小学1至6英语教学视频 SRS教学应用分析及未来趋势研究

　　【摘要】学生互动反馈系统允许学生通过手持设备实时地回应老师提出的问题,并以图形化的方式通过大屏幕实时呈现学生的反馈结果,从而激发学生学习兴趣,提升教学效果。本文首先分析了SRS技术本身的发展历史,经历了有线、红外、射频、智能终端等几个阶段,接着从通讯方式、是否匿名、响应单位、结果呈现方式等四个维度总结了SRS的主要应用方式及优点,同时也列举了其在技术层面和教学层面存在的问题,最后分析了该系统在未来的发展趋势。
　　【关键词】学生互动反馈系统;无线
　　【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)01―0111―04
　　
　　随着信息技术的不断发展和信息技术教育应用的不断普及,学生互动反馈系统[1](SRS,student response system,国内也有人翻译成电子投票系统、电子表决系统等)逐步在国外的课堂教学中普及开来。该类系统允许学生通过一个手持终端实时地回应老师上课时提出的问题,并以图形化的方式通过大屏幕呈现学生的反馈结果,从而激发学生学习兴趣,提升教学效果。
　　
　　一 SRS简介及技术分类
　　
　　 一般来说,SRS系统由三部分组成,即学生的手持终端、教师机端的接收设备和上层应用软件,整个系统的体系结构如图1所示:
　　
　　 在实际应用时,老师一般通过大屏幕给出学生需要回答的问题,然后学生通过手中的手持终端给出反馈,在数据接收设备的帮助下,教师机端的上层应用软件会实时接收并统计学生的反馈结果,同时以图表的方式(柱状图或饼状图等)直观地通过大屏幕进行显示,图2是显示的例子。
　　
　　根据手持终端和数据接收设备之间通讯方式的不同,我们对SRS技术进行了分类[2],表1列出了当前常用的SRS技术及其各自的优缺点:
　　
　　一般来说,用户总是愿意选择通讯距离远、通讯延迟低、电源能耗低、设备成本低,部署灵活且无通讯费用的解决方案,所以射频方式是当前SRS采用的主流技术(理论上来说,WIFI也属于射频技术,但考虑到其应用必须借助于高性能处理机,我们还是独立出来考虑)。
　　
　　二 SRS应用效果分析
　　
　　SRS系统最早应用于1966年的Stanford大学,但受当时技术水平的限制,其系统价格昂贵、难于使用且安装麻烦,当时并没获得成功。后来,在1985年,一种名为“Classtalk”的原型系统在Christopher Newport大学试用,并得到了广大师生的认可。随着技术的不断完善,该类系统在1992年到1999年之间逐步被成功商业化,并在2003年得到了大规模的普及。其应用的学校类型包括中小学、高等院校和培训机构(高校应用最为广泛),而其应用学科遍及护理、通讯、工程、计算机科学、数学、化学、哲学、生物、物理、医疗、商业、经济、和心理学等十多种文理科不同专业,其有效性已得到充分的认可。
　　我国最先于2000年开始从台湾引入该类系统,并于2002年在中央电教馆设立了与此相关的专题课题,但由于其成本太高,借鉴经验太少,其推广效果并不好。在“十一五”期间,我国又设立了全国教育技术重点课题《利用互动技术发展社会化学习网络的研究》,其重点是在如何提高SRS应用的有效性,不过影响依然有限,但却积累了不少值得参考的案例。通过文献分析,我们发现针对不同的学习者及教学内容,其具体的应用方式是非常多的。为了研究的方便,本文只从技术的角度(通讯方式、是否匿名、响应单位和结果呈现四个纬度)进行分析,其主要的应用方式有以下几种:
　　
　　当然,在多变的课堂教学中,其应用方式也是多变的,而且,上面的这些应用方式也可以在课堂教学中根据实际需要灵活组合,为更好地应用各种教学策略服务[3],如反馈―导入策略;反馈―探索策略;反馈―巩固策略等。已有的研究资料表明,在教学策略和应用方式的指导下,SRS可以在以下方面表现出积极作用:
　　1 促进教师教学
　　 在SRS的帮助下,老师可以通过师生活动更加有效地了解学生的情况,从而可以更加有效开展教学活动,具体体现在以下几个方面:
　　定制教学。在SRS的帮助下,老师可以在授课前进行必要的学习对象分析,包括学生当前知识水平、学生媒体选择喜好、教学内容筛选、课堂小组划分等,从而得出最符合学生特点的教学方案,为开展有效教学打下坚实基础。
　　激发热情。在SRS的帮助下,学生会比传统课堂更加积极地思考并回应老师提出的问题,形成更加有效的师生互动。该互动不但促进了学生的学习热情,也激发了教师的教学热情,并对老师的工作满意度有一定的促进作用。
　　因材施教。老师可以实时地通过学生的反馈了解学生对当前知识的掌握情况,一旦发现学生中的大多数都犯了同样的错误,那么他就需要分析刚才的讲解是否有问题,是否需要按照另外的方法重新讲解一下,从而做到因材施教,也就是以学生反馈为导向的教学,保证整个教学的有效性。
　　节约时间。在传统的课堂教学中,存在着多种学生反馈方式,包括学生自行举手,教师点名回答、学生利用黑板作答等,这些方式存在着自身的缺点(如无人举手、学生害羞等),同时还会浪费宝贵的课堂时间,而SRS可以帮助老师迅速地获得所有学生的反馈以用于后续教学,从而节省了时间,提高课堂教学的效率。
　　2 改善学生学习
　　虽然在大多数的SRS应用中,学生是匿名参与的,也就是说别人是不可能了解自己的应答情况的,但学生自己是清楚的,没有人愿意提供错误的反馈,从这点出发,SRS在以下几个方面也出现处积极作用:
　　提高学生注意力。一般来说,在没有有效互动的课堂中,学生的注意力最多只能保持20分钟[4],而在SRS的帮助下,课堂互动是全局性的,大屏幕的统计显示结果和每一位学生都有关系,也就是说学生被强制参与到课堂的师生互动中来,这会促使学生更加关注老师的听讲,通过提高注意力来保证自己不错过每一次交互的机会,并且取得好成绩。
　　提高学生参与度。SRS的大多数应用模式,学生都是匿名参与师生问答环节的,这对提高学生回答问题的积极性是大有帮助的。有数据表明,随着年龄的增长,学生愿意回答问题的积极性是逐步下降的,其中害怕回答错误而尴尬是其中的一个重要因素,SRS较好地解决了此问题,因为SRS可以让大屏幕只出现统计数据;另一方面,该统计结果又是和每个学生的应答情况相关的,这自然会促使学生积极参与互动。
　　促进学生之间、小组内部讨论。已有文献指出,在以个体为响应单位的SRS应用课堂上会比平常的课堂存在更多的学生讨论,而在以小组为单位响应的SRS应用中,小组内部的讨论会更加热烈和聚焦[5]。我们认为,这是学生们为了保证自己的应答有较高的准确率,或者在小组对比中使得本组的成绩最好所做的积极努力,另外,SRS还可以控制应答的响应时限,从而使课堂上的各种讨论更加高效。
　　提高学生出勤率。由于学生的反馈结果会实时地通过大屏幕显示,也就是说老师可以时刻查看当前上课人数,并记录那些缺席的同学,这必然会提高学生的出勤率,实验结果表明,SRS在大学课堂的应用可以提高学生的出勤率15%以上[6]。虽然说,这不可能从本质上改变大学生经常旷课的现象,但至少从技术层面解决了大学课堂点名浪费时间的问题。
　　
　　三 SRS应用问题分析
　　
　　SRS在国外已经应用了较长的一段时间,在国内也有不短的推广经历,但我们现在依然很难在中国的课堂教学中看到它的身影,我认为除了设备成本较高这一无法逾越的障碍以外,还和以下原因有重要关系。
　　1 技术操作层面
　　在SRS的实际应用中,我们必须保证每个学生(或者小组)都具备手持终端才能正常工作,然而在实际操作中,学生手持终端的来源只可能有两种,一种是学生自行购买随身携带,另外一种则是学校统一购买,上课随堂分发。对于前者来说,经常会发生学生忘记携带的情况,而对于后者来说,则会因为随堂分发设备而浪费时间,而且,购买的预算来源也是一个需要考虑的问题。
　　另一方面,SRS技术本身的不完善也影响了SRS的应用效果,其中最重要的是手持终端的有效距离和接收端的处理时间,当前,SRS手持终端的有效距离一般在100M左右,而且,如果在手持终端和接收端之间有物体阻隔的话,该距离还会进一步缩短;另一方面,由于SRS中的所有手持终端都在同一个无线信道工作,随着手持终端数量的增多,相互之间的冲突机会便会急剧增加,导致整个系统通信效率低下,接收端的数据收集时间变长。这些问题在中小学中因课堂规模有限并不会出现,而在高校的大课教学中则不得不考虑。
　　2 教学操作层面
　　SRS本身虽然是一个很小的辅助教学工具,但它的应用却会改变老师的教学习惯和教学方式,对教师的能力提出更多的要求,其中最重要的是问题设计能力和课堂应变能力。
　　 学生对课堂所教知识的理解情况完全是通过对老师所提问题的反馈情况得出来的,限于操作的方便,SRS只能处理选择题和判断题,这就对老师的问题设计能力提出来更高的要求。另一方面,老师还必须根据学生反馈情况的不同及时地调整自己的教学方法和进度,也就是说老师在备课时就要考虑到学生反馈的多种情况,并制定相应的处理方式,这就对老师的能力和工作量提出了新的要求。而且,对于中国的老师来说,缺乏SRS的具体应用方法和实际案例,教师无法较快掌握该系统。
　　 另一方面,SRS的应用对学生的学习也带来了一些负面的影响,其中最主要的一点就是学生有被监视的感觉,这对某些学生来说是无法接受的。虽然在技术上做到完全匿名是完全可行的,但这样一来,老师就无法分辨学生的应答情况,学生也有可能因此而失去应答的积极性和认真程度,这是一个两难的选择。
　　
　　四 SRS技术发展和教学应用趋势分析
　　
　　我们相信,随着SRS应用的不断成熟,“应用规模扩大→成本降低→应用规模继续扩大→成本继续降低”的良性循环局面必然会出现,并在技术发展和教学应用两方面呈现出以下趋势:
　　1 SRS的技术发展
　　SRS的技术特性向来是影响其应用的重要原因,从现有的信息技术发展分析,我们认为SRS未来的技术发展将会向以下几个方向进行:
　　产品向两极分化,低端和高端产品并存。当前SRS的同质化现象是相当严重的,各类产品之间的唯一区别就是是否带有液晶屏(带有液晶屏的设备一般允许双向通讯,学生自由输入),其后果是设备价格普遍较高,影响其进一步推广。我们认为,在未来的一段时间内,SRS产品会向两极分化,在不长的时间内就会出现售价极低的学生端手持设备(价格会被控制在50元以内,当然,其功能也非常简单,只允许学生通过有限的按键进行单向反馈),也会出现具备高级功能的产品(具备彩色屏幕,除具备双向通讯功能以外,还包括电子词典、语音播放等功能),从而满足不同消费群体的需要。
　　自组织网络技术将会被应用到SRS中。SRS的作用范围是SRS中最重要的技术指标,当前主要采用的是“单跳”解决方案,即数据直接从学生的手持终端发送到接收装置,射频信号的强度是决定该解决方案有效范围的唯一因素。而采用自组织网络技术以后,学生端的所有设备及接收装置将自动组织成一个可靠的无线网络,其中的节点除了接收学生的输入以外,还具备中继能力,从而把更远节点的数据转发给接收机,大大提高SRS的有效范围,理论上来说,采用自组织网络技术的SRS可以满足1平方公里级别的课堂需要。
　　基于图像识别的SRS将会逐步成熟。基于射频技术的SRS无法从本质上跨越成本和功耗两大技术难题,于是一种基于图像识别技术的全新架构SRS开始出现[8],其基本思路是:学生端无需任何电子设备或者是很简单的灯光设备,教室中有一个或多个摄像头(可旋转)用以获取学生的反馈信息,后端软件通过图像识别技术自动识别并统计学生的反馈结果。该方案可以彻底解决成本和功耗问题,而且安装的摄像头还可以用作别的用途,不过该方案必须要求学生的反馈指示物在摄像机的视野范围内,其应用存在着一定的局限性。
　　2 SRS的应用趋势
　　 SRS技术的发展以及SRS用户的不断增多,其应用模式也会带来巨大的变革,我们认为,在未来的一段时间内,以下这些新的应用模式将会逐步出现并普及:
　　SRS将从课堂走向校园。随着技术的发展,SRS的有效范围将从课堂延伸到校园,于是借助校园广播或电视的校级SRS应用将逐步出现,即题目由电视或广播给出,学生依然进行实时交互,从而实现更大范围内的师生交互。如果是带有LCD和键盘的手持SRS终端,我们还可以实现灵活的学生练习和测试,其工作方式如下:当老师需要给学生布置作业或测试题时,他可以通过无线的方式把数据(可以是统一的,也可以是个性化的)发送给学生,学生可以实时提交也可以存储后提交。当然,SRS的手持终端其计算能力是比较弱的,其练习也仅限于文本数据,不然,其成本和耗电量都将大量增加,不利于其大范围推广。
　　SRS的反馈数据将会得到进一步地应用。SRS应用中的学生反馈数据包含着大量的有价值信息,随着SRS应用的不断普及,这些反馈数据将会得到重视并用于以下目的:1.分析交互问题的有效性。老师的提问有着不同的目的,不同的目的需要、不同的反馈分布类型来验证其问题的有效性,为日后的修改提供依据。2.进行学生的发展性评价。在SRS的帮助下,学生的所有反馈数据都将记录到数据库中,老师可以在较长的时间内分析学生的学习发展情况。3.学生异常情况预警。理论上来说,学生的反馈表现应该是比较平稳的,如果某段时间的反馈出现异常的话,我们可以重点分析,看看是否有特殊的情况影响了学生的学习,防止极端事件的发生。
　　SRS将和现有的教学平台集成使用。在课堂和课后师生使用教学平台已经很普遍了,为了防止老师因使用两套系统出现不便和抵触情绪,同时也是为了有效整合学生的相关信息,以后的SRS系统应该既可以单独使用,也可以集成到现有的网络教学平台中使用,成为网络教学平台的一个功能模块,方便用户的整合与使用。
　　
　　五 总结
　　
　　SRS技术作为信息技术教育应用的一种重要手段,在过去的一段时间里已经在各个层次的教育中发挥了巨大的作用,同时也给教育工作者带来了新的挑战和思考。我们相信,随着SRS技术的完善、应用模式的成熟及成本的下降,SRS必然会在课堂教学领域发挥越来越大的作用。
　　
　　参考文献
　　[1] Robin H. Kay,Ann LeSage. Examining the benefits and challenges of using audience response systems:A review of the literature[J]. Computers & Education, 2009, 53(3):819-827.
　　[2] Communications Technology International Incorporated, Audience Response System - ComTec Audience Voting & Polling [EB/OL].省略tec-ars.com, 2009-7-13. >
　　[3] 李蕾.应用互动反馈技术开展有效教学的探索[J].中国电化教育,2008,5:68-71.
　　[4] Caldwell, J. E. Clickers in the large classroom: Current research and best-practice tips [J]. Life Sciences Education, 2007,6(1): 9�20.
　　[5] Brewer, C. A. Near real-time assessment of student learning and understanding in biology courses [J]. BioScience, 2004, 54(11): 1034�1039.
　　[6] Greer, L., & Heaney, P. J. Real-time analysis of student comprehension: An assessment of electronic student response technology in an introductory earth science course[J]. Journal of Geoscience Education,2004, 52(4): 345�351.
　　[7] Ramon Schalleck, Marcin Bober, Heiko Drewes. Design of an audience voting system for the Olympic games[M]. Human factors in computing systems. New York: ACM, 2004:1622 � 1625.

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