干货丨李傲雪 刘向永：国外师生互动工具的发展与应用述评
导读
今天的课堂教学，师生互动不可少。如果没有学习的效果反馈，教学就会缺乏针对性；如果没有良好的交流氛围，学生学习效果可能打折扣。当前国外典型的师生互动工具应用情况如何？作者结合案例简要阐述了相关工具的基本功能、适用对象及情境等，并对未来发展趋势提出了一些思考。
国外师生互动工具的发展与应用述评
文丨李傲雪 刘向永
传统的师生互动基本都是通过言语信息进行的。随着技术工具的发展，人们逐渐开始探究如何使用工具改善课堂师生互动的有效性，国内外都涌现出了一些可辅助师生互动的工具。当我们把目光投向国外时，不难发现国外师生互动工具随着人们对互动层次与互动深度的认识而演变。从最底层的关注动作、行为交换的操作互动工具，发展到更深一层关注言语、资源交换的信息互动工具。目前，已经开始应用关注知识建构的认知互动工具，师生互动工具可支持的互动层次与可达到的互动深度在不断深入。
操作互动工具与应用
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师生操作互动工具是指用于辅助师生完成动作或行为互动的演示类工具。在传统课堂中，教师主要是借助黑板、教鞭等工具与学生互动的，如学生在黑板上书写、教师点评等。信息技术使得师生操作互动行为更加灵活，教师和学生可任意书写、画图、批注等。当前，国外较多使用的主要是互动式白板工具，包括Interactive Whiteboard和Pixiclip及Learning Management Services（LMS）等。互动式白板工具是一种课堂辅助工具，可用于多种课堂情境，如教师授课、学生汇报或师生面对面讨论等。借助互动式白板工具，教师和学生可完成书写内容、截屏、批注和拖放学习对象等操作。以此可实现师生互动行为的可视化、直观化和实时化。
Neil Mercer和Sara Hennessy等人曾将互动式电子白板应用于历史课堂[1]。他们主要借助互动式电子白板展开三种类型的师生互动行为。一是注释，教师在互动式电子白板上呈现一段摘录文字，要求学生梳理出重点信息。学生可通过画线、圈框等操作，直接在互动式电子白板上标注答案。二是展示，教师利用互动式电子白板播放视频、图片等。在放映过程中，教师实时为学生讲解与延伸。三是书写，教师发起一个话题，由学生自由讨论和交流。在此过程中，教师提炼学生的观点，并以关键词的形式书写在互动式电子白板上。
Abdulhameed Alelaiwi团队曾尝试运用 LMS 讲解 DSP 数学方程等知识。图1是讲授前的教学幻灯片。
图1 注释前
教师在讲授过程中，对幻灯片中的重难点内容加以注释。讲授后，标注有教师注释的幻灯片将被传送给学生。学生再根据自身的需要进一步标注注释，如图2所示。
图2 注释后
最后，计算机系统将这两张幻灯片实时混合传输，并显示在两个屏幕上，实现互动。事实上，LMS的功能不止于双向注释，还能实现信息交流和资源共享等功能。
信息互动工具与应用
◆ ◆ ◆
师生信息互动工具是指用于辅助师生进行信息交流、共享的一类工具。在传统课堂中，师生交流信息的主要方式是讲授和问答。传统课堂中信息互动基本以教师一对多的单向讲授为主。信息技术为师生之间的一对多、一对一信息互动提供了可能。最新的师生信息互动工具还能支持更多种类的信息互动。
言语互动工具是指用于辅助师生发起课堂提问并获取反馈的工具。当前国外使用较多的言语互动工具主要有Clickers、Mentimeter、Todaysmeet、Padlet、Plickers和Interactive Mobile Messaging App（IMMAP）等反馈系统或平台。言语互动工具一般需要配合手持设备使用。师生一方在课堂中发起提问，另一方借助手持设备做出应答。此工具实时获取手持设备的反馈，统计应答信息并以可视化的形式呈现。言语互动工具常用于大规模课堂教学。
Clickers技术是最具代表性的言语互动工具。Paul M Duggan 和Edward Palmer等人曾将Clickers技术应用于互动式讲座[2]。教师通过投影屏幕呈现问题，要求所有学生通过应答器回答。Clickers后台系统实时统计学生的反馈，并将统计结果以图表化的形式显示在屏幕上。图表主要包括各答案的选择比例、每道题目的正误率等信息。教师要求学生依据统计结果重新审视自己的选择，引导学生思考自己的观点与他人的异同点。随后，教师再根据反馈结果有针对性地讲授学生应答错误率较高的题目。虽然教师讲授内容有所减少，但学生的记忆和理解会更加深刻。
Lorena Blasco-Arcas和Isabel Buil等人则将Clickers用于学习小组与教师的课堂互动活动中。课前，教师在每一小组中指定一名学生操控应答器。教师发起提问后，Clickers后台系统自动倒计时。学习小组需要在指定时间内讨论出一致的答案，并通过应答器反馈讨论结果。答题时间截止，投影屏幕自动显示学生答案选择的百分比分布图。教师邀请小组成员解释各自选择答案的理由，并与各组学生共同探讨可能存在的问题。最终，引出正确的答案。以往Clickers技术仅支持配套的手持设备。课前，由教师向学生分发应答器。随着科技的发展，当前Clickers技术已可支持学生自带的移动终端应用，具有良好的兼容性。
IMMAP与其他同类工具有所差异。IMMAP主要用于学生提问，教师则负责解答。Chin Lay Gan 和 Vimala Balakrishnan两位研究者曾选取来自不同专业的学生共同体验IMMAP[3]。课前，学生通过IMMAP选择并加入相应的课程。在教师的授课过程中，学生有问题可立刻发布到IMMAP中。教师在课堂小憩时间或者课中，对学生的提问予以回答。值得一提的是，IMMAP内设公开和隐私两种提问模式，可以支持教师和学生一对一互动。此外，Twitter、Blog和Facebook等社交软件也可作为言语互动工具。利用社交软件可以拉近师生距离、提升师生交流速度。
资源互动工具是指师生借以共享学习资源和学习产物等信息的工具。资源互动工具可以帮助师生实现信息与资源共享。当前国外较为流行的资源互动工具有Nearpod、Google Classroom、Brightloop和Edulastic等。同类工具还有Moodle、Blackboard和Formative等平台。资源互动工具为师生提供实时分享课堂教学资源的平台。教师可以借助资源互动工具布置课堂任务。此外，资源互动工具可实时为教师反馈学习者学习进度、学习效果等信息。资源互动工具可为课堂活动的合理安排、有序运行提供保障，适用于常规的课堂教学。
Nearpod、GoogleClassroom、Brightloop和Edulastic等工具常用于教学一线，却少见于学术研究中。Moodle、Blackboard和Formative等平台则常用于课外学习或远程教学。值得一提的是L.M.Cottle等人曾利用Soft Chalk技术开发了拖曳测验、填字游戏等互动工具。他们将Blackboard平台作为上述互动工具的载体，将其整合于一体。L.M.Cottle等人基于上述Blackboard平台开展教学活动，取得了提升学生参与度的效果。
游戏互动工具是指师生借以游戏的形式交流信息的工具。游戏互动工具使课堂师生互动富有趣味性。国外课堂中较为流行的游戏互动工具有Socrative、Kahoot和FlipQuiz等，以及集合了答案核查工具、翻版工具、骰子图片等互动工具的SMART课堂互动工具包。此外，还有整合点名神器、选题神器、图片猜测神器、时间轴等课堂互动小工具的“Classtools”网站。游戏互动工具将教学内容或教学评价等环节与游戏相结合。教师使用游戏互动工具可以提升课堂互动的趣味性。学生也将从被动学习者变为主动学习者、积极参与者。
Alf Inge Wang曾探究Kahoot能否对课堂师生互动产生长期、稳定的影响[4]。课前准备阶段，教师利用Kahoot创建游戏小测验。学生将自己的移动设备与教师的电脑终端相连。课堂活动中，教师将测验题目呈现在屏幕上，将每个答案用不同颜色的色块标示出来。学生的手持设备也将显示相应颜色的色块。学生通过选择正确答案的颜色块回答题目。在题目之间，屏幕上会显示累积的分数排名。整个答题过程伴随着有趣的背景音乐和互动声音。这就营造了游戏的氛围。在为期5个月的实验后，Alf Inge Wang竟发现长期使用Kahoot仍会保持学生的学习参与度。由此可见，游戏互动工具可长期维持学生学习的主动性、积极性。
认知互动工具与应用
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认知互动工具是指师生借以表征和重建内化知识结构的工具。传统课堂中，学生可能无法对课程形成整体的认识，教师也无法掌控学生的知识建构与理解情况。师生通过认知互动工具分享知识结构与思维过程，以此重建各自的知识结构。目前国外普遍使用可视化工具，如Word Net、Inspiration等作为认知互动工具。师生借助可视化工具可清晰、系统地阐述复杂知识间的关系。可视化工具使师生的互动内容更易被对方理解，并进行有意义的建构。但认知互动工具只适用于小规模课堂教学。
Pei-Lin Liu、Chiu-Jung Chen和Yu-Ju Chang曾将Inspiration作为认知互动工具。他们认为，利用概念图促进课堂师生互动有两种方法：一种是学生构建概念图，以帮助学生识别重要概念、关系和结构；另一种是教师构建概念图，以帮助学生理解文本。
为了解学生对课程内容的理解程度，他们令学生利用Inspiration绘制课程内容概念图。计算机数据库自动记录学生构建概念图的过程。教师可以实时追踪学生的学习行为，并且观测到学生概念建构的过程。在学生完成绘制任务后，教师基于计算机为学生提供反馈实现互动。
Word Net可用于实现间接的师生互动[5]。教师预先将专家绘制的标准概念图上传至Word Net中。学生完成个人概念图后，也上传至Word Net。系统自动比较学生个人概念图与标准概念图，并反馈学生改进建议。教师无需再逐一修正与反馈学生个人概念图。此工具在一定程度上加快了师生互动的速度与精准度。
综上所述，操作互动工具可使互动过程更直观，但仅能支持表层的互动行为；信息互动工具能够提升互动的参与度，却无法保证互动的质量；认知互动工具可帮助师生建构知识体系，但对学生的认知水平要求较高。
结合当前课堂教学的需求，我们认为师生互动工具未来的可能发展趋势如下：其一，以提升互动层次与互动深度为主要目标；其二，遵循以学生为中心的设计原则；其三，互动方式多样化；其四，可创设真实的互动情景并增加体验感。此外，国外研究者也在探索运用新兴技术开发新型的师生互动工具，如虚拟现实技术、模拟仿真技术等。
注:本文为2014年度全国教育科学规划教育部重点项目“基于电子书包的师生互动分析与设计研究”（项目编号：DCA140236）的研究成果。
参考文献:
[1]Neil Mercer,Sara Hennessy,Paul Warwick.Using interactive whiteboards to orchestrate classroom dialogue[J].Technology,Pedagogy and Education,2011.
[2]Paul M Duggan,Edward Palmer,Peter Devitt3.Electronic Voting to Encourage Interactive Lectures:A Randomised Trial[J].BMC Medical Education,2007.
[3]ChinLayGan,VimalaBalakrishnan.Enhancing classroom interaction viaIMMAPAn Interactive Mobile Messaging App[J].Telematics and Informatics,2017(34):230-243.
[4]Alf Inge Wang.The wear out effect of agamebased student response system[J].Computers & Education,2015(82):217-227.
[5]Harry Kornilakis,Maria Grigoriadou,Kyparisia A.Papanikolaou,Evangelia Gouli,Using WordNet to Support Interactive Concept Map Construction.
「来源：《中小学数字化教学》2017年第1期」
《中小学数字化教学》微信交流群
《中小学数字化教学》QQ群：246982773
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作者 |李傲雪 江南大学教育信息化研究中心研究生
刘向永 江南大学教育信息化研究中心副教授
文章责编 | 祝元志 版面设计 | 李宣琪
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