李浩 胡敏 杜旭

摘 要：高校越來越多大型的學術講座和討論，學術講座已經(jīng)成為高校除日常課堂教學活動之外重要的教學活動。然而大型學術講座中存在著學習者參與交互的意愿程度低、師生間交互活動少、交互容易增加演講者的額外負擔等諸多問題，從而難以保證學術講座質(zhì)量。本文設計了一個面向大型學術講座的移動學習交互平臺，師生雙方使用智能移動終端開展無縫的交互活動。講演者可以方便快速地安排學術講座過程中的交互活動，并實時查看和統(tǒng)計交互情況，學習者可以隨時向演講者進行提問。面向大型學術講座的移動交互系統(tǒng)，可以有效提升演講者與學習者之間的交互程度，可以滿足大型學術講座場景下教學交互的需求。

關鍵詞：教學交互；大型學術講座；交互設計；移動學習

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2018）19-0092-05

一、引言

在日常教學活動中，高校舉辦的大型學術講座和討論越來越多，學術講座已經(jīng)成為高校重要的教學活動。學生除了從傳統(tǒng)課堂教學中獲取知識外，還從學術講座中獲取了更多的知識。交互是教學活動最基本的特征之一，交互活動應該貫穿于教學活動的始終，而學術講座是一種特殊的教學活動。自從人類有了教學活動，便有了教學的交互模式。傳統(tǒng)的交互模式只是一種面對面的交互，其主要表現(xiàn)形式是教師提問、學生回答，或?qū)W生提問、教師解答。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，教學交互方式發(fā)生了質(zhì)的飛躍，它突破了時空的限制，使交互方式、交互環(huán)境和交互形式等方面發(fā)生了根本性的變革。傳統(tǒng)大型學術講座由于受講座時間、講座場地和講座人數(shù)等因素的限制，教學交互存在諸多問題。開放大場景下的學術講座中能有效參與到交互的學習者人數(shù)有限，演講者與聽眾之間的交互活動開展較少，演講者無法實時了解聽眾對當前主題內(nèi)容的掌握情況。[1]同時，由于座位分散，聽眾只能通過現(xiàn)場大屏幕設備獲取講座相關資料內(nèi)容。但是，即便通過大屏幕投影呈現(xiàn)，部分座位靠邊和靠后的受眾，無法看清大屏幕呈現(xiàn)的主講內(nèi)容，使教學效果大打折扣。傳統(tǒng)課堂中使用“提問-回答”的方式交互，單位時間里只有一個學生能參與，學生的參與度較低，而且大多數(shù)學習者不愿意在公眾面前發(fā)表自己的觀點及看法，學習者參與交互的意愿程度低。[2]對于演講者，交互容易增加演講者的額外負擔，占用過多的時間，從而影響正常的教學活動。另外演講者無法迅速全面掌握和了解的學習者對學習內(nèi)容的掌握情況，也沒有完整系統(tǒng)的評價機制，因此無法對教學活動進行實時調(diào)整。由于參與講座的學習者座位不固定，學習者之間大部分互相不認識，學習者之間的交互和協(xié)作學習活動無法開展。[3]

本文設計了一個面向大型學術講座的移動學習交互系統(tǒng)，師生雙方使用智能移動終端開展無縫的交互活動。演講者可以方便快速地安排學術講座過程中的交互活動，并實時查看和統(tǒng)計交互情況，學習者可以隨時向演講者進行提問。實驗結果表明，面向大型學術講座的移動交互系統(tǒng)，可以有效提高演講者與學習者之間的交互程度，可以滿足大型學術講座場景下教學交互的需求。

二、相關工作

交互是教學過程中最基本的教學特征之一，自從人類有了教學活動，便有了教學交互。在各種形態(tài)的教學活動中都存在著交互，教學交互的本質(zhì)是教學信息在教與學二者之間的雙向流動。關于教學交互，瓦格納做出了如下定義：“教學交互是一個發(fā)生在學習者和學習環(huán)境之間的事件，教學交互的目的是為了使學習者的行為朝著教學目標的方向發(fā)生改變并達到教學目標。因此，教學交互擁有兩個目的，改變學習者、幫助學習者實現(xiàn)他們的學習目標?！盵4]陳麗分別從一般交互的定義、次級涵義的定義和在教育情境中界定三種方法對教學交互的定義進行了分析。[5]依據(jù)在一定教育情境中的界定方法，陳麗借用陳青關于遠程教育中教學交互定義的方法，將遠程教育環(huán)境下教學交互定義為，在遠程學習者與所有遠程教育資源之間的相互交流與相互作用，包括學習者與學習材料、與學習支助組織（包括輔導教師、顧問、行政管理人員、機構設施等）之間的相互交流與相互作用。[6]陳麗將教學交互的本質(zhì)界定為“在學習過程中，以學習者對學習內(nèi)容產(chǎn)生正確意義建構為目的，學習者與學習環(huán)境之間的相互交流與相互作用”，其內(nèi)涵為“一種發(fā)生在學生和學習環(huán)境之間的事件， 它包括學生和教師，以及學生和學生之間的交流，也包括學生和各種物化資源之間的相互交流和相互作用”。王志軍從理清教學交互這一概念及其相關概念的關系角度出發(fā)，對遠程教育中教學交互的定義是“為了讓學習者達到學習目標，學習環(huán)境中的主體間相互交流和相互作用的過程；狹義的教學交互則為學習者與學習環(huán)境中的主體相互交流和相互作用的過程”。[7]

在不同形態(tài)的教學活動中，教學交互的作用也不盡相同。在日常教學活動中，教師通過必要的教學交互來促進教學活動的正常開展與實施。另外，教學交互可以集中學生的注意力，誘導學生積極思維，調(diào)動學生參與教學的主動性，從而促進教學目標的實現(xiàn)。教師根據(jù)與學生的交互情況和反饋信息，及時了解和掌握學生的學習情況，從而根據(jù)需要對教學活動做有針對性的調(diào)整。關于教學交互模式，傳統(tǒng)意義上的交互模式是一種面對面的交互，其主要表現(xiàn)形式是教師提問、學生回答，或?qū)W生提問、教師解答，或是討論和游戲等方式的交互。然而，這些都是發(fā)生在課堂內(nèi)面對面的教學交互。隨著多媒體計算機在教學中的廣泛應用，以及網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展，教學的交互模式產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，它突破了時空限制，并在教學內(nèi)容和教學形式等方面發(fā)生了根本性的變革。隨著智能移動終端以及無線互聯(lián)技術的發(fā)展并在教學中的應用，使大型學術活動中師生間實時的交互成為可能。[8]關于課堂交互教學系統(tǒng)方面，Siau等設計了一款使用CLICKER應答器應用于傳統(tǒng)課堂的教學交互系統(tǒng)，借此來提升課堂教學交互。[9]Lehmann等設計了一款用于實時呈現(xiàn)大型學習講座過程中交互信息的交互系統(tǒng)，應用于智能移動終端，[10]并在此基礎上，進一步開發(fā)了用于大型學術講座的移動應用系統(tǒng)，[11]提升教學交互質(zhì)量。Kim Y等設計了一款使用Twitter的課堂交互移動應用系統(tǒng)，并應用于高校大課堂教學以提高教學交互和學習者參與度。[12]

三、移動學習交互系統(tǒng)設計

1.系統(tǒng)架構設計

移動交互系統(tǒng)的主要應用場景是大型學術講座，開放大環(huán)境下的多人交互，交互質(zhì)量容易受網(wǎng)絡環(huán)境、參與人數(shù)多等諸多因素的影響，影響用戶交互的參與度，因此平臺架構方式對交互質(zhì)量的保障有著至關重要的作用。平臺采用基于“客戶端-服務器”的整體構架，如圖1所示。在服務器端，主要包括數(shù)據(jù)庫服務和接口服務。數(shù)據(jù)庫服務器用于記錄和存儲系統(tǒng)所用的各種數(shù)據(jù)信息，包括用戶信息、資源信息、簽到信息、答題信息、提問信息及交互統(tǒng)計信息等。接口服務器主要用于負責處理客戶終端的各種請求，調(diào)用后臺服務做出處理，并將接口調(diào)用結果發(fā)送到客戶端，同時接收客戶端的數(shù)據(jù)信息并存儲到數(shù)據(jù)庫中。這里的處理請求包括消息請求和數(shù)據(jù)請求兩大類，消息請求主要有由演講者（或教師端）發(fā)出的上/下課、開始/關閉簽到、開始/關閉答題指令等類型，當接口應用服務器收到用戶消息請求后，向服務器端發(fā)送數(shù)據(jù)請求；數(shù)據(jù)請求包括用戶信息獲取、簽到信息提交、答題信息獲取及提交、提問信息獲取及提交、學習資源相關信息等。流媒體服務器主要存儲與學習內(nèi)容相關的視頻、文本、音頻及其他相關學習資料。本系統(tǒng)主要由交互子系統(tǒng)和資源管理子系統(tǒng)兩部分組成，資源管理子系統(tǒng)用于演講者提前將與講座相關的學習資料上傳至平臺，以方便學習者在講座過程中隨時查看學習內(nèi)容和資料；交互子系統(tǒng)主要用于支持演講者和學習者之間的簽到、調(diào)查、答題、提問等多樣化雙向交互教學活動。

2.交互功能設計

平臺主要針對的用戶角色包括演講者（或教師）和聽眾（或?qū)W習者）兩大類。平臺功能包括用戶管理、資源管理、交互管理等幾個大功能模塊，移動交互平臺基本功能描述表如表1所示。參與講座的所有用戶提前分配好賬號，用戶登錄平臺后才能參與教學活動以及教學交互。演講者在講座開始之前，新建好講座內(nèi)容主題，同時將與講座內(nèi)容相關的學習資料，包括講座PPT、視頻資料、交互答題以及其他拓展資料上傳至平臺。傳統(tǒng)大型學術講座，一般情況下都是通過投影來呈現(xiàn)演講者的講座內(nèi)容，而學習者位置分散，有些座位離演講者座位比較遠，或者投影效果不佳，根本就無法看清投影上呈現(xiàn)的學習資料內(nèi)容，因而極大地影響了學習效果。而學習者使用移動學習交互平臺登錄后，可以很方便地通過平臺查看講座學習資料，摒除了因?qū)W習者座位帶來的學習內(nèi)容呈現(xiàn)質(zhì)量有差異而影響學習者學習效果的因素。課程學習資料的呈現(xiàn)通過上、下課來控制其訪問權限，演講者點擊開始上課，學習者就可以通過相應的課堂查看學習資料，否則無法進入。為了方便演講者查看學習者總體情況及考勤情況，演講者可以開啟簽到功能，學習者點擊簽到后，演講者可以實時看到當前課堂的整體出勤信息。在講座過程中，演講者根據(jù)實際情況，需要掌握學習者當前學習內(nèi)容的掌握情況或者某些特定學習內(nèi)容的學習狀況，可以利用事先準備好的題目，并使用開啟/關閉答題的功能，將對應題目發(fā)送給學生端，學生端通過平臺收到答題后，選擇作答并提交后，演講者可以實時查看整體的作答信息。在整個學術講座過程中，學習者如果對學習內(nèi)容有任何疑問，可以通過平臺的提問功能，對演講者發(fā)起提問。講座結束后，演講者可以針對學習者所提問題有針對性地作答。

四、移動交互系統(tǒng)實現(xiàn)

1.基于消息推送的交互實現(xiàn)機制

由于考慮到移動交互過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及服務質(zhì)量，系統(tǒng)主要采用基于消息推送的機制來實現(xiàn)大型學術講座中演講者與聽眾之間的互動。講座過程依托于移動學習交互平臺，交互類型包括師生交互、生生交互、用戶與平臺交互等幾種類型，交互分類和交互說明如表2所示。面向大型學術講座的移動交互平臺重點是師生間的交互、生生間的交互兩類。其中師生間的交互，也就是演講者與聽眾之間的交互主要包括上課/下課交互、簽到交互、答題交互、提問交互等類；而學生間的交互主要是講座過程中，針對聽眾對演講者的提問信息，學生間表達贊同或反對意見。

由于講座現(xiàn)場網(wǎng)絡環(huán)境的不穩(wěn)定性、講座參與人數(shù)多等方面因素，會直接影響交互質(zhì)量。演講者與聽眾之間的交互即師生交互，特別是答題交互，當演講者與學習者需要開展答題互動時，并不是直接由演講者將題目信息發(fā)送給聽眾，而是由交互活動的發(fā)起方向消息服務器發(fā)送交互消息的請求。消息服務器接收到交互請求消息后，對消息內(nèi)容進行解析，生成消息發(fā)送隊列，然后對消息發(fā)送隊列中消息的發(fā)送內(nèi)容和發(fā)送對象進行遍歷，對每一個消息發(fā)送對象一一實現(xiàn)消息發(fā)送。當終端收到服務器發(fā)送的答題交互消息后，教師角色直接跳轉到對應的答題統(tǒng)計頁面；而如果學習者接受到答題交互消息，則直接跳轉到對應答題頁面。跳轉到對應的頁面，再向服務器發(fā)起獲取當前答題信息的請求，更新當前頁面的相關信息并呈現(xiàn)給終端用戶。

為了節(jié)約時間，使講座教學活動更加緊湊，演講者可以通過平臺提前將講座過程中可能使用到的題目提前設置好，目前支持的主要有單選題、多選題、對錯題等類型的客觀題。

2.答題統(tǒng)計實現(xiàn)機制

傳統(tǒng)的課堂交互使用舉手方式統(tǒng)計學習者對某一具體學習內(nèi)容的掌握情況，受同伴意見的影響或者計數(shù)信息出錯導致統(tǒng)計不準確，同時統(tǒng)計耗費時間較長而影響正常的教學活動，如果學習者參與人數(shù)眾多，這種方式勢必加重教學者的負擔，使大型學術講座中這種傳統(tǒng)的交互答題統(tǒng)計方式根本無法開展。在本平臺中，當演講者開啟答題后，學生端接收答題信息，根據(jù)各自的理解提交答題信息至服務器。服務器接收到學生端的答題信息后，一方面更新整體答題統(tǒng)計表，另一方面給教師端發(fā)送統(tǒng)計更新消息，而當教師端收到統(tǒng)計信息更新的消息后，進行教師端統(tǒng)計頁面的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更新。統(tǒng)計頁面除了在演講者的移動終端中直接呈現(xiàn)外，還會通過現(xiàn)場大屏幕的投影進行呈現(xiàn)。而統(tǒng)計頁面的數(shù)據(jù)更新，采用數(shù)據(jù)圖表的局部更新機制，產(chǎn)生數(shù)據(jù)動態(tài)增長的動畫效果，給用戶帶來更強的交互體驗，答題的統(tǒng)計頁面如圖2所示。整體的答題情況以及各個選項的分布一目了然地呈現(xiàn)在教師端及投影大屏幕上，演講者可以很直觀地了解學習者目前對學習內(nèi)容的整體掌握情況，學習者也可以知道自己在整體中所處的位置。只要提前準備好學習者更詳細的信息，例如性別、年齡、學歷、分組、專業(yè)、學習風格等，還能以多維度答題統(tǒng)計信息呈現(xiàn)，從而有針對性地對教學活動做出調(diào)整。

3.交互質(zhì)量的保證機制

在大型學術講座過程中，由于受大場景、多人交互、受眾座位分散且不固定、網(wǎng)絡環(huán)境差異及網(wǎng)絡異動等諸多因素的影響，移動交互的質(zhì)量難以得到保障，移動交互質(zhì)量直接影響著用戶的交互體驗和參與度。為了保障移動交互的質(zhì)量，本文主要采用基于消息主動推送和題目信息主動獲取相結合的方法。①基于消息主動推送方法主要是由交互活動的發(fā)起方向消息服務器發(fā)送交互消息的請求，消息服務器根據(jù)接收到交互請求消息進行消息的轉發(fā)，終端根據(jù)接收到服務器發(fā)送的消息后，進行消息內(nèi)容解析和角色判斷，對應發(fā)服務器發(fā)送請求，獲取交互數(shù)據(jù)內(nèi)容?；谙⒌挠|發(fā)機制獲取交互信息內(nèi)容，而不是在交互雙方直接發(fā)送和接收內(nèi)容，在一定程度上保證交互信息的完整性和交互質(zhì)量。②基于題目信息主動獲取的方法主要是學習者通過手動主動獲取交互題目信息內(nèi)容。當基于消息推送的方法不能獲取當前交互信息內(nèi)容的時候，學習者便以手動更新的方式主動獲取題目信息，這種方式直接向服務器發(fā)送請求，獲取交互信息內(nèi)容，這樣可以更高質(zhì)量地保障交互信息內(nèi)容的完整性，但是需要用戶主動介入。

五、結束語

本文以大型學術講座和討論為主要應用場景，設計了一個應用于大型學術講座的移動學習交互平臺，平臺支持學術講座過程中的課程簽到、答題交互、課堂提問、交互統(tǒng)計等多樣化的教學交互活動，可以在不增加演講者教學活動組織負擔的前提下，實現(xiàn)演講者與學習者的無縫交互。采用消息推送的機制實現(xiàn)題目快速推送至學習者終端，保證教學交互活動快速及高效地組織和開展。交互過程中的統(tǒng)計結果實時在教師終端和大屏幕投影上顯示，一方面可以方便演講者根據(jù)交互統(tǒng)計結果對教學活動進行有針對性的調(diào)整，另一方面學習者可以一目了然地知道自己提交答題在全體學習者中所處的水平，增加了學習者參與教學活動交互的意愿。學習者在學習過程中遇到學習問題，可以直接通過移動終端向教師提問，演講結束后演講者對所提問題統(tǒng)一回答，高效組織學術講座中的提問活動環(huán)節(jié)，讓更多學習者參與提問答疑的交互環(huán)節(jié)。在下一步研究中，我們將就大型學術講座中移動學習交互平臺對學習者學習效果的影響做定性和定量分析研究，本論文重點關注了師生之間的交互活動對學習者交互意愿的影響，在未來研究中，將進一步研究學習者之間的交互、評價對學習者交互意愿和學習效果的影響。另外，將移動學習交互平臺應用于傳統(tǒng)課堂教學場景、小班教學以及在線課程教學活動中，進行教學交互和學習效果分析，也將是我們進一步研究關注的重點。

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（編輯：王天鵬）