未来课堂的互动研究

叶长青

编者按：“未来课堂”项目是华东师范大学“985工程”《教师教育创新基地和优势学科平台建设》子项目“教师实践创新的主阵地”研究内容之一。该项目由华东师范大学张际平教授领衔，带领强大的研究团队，并与多家科技企业紧密合作，经过两年左右时间的研究，在课堂的理论研究、物理空间的设计、新技术新媒体的运用、多种互动形式的实现、学生座位的形态组合、教学平台的设计开发、新型教学模式的创建及教学实践的探索等方面均取得了很大成果，引起了社会各类教学机构和部门的极大关注。本文为专栏系列文章的第五篇。

● 课堂互动综述

互动是未来课堂的核心之一，未来课堂的互动除了人与人之间的人际互动之外，还包括人、技术、环境、资源四个维度之间的互动，研究未来课堂的互动有助于更好地认识未来课堂，进行未来课堂的设计与应用研究。“互动”一词在英文中出现得较早，是“相互影响和相互作用”的含义。“互动”在中文原属社会学术语，指人与人之间的相互作用。随着计算机科学中交互技术的出现和互联网的发展，“互动”一词广泛应用开来。计算机交互技术的出现，使人与人之间情感的互动转移为人与计算机之间的情感互动，计算机开始具有“情感”，并向着“人性化”的方向努力。机器的智能化，也给人机互动和机机互动带来了新的含义，丰富了互动的形式和领域。[1]互动可以理解为：交互主体间（包括社会成员和社会各种因素）相互影响、相互作用并能引起对方的行为、性质、存在方式、价值观等发生变化的任何过程。[2]

关于课堂互动，简单地讲，就是指发生在课堂内的互动。对其含义的理解，不同人从不同侧面给出不同的定义。课堂互动是指在课堂教学情境中，教师和学生之间、学生和学生之间发生的具有促进性或抑制性的相互作用、相互影响，进而达到师生心理或行为的改变[3]；“互动”是调动参与课堂教学过程的各个主要要素，围绕教育教学目标的实现，形成彼此间良性的交互作用。这是一个整体性的动态生成的过程。在课堂的时空背景下，借助构成教学的各个要素之间的积极的交互作用而形成“学习集体”，并在“学习集体”的人际关系之中产生的认知活动的竞技状态，这就是“互动”。课堂内的互动分为显性互动和心灵互动。后者能勾起思维的涟漪，或可称为“默动”，这种互动形式以内涵取胜而非以形式取胜。从分类角度看，有学者将课堂互动理解为教师、学生、文本之间的交叉互动。[4]

结合互动及课堂互动概念，可以这样来理解课堂互动：①课堂互动就互动主体来看，有师生互动和生生互动，还有学生自身与教师自身间的互动。②从互动对象看，除师生互动、生生互动外，课堂互动还包括教师、学生与课堂环境（包括文本等）的互动。③课堂互动是在一定的情景中，通过一定的媒介与手段进行的。既有言语互动，也包括非言语互动；既有显性的，又有隐性的互动。④课堂互动就效果而言，既可能产生积极的促进性的影响，也可能产生抑制性的影响。⑤课堂互动体现了多向性，也体现为连续性。[5]

目前国内外关于课堂互动研究的现状主要从教育社会学、教育心理学、语言学、教育学视角以及新技术应用下的课堂互动等角度进行了课堂互动的相关研究。教育社会学视角方面主要有学者进行了课堂互动本质的研究，课堂互动类型的研究。语言学视角下的课堂互动研究主要分析课堂师生之间的话语互动研究，包括对课堂师生言语互动的分类研究，话语分析方法研究，学生参与型研究，课堂学生分层现象研究等。教育心理学视角下的课堂互动研究主要包括课堂师生关系研究、课堂教师行为作风模式研究、师生交往的社会心理结构研究、课堂师生互动的影响因素分析。而教育学视角下的课堂互动研究，包括课堂互动类型的研究、课堂师生互动的困境研究、课堂师生互动质量和效果的研究等。[6]新技术手段应用下的课堂互动研究主要有交互式电子白板应用下的课堂互动研究，基于互动反馈系统的研究等。

● 互动的理论基础

互动研究是一个社会研究，也是人类交流的重要前提，对未来课堂同样涉及人们之间的社会交流。目前关于互动的理论较多，而且也没有一个统一认可完善的定论，但从已有的部分论述中我们可以得到一些对互动的理解与认识，从而有助于人们开展课堂互动研究。

1.米德的互动论

米德的互动论基本思想是：个人、自我、社会均产生持续不断的对话与交往，人类的交往是通过有意义的动作，即有别于非人类的自觉的影响下实现的。他对交往的分析，是从“手势”（或动作）这一概念开始的。符号的互动正是人类行为的本质特点。通过符号的交流，互动双方就能为对方易地而想。[7]

2.群体动力学

群体动力学由美国著名社会心理学家库尔特·勒温所创立。他认为，群体的本质就是导致一个“动力整体”的成员之间的互赖（这种互赖通常由共同的目标设立），在这一动力整体中任何成员状态的变化都会引起其他成员状态的变化，成员之间紧张的内在状态能激励群体达到共同的预期目的。[8]

3.胡塞尔的主体间性理论

主体间性（Inter-Subj ectivity），又称共主体性、交互主体性。胡塞尔的主体间性包括两个方面，即主体间的互识与主体间的共识。主体间的互识，即交往过程中两个或两个以上主体间是如何相互认识、相互沟通的；主体间的共识，是交往过程中两个或两个以上主体间如何对同一事物达成相同理解，即主体间的相通性和共同性。[9]

4.班杜拉的交互决定论

班杜拉指出：“行为、人的因素、环境因素实际上是作为相互连接、相互作用的决定因素产生作用的”。[9]其中主要观点是环境是决定行为的潜在因素，人和环境交互决定行为，环境、人和行为的相互关系和作用，是一种交互决定的过程。在行为内部，人的因素和环境影响是以彼此相连的决定因素产生作用的。这个过程是三者交互的相交作用，不是两者的连接或两者之间双向的相互作用。[10]

除了以上理论基础，未来课堂互动研究的理论基础还包括哈贝马斯的交往行为理论、布鲁默的符号互动理论、建构主义学习理论、弗雷德的对话教学论、传播学理论等。这些理论都为我们研究未来课堂的互动提供了坚实的理论基础。

● 未来课堂的互动形式与特性

通常而言，互动是一种最基本、最普遍的日常生活现象。在日常生活中大量存在语言的互动与非语言的互动；正式的、有组织的互动与非正式的、无组织的互动；传统的、习惯方式的互动与现代的、创新方式的互动，等等。传统的互动基本上是直接的、面对面的初级群体的互动，现代社会的互动已日益超越时空界限，形成以大规模的现代化传输手段为媒介的间接互动。

关于互动的分类，Andrew在“进入交互时代——校园学习空间的未来视角”一文中认为交互可以分为两类——人与人的交互和人与信息的交互。[11]

现有的研究文献中常把课堂互动（交互）分为人际交互、人机交互和自我交互三种基本方式。而人机交互研究领域将交互的方式又细分为数据交互、语音交互、图像交互和行为交互等交互形式。互动的方式将会随着技术的发展和人对自身行为的认识的变化而不断演变，微软公司创始人比尔·盖茨2008年曾预测，未来五年人与电脑的互动方式将发生重大变革，现有的鼠标和键盘将被更为直观和自然的技术所取代。盖茨说，未来五年，触摸、视觉和语音界面将变得更为重要，也就是所谓的“自然用户界面”。[12]

可以看出目前关于互动的分类还没有一个统一的标准，研究者都是根据自己对互动的理解以及研究的需要对互动进行分类。未来课堂作为学习者学习和获得发展的场所，是一个充分体现了以人为本，技术、资源、活动等诸多要素都围绕着有利于促进学习者学习和身心发展的环境。在这样的课堂中，除了学习者外，教学者、教学支持者、诸多的技术、教与学的资源以及形成的物理与心理环境等都是构成课堂的重要组成部分，课堂教与学的过程离不开各组成要素之间的互动，所以分析未来课堂的互动需要定义好互动分析的维度。由于传统课堂的互动研究维度主要关注人与人之间的互动，包括师生互动、自我互动和生生互动等，而基本不涉及人与技术、人与环境、人与资源、技术与技术等维度的互动，所以在借鉴传统课堂人与人互动研究的基础上，我们把未来课堂的互动研究维度确定为人、技术（装备）、教与学的资源、环境（物理与心理）等四个维度。

根据上面确定的互动分析维度，我们认为在这样的课堂中，互动形式除了人际互动外，还包括人与技术的互动、人与资源的互动、人与环境的互动、技术与技术的互动、技术与资源等的互动。所以，未来课堂的互动形式及特性可基本归纳如下：

1.人与人的互动

未来课堂中的人与人的互动形式可表现为多元性，包括师生互动、生生互动、师师互动、师生与教学支持者（coach）的互动、现实与虚拟（远程）人之间的互动等形式。其中尤其是教师、学生与教学支持者之间的互动，则更多地体现未来课堂中对于学习者学习的支持，教学支持者可以帮助教师完成教学过程的组织与辅导，给学习者提供及时的学习支持，帮助教学者解决教学过程中出现的一些问题，包括技术使用问题，教学活动辅助组织等。学习者也可以通过与教学支持者的互动获得及时的学习支持。

而现实课堂与虚拟课堂的结合也是未来课堂重要的特点，现实课堂中的人可以与虚拟课堂中的人进行良好的互动，使得学习者群体的组成更加多元，活动的开展余地也更大，可以借助虚拟课堂实现本地课堂的学习者与其他国家的学习者的互动学习，从而有机会产生跨国界的交流，有助于学习者国际化视野的形成。

2.人与环境的互动

德国社会心理学家库尔特·勒温曾指出，行为产生于个体内在因素与个体所处环境之间的相互影响。可表述为“行为=f（人，环境）”，指行为是人与环境相互作用的函数。[13]由此可见，环境对于人的发展至关重要。不同的环境对人的影响是不同的。课堂环境影响着课堂有效互动的实现。课堂环境是课堂互动赖以进行的各种条件的综合，对课堂互动会产生明显的影响，这种影响主要表现为课堂环境直接影响师生在课堂中的行为。一般认为环境因素可以分为两大类物理环境与心理环境。也有专家认为，课堂环境包括物理环境、社会环境与心理环境。

前面我们已经提及未来课堂是一个泛在技术支持的学习环境，未来课堂中的教与学主体在完成教与学的过程中，不可避免地都会受到环境的影响，而且根据班杜拉的交互决定论及环境心理学的研究，环境会对人的行为产生影响。这里的环境包括教室的照明、温度、色彩、声学环境以及桌椅设备的配置。

作为体现以人为本、关注主体自由与发展的未来课堂，其环境应能与人产生良好的互动，应能根据一天中光线照明的条件，调整课堂的照明状况，保证课堂的最佳光照状态，课堂的色彩与温度也可以根据一年中不同的季节进行调整。桌椅的选择与布置适合于不同年龄学习者的身心要求和教学活动的灵活组织并能进行及时调节，这些都会给学习者创设舒适的学习环境，让学习者把精力更多地集中在教与学的活动中。

3.人与资源之间的互动

课堂教学的过程是一个资源的呈现与生成过程，也就是包括预设资源的呈现与动态资源的生成，教学者需要把预设资源按照教学设计的方案进行呈现，并在教学的过程中与资源进行良好的互动，对资源进行注解和操作，资源应该具有灵活便于操作的特性，并能借助媒介载体进行呈现。学习者可以通过媒介终端获得资源和进行学习，也可以对资源进行相应的操作。另外，在课堂教学的过程中，除了预设资源外，随着教与学过程的推进，也会有大量的资源生成，这些资源既是人与资源互动的结果，同时也丰富了课堂教学的资源。

4.人与装备之间的互动

因为未来课堂是一个泛在技术支持的学习环境，技术为课堂教学提供了充分的支持。无论是教学者还是学习者，在整个教与学的过程中，都不可避免地进行着人与技术的互动。人与技术的互动也是未来课堂互动的重要组成部分。未来课堂的互动性在技术方面的体现最主要表现在互动媒体设备（如交互式电子白板、互动投影等）的引进。

互动含义的重点首先是指信息的传播方式，即相互作用、相互影响。互动媒体装置要产生互动就要具备一定的媒介，其中信息输入载体指人向计算机传递信息的触动装置，如键盘、鼠标、光笔、跟踪球、红外线感应器、视频输入设备等；信息输出载体包括投影、分屏仪、凹面镜等。交互与互动性使得人能够融入环境中成为其中一部分，并参与作品的设计与完成。

互动媒体装置是在交互的状态条件下，研究作品与现实的关系，它具有更为开放的三维空间，能给人更强烈的空间感，更具参与性和交流性，已经不是被动的欣赏与接受，而是能够参与甚至改变作品的完成效果，更加体现了互动媒体装置艺术的参与、交流和融入感。例如，互动投影是一门以大屏幕投影画面显示技术为主的，应用了现代遥感科学与多媒体处理技术的应用科学。互动投影的目的在于利用人的实体形象影响投影机的显示画面播放，使其画面就如同真正地被人的实体动作“指点、踩踏、说话”所影响了一样发生改变。互动投影系统内，人不需要刻意下达命令，只要进入了互动系统的空间环境，系统自然就会对人的动作做出必要反馈。在这一系统中，人是处于互动投影这个系统环境中的。由此可以看出，传统人机交互，人是主动的一方，而机器却是被动一方。但是，在互动投影中人是被动的一方，机器主动感知人的存在，并充当反馈的角色。[14]

交互式电子白板是未来课堂中应用的主要技术之一，它可以与计算机进行通讯，利用USB接线将其与计算机连接，同时利用投影机将计算机上的内容投射到电子白板的屏幕上，在配合的应用软件支持下，所有书写内容会在计算机上同步显示，变成一个可直接操作计算机的大屏幕，构成交互式的教学环境。

5.技术与技术、环境之间的互动

作为泛在技术支持的未来课堂，技术给学习者提供了充分的支持，未来课堂设计的技术包括教学情境创设技术、课堂实录技术、互动反馈系统等。具体设备除了计算机、超短焦投影机和网络等之外，还包括IRS实时反馈系统、电子白板、实物展示台与手写屏幕、数字录播系统、信息讲桌等。

其中，课堂实录技术意味着我们可以借助设备对课堂中学与教的过程进行记录，以便对学习过程进行分析，作为学习资源保存，也便于学习者课后使用及供其他学习者使用。而课堂的实录需要解决的问题是摄影设备、音频采集设备与照明设备之间的协同，这些均需设备之间的准确互动来完成。

如互动式智能录播系统通过采用先进的流媒体及自动化控制技术，自动实时将教师教学讲解时生成的视频、声音、手写板书，教师讲课的计算机VGA屏幕画面、多媒体课件、学生问答视频记录成标准MPEG4/H.264流媒体文件，形成单画面电影模式或多画面资源模式，自动上传到学校任意指定服务器，分类生成网络教学课件，同步实现在校园网或Internet上视频直播，成为网上可实时直播、点播的学习资源，全真再现课堂教学的全过程。[15]

此外，透过计算机与投影机所组成的交互式控制环境，整个电子白板相当于大型的触控屏幕，完全可以控制计算机，彼此间的操作反应可互相同步显示，操作与讲解过程也可录制保存。

智能白板与视频会议软件相结合，组成具备数据、视频、声音等技术的完美视频会议方案，为交流提供全新境界。视频会议能传输两地的与会人员的逼真影像，双方还可以亲切交谈，通过智能白板人们还可以准确地交换各种意见、建议。在板面上的各种注解，可以实时地传给对方，双方在智能白板上最实时、交互、全面的讨论，令各种问题都能得到解决。[16]

未来课堂可以说是一个智能化的学习环境，它由物理环境和心理环境组成，物理环境主要由技术、装备等组成，而心理环境则是师生之间、生生之间的关系，包括教学者与学习者的心理状态。在技术与环境之间的互动主要体现在物理环境创设需要多元技术的相互配合，技术（装备）状态的调节会影响环境，环境的变化也会对技术（装备）的工作产生影响。同样，技术的易用性及人性化设计对人的心理环境也会产生十分重要的影响。

6.资源与资源、技术和环境之间的互动

资源的主要表现形式是教与学的内容，包括预设性资源和生成性资源。学习内容之间的交互是一种新的教育交互形式。伴随着新兴技术的产生和元数据标准的推广，智能代理技术逐渐成熟，资源中的智能代理既可作为教师代理，起到智能辅助教学系统的作用，也可作为学生代理，充当学习者的学习伙伴以及学习者的知心朋友，还可以充当学习者的秘书代理，主动地帮助学习者收集所需要的资源。因此在教与学的资源设计中，我们可以创建基于智能代理的资源学习环境，将更多的事情交给代理去做，让它们自动在网络上搜索其他相关的学习资源，不断更新自己的内容，增加更多有效的信息，从而挖掘出学习内容之间的交互，为学习者提供更加及时、更加个性化和丰富的建议和指导。

资源的呈现、加工、处理与生成都需要技术的支持，这种支持形式的互动体现在技术会根据资源的形式和格式等要求，灵活调整技术的参数、编码标准等，也会根据资源的需求状态调节技术的传输码流，以保证资源的传递效率和效果。技术的广泛应用同样也会提高和完善资源的表现形式和传达效果。

前面我们已经提及未来课堂中的教与学的资源包括预设性资源和生成性资源，预设性资源的交互界面设计将影响教学者与学习者对于资源的使用，进而影响使用者的使用心情，也就是说将会影响未来课堂的心理环境，而未来课堂心理环境的优劣将直接影响课堂生成性资源的形成。

未来课堂中的互动除了以上几个维度之间和各维度要素之间的互动之外，还有一种互动形式则是几个要素之间的互动联动，这种互动系统往往涉及了不止两个维度，可以是三个甚至是四个维度。例如，IRS（Interactive Response System）实时反馈系统主要应用于课堂上，包括了学生的手持反馈装置、教师的专属遥控装置、与计算机联机的接收器，教师可以在教学过程中，随时进行提问、随堂测验或其他交互式教学，是教学活动e化过程中不可或缺的设备。IRS系统易学易用、简单方便，能够打破传统教师单方讲授、学生独自听课的学习状态，提高师生间的互动，增进课堂气氛，透过问答教师就能马上诊断学生的学习成效，实时做补救教学，可谓是掌握学习情况的“神器”。

● 结语

未来课堂的泛技术特性以及体现以人为本，注重人与环境、技术和谐的理念，在以人本主义、互动、环境心理学等相关的理论和信息、智能、人机交互等技术支持下，以如何充分发挥课堂组成各要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，以互动为核心，旨在构建充分发挥课堂主体的主动性、能动性，和谐、自由发展的教与学的环境与活动。未来课堂的互动形式因为技术与教育理念的变化而更加丰富多元，研究未来课堂的互动形式与特性将有助于更好地认识未来课堂，设计符合课程特质和人才培养需求的教学方式、教学活动，更多地将人这个具有生命活力的主体置于课堂互动的核心上，调动人、技术、环境、资源等各方面的要素，创设和谐的、促进学习者学习、自由、发展的学习。