【教育信息化中的伪需求】之一：智慧教室中的“多屏”是伪需求吗？
【总第162期】
智慧教室中的“多屏”是伪需求吗？
“智慧教室”作为一种典型的智慧学习环境，是在物联网、云计算、大数据等新兴信息技术推动下应运而生的，是学校信息化发展到一定阶段的必然产物。国内的“智慧教室”建设风潮从2010年左右开端并不断兴起，伴随着2018年四川大学获得国家级教学成果奖特等奖达到一个前所未有的“引爆点”。
四川大奖获奖的三大秘密之一，就是累计投入2亿多元进行全域范围的“智慧教室”改造，累计改造教室数量达到403间。此举让中国的高等院校似乎“窥到”了教学改革成果落地的新路径，也看到了“课堂革命”如何向“环境倒逼”借力。各高校在取经之后，都默默地增加了本校教室改造的预算。
面对智慧教室建设的风潮，我们不难发现，“多屏幕”似乎成为智慧教室建设中的一个时尚景象。在很多厂商推出的解决方案中，均能见到“多屏”教室的身影。
这里所说的“多屏”教室，是指智慧教室中在教室四个墙面安装4个以上的屏幕，不包括计算机教室（一人一台计算机的多屏）和虚拟实验室（例如金融模拟实验室实时远程同步的呈现各地交易所数据的多屏）。“多屏”教室看起来简单，但技术实现较为复杂——多个屏幕之间，需要通过无线网络，将多种不同操作系统（如ios、安卓、Windows等）和终端设备（如主屏、分屏和pad等）互相连接起来，利用某个软件，通过多屏互动技术支持的协议，将设备上的内容或屏幕分享到其他设备，实现多设各间跨平台屏幕共享，多屏互动。
为何智慧教室建设要采用“多屏”系统？它与“单屏幕”相比，有什么好处和不足？“多屏幕”是不是有效的教学方式？还有没有更好的解决方案？
一、多屏教室的背景：欧美的小班研讨课
今天我们知道，国内高校的智慧教室改造趋势，并非我国原创，而是对欧美“未来教室”建设的一种效仿。欧美的教育学家普遍认为，未来学校建筑的布局应由线性向非线性转变，打破原有的工厂式标准化的模式，以适应数字化时代多样化、个性化的学习需求；而学习场所的变化也打破了正式学习与非正式学习的界限，将教室转化为讨论式、建构式的学习空间。
基于欧美课堂教学的特点，小班研讨、分组讨论式学习，几乎成为一种普遍常态。为了应对此种教学模式，因此就有了支持分组研讨和小组展示的“多屏”设备。
如麻省理工学院（MIT）的TEAL教室（Technology Enabled Active Learning），该教室共有8面显示屏，同时墙壁由可以写字的白板组成，小组讨论时，学生们可以自由书写公式以及自己的想法；
如亚利桑那州立大学生命科学院的主动学习教室，能容纳96名学生的教室上课时，每6名学生围坐一张圆桌，每两人共用一台23英寸屏幕的电脑，学生电脑屏幕可以连接教室主屏幕，大屏幕上最多同时显示4个电脑屏幕；
如密西根大学罗斯商学院的教室，配备了5张5人座桌椅。由于合作式学习往往采用围坐的形式，总有人背对屏幕，教室设置了多个触摸式屏幕，确保每一位学生都能看清屏幕内容。
看到这里，我们已经明白，欧美的智慧教室应用案例中，并非均采用国内的“数字多屏”，更多的是可以写写画画的普通黑、白、绿板等或交互式电子白板。
如北卡罗来那州立大学的SCALE-UP教室，教室的两端安装有电子白板及投影仪，教室中的桌子采用圆形设计，每桌共９名学生，每桌的学生不但可以通过接入教室局域网的笔记本电脑来学习，还可以随时利用覆盖满墙壁的白板进行书写展示思考过程，或者用白板来与小组成员或教师进行讨论；
如诺丁汉大学的视觉学习实验室内的视觉学习，是利用教室四周紧密地布置在墙上的六块屏幕，其中3块屏幕是交互式电子白板，另外3块屏幕是投影屏幕，白板的使用，主要是能够实现在电子白板表面上直接进行触控、书写等操作实现交互功能。
我们知道，在课堂教学中，任何教学形态都有一个明确的教学目的。根据专家介绍，欧美智慧教室中的多块白板或者笔记本投屏的设置，主要用于——group presentation，我们中文称之为“小组合作课堂展示”。
那么，问题来了，基于小组合作交流和课堂展示的教学目的，可以有多少种手段支持？传统白板、交互式电子白板、大海报纸、拍照投屏、笔记本电脑投屏，要用软件控制的“多屏系统”是不是最优选择呢？哪一种交互形式更简单、更高效？
为此，我们采访了国内已经建成智慧教室的一些院校的实际使用者——
某中部地区大学教授：过去几年，我校有不少智慧教室都采用了多屏模式，但是并没有真正用起来做分组互动，我觉得多屏模式不利于课堂教学应用，因为它分散了学生的注意力。实际上，在大屏上能够自由实现多种信息的切换就行了；
某西部地区的大学讲师；我们团队现在做工作坊，经常让学员写在纸上，然后拍照投屏，只用一个投影屏幕，大家可以共同关注和一起讨论；
某北部地区的培训专家；正常教学场景，不同的人看不同屏幕，“特别特别”影响师生的交互和互动，教与学主体无法产生连接。我个人反对这种所谓的“多屏”教室，置教育规律于不顾，置使用者的身心特征于不顾，置使用习惯于不顾；
某资深教育专家；当我做了认真准备，打算进行一场报告时，如果台下的观众不看我，而是看着分散在各面墙上的屏幕时，让我讲10分钟，我就讲不下去了。讲者和听众之间是需要进行目光和眼神的交互的，这样我才知道你们听懂了还是没听懂。听众的视线一旦分散，我会觉得非常沮丧，这样的设计太影响我这个讲者的心情和感受。
可见，在众多教学交互手段之中，多屏不仅不是最优的选择，而且还产生了很多负面的使用效果。
二、多屏教室，普遍适用于中国大学课堂及教师发展培训吗？
上述分析让我们知道，“多屏教室”存在的逻辑，是基于欧美小班研讨课的“小组合作课堂展示”，那么，这种源自欧美的教学模式和“多屏”系统，会成为中国大学课堂的主流形态吗？
就现实情况而言，恐怕很难。我们知道，小班教学的理念，适合在生师比相对较低、班级规模较小的高校开展。小班教学之所以在欧美能够普遍开展的一个主要原因，是——人少。对比中美两国，国情不一样，学生数量不一样，生师比不一样，班级规模不一样。而这，在短期之内难以改变。
在耶鲁大学，大约75%的本科教学班学生数少于20人；在哈佛等有名的私立大学，20人以下的小班授课率达70%以上；在美国更多以教学为特色的文理学院，所有的教学班学生数都在20人以下；即使是弗吉尼亚等公立大学，小班授课率也占到50%以上。
而在中国，根据教育部公布的《2018年全国教育事业发展统计公报》显示，全国各类高校在学学生总规模达到3833万人，高等教育毛入学率达到48.1%；而与此同时我国高校的专任教师数量，只有167.28万人。这意味着普通本专科在校生的增长比例大于普通高等学校教职工的增长比例，同时也意味着我国高校大班额教学的情况，一时难以改变。
据某位在校大学生反映，他本科毕业于黑龙江某高校，几百人的大课在他上过的课中占了50%以上。大班教学，已经成为各高校普遍采用的教学形式。
那么，大班教学，教学质量就一定差吗？我们知道已故上海交大晏才宏的故事。他的电路课被誉为“魔电”，几百人的课堂几乎场场爆满，座无虚席。他去世后，学生在校园BBS的悼文中写道：“他的课充满了激情，从头到尾都扣人心弦，简直像一部精彩的电影。”我们也知道北航姚小玲、中国计量大学李丹青、哈尔滨商业大学周游，这些教授上课，也经常是“场场爆满、座无虚席”。
可见——“大班教学并不等同于质量差，教学质量与课堂规模没有必然关系”。首师大教务处处长王德胜说，“我们开设的这些通识教育课程，大多重在开发智慧、启迪思想、传承文化，而非纯粹知识型的课程；重点不在于让学生记住什么，而在于引导学生想到什么，这样的课程并非不能采取大班教学的形式。”
我们难以想象，在一个课堂规模顿辄100人、200人的大学教室中，如何开展分组而坐和“多屏”展示，面对这样的课堂，老师们往往会把更多精力投入到如何设计教学过程的“起承转合”上面，通过更有吸引力的情境演绎来增加教学的吸引力。
可见，在大多数中国地方普通高校，开展“小班教学”都是一件奢侈的事情，更遑论分组研讨和“多屏”展示了。100人、200人的课堂规模，需要多少块屏幕才能够支持分组展示呢？需要老师进行多少复杂的系统操作，才可以从容应对这样大规模的分组“多屏”展示系统呢？
可见，基于中国的国情，基于复杂技术应用的“多屏”系统不是有效的教学方式。面对更为主流的百人以上大课，我们还应该多想想，如何利用那一块已有的主屏幕来进行教学互动吧。
教与学的交互，不只有分组研讨一种，也不是只有多屏一种手段；BYOD——利用手机参与课堂互动，实现全员参与，我们相信，是更适合大学大班课堂的、一种有效的交互手段。
武汉轻工大学教师发展中心邀请并组织国际和国内专家开展国际认证ISW、FDW和TDW工作坊培训时，均没有多屏的需求。张胜全老师说：国际团队和我们团队在进行工作坊教学时，经常让学员用彩色白板笔写在大纸上，然后拍照投屏，只用一个投影幕，各种互动投屏和教学课件互相切换显示，从来没用到多屏。
另外，很想和大家探讨的一个问题是，在真正的教学场景，多屏的应用既不广泛也不实用，那多屏还有存在的空间吗？如果一定要说有用，我们回归到教育行为学的理论本身，唯一能给出的典型场景恐怕也就是学生自主合作任务型教学环境了。如下图：
这种场景是为了不同角度的学生能够同步获取外部信息并在第一时间据此做出决策，这种任务型的学习场景大部分用于比赛或小组协同作业，也就是我们通常所说的仿真实验室，目的是为了开展模拟实验。而这个场景，并不是我们通常所说的教学或者培训场景。
再从教育心理学的角度来看看多屏教室的最大问题，那就是学生“漂移”的目光很难和老师进行深度的交互，而这种视觉连接的中断极大地影响了师生之间利用微表情的互动，也很难构建一种融通的场域。如同交流的双方都不是看着对方，这样的交流会有温度？会有激情？会有兴趣？如此“三无”教学场景又如何构建教学相融相长的教育新生态？
三、多屏教室，中小学可以应用推广吗？
那么，中小学有“多屏教室”的需求吗？
从教育部的政策导向来看，消灭大班额、鼓励小班化，是中小学教育的一种长期趋势。教育部在2018年明确要求，到2020年，中小学要基本消除大班额。按照《城市普通中小学校校舍建设标准》《农村普通中小学校建设标准》《中小学校建筑设计规范》要求，中小学标准班额为小学45人、初中50人。
但此项工作依然“任重而道远”。根据教育部《2018年全国教育事业发展统计公报》，我国普通小学减少5200所，在校生增加近250万人。根据教育部的规定，中小学56人及以上的班级，则属于“大班额”，66人及以上的班级为“超大班额”。看看这些触目惊心的数字——河南省驻马店市某县某初中平均班额达109人、周口市某县某小学平均班额达113人……
以河南某重点高中为例，全年级共26个班，其中四个实验班，实验班每班人数在80+，普通班只多不少（部分普通班人数在110左右）。一个班80人，前后排间的距离仅容一个身体，前贴胸后贴背一点也不为过。中间的同学出去上厕所，外面的同学还得起身让个座。再说课桌下面，腿的活动空间根本没有，一根横梁阻止了脚往前伸，当然也不能往前伸，容易引发前后位矛盾……
如果班级规模减不下来，什么素质教育、分组研讨、创新思维等等美好的愿望，均没有实现的前提条件。
我们也希望中小学课堂多一些分组研讨和交流互动，只有孩子们讨论起来，在思想碰撞中才会有智慧和灵感的生成。但是，鼓励分组研讨和小班教学，并不等于鼓励“多屏”进教室。
在中小学课堂里引入数字屏幕、手机、平板这些电子设备，不是中小学教学交互的发展方向。
因为2018年8月，国家《综合防控儿童青少年近视实施方案》正式发布，里面明确规定——“严禁学生将个人手机、平板电脑等电子产品带入课堂，教学和布置作业不依赖电子产品，使用电子产品开展教学时长原则上不超过教学总时长的30%，原则上采用纸质作业。”
看起来，回归纸笔，利用纸笔进行自然交互，才是中小学课堂交互的长期性刚需。我们室联网产品体系里以“自然纸笔交互”为主打的“数字慧板”和“每日半刻”，可以有效的帮助我们的孩子们保护视力，留住一双美好的眼睛。
总结：在欧美，小班研讨课和分组展示是较为普遍的教学形态，但“多屏”不是唯一选择，甚至不是最佳选择；在国内的大学，“多屏”基本不适用于大班教学为主的课堂形态，已有的应用还产生了许多负面效果；即使在教师发展培训上的分组讨论也没有多屏的需求（若无刻意表演式的准备，根本就没有使用多屏需要）；在国内的中小学，“多屏”成为被明确反对的技术应用。那么，基于复杂技术应用的“多屏”教室，究竟是为谁而设计的呢？这真是值得思考的。
多屏模式也是在满堂灌教学模式（以老师为中心）向互动式翻转课堂模式（以学生为中心）转变时的一种理想模式。但在实际教学中不可落地，很难取得教学效果。在课堂教学组织上依然要发挥教师的主导作用，“学生为主体，教师为主导”的模式更加符合当前各类教育的需求。
“以学生为中心”的个性化学习、自主学习、探究性学习、协作性学习等是一种教育信息化平台的产品设计模式，是以个人学习为视角进行学习流程重构，而非新型教学模式。“学生为主体，教师为主导”的基于联通主义学习理论和大视野、多互动、多联通和人工智能大数据动态分析和实时反馈的模式才是新智慧教育教学发展的必然趋势；我们也相信，物联网、大数据、云计算等智能技术的引入，可以为我们的课堂教学提供强有力支撑；但我们更坚信，教学交互的手段，永远不只有一种。在多种技术支持的教学交互中，更自然、更高效、技术更简单，同时使用更健康、更环保、更人性化的技术手段，一定是我们的最佳选择。
我们不能为了屏幕而屏幕，为了技术而技术。最好的技术，是“不需要学习就能使用”的技术，最好的技术实现形式，是“你看不见它的存在但它无处不在” 。我们提倡，技术应该消隐在课堂的背后，还我们的老师和孩子们一个最简单、最自然但又最真实、最有活力的课堂环境。消隐的技术如同无形的翅膀，助力我们的课堂从“走”到“飞”，这种加持的力量才是技术对教育最好的诠释与贡献。
所有教育技术的应用，都要有一个明确的应用目的——有效果、提效率、增效益。唯有如此，才能让我们才能践行从需求中来到需求中去的教育先行理念，不让技术牵着鼻子走，也只有这样，才能体现出技术的真正价值。
基于“室联网理论”的新维空间站，就是基于这样的理念而诞生的智慧教室产品。我们提倡少屏而非多屏；我们提倡自然纸笔交互，尽大限度保护孩子们的眼睛；我们支持手机参与课堂互动，因为大班额的现象短时期内无法改变，我们总需要一种适应现实的互动形式……
室联网新维空间站的“三板斧”（小屏板、中慧板、大海板）已经被大家广为接受，尤其是替代多屏幕和各类Pad屏的新维慧板，回归使用普通的纸、笔，可以让使用者在不改变和影响原有书写形式和习惯的基础上，将所思所想的内容写出，同时，其所书写的内容、过程和进度实时显示在大屏上，可以实现个人或不同组之间的分享&交流&点评，完全隐去了技术操作环节，使人们更加专注于交流的思想、内容，显著提高了课堂交流互动的效率和质量。同时，它也体现了对于书写传统的敬重和基于数字化的全面融合，打通了传统的模拟化与未来数字化之间的阻隔。
室联网已有的成功案例已经证明，我们可以打造出令人喜爱的、轻松有趣的、充满活力和笑声的沉浸式课堂，我们愿意以我们的产品，来守护这份初心……
王涛
【室联网】理论的提出、体系构建和实践者；新维学习空间站、新维教师发展空间站、新维大健康空间站、新维国学空间站、新维孤独症资源空间站、新维社区家育空间站、智慧党员活动室等【室联网】新维系空间站的原创设计、规划和组织实施者；“移动学习”教育部-中国移动联合实验室MOOC研究中心、中国绿发会丝路研究院室联网中心主任；中国食品药品企业质量安全促进会副会长；北京大学教育学院教育经济博士；北京大学国家发展研究院国际工商管理硕士；业界知名有20多万教育专家的MOOC微信公众账号（微信号：openonline，公号名称：MOOC）的发起及运营者。
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