Lightboard在線教學(xué)開發(fā)與應(yīng)用

1、Lightboard在線教學(xué)開發(fā)與應(yīng)用摘要：隨著教師出鏡在網(wǎng)絡(luò)課程中獲得日益普遍的使用，學(xué)生對影響他們的注意狀況和學(xué)習(xí)效果、顯著增強沉浸感以及師生的互動性也提出了更高的要求。為解決目前廣泛使用的PPT、手寫板和高拍儀在表現(xiàn)力和呈現(xiàn)內(nèi)容的趣味性等方面不足的問題，以設(shè)計開發(fā)LightBoard（燈板）促進學(xué)生在線學(xué)習(xí)投入、提升在線學(xué)習(xí)成效為目標，使教師在面對相機時，自然地畫出清晰可見的草圖和方程式，在燈板上疊加圖片、視頻或幻燈片，并直接在這些圖片上寫字，從而顯著吸引學(xué)生的注意力、提升其學(xué)習(xí)臨場感，拉近師生之間的距離；同時，更形象、更多樣化、更系統(tǒng)地呈現(xiàn)出知識架構(gòu)，幫助學(xué)生掌握晦澀難懂的抽象理論，激

2、發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，促進他們對知識點的理解和對知識體系的建構(gòu)。關(guān)鍵詞：在線教學(xué)；LightBoard；教師出鏡一、引言2019年底，突如其來的新冠肺炎疫情嚴重擾亂了人們正常的生活節(jié)奏，為保護公眾健康，將企業(yè)、大專院校等人流密集地點大量關(guān)停。而在新學(xué)期開啟之時，大專院校學(xué)生也不能回學(xué)校上課，我國教育體系受到前所未有的影響。針對學(xué)生無法如期歸校的困難，教育部提出了“停課不停學(xué)”的倡議，并了教育部關(guān)于2020年春季學(xué)期延期開學(xué)的通知，鼓勵各學(xué)校在地方政府的引導(dǎo)下，積極地運用平臺進行在線教學(xué)，力求實現(xiàn)“停課不停學(xué)”。居家自習(xí)與線上學(xué)習(xí)已成常態(tài)，在這個背景之下的停課不停學(xué)，蘊含著不同于常規(guī)意義上的教與學(xué)的

3、規(guī)則，一旦學(xué)校將線下的課程直接地搬到線上，廣大師生都會產(chǎn)生各種不適應(yīng)的問題。所以需要抓住線上教育的優(yōu)勢與規(guī)律，并逐步地將傳統(tǒng)學(xué)科知識與現(xiàn)代線上教學(xué)模式有機地融合起來，才能獲得最佳的教學(xué)效果。二、在線教學(xué)的研究現(xiàn)狀及需要解決的問題在線教學(xué)其實由來已久，最早可追溯到1922年。紐約大學(xué)自設(shè)廣播電臺，學(xué)生在家聽廣播+閱讀教材，并把作業(yè)寄回學(xué)校打分。直到20世紀90年代初，美國將在線教學(xué)納入學(xué)歷教育，在線教學(xué)開始快速發(fā)展。此后20年來，美國網(wǎng)絡(luò)高等教育蓬勃發(fā)展，到2009年底，全美近90%的高校開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課程，一些常春藤學(xué)校如哈佛大學(xué)、斯坦福大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)等也向在校生開設(shè)了網(wǎng)絡(luò)課程，網(wǎng)絡(luò)教育逐步進

4、入美國高等教育的主流。在線教學(xué)的概念在20世紀90年代初就已被引入我國學(xué)術(shù)界。在線教學(xué)發(fā)展至今已有20余年。進入21世紀后，伴隨著科技的迅猛發(fā)展，特別是近幾年受疫情的影響，在線教學(xué)也進入了全新的發(fā)展時期，當(dāng)前在線教學(xué)大致包括三種典型模式，即基于在線課程的異步教學(xué)、基于教師直播的同步教學(xué)和基于虛擬課堂的臨場教學(xué)，而臨場教學(xué)是在線教學(xué)最難實現(xiàn)的。對于臨場教學(xué)和教師人物形象在教學(xué)錄像中產(chǎn)生的效應(yīng)，絕大多數(shù)學(xué)者都從學(xué)生的視角出發(fā)，探究了教師人物形象是否出鏡及其對學(xué)習(xí)者掌握流程和結(jié)果的深遠影響。國外研究者Kizilcec等人采用長時間跟蹤觀察的方式，對在線學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格開展了調(diào)查，認為大約60%的MO

5、OC網(wǎng)站平臺學(xué)習(xí)者更偏向于觀看有教師展示內(nèi)容的教學(xué)錄像（Kizilcec，2015）。試驗結(jié)果表明，如果學(xué)習(xí)者普遍認為有教師形象呈現(xiàn)的課堂內(nèi)容更為生動有趣、值得分享，則繼續(xù)教學(xué)的可行性就更高。尤其是當(dāng)學(xué)習(xí)者被要求挑選一個最符合自身需要的教學(xué)類型時，超過70%的學(xué)習(xí)者選擇了有教師提供的教學(xué)視頻形式。盡管在目前，圖像和聲音處理技術(shù)的發(fā)展（視頻美顏、虛擬卡通形象、變聲技術(shù)等的出現(xiàn)）豐富了老師出鏡的方法，但是，經(jīng)過對大量老師出鏡視頻案例的剖析，發(fā)現(xiàn)其缺乏與學(xué)生的交流，而且老師的目光始終盯著操作臺的教材，板書時不能正面授課、不方便錄視頻。此外，目前拍攝黑板授課視頻通常要經(jīng)過大量的后期制作剪輯，將教師對攝

6、像機講話的視頻與圖片結(jié)合起來，以說明材料，這種方法雖然效果很好但是整個過程非常復(fù)雜、費時，對信息化技術(shù)的要求也很高。而且，在教學(xué)的時候，教師不得不用手來指出方程式中的術(shù)語，用手來輔助說明動態(tài)圖表，無法實時板書，失去了教學(xué)臨場感，師生之間也顯得極為疏離。特別是高職的“經(jīng)濟學(xué)”課程，本身理論知識比較多，還涉及很多公式和計算，相對來說比較晦澀難懂，在在線教學(xué)中突破難點痛點是我們使用LightBoard的最重要的契機。三、關(guān)于Lightboard的研究與實踐（一）Lightboard的起源LightBoard中文譯作“燈板”，是美國西北大學(xué)的一種開源硬件，它由一整塊玻璃構(gòu)成，底部的LED燈光，可以點亮

7、整個玻璃，當(dāng)在玻璃上寫字時，文章或圖形也可以很清晰地顯示出來，疊加成PPT或者視頻，達到實時演示效果。昆山登云科技職業(yè)學(xué)院的信息化教學(xué)團隊根據(jù)相關(guān)網(wǎng)站提供的圖紙和技術(shù)指導(dǎo)，進行項目實踐，致力于服務(wù)全校的微課和在線課程建設(shè)（見圖1）。以“Lightboard”為關(guān)鍵詞，查詢中國知網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫時發(fā)現(xiàn)并沒有相關(guān)文章，可見對于LightBoard在在線教學(xué)教師出鏡中的應(yīng)用還亟待研究。（二）Lightboard的實踐在明確在線教學(xué)中教師出鏡形式對學(xué)生學(xué)習(xí)成效的影響的基礎(chǔ)上，確定其基本結(jié)構(gòu)和組成部分以及各部分的主要功能，確定lightboard的整體設(shè)計方案（見圖2）。（三）Lightboard在在線教學(xué)中

8、的實踐與創(chuàng)新美國普洛威頓斯學(xué)院的物理學(xué)助理教授LynneM.Lawson使用兩臺燈板設(shè)備進行翻轉(zhuǎn)課堂實踐，并且進行課程直播和在線課程建設(shè)，受到學(xué)生的好評。愛爾蘭的都柏林大學(xué)的研究團隊發(fā)現(xiàn)，學(xué)術(shù)界的同行需要一種技術(shù)來捕捉手寫內(nèi)容，同時保持學(xué)生在課堂上的參與度，這對那些來自定量學(xué)科的學(xué)者尤其重要，如會計學(xué)、金融學(xué)和管理信息學(xué)，他們在課堂上為學(xué)生創(chuàng)造了大量手抄內(nèi)容，經(jīng)過對比實驗，發(fā)現(xiàn)確實提高了學(xué)生的成績。巴黎圣母院的帕里斯教授多年來一直在利用一個燈板來創(chuàng)建常青的視頻，以幫助他的有機化學(xué)學(xué)生。他制作視頻，總結(jié)和提供有機化學(xué)的概念的例子，將難以通過在一個單一的課堂講述的內(nèi)容綜合呈現(xiàn)出來。當(dāng)涉及如有機化學(xué)

9、這樣具有挑戰(zhàn)性的課題時，師生都認為用燈板制作補充材料更有幫助。國內(nèi)使用燈板做在線課程和直播的案例不多，昆山登云科技職業(yè)學(xué)院的項目小組以“經(jīng)濟學(xué)”課程中的“邊際效用”為例，開發(fā)基于Lightboard的教師出鏡式微視頻并應(yīng)用于在線教學(xué)。微課曾得到校級微課大賽二級獎、部級課堂教學(xué)大賽一級獎，并且在實際在線教學(xué)中使用。該課程在實際拍攝時，教師使用熒光筆在燈板上直接板書，既保證了正面出鏡，又將知識點進行分享。針對該課程的學(xué)生問卷調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對這種形式的教師出鏡認可度較高。2020年9月的網(wǎng)課期間，在昆山登云科技職業(yè)學(xué)院的市場營銷專業(yè)的“經(jīng)濟學(xué)”課程中，由方老師作為課程組負責(zé)人進行的網(wǎng)課錄制中，分別

10、采用兩種方式呈現(xiàn)最終的微課效果，第一組是使用Lightboard進行拍攝，第二組采用傳統(tǒng)的綠幕摳像疊加PPT的方式，分別拍攝時長約7分鐘的短片，講解“邊際效用”知識點。從拍攝時間和剪輯時間上對比，使用Lightboard更接近傳統(tǒng)教學(xué)，因此更加節(jié)約時間。而對比兩段視頻在相同班級的觀看情況，第一組的完播率和點贊評論數(shù)明顯高于第二組。從調(diào)查問卷中也反映出，學(xué)生對第一組的微課接受度更高。通過作業(yè)檢查知識點的掌握情況，發(fā)現(xiàn)觀看第一組微課的學(xué)生的平均成績高出第二組12分（百分制）。從該教學(xué)案例及其實踐結(jié)果可以看出，基于Lightboard進行的在線教學(xué)能夠顯著增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，提升教師對在線教學(xué)的信息

11、獲取和優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)的能力，在一定程度上解決了在線教學(xué)忽視學(xué)生渴望情感互動的需求的問題，能夠通過板書的形式幫助學(xué)生構(gòu)建自己的知識體系。從研究視角來看，首次從Lightboard的角度展開在線教學(xué)教師出鏡的設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用研究;從研究內(nèi)容和過程上看，將Lightboard與在線教學(xué)教師出鏡相結(jié)合，提供了Lightboard與在線教學(xué)深度融合的實證研究，解決教師出鏡教學(xué)過程中教師無法在板書時正面授課等難點痛點；從硬軟件使用上看，教師出鏡式視頻開發(fā)硬軟件上的補充：從登云學(xué)院的Lightboard項目實踐出發(fā)，通過項目的硬件以及OBS、鏡像和合成軟件的研發(fā)，彌補傳統(tǒng)在線教學(xué)教師出鏡的不足，填補相關(guān)硬軟件

12、開發(fā)的空白。四、Lightboard項目反思與改進對策（一）使用Lightboard是為了解決教學(xué)重難點而不是唯技術(shù)形式是服務(wù)于教學(xué)內(nèi)容的，而教學(xué)手段又是為教學(xué)目標服務(wù)的，在課堂教學(xué)中，有些老師會借用Lightboard來輔助教學(xué)，甚至是不管教學(xué)內(nèi)容的一刀切。這表明使用信息技術(shù)手段越來越簡單化，但在有的課例中則顯然不那么合適。教師應(yīng)認真準備，選擇適宜的課程，用Lightboard處理課堂問題。忌“濫用”，因為不管上什么課都使用Lightboard進行課堂教學(xué)，非但不會增強課堂效果，反而會加大老師的工作量，對于學(xué)習(xí)者來說，只會延長自身的復(fù)習(xí)時間，同時學(xué)習(xí)能力也并沒有得到提升。以“成為小企業(yè)主”課

13、程為例，區(qū)別于“經(jīng)濟學(xué)”課程，該課程的主要內(nèi)容是指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，需要板書的設(shè)計并不多，傳統(tǒng)的PPT授課方式反而是更恰當(dāng)?shù)?。（二）針對Lightboard的特性設(shè)置互動在教學(xué)實踐中還發(fā)現(xiàn)，在直播教學(xué)的互動上，Lightboard仍然沒有辦法找到更好的方案。因為時空的割裂，師生的互動效果、實時的教學(xué)評價都會受到限制。教師出鏡的同時，如何拉近與學(xué)生的距離，增強教學(xué)效果也是重要的研究課題。在“經(jīng)濟學(xué)”課程在線實踐中，本項目利用Lightboard的特點，能夠讓學(xué)生隨時評論。而通常大多數(shù)學(xué)校都喜歡在信息區(qū)實時發(fā)出的評論彈幕，如果有疑問和建議，也能夠根據(jù)教師的講課內(nèi)容做出評論。教師及時有效地回答了學(xué)生的

14、問題，一方面有助于緩和課堂氣氛，另一方面有助于使他們集中注意力。教師在出了簡短的選擇題之后，學(xué)生就應(yīng)在消息部分作答。然后教師再根據(jù)學(xué)生的整體選擇情況進行說明，實現(xiàn)雙向互動和實時評價反饋。（三）Lightboard和實際教學(xué)管理的融合實訓(xùn)活動或課程在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的順利實施，尤其是實訓(xùn)操作訓(xùn)練的實施，往往需要一些必須具備的基本條件，如滿足學(xué)校硬件要求的PC終端、固定的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)、可供使用的虛擬實訓(xùn)室、學(xué)生實際操作所用材料等。從在線教學(xué)的角度來看，老師在實施網(wǎng)絡(luò)課程時，能對學(xué)校的教學(xué)條件做摸底，并幫助老師解決學(xué)生的問題或針對學(xué)生的實際狀況，適當(dāng)調(diào)整課程教學(xué)方法，學(xué)生因為疫情和直播條件有限造成的不能按時完成

15、學(xué)業(yè)的個案就能減少?！敖?jīng)濟學(xué)”的項目實踐始終沒有設(shè)計出特別好的在線教學(xué)模式，而課堂管理系統(tǒng)的主要目標是服務(wù)于受疫情影響的師生，高校更需為老師帶來更加貼心化的咨詢服務(wù)，如由同濟大學(xué)系統(tǒng)工程實踐中心進行的在線直播平臺測試優(yōu)質(zhì)實驗類教學(xué)資源供給、老師音頻錄音幫助、在線教學(xué)測試、試播分析與反饋咨詢服務(wù)、實播技術(shù)支持咨詢服務(wù)等，既保證了實驗類教學(xué)的有序進行，也為老師解決了教學(xué)的后顧之憂，而Lightboard則是實現(xiàn)通過課堂管理系統(tǒng)服務(wù)于老師在線課堂的有益嘗試，需要持續(xù)改進，在實訓(xùn)環(huán)節(jié)上更適應(yīng)教育教學(xué)的需要。五、結(jié)語本研究項目利用Lightboard的正面授課、流暢板書、課件懸浮顯示、手勢交互等功能，為一線教師在線教學(xué)提供參考借鑒和幫助，提高其微課設(shè)計、直播課堂組織的效率及質(zhì)量，對相關(guān)的科研和教學(xué)活動具有推進的作用，也順應(yīng)時代賦