電子雙板在現代課堂教學中的應用

譚獻龍 鄭世玨

電子雙板在現代課堂教學中的應用

譚獻龍 鄭世玨

隨著計算機技術的飛速發展，由計算機、投影儀、視頻展示臺、中央控制系統等組成的多媒體教學工具日益普及，集聲音、圖像、文字、視頻為一體的各種多媒體課件也已經進入課堂[1]。電子雙板集合了計算機技術、顯示技術、網絡技術、攝影攝像技術等，在這個數字化時代應運而生。電子雙板是基于電子白板在交互式多媒體教學應用領域中的又一重大進步?，F代教育技術強調教學方法的交互性，心理學家Gibson領悟了Koffka和Lewin的觀點，于20世紀70年代創造了Affordance(給養)一詞，用以描述生物和它所處環境的相互作用關系[2,3]。Gibson的觀點主要反映了在交互性活動中行為主體的感知與供給物之間的緊密相關。教師作為課堂教學活動的設計者、引導者和參與者，是實現課堂互動的關鍵。在傳統的多媒體教學中，教師要時刻站在控制臺旁操縱計算機給學生展示課件，被束縛在計算機的鼠標、鍵盤范圍之內[4]。電子雙板卻能讓教師擺脫計算機的束縛，教師可以直接在雙板的屏幕上操縱課件進行教學，學生回答問題也能走上講臺，直接在屏幕上進行答題和演算(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良好的師生互動的教學環境外，在課堂教學環境的建構上也有自身的特點。它采用雙屏顯示，兩塊顯示屏能被同時操縱。當一塊顯示屏正在播放一個視頻時，另一塊顯示屏能同步呈現一段文字對這個視頻加以描述。雙板還解決了電子白板在展示時需要經常在幾幅畫面之電子間進行切換的問題，讓課堂教學變得更加簡單。雙板課堂使用了全景錄播技術，在教室里安放了多個攝像頭，分別對學生、教師和顯示屏的活動進行錄制，錄制的內容可以通過互聯網同步直播。課后，教師可以通過觀看錄制的視頻，探究在課堂教學中自己還有哪些方面需要改進。學生同樣也能通過觀看錄制的視頻來溫習課堂上的重點和難點。電子雙板基于它的各種優點以及逐漸趨于完善的教學功能，將會成為現代教學環境改革的一個新方向。

一、電子雙板的總體結構

電子雙板是一個以中央控制面板為中心的交互式多媒體教學平臺。在這個多媒體教學平臺中，除中央控制面板外還包括計算機主機、計算機顯示器、投影儀、雙板熒屏、攝像機、錄播控制面板和網絡服務器等部件。主要部件之間的物理連接關系如圖1所示。整個系統在工作時的周轉控制流程可概述為：中央控制面板直接控制計算機的主機，網絡服務器端的錄播管理系統，攝像頭的掃描角度、旋轉方向以及錄播控制面板等；計算機的主機決定計算機顯示器上所顯示的內容，它與投影儀相連接，通過投影把顯示器上的內容投射到雙板熒屏上；網絡服務器端的錄播管理系統和錄播控制面板都能控制攝像機的錄像。

系統只有硬件是不行的，還需要軟件的支持。電子雙板使用的教學軟件是華中師范大學國家數字化學習工程技術研究中心基于Windows環境下研發的一個PGP(PanGu Presentation，簡稱PGP)課堂教學平臺，而整套系統的錄播功能是由D2000錄播系統來實現的。強大的硬件設備配上功能完備的軟件體系，造就了電子雙板這個卓越的教學平臺。

圖1 雙板課堂環境主要物理設備連接示意圖

二、電子雙板環境下的課堂教學

電子雙板的課堂教學是在PGP課堂教學平臺上進行的。PGP課堂教學平臺提供簡潔的窗口和人性化的人機交互界面，使用簡單方便，即使是初學者，也能很快掌握基本操作。PGP課堂教學平臺的界面如圖2所示。

圖2 PGP課堂教學平臺界面圖

PGP課堂教學平臺界面分為4個區域：功能區、資源區、展示區和學生視圖區。教師可以在課前制作個性化的課件，上課時將制作好的課件添加到教學平臺的資源區，展示自己的課件。在教學時，教師可以像在黑板上用粉筆書寫一樣在白板的展示區用光筆書寫。而且板書的內容能夠隨時保存，彌補了傳統的黑板擦掉后書寫的記錄就沒有了的缺點。雙板教學的視圖展示還使用了雙軌思想，通過兩個屏幕同時刺激學生的左右腦，更好地促進學生的認知[5]。教學平臺可供使用的資源種類的多少也會直接影響它的教學質量。電子雙板教學平臺除了硬件上的優勢外，其軟件也能與現在所有的主流教學資源兼容。除Office文檔、視音頻文件等普適性的教學資源之外，它還整合了面向數學、物理、化學等學科的工具和學習資源，利用這些工具和資源，教師能更加方便地制作出高質量的課件，促進教師進行信息技術與課程教學的整合。

電子雙板的另一個亮點是采用了D2000錄播系統對課堂教學活動進行全景錄播。整個錄播系統的控制功能主要由錄播控制面板和服務器端控制面板完成。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一些參數的設定。而安裝在服務器端的錄播管理系統功能更加全面，增加了錄播模式切換、重要網絡、設備參數的設置、系統的登錄權限和用戶組的信息管理以及系統的安全管理等其他功能。

圖3 D2000錄播控制面板界面圖

三、使用電子雙板進行課堂教學的感受

雙板課堂與以往的多媒體教學課堂相比，最顯著的特點就是它使得教學更加方便，提高了教師的教學效率。由于電子雙板無任何粉塵污染和廢物排放，而且耗電量低、安全穩定、綠色環保，極大地改善了教師的工作條件和學生的學習環境，進一步推動了課堂教學的數字化進程。電子雙板的功能非常完備，具有良好的兼容性和實用性，集書寫、記憶、儲存、打印、控制、演示等功能于一體。在實際應用中，能明顯感受到它有著強大的“交互”“實時記錄”“即時標注”“視圖切換”“監控管理”“遠程交流”“課堂教學活動錄像直播”等功能。

1.電子雙板的教學功能

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

(2)實時記錄與即時標記：教師在電子雙板教學平臺上講課時，可以使用電子筆或教師手直接對課件進行注釋，標記重點。而且電子筆或教師的手在屏幕上的移動軌跡以及白板上的所有內容，都可以通過教學管理平臺的監控軟件實時記錄，以便課后回放。

(3)視圖切換與監控管理：雙板采用了雙顯示屏展示技術。教師在講課時，不需要經常進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。在管理平臺的學生視圖區，教師可以隨時檢查學生在課堂上的活動情況，方便維持課堂紀律。

(4)遠程交流和課堂活動錄像直播：利用平臺的遠程交流功能可以進行遠程教學，讓不同地方的學生能共同學習。同時還可以使用教學平臺的D2000錄播系統對教學活動進行全程錄制，接入互聯網后，可以在網絡上同步直播課堂的教學視頻。

2.實訓教學過程

雙板課堂正在華中師范大學被如火如荼地推行著。師范生是未來教育的主力軍，更應該掌握電子雙板教學手段。華中師范大學計算機科學系2009級的師范生也積極響應學校的“推行雙板教學”的號召，成立了幾個雙板教學研究興趣小組。各小組的成員自制教案，在電子雙板課堂教學環境中講一堂45分鐘的課。興趣小組在雙板環境下的講課如圖4和圖5所示。興趣小組分步驟對雙板環境下的多媒體教學進行探究。首先，各小組在雙板教學研究實驗室對雙板教學的課堂環境進行分析，觀察計算機主機、中央控制臺等物理硬件的線路連接，了解物理設備背面的各個端口、接頭在信號的傳輸中起到的功能；然后，學習怎么在PGP教學平臺上添加課件、編輯課件和使用現有的物理、數學工具制作課件。探究怎么操控電子雙板進行單雙屏顯示的切換，在雙板上用光筆板書，標注課件中的重難點以及數學、物理中的畫圖等；最后，研究怎么使用D2000錄播管理系統錄制課堂教學活動。熟悉了雙板教學的課堂環境后，各小組開始利用雙板進行錄課。講課時，小組的成員分工合作，有主講教師、錄播控制人員、攝像機調節人員等。錄完課后，小組成員一起觀看課堂錄像，討論講課的優點和不足。成員之間相互交流，指出需要改進的地方，幫助提升教學能力的效果十分直接、明顯。

圖4 興趣小組成員在講課

圖5 小組成員在認真聽課

3.實訓教學體會

興趣小組完成雙板教學的實訓后，小組成員紛紛發表感想，一致認為雙板教學非常簡便，易學易用，而且功能十分全面，課堂環境也是非常人性化。個別成員還提出，在雙板上教學的全部內容都能夠即時保存，所以在以后教學時，可以重復使用一些過去的教學內容，譬如數學、物理中一個好的解題方法等。這樣能夠減少板書的時間，有利于提高課堂教學效率。

四、結束語

電子雙板創造了一個生動活潑的教學環境，它既保持了傳統的黑板教學的一些優點，又在多媒體教學環境領域實現了新的突破。電子雙板教學平臺可以完全替代傳統的黑板教學和落后的PPT投影教學，而且該平臺是以活動為中心來組織課堂教學的，教師可以自主設計教學活動，有助于實現教師個人的個性化教學和創新教學。在課堂互動方面，該平臺已經由傳統課堂的以教師為中心的教學模式向師生并重的教學模式轉換，有利于培養學生的綜合素質和能力。

[1] Parabhat K.A &Kiran Thakrar.多媒體系統設計[M].徐光佑,史元春,譯.北京:電子工業出版社,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研究[D].杭州:浙江大學,2005.

[5] 華中師范大學國家數字化學習工程技術研究中心.PGP課堂教學平臺指南[Z].武漢:華中師范大學,2011.

2012-05-28

譚獻龍，在讀本科生。鄭世玨，博士，教授，主任。

華中師范大學。