基于CCIM模型的新型互动培训教室设计方案与实践

李志刚，赵国栋

（北京大学 现代教育技术中心，北京100871）

基于CCIM模型的新型互动培训教室设计方案与实践

李志刚，赵国栋

（北京大学 现代教育技术中心，北京100871）

本文基于北京大学教学网体验中心的新型互动培训教室的设计改造实践与探索，总结提炼出设计改造的CCIM模型，并详细阐述该模型对教学环境改造的指导作用。同时针对改造过程中涉及的创新问题与技术解决方案进行了研究分析。

互动培训教室；CCIM模型；教学环境；网络教学平台；统一认证

一、引言

E时代教学环境设计与构建、多媒体教学环境的运行与管理是数字校园建设与创新发展的重要课题，受到越来越多的政府、高校和企业的重视。

教学环境是一个群落的概念，泛指一切与学校教学、科研、内外交流与合作活动相关的场所，其核心是现代教育技术的广泛应用，为教学、培训、会议、学术交流、丰富师生的信息资源提供强有力的支持。现代教育技术发展到今天，教学环境已不是传统的电化教室，而是指数字化的多媒体视听环境，它以网络为基础，从环境（如设备）、资源（如图书、讲义、视频、课件等）、到活动（如教学、服务）全部信息化。[1]

E时代的多媒体教学环境日新月异，要求基于其本身目标功能的全面解决方案。先进的多媒体环境是实用性、稳定可靠性、可拓展性和标准化的统一体：听觉上悦耳动听；视觉上清晰亮丽；传输上稳定可靠；操作上智能化程度高和便于掌握；设计上富有创新理念和较强的互动性。[1]

2008年，北京大学开始投入“北大教学网”网络教学平台建设和“教学网体验中心”建设。2009年，“北大教学网”及教学网体验中心在服务教学信息化建设过程中取得了阶段性的重要成果，利用专门下拨的改造经费，经过详细的设计、选拔、论证、室内装修、施工安装、调试等一系列工作，教学网体验中心以网络互动教学、混合式教学等理念为指导进行新型互动式培训教室的改造设计与建设，目前已经顺利完成改造，并已为广大师生提供了更好的培训环境和优质的培训服务。在改造过程中，依托CCIM模型实现了单核心多系统的集成整合，使得师生可以主动、便捷、高效地进行各种教学活动，较好地实现服务教学和促进教学的目标。在整个设计与实施的过程中，经历过设计思路完善、提炼亮点、解决技术难点与总结典型经验教训等阶段，一些理念与经验可以为类似的项目与工作提供一定的借鉴与参考。

二、网络互动教学理论与新型互动培训教室设计

所谓“互动”教学是指教师与学生在教学过程中进行交往与互动，通过教师与学生的教学互动，达到互动生成、互动提高、共同发展的一种教学模式。互动教学的本质体现了教师的教与学生的学的和谐统一。在教学过程中如果师生之间没有多边交往，没有积极互动，就不可能互惠并构建体现现代教学思想的教学生态环境。

互动教学具有交往性、互动性、多边性的特征。通过网络进行教学的信息交流方式主要有四类：一对一方式、一对多方式、多对一方式、多对多方式。在多对多方式的交流中，可由多人发送信息、多人接收信息。在网上教学系统中，当进行网上学习讨论、协作学习、仿真实验时，均需要使用这种多对多的交流方式。只有交流系统能够支持这种方式的交流，网上教学才能真正模拟全部的教学过程，否则只能实现一些简单的教学环节。配合北大教学网改造设计的教学网体验中心，充分考虑了这四类互动教学形式的特点，参考安德森的综合网上学习模式，在系统、设备、技术、桌椅和环境布局的选择与设计中，尽可能地实现多对多的互动教学效果。[2]

如图1所示，安德森（Anderson，2004）综合了现存的不同互动理论，结合网络技术的特征，提出了一种网上学习的模式。他认为，这一模式中清楚地描述了学习者、教师、学习内容、界面四者之间的多种互动。学生和学习内容可以通过多种形式、特别是网络进行互动，然而，这种互动是在教师的支持下进行持续的、有方向的、有评估的学习。

图1中包含了左边和右边的两种学习模式，左边模式的学习互动是在网上社团中进行的，是采用不同的、基于网络的同步和异步的活动，如视频、音频、计算机会议、聊天、虚拟世界互动等。这种网上学习环境丰富多彩，能发展学习者的社会交往技能、合作学习以及团体关系。

由于集体学习需要固定的学习时间，在时间上对学习者产生约束，学生至少需要基于小组进度进行学习。如果难以集中学习，学习者可以采用图1中右边部分的学习模式，这是和独立学习相关的结构性学习，方法包括计算机辅助辅导、练习、模拟等，学生可以在网上阅读教师提供的学习材料，也可以在虚拟实验室进行实验。[2]

基于网络互动教学的相关理论和安德森的综合网上学习模式，进行新型互动培训教室设计时主要考虑了通过什么样的教学装备、技术和手段来加强现场教学与网络教学的互动性，同时在教室中进行的这种线下教学所积累的各种资源如何快捷高效地在线上的教学平台上呈现，以及如何跟踪评估学习者的学习效果，最大化地服务教学，促进教学。比如选择以六张梯形翻盖电脑桌的拼合方案代替传统的长方形电脑桌方案，可以增强学习者的平等感和互动积极性，而选择以多系统整合的统一认证与单点登录的方案，可以减少多帐户多次登录给学习者造成的不便与离散感。CCIM模型就是在这种背景下诞生的。

三、基于CCIM模型的新型互动培训教室的设计

CCIM（Concentric Circles Integration Model），在新型互动培训教室的设计中，被称为同心圆集成整合模型。它的主要理念是，线上教学以网络教学平台（北京大学选择采用BB平台）为核心，其他的所有在线上和线下教学中使用到的系统、设备、技术和教学手段都围绕网络教学平台进行选择、建设和应用。在实现相同功能的各种设备、系统、技术和教学手段中，优先选择与网络教学平台整合程度最好的进行建设。举例来说，我校“北大教学网”基于BB网络教学平台搭建，我们建设的新型互动培训教室“教学网体验中心”，选择采用的设备、系统、技术和教学手段优先考虑的都是同“北大教学网”具有最优的整合度的。比如，教室在课堂中进行课堂实录的视频课件，可以实时地直接上传到指定教师的指定网络课程中；互动反馈系统的反馈记录数据也可以与网络平台互通；电子白板设备的视频资源可以传输到网络平台上；英语语言学习系统、论文防剽窃系统、网络视频课堂系统、多媒体资源管理系统都可以通过登录网络教学平台方便快捷地使用和实现资源呈现，如图2所示。

CCIM模型的特点是单核心、多分支，具有良好的整合性、易用性、安全性，并能够实现统一认证和单点登录。围绕教学平台，可以通过选择合适的系统和技术进行不断整合，为师生的教学不断带来新的教学刺激与教学体验，较好地吸引师生更加主动地使用教学平台和体验中心，服务教学，促进教学。

CCIM模型以混合式学习理论与网络互动教学理论为指导，通过线下的互动培训教室的软硬件系统和设备，线上的网络教学平台，实现了资源的有效整合与集成，覆盖了师生的网络学习与生活，较好地弥补了多系统单机使用时造成的数据得不到有效积累的缺陷。

四、基于CCIM模型的新型互动培训教室设计与实施的四个亮点

基于CCIM模型的新型互动培训教室由于改造理念新颖，国内尚没有参考成例，兼之改造要求复杂严格，整个设计改造过程经历了设计、论证、边施工、边改进、边完善的过程。新型互动培训教室教学网体验中心的技术方案与教学环境布局如图3、图4所示。经过总结提炼，改造中体现了4个重要的特色及亮点。

1．亮点1：梯形互动培训电脑桌，提高培训活动的互动参与效果

此次改造中，为了实现互动式培训的理念，培训桌的改造是重点，也是难点。以往的培训桌多选购传统的长方形电脑桌，培训过程中发现传统的电脑桌按行列顺序摆放，前后排培训参与者的互动参与程度和积极性存在较大差别。因此，改造之初，如何实现座位布置的平等化，减少因为座位排列造成的人为差异化，成为培训电脑桌设计选择的出发点。通过对多家家具公司的调研，没有找到完全符合我们设想的现成的培训电脑桌，而且同类培训电脑桌的售价大都在每张2000元到3000元。经过多方努力，我们联系某家具公司定做了符合我们需求的新式的梯形互动培训电脑桌，价格也控制在了每张800元左右，这使得我们的改造经费可以更多地应用于其他教育新技术装置的配备。

如图5所示，6张梯形培训电脑桌可以组合成一张六角形桌，每1位培训参与者可以通过布置在四周的液晶电视、投影屏幕、电子白板等显示媒介平等地获取授课信息，课堂参与度得到有效提高。

2．亮点2：搭建教育新技术系统和设备的试用与展示平台，促进教学改革

培训教室改造之初，将其建设成为我校教育新技术系统和设备的试用与展示平台是这次改造的目的之一。这既可以让更多的师生在这里获得高质量的培训，也可以使其不断地体验与试用层出不穷的教育新理念、新技术、新设备，希望这些技术和设备对我校的教学改革起到推动与促进作用，让它们更好地服务于师生。

目前，改造后的培训教室具备直播与点播现场实时授课视频的功能，通过计算机使用IE浏览器输入指定的IP地址就可以远程观看教室内的课程实况；培训参与者可以通过多媒体移动推车上的液晶电视、教室四周不同角度安装的液晶电视、电子白板、投影屏幕全方位获取培训信息；培训参与者可以通过IRS互动反馈系统，点按投票器表达自己的想法，实时参与教师的授课环节并看到互动参与的效果；培训参与者可以通过USB摄像头、带麦克的耳机和手写板等工具使用网络视频课堂与远程参与者实时交流学习；培训参与者可以在全新的环境中体验教学新思路培训的魅力与效果，通过主动的积极参与更好地投入到培训学习中来。系统功能如表所示。

表 北大教学网体验中心系统功能

3．亮点3：把握细节控制成本，努力实现改造经费最优化的使用

为了能够将有限的改造经费最优化地使用，我们除了积极寻求广泛的合作支持，也通过把握细节控制成本，比如经过详细调研，我们发现国产液晶电视各方面的功能已经完全可以满足我们的视频展示需要，而且相对使用同类型进口电视价格方面可以节省40%的经费，节省下来的经费我们为培训教室购置了汉王扫描仪和网络打印机等数字化设备，最大化地为师生提供多种服务，类似的情况还有很多。此外，为了控制成本我们选择了将1份较大的集中采购合同分拆成15份设备采购合同，分别联系在质量和价格方面都有竞争力的多家学校协议供货商进行签订，最后节省下来的经费最大化地应用到了教室硬件设备的改造上。

4．亮点4：以人为本，突出培训服务特色，提升培训服务质量

为了更好地突出培训服务特色，提升培训服务质量，我们在教室中专门设置了教学秘书办公区、培训服务区、培训休闲区和培训信息展板。专职的教学秘书随时接听培训参与者的咨询电话，第一时间帮其解决问题。在培训服务区，除了可以领取培训相关的所有资料，还可以寻求培训帮助，使用我们提供的打印机、扫描仪等数字化设备。在培训休闲区，我们为培训参与者提供了茶水、咖啡、零食，使其培训间歇可以放松心情，尽快投入到下一阶段的培训。

五、技术难点与创新

在新型互动培训教室改造过程中，培训电脑桌的选择与设计是实现改造目标的重点和难点之一。多系统的集成整合所涉及的统一认证与单点登录是另一个重点。此外，培训教室的视频资源管理系统的设计与实施需要考虑不同格式视频资源的管理与发布，良好的可发布性也是改造过程中选择系统时考虑的重点问题。

1．新型培训电脑桌的选择与设计

与传统的长方形电脑桌相比，梯形电脑桌可以拼接组合，不同形式的组合可以为参与者带来多种全新教学模式的体验，前后排的差异化感觉减弱，使得课堂上的培训师与参与者的互动氛围更加主动和强烈。与液压杆式的升降电脑桌相比，通过我们自行设计的采用木质翻盖背板安装定制的合叶插划来调整固定翻盖位置的方案，以及电脑液晶显示屏通过定制的特殊设计的滑道锁扣方案固定在翻盖面板上，可以实现同样的显示器固定于钢质液压升降电脑桌并随翻盖开合的效果，但是单张桌子的造价成本相比节省了60%。

在经费有限的情况，通过采用自行设计、厂家定做的方案，实现了新型互动教室的教学环境布局变换的效果，也实现了台式电脑与培训桌灵活便捷的整合，避免了经费大量花费于购买价格较高的钢质液压升降电脑桌。

2．多系统的集成整合

统一认证、单点登录是指用户在其中一个系统登录之后，再进入至其他相关系统时，不需要重复登录。真正使用户感觉到“一点登录、所有系统通行”。基于CCM模型的培训教室设计方案中，BB的教学管理平台是核心，视频课堂系统、互动反馈系统、视频资源管理系统、电子白板等系统等都需要与BB平台进行集成整合来实现统一认证和单点登录，使得师生可以通过一套账号登录BB平台后就可以使用所有相关系统。

在整合过程中我们曾遇到一些问题，其中部分问题已经解决，还有一些问题正在解决中。

由于学校的校园门户系统并没有采用通用的LDAP方式进行认证，因此BB平台搭建过程中放弃了LDAP方式，而是通过Web Service认证方式实现了与校园门户的账号同步与统一认证。这样，就导致了基于Adobe connect系统的视频课堂服务在与BB平台进行整合的过程中无法直接使用ConnectBBIntegration.war（Building block）插件，经过LDAP的配置实现统一认证，而也是需要采用Web Service认证方式来实现。与此相似，其他系统如视频资源管理系统已经通过Web Service认证方式实现了统一认证与单点登录（XML的部分代码略如图6所示）。[3]因此，建议其他单位在开展类似的整合项目时，应尽可能选择系统推荐的国际通用的LDAP认证方案，这样多系统整合时可以减少很多不必要的后续代码开发工作。

以基于FMS的视频课堂系统（Connect）与BB系统进行整合为例，我们要完成视频课堂系统与BB系统实现单向的单点登录，即通过校园网或BB系统的一次登录实现视频课堂系统的登录。同时，根据校园网系统对校园网数据库的更删改查同时实现对视频课堂系统中用户表的更删改查。校园门户系统没有采用LDAP的认证方式，经过分析，由于视频课堂系统已提供Web Service的API，所以视频课堂的接口可以通过Web Service通讯来实现。关于数据库数据同步，一方面在得到校园门户系统的足够权限后，可以在校园门户的更改用户，删除用户部分执行相关Class类；另一方面在只能读取校园门户数据库的用户信息的情况下，则需要建立单独的监控数据库用户的变更类来实现。

3．视频资源管理系统与互动效果课件制作工具的解决方案

目前，流行的视频格式有Adobe公司的Flash格式，Apple公司的MOV格式，Microsoft公司的WMV格式，Real公司的RM格式。经过十多年的积累，学校的教学录像的视频课件资源格式丰富，有符合精品课程要求的高质量AVI、MPEG格式的课件，有DVD光盘的VOB，有流媒体的FLV、WMV、RM和MOV格式的各种视频文件。因此，通过网络教学平台能够快速便捷地呈现这些资源就显得尤为重要。

基于良好的可发布性、制作的便捷性、制作效果的动感性，在选择视频资源管理系统时，通过测试评估若干系统后，采用以Flash media server技术为基础的网络视频课堂发布服务系统和视频资源管理系统，实现了FLV格式的视频课件资源可以方便实时快捷地呈现于网络教学平台，省去了大量的转码与编码的时间。

此外，在选择整合互动效果课件制作工具的过程中，通过大量测试评估后，选择了可以将设计精美的Flash交互效果发布成单个SWF文件格式的制作工具，经过调查了解，增强的互动效果吸引了更多的师生主动使用工具和平台，良好的发布性使得操作和应用更加简单方便，对于促进教学起到了一定的作用。

六、结束语

基于CCIM模型设计实施的新型互动培训教室投入使用以来，获得了师生的广泛好评与认可。经过项目的后期总结与讨论，计划在巩固前期建设成果的基础上，一方面，做好深化教学培训体系、教学内容、教学方法等方面的改革，进一步提高培训质量和管理服务水平的相关工作；另一方面，从移动学习、移动办公、绿色办公、低碳办公的理念出发，基于CCIM模型进一步选择整合专业的课件制作系列工具、绿屏抠像课件制作工作间、移动课件制作系统、移动学习工具、视频资源展示系统等，使单核心多分支的新型互动培训教室更好地服务教学，促进教学。

[1]钟晓流.E时代教学环境的建设模式与趋势——兼论教学环境的评价体系[R].清华大学电教中心.

[2]张伟远.网上教学的原理与方法[M].北京:人民教育出版社,2009.8.

[3]北京大学IAAA统一安全系统服务集成指导说明书.

（编辑：金冉）

G420

A

1673-8454（2010）23-0033-05