翻轉(zhuǎn)課堂在網(wǎng)絡(luò)直播課程中的教學(xué)設(shè)計(jì)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)

（山東大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 山東濟(jì)南 250000）

引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在線學(xué)習(xí)成為學(xué)習(xí)者獲取知識的重要方式和手段。我國網(wǎng)絡(luò)教育自2000年試點(diǎn)至今，為社會培養(yǎng)了大批應(yīng)用型人才，但同時也面臨著學(xué)生群體數(shù)量大、教學(xué)質(zhì)量難以保證的問題。如何在互聯(lián)網(wǎng)時代有效利用傳統(tǒng)課堂時間、滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求，已成為教育從業(yè)者普遍關(guān)注的問題。而翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了在線學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)課堂的高度融合，客服了傳統(tǒng)課堂灌輸式教學(xué)的不足，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。直播課堂的教學(xué)手段則解決了目前遠(yuǎn)程教育學(xué)生群體數(shù)量大、面授教學(xué)難以實(shí)現(xiàn)覆蓋的窘境，大大提高了教育資源的受益面，實(shí)現(xiàn)了面授教學(xué)與遠(yuǎn)程教學(xué)的優(yōu)勢結(jié)合。目前，對于翻轉(zhuǎn)課堂的研究主要集中在線下面授課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)和模型構(gòu)建，直播課堂的使用基本只是將傳統(tǒng)課程進(jìn)行了線上同步直播，而針對翻轉(zhuǎn)課堂模式的網(wǎng)絡(luò)直播課程的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段并沒有專門設(shè)計(jì)和研究，亟需遠(yuǎn)程教育教學(xué)工作者關(guān)注和探討。

一、翻轉(zhuǎn)課堂與直播課程

英特爾（INTEL）全球教育總監(jiān)Brian Gonzalez（2011）認(rèn)為“顛倒的教室（‘翻轉(zhuǎn)課堂’的另一種表述）是指教育者賦予學(xué)生更多的自由，把知識傳授的過程放在教室外，讓學(xué)生選擇最適合自己的方式接受新知識，而把知識內(nèi)化的過程放在教室內(nèi)，以便同學(xué)之間、學(xué)生和教師之間有更多的溝通和交流。本文認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂是在信息化環(huán)境中，課程教師提供以教學(xué)視頻為主要形式的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生在上課前完成對教學(xué)資源的觀看和學(xué)習(xí)，師生在課堂上共同完成作業(yè)答疑、協(xié)作探究和互動交流等活動的一種新型的教學(xué)模式。翻轉(zhuǎn)課堂的真正本質(zhì)并不只是課前和課上教學(xué)順序的變化，它充分貫徹以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，教學(xué)流程和要素都呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)課堂不同的特點(diǎn)。學(xué)生不再只是知識的接受者，在課前自主學(xué)習(xí)教學(xué)資源，完成課前學(xué)習(xí)任務(wù)，課中參與互動和協(xié)作討論；課堂上教師不再只是知識傳授，而是為學(xué)生提供個性化的問題指導(dǎo)，進(jìn)而將對問題的研究引向更深層次，實(shí)現(xiàn)知識的內(nèi)化，并通過互動實(shí)現(xiàn)知識再生。

直播課程是將優(yōu)質(zhì)課堂利用衛(wèi)星或地面網(wǎng)絡(luò)直播到需要的班級課堂，實(shí)現(xiàn)若干課堂的同步教學(xué)討論[2]。本文所講直播課程與之類似，認(rèn)為直播課程是課堂講授+遠(yuǎn)程直播相結(jié)合，以課堂講授和現(xiàn)場課堂互動為主、遠(yuǎn)程互動為輔的教學(xué)技術(shù)手段，它通過媒體采編設(shè)備，將優(yōu)質(zhì)課堂教學(xué)活動等音視頻信號傳送至流媒體編碼器，壓縮成數(shù)據(jù)流，通過流媒體服務(wù)器經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送到接收端課堂，從而實(shí)現(xiàn)線下面授課堂的遠(yuǎn)程同步直播。直播課程作為一種遠(yuǎn)程實(shí)時的授課方式，它的現(xiàn)場緊迫感、即時互動性、資源共享性等特點(diǎn)，使得學(xué)生能夠最大限度的克服心里惰性，即時主動參與課堂學(xué)習(xí)和互動，并可通過直播后的剪輯和設(shè)計(jì)，形成視頻資源課件提供給學(xué)生，避免了直播時因設(shè)備故障、網(wǎng)絡(luò)不暢等問題導(dǎo)致的學(xué)習(xí)內(nèi)容缺失。

二、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的直播課程教學(xué)設(shè)計(jì)

針對以上直播課程的可視、交互、共享的特點(diǎn)，綜合分析翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)勢和規(guī)律，本文認(rèn)為翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式與直播課堂的技術(shù)手段的結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程翻轉(zhuǎn)課堂的關(guān)鍵。本文根據(jù)近二十場次的直播教學(xué)，通過學(xué)生調(diào)研、學(xué)習(xí)評價(jià)數(shù)據(jù)分析，由教學(xué)實(shí)踐出發(fā)，從課前學(xué)習(xí)任務(wù)和直播課堂活動兩個階段構(gòu)建了適用于網(wǎng)絡(luò)直播課程的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式。

在該教學(xué)模式中，以學(xué)生為中心和充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)直播課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的兩條主線。在課前學(xué)習(xí)活動和直播課堂活動的設(shè)計(jì)中均貫徹以學(xué)生為中心的理念，在教學(xué)任務(wù)編寫、微課程制作、平臺交流活動及直播課堂協(xié)作活動中均以學(xué)生的具體情況為出發(fā)點(diǎn)，在充分了解學(xué)生的基礎(chǔ)上開展相關(guān)教學(xué)工作，為學(xué)生提供個性化的教學(xué)指導(dǎo)。同時，在整個教學(xué)過程中充分利用現(xiàn)代信息和媒體技術(shù)，如在課前學(xué)習(xí)活動中使用虛擬課程開發(fā)設(shè)備制作微課視頻，通過線上學(xué)習(xí)平臺將微課程和課前學(xué)習(xí)任務(wù)發(fā)布給學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)并提交任務(wù)，在翻轉(zhuǎn)的直播課堂上通過直播設(shè)備和系統(tǒng)與分會場進(jìn)行交流討論和交互協(xié)作等。

在課前學(xué)習(xí)活動階段，首先要進(jìn)行微課程制作。微課程應(yīng)遵循成人在職學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和學(xué)習(xí)規(guī)律，將課程設(shè)計(jì)為微課的形式，時間長度控制在學(xué)生注意力較集中的范圍內(nèi)（15分鐘以內(nèi)為宜），且每段視頻內(nèi)容設(shè)計(jì)集中到一個特定問題的知識點(diǎn)。接下來由教師制定課前學(xué)習(xí)任務(wù)。翻轉(zhuǎn)課堂課前學(xué)習(xí)活動階段并不同于傳統(tǒng)課堂的預(yù)習(xí)，二者最大的區(qū)別就在于翻轉(zhuǎn)課堂的課前學(xué)習(xí)是有任務(wù)設(shè)計(jì)的。學(xué)生帶著任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，能夠更好的引導(dǎo)學(xué)生積極思考，發(fā)現(xiàn)問題并帶到課堂上。將微課程和課前任務(wù)發(fā)布到教學(xué)平臺上，學(xué)生自主進(jìn)行微課程學(xué)習(xí)，并完成學(xué)習(xí)任務(wù)，同時就遇到的問題在教學(xué)平臺社區(qū)交流的版塊進(jìn)行討論，并將共性問題匯總，待課堂上進(jìn)行集中學(xué)習(xí)。

在移動直播課堂學(xué)習(xí)活動階段，通過組織有效的課堂活動來實(shí)現(xiàn)主分會場所有學(xué)生知識內(nèi)化過程中效益的最大化。首先對課前學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行提煉和梳理，提出課堂學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并根據(jù)平臺上學(xué)生自學(xué)過程中的反饋，挖掘出難點(diǎn)及薄弱環(huán)節(jié)，確定課堂學(xué)習(xí)任務(wù)。接下來，以問題或任務(wù)為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)出科學(xué)有效的課堂活動主題，在面授課堂（即主會場）上進(jìn)行相關(guān)學(xué)習(xí)問題的解決。并且，通過直播交互系統(tǒng)開設(shè)多個視頻窗口，充分發(fā)揮教師對課堂的把控能力，引導(dǎo)分會場參與主會場的協(xié)作討論，針對學(xué)習(xí)問題或任務(wù)，讓主分會場學(xué)生主動參與協(xié)作學(xué)習(xí)和發(fā)言討論，共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)。同時，在主分會場互動交流的過程中，教師應(yīng)對互動內(nèi)容和學(xué)生進(jìn)行合理規(guī)劃安排，采取適當(dāng)集中的原則，以便于音視頻采集和處理，形成相對優(yōu)質(zhì)的隨堂錄制課程資源。最后，主分會場通過視頻交互，共同進(jìn)行問題或任務(wù)的成果互展，并進(jìn)行教學(xué)評價(jià)和反饋。

三、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的直播課程技術(shù)實(shí)現(xiàn)

在翻轉(zhuǎn)課堂模式的網(wǎng)絡(luò)直播課程中，知識內(nèi)化環(huán)節(jié)即課程直播的現(xiàn)場組織環(huán)節(jié)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，本文根據(jù)實(shí)際教學(xué)需求、采用目前較為先進(jìn)的移動直播設(shè)備和直播教學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了支持翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的直播課堂技術(shù)方案。

1.技術(shù)布局

在翻轉(zhuǎn)課堂模式下移動直播課堂的技術(shù)搭建環(huán)節(jié)，硬件層面首先依托于實(shí)體教室、配備三臺攝像機(jī)、導(dǎo)播切換臺以及PC端的直播推送平臺。三臺攝像機(jī)一臺布置在教室前端，用于拍攝教學(xué)過程中學(xué)生聽講及對教師提問的反饋情況；另兩臺攝像機(jī)布置在教室的后端，用來拍攝教室的整體環(huán)境和抓取教師的特寫鏡頭；三路音視頻信號同時接入導(dǎo)播切換臺中。此外教師端授課使用的文檔、PPT等教學(xué)媒體資源作為第四路信息源輸入到導(dǎo)播切換臺中，這樣依托切換臺連接PC端直播平臺，把授課過程推送給遠(yuǎn)程學(xué)員。

在軟件層面，首先遠(yuǎn)程學(xué)員利用智能手機(jī)下載直播平臺APP，通過輸入課程對應(yīng)的秘鑰或掃描二維碼加入直播課堂中學(xué)習(xí)。同時，平臺集成智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)，并根據(jù)身份不同分為教師端和學(xué)生端，教師端可以向遠(yuǎn)程學(xué)員發(fā)送學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生端可以以音視頻或者文字的形式與教師一對一雙向互動交流，從而打破了時空的隔閡，使針對于遠(yuǎn)程學(xué)員的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)成為可能。

2.場景應(yīng)用

在以上技術(shù)布局支持的教學(xué)組織中，教師首先可以與面授學(xué)生正常開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動，切換臺導(dǎo)播將授課過程產(chǎn)生的四路音視頻訊號根據(jù)教學(xué)情境選擇性推送，遠(yuǎn)程學(xué)員通過直播平臺同步觀看，并與教師進(jìn)行實(shí)時互動。這時依托智能交互學(xué)習(xí)平臺的準(zhǔn)入機(jī)制，加入多個遠(yuǎn)程教師端形成師資庫，構(gòu)建“多師同臺”的授課情境。遠(yuǎn)程教師作為現(xiàn)場教師的輔助可以共同指導(dǎo)和回答學(xué)員的問題，同時每一名遠(yuǎn)程教師都可以把自己的學(xué)習(xí)資料投送到實(shí)體教室的大屏或多媒體顯示器上，也可以投送到每一名遠(yuǎn)程學(xué)員的接收終端上，實(shí)現(xiàn)大范圍的資源共享。此外，遠(yuǎn)程教師也可以與遠(yuǎn)程學(xué)員點(diǎn)對點(diǎn)音視頻信號交互，學(xué)員自主選擇交流的教師目標(biāo)，從而大大提高翻轉(zhuǎn)課堂效果和交互效率。

3.技術(shù)優(yōu)勢

目前新一代的移動直播裝備突出了便捷化和易操作的特點(diǎn)，節(jié)約了人力物力且對環(huán)境要求較低。如云臺攝像機(jī)和切換臺可以采用無線信號傳輸，不再需要HDMI、SDI等線材物理連接；切換臺的多路訊號之間可以智能自動切換；設(shè)備的集成度增強(qiáng)使體積越來越小。另外新型智能學(xué)習(xí)平臺可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)之間的自由交互，顯著提高了遠(yuǎn)程教學(xué)中教室與學(xué)員的交互效率。

四、問題與展望

目前各院校、教育機(jī)構(gòu)開辦的遠(yuǎn)程教育中均存在生師比過大、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高、難以開展切實(shí)有效的混合式教學(xué)的問題，而翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式通過課前自主學(xué)習(xí)、課堂討論協(xié)作的知識內(nèi)化過程，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，學(xué)以致用；而直播課程在兼顧師生、生生互動的情況下，最大程度的解決了生師比過大、混合式教學(xué)難以開展的局面，對提高遠(yuǎn)程教育教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。但翻轉(zhuǎn)課堂模式的直播課程教學(xué)作為一種尚在實(shí)踐探討的教學(xué)組織形式，也還存在一些需要關(guān)注和解決的問題。

1.教學(xué)組織環(huán)節(jié)

首先，對教師業(yè)務(wù)水平要求較高。翻轉(zhuǎn)課堂將知識的傳授放在課前，而將課堂變成知識內(nèi)化的過程，這就需要教師提前制定較為全面的知識框架，搭建完整的學(xué)習(xí)環(huán)境，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的教學(xué)活動，并善于運(yùn)用激勵措施和引導(dǎo)手段來提高學(xué)生的興趣和動力。同時，由于在課堂討論環(huán)節(jié)，學(xué)生往往是一種頭腦風(fēng)暴式的發(fā)言，在討論課程問題進(jìn)而構(gòu)建新知識的過程中，討論內(nèi)容往往超過當(dāng)前課程所屬學(xué)科的知識范疇，對教師的知識儲備提出了挑戰(zhàn)。另外，直播課程需要最大限度的給收視課堂呈現(xiàn)好的收視效果，教師的普通話水平、講課節(jié)奏等都需要盡量標(biāo)準(zhǔn)和穩(wěn)定。因此，該教學(xué)模式對教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力均提出了更高要求。

第二，學(xué)生需具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力和素養(yǎng)。翻轉(zhuǎn)課堂要求學(xué)生在課前自主完成基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生必須有較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力和探究能力，以達(dá)到課堂學(xué)習(xí)活動的要求。另外，在課堂的知識內(nèi)化環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)深入思考，積極發(fā)言，同時在小組學(xué)習(xí)活動中應(yīng)合作分享，具有良好的思考能力、表達(dá)能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作意識。最后，學(xué)生還需掌握一定的信息技術(shù)應(yīng)用能力，能夠使用智能終端、掌握平臺操作進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.技術(shù)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)

首先，直播教學(xué)系統(tǒng)功能應(yīng)足夠支持翻轉(zhuǎn)課堂模式的直播課程。直播教學(xué)系統(tǒng)的基本功能應(yīng)能實(shí)現(xiàn)4路高清流（教師影像、學(xué)生影像以及電腦教學(xué)課件音視頻）同步直播，為保證收視課堂觀看以及隨堂錄制課件的清晰度，直播系統(tǒng)視頻分辨率應(yīng)滿足1080P。同時應(yīng)支持多種教學(xué)互動，包括本教室互動、跨教室互動、跨校區(qū)互動等，本教室能夠收視遠(yuǎn)程教室場景，并與遠(yuǎn)程教室互動。另外，翻轉(zhuǎn)課堂為滿足跨學(xué)科知識的要求，直播系統(tǒng)應(yīng)支持多路場外教師視頻接入。

第二，對網(wǎng)絡(luò)速度和穩(wěn)定性要求較高。為保證收視課堂觀看流暢度，面授課堂處的網(wǎng)速應(yīng)不低于10Mbps，否則將容易出現(xiàn)視頻信號卡頓。同時，為避免面授課堂網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、故障等因素對直播課程的影響，應(yīng)考慮配備流量足夠的無線網(wǎng)卡，并提前對設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行檢測，以保證直播課程順利進(jìn)行。

第三，對直播現(xiàn)場技術(shù)人員工作能力要求較高，導(dǎo)播人員和攝像人員要有職業(yè)電視從業(yè)人員經(jīng)驗(yàn)。因翻轉(zhuǎn)課堂模式的特殊性，為保證收視效果，并避免由多名學(xué)生交替發(fā)言而導(dǎo)致的現(xiàn)場收聲音頻不統(tǒng)一的狀況，攝像機(jī)位的布置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行統(tǒng)籌安排，每個機(jī)位安排專人負(fù)責(zé)，以在課堂討論過程中及時捕捉信號，保證收視效果。同時，技術(shù)人員應(yīng)提前對教師和學(xué)生進(jìn)行專門培訓(xùn)和鏡頭指導(dǎo)（如提醒教師注意面對攝像機(jī)的眼神和手勢），并對整體直播課程的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行全盤了解，提前考慮可能出現(xiàn)的問題并做好預(yù)案。

翻轉(zhuǎn)課堂最大的特點(diǎn)是學(xué)習(xí)的主動性和知識的建構(gòu)，直播課程的優(yōu)勢則在于互動性和開放性。在教學(xué)實(shí)踐的過程中，應(yīng)防止簡單的將直播技術(shù)引入課堂教學(xué)，應(yīng)充分進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)并發(fā)揮直播技術(shù)的優(yōu)勢，在保證直播順利進(jìn)行的前提下，將適用于成人在職遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的教學(xué)策略和方法引入課堂，并將電視藝術(shù)表現(xiàn)手法與教學(xué)活動相結(jié)合，構(gòu)建出符合成人學(xué)習(xí)規(guī)律的、能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)組織形式。在今后的實(shí)踐中，將繼續(xù)開發(fā)虛擬背景拍攝制作手段，使直播課程呈現(xiàn)更加情境化的虛擬立體場景，能夠在成人在職遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用。

[1]Brian Gonzalez.“教育變革——全球趨勢和經(jīng)驗(yàn)”[R],2011

[2]趙建.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)同步直播課堂,促進(jìn)教育均衡發(fā)展[DB/OL].