(一)触控交互技术
近几年,多点触摸交互技术为人机交互带来了新的突破。多点触摸交互技术能支持同时多点触摸输入,使得触摸手势输入和多人协作交互成为可能,可以提高交互的智能性、协作性和自然性,也推动了人机交互逐渐由图形用户界面向自然用户界面的转变。
交互一体机、交互白板和电子书包等都是基于触控技术的设备,它们提供了教师与学生、学生与学生、师生与资源的多样化交互,极大地促进了多种多样交互活动的实施。这些设备在技术集成和资源整合基础上实现了对课堂教与学最有价值的特征,即多样化的交互控制和互动效果,成为一种变革性的教学交互手段。这些设备的应用促进了课堂教学方式的改革,有利于教师和学生之间、学生和学生之间的互动学习,促进了从演示性多媒体教学到互动教学的发展,有利于推动信息技术与学科教学的融合。
案例:电子书包支持下的教学互动——课堂及时互动测评
电子书包是应用信息技术为教学信息化服务的产品,应用了先进的“云+端”架构,具备丰富的数字化内容,为在课前、课中、课后、课外的全部教学过程中,信息技术与教育教学深度融合,提供很好的教学交互技术支持。将电子书包有效地应用于教育教学,可打造出高效的互动课堂,实现校本资源共建共享,提高教学质量。
利用电子书包可以开展互动教学,即充分结合投影仪、电子白板、平板电脑的优势,进行师生互动的教学,支持填空、选择、连线、判断、画图等多种练习活动,如图2-25所示,使得课堂学习趣味横生,极大地激发了学生的学习积极性。
图2-25 互动课堂
课堂上,教师用账号登录后,在教育云平台中选择所需要的课件,还可以对选择的课件资源进行编辑,也可以自己上传课件进行编辑,编辑完成后,点击“开始互动”即可进入互动课堂,如图2-26所示。
图2-26 打开互动课堂
启动互动课堂模式后,系统自动打开互动课堂界面,此界面显示课件名称、答题时间、分数及班级等信息,教师可先进行互动课堂设置,如图2-27所示。
图2-27 互动课堂设置
点击“设置”按钮教师可以根据需要进行设置,如对学生的名字进行设置,也可以对答题数据进行编辑,或者进行分组设置,如图2-28所示。
图2-28 互动课堂设置界面
设置成功之后,点击“开始”,可选择学生平板电脑端是否显示所有的学习材料和内容。如果是讲解课堂教学的内容,则点击“全部显示”,即学生端显示教学幻灯片或教学软件中的内容。如果是让学生做练习,则点击“显示题目”,则学生端只显示教师设置答题的PPT页面,如图2-29所示。
图2-29 学生端课件显示方式
教师开始教学时,系统会弹出图2-30的提示。点击“从服务器下载”可将服务器上的课件放到电脑桌面上(或电脑其他文件夹中),点击“开始”就可以用于教学了。此下载仅需操作一次,以后再使用该课件进行教学时无须另行下载。
图2-30 课件下载
进入互动课堂,教师点击鼠标切换教学软件页面。教师端的PPT页面上方可显示学生答题情况,“已完成答题”的学生账号变为“蓝色”,“未完成答题”的学生账号是“白色”。对于客观题,答题时间结束后,呈现“绿色”代表“正确答案”,“橙色”代表“错误答案”,如图2-31所示。
图2-31 互动测评教师端
学生端的界面如图2-32所示,教师通过电子书包给学生发送互动练习的题目,学生即可开始作答,界面的上方会显示参与的学生数量,学生在确定答案后,点击界面下方的“确定”即可提交。
图2-32 互动测评学生端
学生答题结束后,在教师端,教师即可看到答题情况,并且呈现出答题情况的统计图,如图2-33所示。通过即时了解该知识点学生的掌握情况,教师可以相应地调整教学策略。
图2-33 答题情况统计图
教师还可以通过互动课堂端把某一个学生的答题结果投屏到所有学生的平板电脑上,并可做批注和点评,如图2-34所示。互动课堂结束后,按“Esc”按钮,退出互动答题,点击“确定”按钮即可。
图2-34 批注和点评
互动测评使师生、生生、生媒之间的交互得以很好的体现,信息从教师传递给学生,学生通过练习的形式将知识点掌握的情况反馈给教师,教师即可了解学生的内化情况,根据实际情况适当调整教学策略。
(二)传感技术
传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大支柱,从物联网角度看可作为衡量一个国家信息化程度的重要标志。传感技术是关于从自然信源获取信息,并对之进行处理(变换)和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术,它涉及传感器(又称换能器)、信息处理和识别的规划设计、开发、制/建造、测试、应用及评价改进等活动。
传感技术在教育中的成功应用包括校园卡应用系统、无线传感网络、录播系统、感知仿生教学系统等。这些平台和系统的应用能及时捕捉来自教师、学生、设备等发出的信息,形成数据传送到分析和管理中心,及时反馈到学生、教师、家长和学校管理者等的设备和相关应用平台中,从而为他们提供教学服务和决策支持。如校园卡系统应用中,当学生进入学校校门时,卡中的感应芯片和校门的感应设备会将学生到校的时间数据记录下来,并发送到学生管理系统中。管理系统记录下相关数据后,将以短信的形式通知家长学生到校的情况,同时在学生考勤系统中自动更新各班学生到校情况,班主任和教务管理人员通过自己的终端便可以清楚地了解本班级或整个学校学生到校的详细数据和情况,从而为更好地管理学生和与家长沟通提供支持。
案例:某大学校园卡管理系统及其应用
随着互联网技术的不断发展以及在物联技术应用上的不断推广与普及,现在人们对节约能源、绿色环保、效率提高等方面的理念都有了全新的认识和感知,在应用和其他需求上都对识别、控制、行为的自动化和智能化程度提出了新的要求。可以通过传感器的智能感知系统采集相关的数据,通过网络传输到数据中心的服务器上进行存储,再通过系统的科学分析得到相应的响应,以支持有效的管理和决策。
例如,某大学的校园一卡通,采用传感技术校园卡和云灾备虚拟化架构,充分保障了持卡人卡片资金的安全和大学前期投资的有效利用,不仅加强了校内资源共享,减少了重复建设,而且实现了校园信息管理和消费服务方式的智能化和数字化,解决了跨校区消费和费用统一结算业务问题,提高了信息化管理和应用水平。图2-35是校园卡管理系统,利用校园一卡通系统对就餐消费、寝室门禁、图书借阅、考勤等学生在校的一系列活动进行监控和管理。
反过来从学生角度来看,学生在校园内使用一卡通大大提高了在校生活的便捷性,彻底实现了一卡贯通校园的功能,解决了过去的不同部门需要使用不同卡片的问题。
图2-35 校园卡管理系统
案例来源:《西可校园一卡通在北京二十中学中的应用案例》,物联网世界,http:∥www.iotworld.com.cn/html/Library/201303/6cf363d46c45afe9.shtml;《一卡通》,英超华泰科技,http:∥www.51page.com/si/ykt.html。