基于视频同步互动的分布式学习实证研究*

汪学均，刘清杰，王会燕

（1.湖北大学教育学院，湖北武汉430062；2.郑州中学，河南郑州450000；3.苏州市职业大学计算机工程系，江苏苏州215104）

基于视频同步互动的分布式学习实证研究*

汪学均1，刘清杰2，王会燕3

（1.湖北大学教育学院，湖北武汉430062；2.郑州中学，河南郑州450000；3.苏州市职业大学计算机工程系，江苏苏州215104）

在已建成的两间视频同步互动分布式学习专用教室，开展同步课堂教学实证研究，采用问卷调查、深度访谈、教学录像分析、测验成绩分析等方法对教学过程与结果进行研究。数据表明，讲授式、讨论式、探究式等常规班级授课教学模式均适用于分布式学习专用教室；两间专用教室之间同步互传的实时视频、音频清晰流畅，同步教学过程中两地师生之间、生生之间、人机之间能够实时互动；授课教师能对本地-异地学生进行有效的指导、监督与管理；同步课堂中本地学生和异地学生的学习效果没有显著差异。在视频同步互动分布式学习专用教室开展同步课堂教学，能使异地班级和本地班级融为一体，实现优质教师资源的异地共享，推进教育公平。

视频同步互动；分布式学习；同步课堂

一、问题的提出

最重要的教育资源是教师。[1]现阶段，我国的教师资源在短时期内还难以实现完全意义上的均衡配置。[2]以信息技术促进优质教师资源异地共享，是推进教育公平的可行路径之一。[3]拥有先进技术支撑的物理教学环境是实现优质教师资源异地共享的必要条件。[4]华中师范大学“信息化与基础教育均衡发展”湖北省协同创新中心，在分析本地-异地班级同步互动教学环境需求和分布式学习特点的基础上，设计了基于视频同步互动的分布式学习专用教室，并于2014年6月建成两间。[5]这两间分布式学习专用教室之间通过因特网互连，音频信号、视频信号以及交互式电子白板信号同步互传。在这样的环境中能否开展讲授、讨论、探究等各种模式的同步课堂教学活动？如果能，同步课堂教学过程中，授课教师能否与本地-异地学生进行实时互动，能否对本地-异地学生实施有效的监督管理？异地学生能否产生较强的课堂临场感，能否获得与本地学生同等的学习效果？本研究的目的是证实这些问题。

二、分布式学习同步课堂实证过程

从2014年6月至2015年1月，在分布式学习专用教室重点开展了4门课程同步课堂教学实验，包括小学生的《语文》、本科生的《文献选读》、硕士研究生的《教育技术理论与发展研究》以及免费师范生的《教学技能训练》。教学实验历时7个月，共88次，有33名教师、212名本地学生和199名异地学生参与其中。

为避免本地学生和异地学生的异质性导致他们在教学过程和测验成绩上产生差异，在开展同步课堂教学实验之前，采用随机分配法将同一班级学生分为同质的两组，一组为对照组，一组为实验组。对照组在本地教室（授课教师所在的分布式学习专用教室称为本地教室）上课，实验组在异地教室（授课教师不在课堂现场的分布式学习专用教室称为异地教室）同步上课。为保证实证研究的效度，多次开展了不同层次学生、不同课程内容、不同教学模式的教学实验，如28次讲授式教学实验中，研究生课程8次、本科生课程12次、小学生课程8次；34次讨论式教学实验中，研究生课程16次、本科生课程14次、小学生课程4次；26次探究式教学实验中，研究生课程12次、本科生课程10次、小学生课程4次。

1.讲授式同步课堂教学实验

以在视频同步互动分布式学习专用教室开展的小学《语文》“小桥流水人家”一课为例，陈述讲授式同步课堂教学实验过程。授课教师在本地教室以讲授法为主授课，本地-异地学生同步听课。在教学过程中，授课教师讲课的声音与本地学生回答问题的声音同步传输到异地教室，授课教师的实时近景视频影像和所演示的数字化教学资源实时传递至异地教室。授课教师根据教学需要，利用交互式电子白板展示授课资料、板书授课内容、呈现学生演板信息，随时切换本地教室和异地教室的电子白板信号。异地学生听课场景的1:1视频影像同步传输至本地教室后墙大屏幕上，回答问题的音频信号也实时传输至本地教室的教学现场。[6]

授课教师同时对两间教室的学生实施教学，相当于同时给不同地域的两个班级上课。在教学过程中，授课教师与本地-异地学生之间保持顺畅的言语与非言语互动。授课教师与本地学生之间的互动与一般课堂基本一致。授课教师与异地学生如果不熟悉，则在异地教室每位学生的课桌上放置台签，当异地学生举手时，授课教师看台签快速点名，实现与异地学生之间的“准确”互动。

2.讨论式同步课堂教学实验

以小学《语文》“太阳”一课为例陈述讨论式同步课堂教学实验过程。授课教师回顾上节课讲的“太阳远、大、热的特点”，提出“太阳、地球与人类有什么关系”的问题。本地-异地学生在授课教师指导下，边读课文4—7自然段边思考，然后分小组讨论。本地-异地学习小组通过教室后墙上的大屏幕面对面围坐在一起，两地学生能实时听到对面同学的讲话发言、看到对面同学的动作表情。授课教师同时关照本地-异地学生，对学生加以启发和点拨。授课教师走动巡视，掌握本地学生的讨论过程；观看教室后墙大屏幕，了解异地学生的讨论实况。授课教师随时引导本地-异地各学习小组成员发言，并提醒个别学生集中注意力。小组讨论结束后，本地-异地学习小组积极举手报告小组讨论结果，归纳太阳、人类和地球之间的关系。本次教学实验中，讨论成果由异地的学生上台写到电子白板上，如图1所示。

图1 讨论式同步课堂教学现场

授课教师同时面对本地-异地学生，平视可查看异地学习小组的交流情况，俯视可了解本地小组的讨论过程。授课教师组织两地学生交流讨论，如同在一间教室，没有任何障碍。空间上的分离没有给授课教师增加额外负担。

3.探究式同步课堂教学实验

以本科生的《文献选读》课程中的“读研究方法与研究过程”一课为例，陈述探究式同步课堂教学实验过程。授课教师引导本地-异地学生，就“怎样读出文献中的研究所采用的研究方法、经历的研究过程”这一主题，开展探究式同步互动教学。课堂上，本地-异地学生先后通过电子白板展示汇报学习成果，通过后墙大屏幕同步观看对方课堂场景，跨越空间阻隔，两地班级师生融为一体，既凸显远程双向直播课堂的效果，又彰显异地同步互动探究的特色。

多次教学实验表明，在视频同步互动分布式学习专用教室能够开展讲授、讨论、探究等各种模式的同步课堂教学活动。

三、分布式学习同步课堂实证评价

本研究综合采用问卷调查、深度访谈、教学录像分析、测验成绩分析等方法，从学生学习活动过程、教师课堂管理过程、学生课程测验成绩三个方面，（郭清扬等，2011）对在视频同步互动分布式学习专用教室开展的同步课堂教学进行评价。调查问卷统一采用里克特五级量表，对每个调查项目，按被调查者赞同的程度，设置五个选项，5分表示非常赞同，依此类推，1分表示非常反对。

1.同步课堂学生学习活动过程评价

为对本地-异地学生参与同步课堂学习活动的过程进行评价，本研究编制了“同步课堂学生学习活动过程调查问卷”，调查的重点是本地-异地学生参与同步课堂学习活动的感受，比如：本地-异地学生听到、看到的音频、视频是否清晰流畅；本地-异地学生参与答问、讨论、演板等互动环节是否便捷顺利；本地-异地学生被授课教师关照是否及时到位等。问卷分为两个部分，第一部分针对本地学生，包含4个项目；第二部分针对异地学生，包含5个项目。在正式调查之前，对问卷进行了测试、修改，SPSS分析显示正式问卷的Cronbachα信度系数为0.8601。在参与了同步课堂学习活动的学生中发放问卷411份，回收409份，其中有效问卷405份。有效问卷的样本构成为：硕士研究生30.62%，本科生32.59%，小学生36.79%；本地学生52.35%，异地学生47.65%；参加分布式课堂学习活动10次以上的学生89.6%，5次以下的学生1.3%。总的来说，样本具有广泛代表性。

把每个项目的平均得分作为项目得分，调查结果如表1所示。从表1中可以看出，所有项目的得分都超过了3分，其中7个项目的得分超过了4分，占项目总数的77.8%，这说明本地-异地学生均充分认可分布式学习专用教室的功能。其中针对本地学生的调查项目“异地任何同学回答问题时，声音清晰流畅，与身边同学差异不大”获得了最高分4.35分，说明分布式学习专用教室之间传递的音频质量好。针对异地学生的调查项目“学生一旦开小差，就会被异地教师及时发现，并被‘温馨提示’”得了4.33分，说明异地学生与本地学生受到授课教师同等的关照。研究者对异地学生的访谈也证实了这一点，研究者问：“老师不在现场，你是否觉得可以掏出玩具来玩会儿？”异地学生回答说：“不敢。老师看得见我们。”另外，“讲课、提问、答疑、演板等教学环节自然，两地课堂基本融为一体”这一项，本地学生对它的评价是3.99分，异地学生对它的评价是3.88分，卡方检验表明本地学生和异地学生对该项目陈述内容的赞同程度没有显著性差异。不过，参与次数在10次以上和5次以下的学生对此项的赞同程度有所不同：参与次数多的学生赞同程度高，参与次数少的学生赞同程度低，尤其是异地学生参与次数和赞同程度之间的这种关系更为紧密。这是一个有趣的现象。为了弄清其中的原因，研究者对实验组学生进行了深度访谈。研究者问，“你们感觉两地课堂在多大程度上融为一体？开始和后来，你们的感受有什么不同？”学生回答说，“同步课堂与传统课堂有些不同，刚开始还没适应，通过视频与那边的老师和同学说话，心里有点不踏实，后来慢慢就习惯了，和老师、那边的同学虽然不在同一个教室，但确实在同一个课堂。”这一方面表明学生对这个环境有个逐步适应的过程，另一方面也表明异地学生的课堂临场感较强。

表1 同步课堂学生学习活动过程问卷调查结果

2.同步课堂教师教学管理过程评价

（1）同步课堂教师教学管理问卷调查

为了对在分布式学习专用教室开展的同步课堂教师教学管理过程进行评价，本研究编制了“同步课堂教师教学管理过程调查问卷”，侧重于从授课教师的感受方面拟定调查项目，比如教学设备操作是否容易、管理本地-异地学生是否方便、与本地-异地学生互动是否通畅、各种教学模式是否适用等。该问卷包括6个项目。问卷的Cronbachα信度系数为0.8852。在参与过同步课堂教学活动的授课教师和在该专用教室完成了教学技能训练的免费师范生中发放问卷33份，收回有效问卷31份，有效问卷中，高校教师19.4%，小学教师38.7%，免费师范生41.9%；参与教学体验10次以上者76.5%，5次以下者4.95%。调查的对象具有一定的代表性。

调查结果如表2所示，所有调查项目的得分都超过了4分。其中，“异地任何同学回答问题时，声音清晰流畅，与本地同学差异不大”这一项得分最高，4.35分；而“大屏幕投影清晰显示异地全体学生，将异地、本地学生融为一体”和“讲课、提问、答疑、演板等教学环节自然，两地课堂基本融为一体”两项得分相对较低，都为4.02分。为进一步了解授课教师在视频同步互动分布式学习专用教室实施同步课堂教学的感受，研究者对授课教师进行了深度访谈。授课教师觉得这个教学环境设计得十分精巧，每一件教学设备都恰到好处地实现了同步教学所需要的功能。比如教室后墙上的大屏幕，使异地学生好像就坐在教室的后排，授课教师不仅能看到他们的一举一动，而且还能点他们回答问题、与他们展开对话。授课教师觉得对异地学生和本地学生能给予相同程度的关照，能随时掌握他们的学习状态，有效指导、监督和管理他们的学习过程。

表2 同步课堂教师教学管理过程问卷调查结果

（2）同步课堂教师教学管理录像分析

本研究随机选取小学《语文》一课时课堂录像，从微观上深入、细致地分析在视频同步互动分布式学习专用教室开展同步课堂教学的过程中，教师教学管理的状况。把教师教学管理过程具体化为两类行为：授课教师对本地-异地学生发起提问与对话；授课教师对本地-异地学生给予关注与提醒。通过教学录像分析，统计整理相关数据，分析得出结论。

在本次同步课堂中，授课教师向本地-异地学生发起提问与对话共38次，其中20次发生在授课教师与本地学生之间，18次发生在授课教师与异地学生之间。授课教师与本地-异地学生之间的问答对话持续时长共636秒，其中与本地学生302秒，与异地学生334秒。授课教师向本地学生和异地学生发起提问与对话的人数、人次、时长百分比数据如表3所示。在互动人次方面，本地学生比异地学生多5.26%。在问答对话互动时长方面，异地学生比本地学生多5%。可见，授课教师对本地学生和对异地学生发起提问与会话的力度基本持平。

表3 教师对本地-异地学生发起的提问与对话的比较

授课教师对本地-异地学生给予关注与提醒的具体行为主要有三类：提醒学生集中注意力；激励学生回答问题；“惩罚”学生回答问题（点“开小差”的学生答问）。教学录像分析发现，这三类行为出现的次数分布如表4所示，就这三类行为的总次数而言，授课教师对异地学生给予关注与提醒10次，占总次数的52.6%；对本地学生9次，占总次数的47.4%。可见，在视频同步互动分布式学习专用教室，授课教师能够对本地学生和异地学生给予同等的关注与提醒。就本课时教学录像而言，授课教师对异地学生的管理力度略大于本地学生，该教学环境克服了传统远程课堂中授课教师对异地学生管理不便的缺陷。

表4 教师对本地-异地学生给予的关注与提醒的比较

3.分布式学习同步课堂学生课程测验成绩总结评价

为了了解在视频同步互动分布式学习专用教室开展的同步课堂教学的最终效果，本研究对小学生的《语文》、本科生的《文献选读》和研究生的《教育技术理论与发展研究》三门同步教学课程期终测验成绩，采用SPSS统计软件进行分析。

首先，对小学生的《语文》本地-异地两个班级的测验成绩做统计描述，如表5所示。从样本容量、均值、标准差以及均值的标准误可以看出，本地-异地学生测验成绩都较好。然后，采用独立样本t检验，在显著性水平α=0.05假设下，计算得出F=0.249，sig=0.618＞0.05，即P＞α，可见，本地学生与异地学生的测验成绩没有显著差异。

表5 本地-异地班级学生成绩统计量

同样采用独立样本t检验，假设显著性水平α=0.05，分别对本科生的《文献选读》和硕士生的《教育技术理论与发展研究》两门课程的期终测验成绩进行分析。本科生的《文献选读》课程期终测验成绩F=1.016，sig=0.317＞0.05，即本地学生和异地学生的测验成绩没有显著差异。硕士生的《教育技术理论与发展研究》课程期中测验成绩F= 1.325，sig=0.257＞0.05，本地学生和异地学生的测验成绩也没有显著差异。

从对本地-异地学生的课程期终测验成绩的总结性评价可以看出，在视频同步互动分布式学习专用教室开展同步课堂教学，不仅整体教学效果好，而且异地学生的测验成绩并不逊色于本地学生。

四、研究结论

在视频同步互动分布式学习专用教室开展的教学实证研究表明，该环境对讲授式、讨论式、探究式等各种常规课堂教学模式，都具有高度的适应性、实用性和便捷性。

从学生视角看，本地学生和异地学生均充分认可视频同步互动分布式学习专用教室的教学功能。两地教室互传的视频、音频清晰流畅，教学资源及板书过程实时同步显示；本地学生和异地学生不受地理位置的影响，可以开展师生之间、生生之间、人机之间的实时互动；（熊才平等，2007）异地学生与本地学生得到授课教师的同等关照，异地学生的课堂临场感与本地学生的十分接近。

从教师视角看，授课教师对分布式学习专用教室的教学功能比较满意，不仅能快速学会对教学设备的操作，而且能实现对本地-异地同步课堂教学过程的有效管理。视频同步互动分布式学习专用教室里的教学设备一键开启，授课教师只需具备电子白板操作技能，无需其他培训即可实施本地-异地同步授课。在视频同步互动分布式学习专用教室，授课教师能够有效管理本地学生和异地学生，两地课堂基本融为一体。利用分布式学习专用教室开展同步课堂教学时，本地学生和异地学生人数都不宜过多（25~55人为宜），确保学生人数在有效教学的可控范围之内。

从教学效果看，在视频同步互动分布式学习专用教室开展的课程教学，学生成绩良好，且异地学生和本地学生成绩总体上无显著差异。两地学生课程测验成绩的同质性，验证了视频同步互动分布式学习专用教室使异地学生和本地学生在同步课堂学习中处于同等有利的地位。

鉴于此，建议推广应用视频同步互动分布式学习专用教室开展同步课堂教学，利用信息化的颠覆性技术力量，突破过去地域以及学校的“小农经济模式”，使欠发达地区的学生共享发达地区的优质教师资源，有效促进教育公平。

[1]陈二厚,郝亚琳.最重要教育资源是教师[N].解放日报,2013-9-10.

[2]范先佐,郭清扬,赵丹.义务教育均衡发展与农村教学点的建设[J].教育研究,2011(9):34-40.

[3]熊才平,吴瑞华.以信息技术促进教师资源配置城乡一体化[J].教育研究,2007(3):83-86.

[4]关松林.区域内义务教育师资均衡配置:问题与破解[J].教育研究,2013(12):46-51.

[5]黃勃,汪学均,沈蕾,王会燕,熊才平.基于“视频同步互动”的分布式学习专用教室设计与实现[J].中国电化教育,2015(6):69-73.

[6]沈蕾.异地同步互动网络教学专用教室的设计与实现[D].武汉:华中师范大学,2014.

（编辑：王天鹏）

G434

A

1673-8454（2017）09-0018-05

本文是湖北省教育厅人文社会科学研究青年项目（17Q 022）、全国教育信息技术重点研究课题（162823536）和湖北大学信息化与基础教育均衡发展协同创新中心科研项目（090-09457206）研究成果。