交互式电子白板对教学系统的优化

荣  玲[①]

 （淄博师范高等专科学校附属小学，山东淄博，255100）

摘  要：在传统教学条件下，教学系统的整体功能和复杂性特征未能得到有效体现，随着交互式电子白板的应用，课堂的交互能力得到全面提升，师生间的互动和学生的主体地位进一步凸现出来，教学系统的整体功能得以优化、控制力度全面提升、结构体系有效改善，并使教学系统的结构、边界、过程等都趋于复杂化，课堂形式变得灵活多样，课堂内容丰富多彩，整个教学系统也因此变得鲜活起来。

关键词：电子白板；教学系统；整体性；复杂化

自20 世纪80年代初开始，在教育研究与实践中开始引入系统科学的方法，随着复杂性科学的兴起，系统化教学及其运行过程中的潜在、无序、非线性等因素开始备受关注，教学系统理论逐步走向完备和统一。然而，传统的“黑板—粉笔”式教学方式以及近几年出现的多媒体辅助教学方式，都不能从根本上适应系统化教学发展的需求。随着交互式电子白板的应用，教学系统各组成要素在空间和时间上的有机联系与相互作用的方式得以改变，教学系统开始走上和谐、稳定的生态发展之路。

一、交互式电子白板对教学系统的优化

任何系统都是由诸多要素有机组成的整体，系统整体的功能并不等于各孤立要素功能的简单相加，而是各要素功能与各要素相互作用形成结构产生的功能之和。要想获得教学整体功能的高效应，不但需要教师具备良好的素质，还需要有不断优化的教育环境和教学设备。否则，根据“水桶”原理，即使在理论上能够找到最有效的教学模式，但在现实中能够实现的也仅是帕累托次优。交互式电子白板走进课堂后，随着其互动功能、书写功能、识别功能、转换功能等在课堂上的应用，系统思维方式拥有了现实的土壤，系统化教学模式因而得到了长足发展。

（一）凸显了教学系统的整体性特征

“系统是有组织的群体，组织性表现为元素或部分之间存在一定的相互联系。”[②]教学系统的结构效应或结构增值主要来自于教学系统各要素所产生的整体特质。要素之间的相互作用会要求突出系统的整体特征，限制要素自身的某些性质。这种整体对要素的屏蔽作用，是系统产生整体效应所必须付出的代价。尽管传统的“粉笔—黑板”教学模式和多媒体辅助教学模式都有自身的优越性，但是，随着教学体系的发展，这些教学模式的优势功能也正在不断受到抑制。另一方面，要想提高学校教育系统的整体功能，就必须选择系统的最佳结构，创造条件使系统内部诸要素组合优化。[③]与此同时，系统要素的质量制约着系统的优化。虽然局部的优化不等于整体优化，要素的最优化也未必能构建出整体的最优化，但是，低质量的要素肯定不能激发出整体的最大效应。因此，要素的质量直接制约着整体的质量。[④]教学是一个复杂的系统化过程，强调学生在学习过程中视、听、触等感官的综合运用，学生学习的各个环节只有放在系统的活动中，系统的结构才能产生相应的功能。因此，传统的“粉笔—黑板”教学模式与后来的多媒体辅助教学模式在实现教育系统的整体性功能上都存在一定的局限性。

教学中，交互式电子白板在克服以上技术局限的同时，可以用电子笔随意书写，电脑的内容可以投影到白板上，电子白板的操作和内容也可以反馈到电脑，或者传输到网络，也可以直接打印出来。即使是不熟悉PC操作的老师，也能够轻易操作使用，学生们则更容易理解和接受通过电子白板表述的知识和信息，整个过程充分体现出对人的终极关照。在应用交互式电子白板的教学过程中，师生间交互、课堂内外交互、学科间交互、各教学软件的交互等功能都得以实现，学生的多向度立体思维能力、开放性思维能力和创造性思维能力都得到有效发展，教与学的过程从片断走向整体，从封闭走向开放，从技术本位走向以人为本。

（二）优化了教学控制系统

在传统教学条件下，教学反馈控制系统如图1所示。[⑤]传统教育观念认为教师的任务是“传道、授业、解惑”，在这种教育理念支配之下的教学反馈控制系统中，反馈渠道单一，师生之间的信息传递方式程式化，即：“老师讲解—学生学习—学生提问—老师解答”的模式。在现代教育理念下，教学不仅要向学生传授一定的知识和技能，而且要注重发展学生的智力和能力，培养学生良好的身心素质和高尚的道德情操。这就要求教师在教学过程中增加教学反馈控制措施，提高信息反馈速度和反馈量。随着现代教育理念的渗透，教师也在有意识地增加教学中的信息反馈方式。但是，在传统教学条件下，客观的教学条件决定了师生之间的信息反馈方式也只能仅止于此。

如今，交互式电子白板的使用，使教学反馈控制达到一个新的层次，如图2所示。随着多媒体技术自然的融合到课堂教学中，教学过程成为一个有机的整体。交互式白板既有传统黑板的功能，同时也成为了声音、图片、动画、教学软件等各种教学资源在课堂教学中整合的平台，使多样的教学资源按教师需求成为可能。更加可贵的是白板笔可以代替鼠标，控制电脑主机的应用程序，顺应了课堂教学的需求，提高了教学效率，加强了师生间的相互交流。其网络功能可以实现资料共享和文件传送，甚至可以在两块白板间实现共享交流，进行多方讨论。这不但打破了传统教学思维的方式，而且增加了师生之间信息传递的互动性。另外，电子白板的存储功能一方面提高了学生的课堂学习效率，另一方面也有效实现了时空的有效伸缩。课外，师生都可以通过存储文件回顾课堂上的学习过程，总结教学过程中的得失，从而增加下节课的前馈信息量，使教学偏差得以有效纠正。

（三）改善了教学系统的结构

教学系统的结构是指教学要素之间相对稳定的、有一定规律的联系方式的总和。教学系统的结构方式可分为：时间结构和空间结构；深层结构与表层结构；硬结构与软结构。

教学时间结构主要是指教学系统在其运作过程中所表现出来的规律性，空间结构是指教学系统在空间上的运动规律。交互式电子白板的应用使得教学过程的各个环节之间的交相呼应的功能得到加强，师生可以通过电子白板的交互与回放、转换与调用等功能轻松实现教学资源在时间上的重叠和空间运动上的往复，提升了教学时间的利用率和空间组织形态。

教学的表层组织结构往往比较好把握，它是一些有形的实体元素按一定的规则构建而成的，比如，教学的运作方式是教学的表层结构，而教学运作的内在机制是教学系统的深层结构。交互式电子白板在课堂上的应用，不但是表层结构的改变，更是深层教学结构上的革命，它不仅改变了教学主体间授课的方式和过程，而且改变了教学主体间的关系，通过对电子白板的操纵与控制，学生不再只是教学过程的接受者，而且成为教学过程的主导。因此，电子白板在改变教学系统的要素组织方式的同时会引起教学系统深层结构的相应变化。

教学系统的硬结构是指构成教学系统的实体或制度等，而软结构是指构成教学系统的风格、艺术、传统等。交互式电子白板在改变教学系统硬结构的同时也使教学系统的软结构产生了深刻的变化。教学中，电子白板通过放大、缩小、聚光、识别等特效，调动了学生学习的积极性，进而影响到教育模式的发展和教育秩序的变迁。

因此，交互式电子白板在课堂教学中的应用，有效改善了教学系统的组织结构，这种结构的变化与各要素系统相结合，势必会引起整个教学系统功能的优化。

二、交互式电子白板凸现了教学系统的复杂性

随着素质教育和新课程改革的推行，教育自封闭状态得到了有效改善，复杂性教育思维方式逐步在教学领域得到认同。然而，受教育技术条件的制约，这种认同感在很长一段时间内只是停滞在意识领域，在现实中一直难以觅到有效的实施途径。随着交互式电子白板的推广运用，复杂性思维方式才真正在教学过程中发挥作用，使教学系统的复杂性特征凸现出来。当把一个复杂事物作为一个复杂系统来考察时，可以看到其复杂性主要表现为结构复杂性、边界复杂性和过程复杂性。[⑥]交互式电子白板对教学系统复杂性的凸现正是集中体现在这几个方面。

（一）教学系统结构复杂化

教学系统结构复杂性主要是指教学系统内部诸要素之间通过相互作用构成的排列组合的复杂性，也就是空间关系上的复杂性。它主要表现在两个方面：

第一、差异性结构复杂性。这是指教学系统内部结构具有多层次、多部分的特征，而且各个部分相互联系、嵌套、递归。比如，对同一部分教学内容，不同教师与学生、或者相同的教师与学生在不同的情形下都会出现不同的授课方式和效果，各种授课方式的出现具有随意性、无序性、复杂性等特征。但是在传统教学方式下，授课方式却往往是千篇一律的，即使教师使出浑身解术，受“粉笔—黑板”教学条件的制约，这种复杂性过程变得单一而有序，教学效果大打折扣。随着交互式电子白板的应用，课堂教学进一步鲜活起来，教学的复杂性特征也因此凸现出来。例如，师生通过电子白板随心所欲地运用各种教学资源创设各种情境，让自己的思维通过语言、情景、图片、录像等多种方式表达出来，这不但有利于理顺自己的思路，也有利于同他人进行交流与合作，并提高自身的材料组织与分析能力。

第二、非稳定结构复杂性。教学系统在演化过程中，会使局部非稳定的结构进入某种变化的临界状态，从而出现多个分岔点、鞍点。比如，某位学生在课堂上一个思维火花的闪现可能会改变整个教学的过程和结果，而这种火花闪现的几率随着课堂开放程度的深化呈上升趋势。随着交互式电子白板的应用，课堂表达方式更加灵活多样，学生的表达不再只是借助口头语言和肢体语言，而且可以借助声情并茂的场景、图片、录像等展现自己的内心世界，网络连接功能可以使学生获得来自外界的援助，“只能意会不能言传”的情况将有效降低，学生的创造性思维将得到极大的开发，课堂的开放程度也将逐步扩大，教学系统的非稳定结构将更加明显。

（二）教学系统边界复杂化

边界复杂性是指系统与环境的交界通过相互作用产生的复杂性。随着图文、视频、链接等交互式功能的应用，课堂教学的地点是教室，但课堂教学的思维将延伸到整个宇宙空间，课堂教学时间虽然是短短的几十分钟，但教学的内容却包含了整个世界的过去、现在与未来，而且整个过程都可以通过电子白板声情并茂的展现在学生面前。这势必会使教学系统的时空边界模糊化，影响到边界的过滤与标准化作用，进而影响到教学系统的稳定性。比如，在传统教学模式下，学生在听课过程中需要做好笔记，随时记录重点与难点，这就要求记录过程与听课过程要保持高度统一，但对大多数学生来说是很难达到这种“步调一致”的状况的，以致经常出现学生在课上只是不停地作着记录，思维却近于空白的情况，授课效果大跌。如今，交互式电子白板可以呈现教学材料的动态和细节，在必要时可以回溯和重现操作过程和细节；可以将教师讲课的全部板书连同语音一并保存记录下来，并且可以打印和通过互联网发送。这样学生在听讲过程中，就可以专心听而不必分神记笔记了，学生的思维从禁锢中释放出来，闸门被完全打开，课堂被充分激活，教学从“一言堂”走向“百家讲坛”。

（三）教与学的过程复杂化

过程复杂化是指复杂系统在演化过程中会出现多种变化情形，且每一种情形都可能面临不确定的可能性。电子白板应用引发的教学过程的复杂性涉及到教学发生的条件以及对条件的敏感依赖性程度，同时也涉及到不同层次和尺度的教学活动。

第一、教学中分岔运动的复杂性。如果教育演化过程中存在可供选择的不同道路，存在分岔，这种演化就可能是复杂性运动。随着情景创生功能和链接功能的应用，教学内容不再局限于课本范围之内，社会知识和行为将能在白板上得到充分展现，伴随着学生创造性思维能力的不断提升，课堂教学甚至学校发展都将随时会出现分岔运动的复杂局面。

第二、教学中突变运动的复杂性。在教学系统运动的分岔点上易于发生系统定性的性质改变，这是一种突变。随着电子白板的应用，学生的思路被完全打开，在对某一问题进行讨论时，若有学生提出全新的观点和方法，就有可能使原有的教学路线发生飞跃性变化，这种变化就是突变。

第三、教学中混沌运动的复杂性。交互式电子白板的应用，使课堂气氛更加活跃，教学模式更加无序。但是，这种貌似无序的复杂有序是一种混沌状态，是一种“非平庸的有序”[⑦]如果把握得好，完全可以从这种混沌状态中寻找到创造性发展的机会。

电子白板在教学中的应用前景是广阔的，但受技术条件及其它外部性条件的制约，目前尚处于起步阶段。相信，随着时间的推移，如同“蝴蝶效应”一样，它必将推动教学系统出现质的飞跃与变迁。

参考文献

[1] 何克抗,林君芬,张文兰.教学系统设计[M].北京：高等教育出版社，2006

[2] [美]Walter Dick,Lou Carey,James O.Carey.教学系统化设计：第五版 影印版[M].北京：高等教育出版社，2002

[3] 黄欣荣.复杂性科学的方法论研究[M].重庆：重庆大学出版社，2006

[4] 刘长庆.交互式电子白板—课堂教学技术的新趋势[J].成都大学学报(教育科学版),2007(6)