围绕教育教学目标的实现，形成各要素彼此间良性的交互作用， 这是一个整体性的动态生成过程。 多屏， 从字面上理解， 即有多块屏幕。 在现代教学中， 屏幕大致可分为手写屏幕 （如黑板、 白板等）及计算机多媒体投影（如电子屏幕、幕布等）等。其中，电子屏幕涵义甚广，包括交 互式电子白板、触摸一体机、多触点液晶屏幕等，甚至是与无线光触投影配套的白墙。多屏显 示即在一个学习空间中使用两块或者两块以上的屏幕来展开教与学的活动。 本文侧重于讨论的 交互多屏教学概念， 主要由教师掌控的多块电子交互白板或触控一体机白板以及由学生使用的 无线终端电子屏幕组成。利用计算机信息通信技术，将带有传感器的电子白板与计算机连接起 来，在应用程序的支持下，将传感器上的感应变成相应的计算机操作，并利用投影机将计算机 显示器上的操作结果呈现在电子白板上， 从而实现操纵电脑或屏幕中的各个系统来达到信息化 教学的目的。而交互多屏教学空间是由多套信息系统组合而成的信息教学空间，该空间围绕教 师对电子交互白板或触控一体机白板的操作，形成一个基本的智能教学系统。在交互多屏教学 空间，每位学生都配备有自己的电子设备，通过终端设备，教师将教学信息输送给学生，学生 也可随时发送反馈。对此，笔者于高校人文地理“人口迁移”课程中开展的多屏教学实践，根 据实践结果， 分别从提升学生参与与优化课程设计两个维度来论述交互多屏教学于人文地理课 程中的应用广度和实践优势。 二、交互多屏教学趋向于提升学生参与度 人口迁移是高校人文地理教学中的重要环节，人口迁移研究涉及地理地貌、自然环境、城 乡经济、多元文化以及交通工具等多面问题。就经验而言，对于该领域的教学常囿于课时设置 不均、教材轻重有别而导致无法全面展开；就内容而言，该领域涉及面广，内容庞杂且生动， 基于交互多屏教学在人文地理学中的应用研究以“人口迁移”课程教学为例 65 需要带有全面性思维来对相关问题实现观照；就师生互动而言，长期以来，人口迁移一直是全 世界多个学科领域研究的前沿话题，本身也因地域、民族、经济、文化、国家差异而呈现出多 样性，师生互动的过程也是教学相长的过程。 在高校人文地理教学设置中，人口迁移单元共分为 6 个课时，笔者基于完善的学习支持系 统， 以高等教育出版社出版的第二版 人文地理学 第四章第二节 “人口迁移” 课程教学为例， 进行交互多屏在人文地理学教学中的应用研究。 教师在未来课堂云平台门户的备课并于授课系统中提前准备好资料， 随后通过教师端针对 性地布置预习任务。这一节的预习任务包括人口迁移的概念、人口迁移空间规律、人口迁移的 机制等。 课前，学生向资源调度分配平台发送请求，提前下载教师提供的教学资源到自己的终端设 备手机或者平板电脑上，结合电子课本预习“人口迁移”一节，完成预习任务。如在预习过程 中遇到问题可以通过学生端的交流功能，利用 QQ 或 MSN 等社交软件及时反馈给教师，便于 教师掌握学生的预习情况并据此调整教学进度。此外，学生亦可以搜集并上传感兴趣的有关人 口迁移的内容于个人终端设备上以便课内分享。 在正式教学过程中，首先，教师按座位次序将学生分成 3 组，每组 7 人，每组均拥有独立 的屏幕。教师通过请学生思考“人口移动对社会经济生活影响”问题拉开课堂序幕，并给予三 分钟时间让学生来自由讨论不同时空格局下人口迁移对社会经济发展的影响；其次，教师利用 平板电脑播放我国春节期间各大城市人口流动的视频， 各小组学生可以在组内屏幕上同步观看； 第三， 教师对于视频中出现的 “人口迁移” 与 “人口流动” 的概念作疑问设置， 邀请学生回答， 并在此基础上， 让学生进一步讨论春节期间各大城市的人口流动所带来的中国城市人口格局变 动，以及人口流动对迁入地与迁出地的影响。 由于多屏教学空间给予学生极强的参与性，因此在讨论过程中，课堂纪律也显著提升，每位 同学都在小组中各抒己见，学生逻辑思考能力得以提升，学习积极性提高。各小组根据教师提问 利用无线终端屏幕浏览网络资源并进行讨论， 课堂提问从而由教师提问学生回答这一二维模式 转变为教师提问讨论反馈、抢答、学生提问这一三维模式，教师因此也从授课者成为活动的 组织和协调者甚至是裁判员。 分组讨论、 交流这一课堂模式也使得竞争机制得以在课堂内容得到 充分发挥，学生不再是单独的个体，而代表了各自所属的组别，在此背景下，不同学习能力的学 生能在潜移默化中形成互帮互助的和谐氛围，从而达到各小组整体学习能力的提高。 三、交互多屏趋向于推动课程设计的优化 交互多屏教学空间是互动教学活动在现实层面的延伸， 这一教学模式对教师课堂模式设计 提出新的要求，因而教学策略体系也必须作出回应，在某种程度上，交互多屏教学空间的出现 促进了教学设计的优化。 在课内互动环节，教师通过教师端课堂教学功能里的交互白板陈列问题，如人口迁移的影 响因素等，考察学生的预习状况。学生的个人设备终端和教师的授课系统通过网络连接，学生 的作答情况会及时反馈在教师设备终端上。学生积极配合教师的测试，认真作答，一方面考察 大学地球科学课程报告论坛论文集（2018） 66 自身的自学状况，另一方面有助教师了解学生情况。 在课堂上，讲台主屏幕中一共出现三张图，分别为繁华的夜上海，贫瘠的西部，辽阔的草 原。此时，教师导入第一个教学问题：如果可以选择，你想住在哪里？同时，讲台两边的侧屏 幕分别、依次展示上海、中国西部地区以及草原地区的面貌，以多类传播形式来体现三地的特 点与差异，便于学生观赏。 从学生的选择中明显看出，上海这一繁华都市成为大家的首选。教师根据学生的选择引申 至人口在居住上存在的迁移观念。因为人口迁移有多种影响因素，讲台三幅屏幕分别展示出人 口迁移的三个外界因素：屏一展示的是因生态环境因素而进行迁移的中国三峡移民，屏二展示 的是因战争等政治因素而进行迁移的难民， 屏三展示的是因民族歧视等社会文化因素而进行迁 移的难民。这些问题均是或曾经是社会热点，为学生所熟知。因此，学生很快对人口迁移的三 个外界因素有所掌握。 随后，教师通过交互白板播放有关我国人口迁移的纪录片，如闯关东、走西口、下南洋，这 些影视作品均源于真实的历史背景， 既激发学生的学习兴趣， 也极其形象地展示出人口大规模迁 移背后的社会结构性因素变迁。看完纪录片后，学生以小组为单位，围绕人口迁移这个关键词展 开联想， 小组的思考结果显示在小组共用屏上， 最终利用无线投影路由的分屏技术将各自的成果 分别显示在普通白板上供全班探讨，这一过程锻炼了学生的发散思维能力和小组互动交流能力。 在这个环节产生的交流结果是教学过程中重要的生成性资源，将被保存在学生端的学档之中。 讨论结束后， 学生通过学习终端和教师的公共显示屏进行交互， 将小组交流成果投影到公共 显示屏上。每个小组推荐一名主讲人汇报小组交流成果，各种信息的分享有助于开拓视野。在讲 解结束之后其他学生可以质疑，促使讨论更加深入，考验并增强学生应变能力。最后，老师对学 生学习的成果进行评价总结，学生跟着老师对整堂课的内容进行再次梳理，结束课堂学习。 交互多屏教学空间由于以信息网络作为技术支持，因此亦不局限于本校学生之间的交流， 还可通过远程教学，实现与不同地区的课堂相连接。课时结束，教师布置作业，让学生上网查 询“有关城市人口规模的决定性因素以我国三大都市圈为例” ，并要求学生在完成后将作 业发布至论坛，一方面可方便教师检验学生知识吸收情况，同时作业的网络共享模式也为下节 课提供备课参考，使其后教学设计得以更加优化。本次案例如表 1 所示。 表 1 交互多屏教学于人口迁移教学中的教学设置 程序 教学提问与内容 媒体类型 学生回馈 1 人口迁移 云共享平台 下载教学资源、收集预习资料、提问 2 “人口迁移”概念提问 视频 观看视频、讨论 3 随堂测试：考察预习情况 交互白板、个人设备终端 各自同时在线作答 4 提问“学生迁移倾向” 图片 作出选择性回馈 5 播放纪录片 视频 小组讨论、作出回馈、全班讨论 6 电子课件重点讲解 交互终端 电子批注、提问、在线知识扩展 7 讲解与评价 公共显示屏 小组汇报 8 作业布置 共享论坛 收集资料、完成作业、巩固和预习 基于交互多屏教学在人文地理学中的应用研究以“人口迁移”课程教学为例 67 四、总结 交互多屏课堂作为一种新型学习空间，满足多种不同形式的知识交流，在此过程中，互动 成为未来课堂设计的核心。基于多屏式的交互式学习，教室由原来的单向性变为多向性，多屏 能更深层次的拉动课堂多角色之间的交流，尤具突破性的是满足学生间互动的需求。交互多屏 教学技术使传统教学中所缺乏的活跃性得以发扬，增添了教学的感官效果，也为现今人文地理 学教学质量、效率的提升带来动力，符合现代教学中一贯提倡的教育发展模式。同时，值得我 们一再强调的是，在未来课堂中，教学者对于学习者