基于媒體展示功能的移動(dòng)電子教室設(shè)計(jì)

基于媒體展示功能的移動(dòng)電子教室設(shè)計(jì)

一、數(shù)字學(xué)習(xí)與其它學(xué)習(xí)方式的關(guān)系隨著計(jì)算機(jī)制造成本的降低和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，基于二者的新數(shù)字學(xué)習(xí)方法（1.1）已經(jīng)進(jìn)入人們的視野。這一概念的最初提出者,北德克薩斯大學(xué)的研究人員凱斯·諾里斯(CathieNorris)以及密歇根大學(xué)的學(xué)者艾略特·梭羅維(ElliotSoloway)強(qiáng)調(diào)指出:當(dāng)前的“個(gè)人計(jì)算機(jī)”對(duì)于在校學(xué)生來(lái)說(shuō)還沒(méi)有成為個(gè)人學(xué)習(xí)工具,因?yàn)閷W(xué)生只能在計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室與其他人共享同一設(shè)備;當(dāng)每個(gè)人都擁有并能夠經(jīng)常使用屬于他個(gè)人的計(jì)算設(shè)備時(shí),學(xué)習(xí)方式必將發(fā)生改變。祝智庭教授認(rèn)為,隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,1∶1的計(jì)算設(shè)備為學(xué)生創(chuàng)設(shè)連接課堂與課外、正式與非正式等學(xué)習(xí)模式進(jìn)而創(chuàng)設(shè)無(wú)縫學(xué)習(xí)環(huán)境提供了充分的技術(shù)保障,其與現(xiàn)有的其他新的學(xué)習(xí)理念如數(shù)字化學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)的聯(lián)系和區(qū)別在于它是一種新的高度綜合的學(xué)習(xí)方式與理念的體現(xiàn)。余勝泉教授則認(rèn)為,1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)相對(duì)于數(shù)字化學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)和泛在學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō),是另外一個(gè)觀察的視角,并不是完全獨(dú)立的一種學(xué)習(xí)類型,是廣義數(shù)字化學(xué)習(xí)的一個(gè)部分,是移動(dòng)學(xué)習(xí)的高級(jí)發(fā)展階段,與泛在學(xué)習(xí)有共通的理念、共同的關(guān)注研究領(lǐng)域。盡管各家論點(diǎn)略有不同,但他們都認(rèn)為1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)是數(shù)字化學(xué)習(xí)發(fā)展到高級(jí)階段的一種形式或必要手段。1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)目前還是一個(gè)較大的、較為理想化的概念,在這一概念的指導(dǎo)下,許多專家開始了這方面的相關(guān)實(shí)驗(yàn),如北京師范大學(xué)余勝泉教授的《手持式網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)在學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用研究》課題,國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金“十一五”規(guī)劃(教育學(xué)科)國(guó)家課題《信息技術(shù)環(huán)境下多元學(xué)與教方式有效融入日常教學(xué)的研究》等,都旨在通過(guò)構(gòu)建新的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境、探索新的數(shù)字化學(xué)習(xí)方式來(lái)提高教學(xué)效果,貫徹“以學(xué)生為中心”的教育理念。筆者認(rèn)為,具體的1∶1數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建,目前可以通過(guò)建立無(wú)線移動(dòng)電子教室來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、電子教室的網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化電子教室的概念最早出現(xiàn)在2000年左右,所謂電子教室,就是由許多電腦軟、硬件組成的電腦教學(xué)網(wǎng)絡(luò),它有廣播、控制和監(jiān)看的功能。電子教室中,有一臺(tái)服務(wù)器、一臺(tái)教師機(jī)、許多學(xué)生機(jī)。學(xué)生的電腦屏幕就是“黑板”,教師所要強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容可以同步出現(xiàn)在學(xué)生的面前,老師可以讓學(xué)生提問(wèn),將題目直接告訴其他學(xué)生和老師,如果某個(gè)學(xué)生不聽課,老師可以直接控制住學(xué)生的鍵盤,使之不能使用,利用電子教室同樣可進(jìn)行考試。早期的電子教室是由傳統(tǒng)語(yǔ)音室發(fā)展而來(lái)的,不斷根據(jù)學(xué)校的需求增加新的功能,目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)所用的電子教室,基本上已經(jīng)進(jìn)入了多媒體階段。現(xiàn)有的電子教室更多地強(qiáng)調(diào)課堂教學(xué)的功能,雖然傳統(tǒng)教學(xué)的功能被電子化了,但是其本質(zhì)并沒(méi)有發(fā)生改變:老師依然要面對(duì)眾多的學(xué)生,學(xué)生不再面向黑板改而面向電腦屏幕,學(xué)生不認(rèn)真聽課教師不扔粉筆頭改而鎖定鍵盤,考試不再在試卷上作答而是通過(guò)鍵盤做答……如此種種。事實(shí)上,電子教室是早期教育觀念沒(méi)有發(fā)生改變的情況下追求通過(guò)硬件建設(shè)體現(xiàn)教育現(xiàn)代化的一種產(chǎn)物。隨著技術(shù)的發(fā)展,電子教室天然地融入了多媒體技術(shù),在技術(shù)上并沒(méi)有落后,然而其以教師為中心的教學(xué)形式卻依舊沒(méi)有發(fā)生根本的改觀,學(xué)生依然處于被動(dòng)、弱勢(shì)地位。隨著對(duì)以學(xué)生為中心教學(xué)理念的逐步深入探討,更多的教育工作者開始重視學(xué)生的個(gè)性化需求,而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入電子教室建設(shè),更為數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建提供了有力的支撐,電子教室的發(fā)展正在逐漸網(wǎng)絡(luò)化、移動(dòng)化。對(duì)于移動(dòng)電子教室(或者說(shuō)移動(dòng)多媒體電子教室,就現(xiàn)有技術(shù)條件而言二者是統(tǒng)一的)有兩種不同的解釋,一種認(rèn)為移動(dòng)電子教室是“將高性能計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、DVD、電視接收等結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)軟硬結(jié)合、便捷移動(dòng),是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的商務(wù)演示、多媒體教學(xué)、家庭影院一體化解決方案”(某產(chǎn)品宣傳語(yǔ)),簡(jiǎn)而言之,就是將多種設(shè)備置于便于移動(dòng)的小車中,在各個(gè)教室中輪流使用。另一種則將20-30臺(tái)學(xué)生用筆記本電腦、若干臺(tái)教師用筆記本電腦和無(wú)線接入AP、投影機(jī)、打印機(jī)等設(shè)備同樣置于便于移動(dòng)的小車中,可在各個(gè)教室中使用。筆者以為,后者更符合“教室”的概念,因?yàn)椤敖淌摇笔紫纫處熀蛯W(xué)生,而前者顯然是為了教師準(zhǔn)備的。另外,就移動(dòng)性而言,后者顯然更具優(yōu)勢(shì),因?yàn)樵O(shè)備的移動(dòng)性只是移動(dòng)性的一方面,只能說(shuō)是“部分”移動(dòng)的電子教室,后者不僅提供設(shè)備的移動(dòng),同時(shí)能夠提供學(xué)習(xí)環(huán)境的“移動(dòng)”,顯然更加全面。因而筆者認(rèn)為,無(wú)線移動(dòng)電子教室(以下簡(jiǎn)稱移動(dòng)教室)更符合1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)的理念,將會(huì)是電子教室未來(lái)發(fā)展的方向。三、移動(dòng)教室的技術(shù)組成(一)多元主體的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境移動(dòng)教室的建設(shè)除了要保證技術(shù)的先進(jìn)性以外,更重要的是要符合1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)的理念,要以學(xué)生為中心構(gòu)建有利于其自身發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境。1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)理念認(rèn)為,21世紀(jì)需要培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)和媒體的讀寫能力、有效的溝通能力、創(chuàng)造性思考的能力、解決問(wèn)題的能力及協(xié)作能力等多方面的能力,諸多能力的培養(yǎng)有賴于先進(jìn)的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建。一個(gè)合格的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)該圍繞學(xué)生提供多方面的服務(wù),如圖1所示:從圖1可以看出,基于這樣一種理念建設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的依托是非常強(qiáng)的,學(xué)生要能夠:隨時(shí)隨地使用無(wú)線設(shè)備學(xué)習(xí),隨時(shí)隨地獲取全球的各種信息,隨時(shí)隨地與教師、家長(zhǎng)、專家之間進(jìn)行互動(dòng)、咨詢問(wèn)題,以及隨時(shí)隨地記錄自己的學(xué)習(xí)軌跡等。顯然,傳統(tǒng)的、依托有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的電子教室是無(wú)法滿足這些需求的。(二)數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建移動(dòng)教室的組成結(jié)構(gòu)如圖2所示。移動(dòng)教室雖然名為“教室”,但是并不是一個(gè)個(gè)孤立的存在,除了教室內(nèi)必備的師生用筆記本和WiFi無(wú)線接入點(diǎn)(AP),以及相關(guān)的輔助設(shè)備如無(wú)線打印機(jī)、充電器等設(shè)備外,還應(yīng)包括本地資源服務(wù)器、學(xué)校圖書館服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源交流平臺(tái)等,從而構(gòu)建起一個(gè)覆蓋校園、溝通世界的網(wǎng)絡(luò)大環(huán)境,在這樣的環(huán)境中,1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)的開展效果才能達(dá)到最好。具體到某一個(gè)移動(dòng)教室,應(yīng)該包括以下設(shè)備:1.獨(dú)立充電時(shí)的獨(dú)立充電移動(dòng)小車主要用來(lái)承載筆記本和相關(guān)設(shè)備,是移動(dòng)教室實(shí)現(xiàn)物理上“移動(dòng)”的基礎(chǔ),同時(shí),小車又是充電中繼站,內(nèi)置的充電插座可為每臺(tái)筆記本獨(dú)立充電,以延長(zhǎng)筆記本的續(xù)航能力。2.20-30臺(tái)學(xué)生用筆記本電腦:學(xué)生用筆記本電腦是學(xué)生開展學(xué)習(xí)的工具,是組成移動(dòng)教室的核心設(shè)備,學(xué)生用筆記本電腦主要供學(xué)生進(jìn)行信息交流和資料瀏覽,因而不需要具備太強(qiáng)的功能,而且學(xué)生用筆記本的使用量比較大,其采購(gòu)成本和能源消耗成本是必需要考慮的問(wèn)題。3.多媒體視頻分析教師用筆記本電腦除了用以和學(xué)生進(jìn)行交流外,還需要進(jìn)行學(xué)習(xí)控制、多媒體展示、視頻播放、課件制作等,因而其功能要比學(xué)生的強(qiáng)大,包括要有更強(qiáng)的處理器、較強(qiáng)的圖形處理核心、較大的容量、多樣的輸出端口和模式,以及較大的屏幕等。4.教室網(wǎng)絡(luò)“移動(dòng)”的基礎(chǔ)無(wú)線接入設(shè)備是師生電腦接入網(wǎng)絡(luò)的必要條件,是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)教室網(wǎng)絡(luò)“移動(dòng)”的基礎(chǔ)。目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟,在任何的范圍內(nèi)都有能夠滿足需求的技術(shù)加以支持,具體到移動(dòng)教室,則主要通過(guò)WiFi技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。5.其他外圍設(shè)備(三)板式電腦不在考慮之列因?yàn)橐苿?dòng)教室要實(shí)現(xiàn)物理和教師網(wǎng)絡(luò)的雙重“移動(dòng)”,所以臺(tái)式電腦自然不在考慮之列。在前文對(duì)于移動(dòng)教室的分析中可以發(fā)現(xiàn),師生的筆記本電腦是移動(dòng)教室組成的核心設(shè)備,由于功能定位不同,兩種設(shè)備的選擇標(biāo)準(zhǔn)也有所不同。1.管理的功能要求移動(dòng)教室中教師筆記本電腦要滿足這樣一些應(yīng)用:(1)管理教室和學(xué)生;(2)使用常用的教學(xué)應(yīng)用軟件;(3)制作與使用教學(xué)資源;(4)瀏覽管理課程;(5)瀏覽網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容。從以上需求可以看出,對(duì)于教室和學(xué)生的管理是教師筆記本有別于一般個(gè)人用電腦的地方,具體而言,管理的功能應(yīng)包括:(1)設(shè)備可以自動(dòng)進(jìn)行無(wú)線網(wǎng)絡(luò)配置,建立虛擬教室;(2)教師可以鎖定學(xué)生的電腦來(lái)集中學(xué)生的注意力;(3)教師可把流媒體教學(xué)資源發(fā)送到學(xué)生電腦;(4)教師可監(jiān)控學(xué)生在學(xué)生機(jī)上的操作;(5)能夠給教師提供個(gè)人或小組教學(xué)的支持。這些功能更多地體現(xiàn)在軟件層面,即通過(guò)開發(fā)相應(yīng)的軟件來(lái)滿足教師的種種管理需求,對(duì)于筆記本本身硬件方面的特性的要求就是能夠?yàn)檫@些軟件的流暢運(yùn)行提供足夠的支持,同時(shí),對(duì)于網(wǎng)絡(luò)方面的要求較高,教師筆記本電腦應(yīng)該能夠非常容易地連入教室的局域網(wǎng)絡(luò)和校園網(wǎng)絡(luò),并且方便地在不同的局域網(wǎng)絡(luò)中斷開和接入,無(wú)線連接在這里具有非常大的優(yōu)越性。從需求來(lái)看,現(xiàn)在主流的筆記本產(chǎn)品基本上可以滿足這種需求,Intel多核酷睿處理器性能非常強(qiáng)勁,能夠應(yīng)對(duì)各種多媒體的處理需求,而發(fā)展多年的迅馳技術(shù)也非常成熟,對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的支持非常完善,因而在教師筆記本的選擇上只需要選擇主流產(chǎn)品即可。2.學(xué)?；ヂ?lián)網(wǎng)信息安全學(xué)生筆記本電腦的功能相對(duì)于教師筆記本電腦要簡(jiǎn)單,尤其是對(duì)于性能方面的需求,而對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方面的需求則和教師筆記本電腦基本相同。學(xué)生電腦在開展1∶1數(shù)字學(xué)習(xí)期間所應(yīng)該具備的功能包括:(1)安裝班級(jí)管理器軟件,接受教師的遠(yuǎn)程管理;(2)安裝家長(zhǎng)控制軟件,保護(hù)學(xué)生免受互聯(lián)網(wǎng)不良信息的危害;(3)安裝防火墻等殺毒軟件;(4)瀏覽網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容;(5)獲取并使用本地軟件服務(wù)和學(xué)習(xí)資源。相對(duì)于教師筆記本電腦,學(xué)生筆記本電腦除了對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的穩(wěn)定性和帶寬有著同樣的需求外,對(duì)于筆記本整體性能的要求并不高。相反,由于學(xué)生筆記本電腦動(dòng)輒幾十臺(tái)一起采購(gòu)、移動(dòng)和使用,而且使用者大多數(shù)是中小學(xué)生,對(duì)于這種筆記本的體積、重量、功耗等方面的要求反而更加嚴(yán)格。能夠滿足基本需求、低功耗、價(jià)格便宜、輕便的筆記本電腦產(chǎn)品更符合學(xué)生筆記本電腦的需求?？晒┻x擇的有Intel推出的配置英特爾超低電壓版賽揚(yáng)處理器的Classmate學(xué)生筆記本電腦,以及采用迅馳凌動(dòng)平臺(tái)的便攜式筆記本電腦產(chǎn)品(如華碩和宏基推出的相應(yīng)產(chǎn)品等)等。總之,學(xué)生筆記本電腦的選擇更注重靈活性。(四)室的建設(shè)成本與傳統(tǒng)固定的電子教室相比,移動(dòng)教室在成本上有著很大的優(yōu)勢(shì),下表是兩種教室的建設(shè)成本,由于兩種教室所需的設(shè)備基本相同,成本基本相同(筆記本電腦的價(jià)格與臺(tái)式電腦的價(jià)格差距已經(jīng)很小,而便攜性的學(xué)生筆記本的價(jià)格還要低于一般配置的臺(tái)式電腦),因而在該表中并未列出這些相同的設(shè)備。具體比較見下表。(五)數(shù)字學(xué)習(xí)環(huán)境,提升工作效率艾塞克斯學(xué)區(qū)坐落于英格蘭第二大郡,擁有20萬(wàn)名中小學(xué)生,是無(wú)線數(shù)字化學(xué)習(xí)潮流的領(lǐng)跑者。該學(xué)區(qū)創(chuàng)辦了近60所采用802.11b無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線學(xué)校,這些學(xué)校配有一系列筆記本電腦和一輛可以存放和對(duì)筆記本電腦進(jìn)行充電的手推車,這部車可以自由穿梭于教室之間,方便了學(xué)生學(xué)習(xí)。艾塞克斯學(xué)區(qū)所創(chuàng)建的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境,顯著地提升工作效率并獲得巨大的收益,主要體現(xiàn)在:(1)通過(guò)提高教師的工作效率,每年可節(jié)省4800萬(wàn)英鎊;(2)通過(guò)降低對(duì)教材、個(gè)人輔導(dǎo)和家庭電腦的需求等,每年可節(jié)省6000萬(wàn)英鎊(折合每位學(xué)生每年節(jié)省290英鎊);(3)通過(guò)減少教師和學(xué)生的流失率,可顯著降低成本;(4)2004年到2007年間沒(méi)有興建專用有線媒體教室,節(jié)省了1200萬(wàn)英鎊。四、強(qiáng)化教育觀念的轉(zhuǎn)變無(wú)線移動(dòng)電子教室更好地滿