交互式電子白板互動教學局限性淺析

【中國數字視聽網訊】目前，電子白板在學校教學中的應用已經很普及，人們對它的熱情日益高漲，稱其為“功能無限”和“科技與教育的最完美結合”。此時寫這篇文章并非是要反對使用電子白板，只是想提請專家和廠商注意，當我們向學校推介這個產品時，既要說明它對教學的適應性，也要指出其非適應性，而讓用戶根據自己的具體情況進行客觀的選擇，不要誤導他們。泰坦尼克號在第一次下水時，曾被當時的人們譽為“上帝也無法讓它沉沒”的船只。電子白板在教學中確實存在許多優勢，但也不乏劣勢，客觀地對其進行分析是理性、科學的態度。以下，我們采用邏輯實證的方法進行分析。雖然辨證的邏輯實證法也使用“證偽”思想，即“有一例不成立，則原命題不成立”，但是我們仍然表示這不是對電子白板進行全盤否定，而只是想證明電子白板具有眾多優點的同時也存在必須注意的缺點，在教學中也必然存在局限性，我們應該科學、理性地對待它的采購與使用。

1．歷史經驗的啟示

筆者曾于十年前，估計是北京地區首例，在首都師范大學物理系101教室里安裝了一塊加拿大Smart Board電阻膜型80英寸的電子白板。其后學校又在不同的教室中安裝了6塊。但是到了2002年，7塊電子白板全部被拆了下來，至今睡在倉庫里。由使用新技術而產生的一些新奇效果對人們的刺激是我們很快接受電子白板的根本原因，但當人們了解了它的原理和熟悉了它的使用，并且考慮它的教學作用后，往往就不再對它投入過大的熱情。而這些表現都是不夠理性的[1]。
據江蘇省常州市教育裝備與勤工儉學管理中心吳靖副主任反映，目前國內一些經濟發達的地區，電子白板的采購已呈現出每個班級一塊的態勢。為了能夠對目前電子白板用戶的分布情況有個大概的了解，筆者做了一些檢索和統計的工作。首先，通過互聯網的Google對3組關鍵詞進行搜索，結果顯示在表1中。然后，對《中國現代教育裝備》雜志2010年第6期電子白板�？�登出的27篇文章進行統計，結果顯示在表2中。通過對這些數據的分析，我們有理由相信，電子白板的用戶主要集中在基礎教育，尤其是在小學階段。而造成這種情況的原因是由于小學生對這一新技術的新奇感和它類似于游戲一樣的交互功能。相比較而言，高校對它的態度表現出更加冷靜，這是對高科技發展認識的更加成熟的表現。

2．課堂交互的作用

電子白板又稱“交互式電子白板”，人們普遍認為課堂教學的交互性是其最大特點之一。現在我們理性地思考一下，這一交互是在誰與誰之間進行的。對“交互”（Intreaction）與“交互性”（Interactivity）這兩個詞，北京師范大學的陳麗教授有比較深入的研究。陳教授在她的文章中說道：“在麥加利辭典（Macquarie Dictionary）中對‘交互’的一般定義是‘相互作用（action on each other）’。在《教育大詞典》中將Interaction翻譯成術語‘相互作用’，并將相互作用定義為一個因素各水平之間反應量的差異隨其他因素的不同水平而發生變化的現象（顧明遠，1997）。”[2]而對交互學習的分類，陳教授在她的文章中這樣總結：“Moore 的交互分類理論將交互劃分為三種類型（Moore, 1989）：1)學習者與學習內容的交互；2)學習者與教師的交互；3)學習者與學習者的交互。Hillman在1994年提出了第四種交互：學生與界面的交互（Hillman，1994）。”[3]這就是我們常說的課堂教學中的三種交互情況，即師-生交互、生-生交互與人-機交互。

通過對交互式學習定義和類型的分析可知：①交互的目的在于教學信息的傳播（“一個因素各水平…發生變化的現象”）；②交互只發生在主、客體兩者之間（action on each other）；③交互的主客體間通過語言、文字或非語言方式（圖象、表情等）進行信息交流；④交互的雙方必須具備語言（或非語言）的問與答的交流能力（即，有問有答方為交互）；⑤交互的雙方在交流時應該處于相同的語境（各說各話顯然不能形成交互）。于是可以看出，電子白板由于與計算機相連，所以具有較強的實時交互性，而普通黑板則不具有交互性，一些特殊用途和處理過的小黑板則具有較弱的交互性。但是，由于交互只發生在主、客體兩者之間，課堂教學時，教師使用電子白板對學生進行教學，如果學生未到電子白板前進行直接操作，則學生與電子白板之間的人-機交互并沒有發生�？梢韵胂�，一個40人左右學生的課堂在40多分鐘的教學中不可能讓每個學生分別到電子白板前來與其交互1分鐘，那樣的課堂教學將無法進行。所以，通常的課堂電子白板教學多為兩種交互形式占主導地位：一是教師與學生之間的師-生交互，一是教師與電子白板之間的人-機交互。學生與電子白板之間的人-機交互少之又少。課堂教學時，大部分時間是教師在操作電子白板，人-機交互是在教師和白板之間發生的，這一點對于學生來說與普通黑板的作用無異。交互的本質在于知識的傳播，學生是知識的受體，課堂教學的交互主要發生在師生之間，白板與黑板只是信息傳播媒介。從性價比的角度去考量，在普通課堂教學的情況下，電子白板未必優于黑板。顯然，片面夸大電子白板的課堂教學交互作用是不夠科學的。

3．信息傳播的作用

許多人認為電子白板作為多媒體教學的工具，可以有效地增加課堂教學的信息量。為此我們有必要對課堂教學中信息量的計算方法和計算結果進行介紹。教學信息量的計算方法與教學信息的特性有著直接的關系，所以我們必須從信息的特性出發來說明,于是，我們用VICS對一個使用電子白板的課堂和一個未使用電子白板的課堂（同一教師，同一教學內容，不同的班級）進行對照分析，其中沒有使用電子白板的常態教學的信息熵為3.0138bit，使用電子白板進行教學的信息熵為3.0219bit。其結果顯示，它們之間并無較大差異。得到這樣一個結果其實應該在情理之中，因為一節課要傳達給學生的知識點就是教學信息本身。而為了讓學生能夠很好地掌握這些知識點（信息），需要利用學生與該知識點有關的事前知識（冗余），根據“最臨近發展區”理論，將這些知識點用大量的冗余進行“包裝”，然后傳遞給學生。于是，在課堂上就出現了教師通過口述、黑板板書、電子白板與多媒體展示等方式進行知識闡述的情況。其中，電子白板與多媒體展示的內容會比教師口述和黑板板書的內容要多，但是我們不能就由此得出電子白板與多媒體教學的信息量大的結論。因為課堂教學的信息量是指這些知識點，它不因多媒體的使用而增加，所以電子白板與多媒體教學增加的是冗余（或說是相對有用的冗余），而不是信息本身。不過，針對具有不同知識儲量的學生，提供不同數量的冗余，也是十分必要的。所以，電子白板可以增加教學信息量的“神話”起碼是值得懷疑的。

4．思維訓練的作用

電子白板為人們所稱道的又一個優點是直觀教學，尤其對幾何圖形變化過程的呈現使人一目了然。在使用電子白板的課堂教學中，我們都希望充分發揮電子白板的各種功能，例如三維動畫的顯示效果，而誰也不愿意將它當作普通黑板使用。于是在進行教學設計時，我們總是將原來使用語言說明的問題設計成為直觀的圖形問題。但是語言說明是幫助學生進行“思想實驗”[7]的最有力工具，所以我們必須警惕，在課堂教學中電子白板的直觀教學功能使用多了，將取代和削弱學生的抽象思維和邏輯思維訓練，對學生認知能力的培養是不利的。電子白板的直觀教學作用為西方一些國家所稱道，但是，中西方的文化有著巨大的差異，其中漢字就是這些差異之一。使用象形文字的中國人，幾乎整個兒童時期都在學習漢字，大約在小學畢業前（9、10歲前后）所掌握的文字才能夠開始閱讀各種書籍。以至于在上個世紀二、三十年代，北京大學的錢玄同教授（核物理學家錢三強的父親）甚至認為中國的文字制約了國家科學技術和國力的發展，而提出要求廢除漢字。直觀（非思維）、形象（非抽象）、感性（非理性）認知是中國兒童習慣的主要學習方式，但是應該警惕它有可能阻礙了學生認識客觀世界能力的提高和創新思維的發展。
人對外界事物的感覺存在著“降維”的現象，例如人的視覺。設想我們生活在1維的空間中（這就是在進行“思想實驗”），則我們只能看到一個0維的點；如果是在一個2維的空間，我們就可以看到一條1維的線；事實上我們正處于一個3維的空間，所以我們看到的是一個物體2維的面，要想看到該物體的全部，即3維的體，就必須繞到物體的后面去看，而在“繞”的過程中我們花費了時間，而且使用了先前對空間的記憶，其實我們是在3維空間的基礎上增加了一個時間維，使整體實現4維。我們感知物體的維度總要比我們所處空間的維度低1維，這種“感知降維”現象迫使我們在認識客觀事物時必須進行空間感性思維和邏輯理性思維的結合。人在學習中對事物的認識并不總是存在著足夠的時間和空間，允許我們“繞”到事物的“后面”去了解它的全貌，所以在教學中對學生進行抽象思維和邏輯思維訓練就顯得十分必要，正如幾何學、制圖學等教學中對學生做的這種思維訓練。因此，我們要充分考慮對電子白板的直觀教學功能是否應該慎用的問題。

5．裝備人文的思考

對教育裝備的認識，除了科學技術方面的考慮外還必須有人文精神的體現[8]。人文精神的本質是追求“真、善、美”，表現在教育裝備的開發和管理理念中就是以人為本的價值觀、可持續發展的生態觀[9]（綠色裝備、裝備環保）以及人-機-環境的藝術觀。一個新技術的出現（如：計算機、多媒體、互聯網、電子白板、Moodle、ViKi 、WebLog、移動通信、云計算、…），人們總是將其引入教育教學中，或作為教學內容，或作為教育裝備。從事教學和教學研究的人員一般都是以首先接受這種教育裝備的態度為前提，而對教學過程、教學方式進行優化設計，以便能夠最好地適應和運用這一教育裝備，讓人服從于裝備。教育裝備人的思路與此相反，我們更多地考慮如何使這個教育裝備能夠更好地為教育教學服務，所以我們經常是以批判的目光來看待各種新興的教育裝備。當然，我們做得還很不夠，沒有真正從教學需求出發去主動設計出更多的新型教育裝備，而總是被動地將各種新技術推向教學環境建設。但是，我們的研究對象是教育裝備本身，我們的研究工作是科學的、客觀的，也是人性化的。一個新的教育裝備出現，人們并不是很了解它，在這種情況下大量推廣用于教學，無異于是在拿學生做試驗（大量的電子白板教學研究的文章反映了這一現象）。在醫學上，用病人做醫學試驗是不道德的，也是法律所不允許的。雖然教育法沒有對教學試驗的問題做任何法律限制規定，但是慎重一些應該是沒錯的。畢竟，醫學試驗失敗了，影響的只是個別人，而教學試驗的失敗會影響更多的人，難道這不值得專家們和廠商們認真思考嗎？

電子白板作為被時代推崇的現代教育裝備，從人機工程學的角度看應該體現以人為本才對，但事實并非如此。通過我們對電子白板尺寸的人機因素分析可以看出，由于受到投影機正投方式（長距或超短距）和投影長寬比（4:3或16:9）的限制，電子白板在安裝上存在著無法克服的“教師夠得著與學生看得見”之間的矛盾[10]。除此之外，還存在許多我們正在進一步研究的問題，如：電子白板的使用是否真的能夠降低教師教學的勞動強度；學生長期注視具有反光特性的高亮投影屏，教師也是長時間面對投影機的直接照射，這些對他們的視力是否會有影響；投影機風扇和計算機風扇擾動起來的塵埃在室內空氣中占有多大比重；這些電子設備產生的電磁輻射強度在什么樣的量級上；電子白板表面涂料是否環保；系統的可靠性與其復雜性成反比，由計算機、投影機、電子白板構成的系統出現故障的概率有多大（課堂教學對設備故障為“零容忍”）；…，等等。教育裝備管理理論中有一個“四效”問題，它是指對教育裝備如何發揮使用的效能，優化教學的效果，提高學習的效率和增加教育的效益。它們分別對應有科學而理性的評價方法和評價指標體系，是客觀、量化的評價，而非主觀、定性的評論。關于電子白板可以降低教師教學的勞動強度一說是值得商榷的，電子白板的一些特殊功能確實減少了教師上課的書寫動作，但是他們要花費比以前更多的備課時間來應付電子白板的使用和相應的教學設計。而且，由于人對事物的注意力與同時關注的事物數量有關，當同時處理的事物數量較大時，處理失誤的概率將大幅度增加。教師在課堂上講授課程的同時還要時刻分神去對付電子白板上的各種功能按鈕和鏈接操作，會使講課的失誤率增加，這必將嚴重影響教學效果。另外，僅從教育裝備的效率方面考慮，其目的也主要是提高學習者的學習效率從而降低認知負荷，降低教師勞動強度并不是我們的主要目的，所以不應該把降低教師勞動強度作為推廣電子白板的理由。關于投影機亮度對師生視力的影響也在研究中，一些初步的研究表明，由于人眼對亮度的適應范圍很寬[11]，所以電子白板反射光對學生視力不會造成較大影響；而由于教師在講臺上不停移動，在投影機直接照射和無照射下頻繁切換，有可能對他們的視力造成不良影響。