謝未　江豐光

摘要：未來教室是教育技術研究領域的一個前瞻性課題。本文通過對東京大學KALS未來教室和麻省理工學院TEAL項目教室進行案例介紹、特色與對比分析，歸納出未來教室應具備的特點，為未來教室相關研究提供借鑒和參考。

關鍵詞：學習環(huán)境；未來教室；案例分析

● 研究背景

教室作為實施教學活動的主要場所，是研究教學環(huán)境最重要的對象之一?，F(xiàn)代意義上的教室是在班級授課制產(chǎn)生的同時出現(xiàn)的。然而，現(xiàn)今的教室與百十年前的教室相比，仍然是一排一排的座位面對著講臺和黑板，除了媒體設備的不同之外，教室格局與規(guī)劃并無太大差異。多數(shù)教室的設計還是停留在支持以教師講授為主的課堂教育，不能很好地支持小組討論或探究性學習，缺乏對學生個體差異、學習有效性的關注。而一些發(fā)達國家對未來教室的研究較為成熟，許多將先進的科學技術融入設計的未來教室已經(jīng)建成，筆者歸納了一些典型案例，如下表。

本文將重點介紹和分析東京大學KALS教室和MIT的TEAL物理實驗室這兩個優(yōu)秀案例。

● 東京大學KALS

Komaba Active Learning Studio（KALS）是東京大學在2007年5月開始實踐的一款未來教室，通過對學習空間基本設施的強化和大量最前沿的信息通訊技術（ICT：Information and Communication Technology）整合實踐，支持包括討論、小組協(xié)作、講演匯報等多種類型的主動學習。KALS以“實現(xiàn)一個理想的自由式教育（an ideal liberal education）”為主要目標，在設計上特別注重設備與師生之間的即時互動，并且由藝術與科學學院、信息學院以及高等教育研究與發(fā)展中心共同合作，研究開發(fā)學與教的方式以最大化利用好KALS學習環(huán)境。

KALS約占地144平方米，可容納約40人，包括教室空間、等候區(qū)、儲藏間、工作間和會議室共5個概念區(qū)域（如圖1）。

工作間可以在任何時候為課堂提供必要的支持。儲藏間存放有30張桌子和50把椅子，以便支持不同規(guī)模的課堂。等候區(qū)與教室空間由可切換透明度的玻璃（Switchable Light Control Glass UMU）隔開，如果等候區(qū)有客人來參觀，只需輕按切換按鈕將原本不透明的玻璃墻切換到透明模式，就可以清楚看見教室里的情況了。

主要教學場所在教室空間，最亮點的設計是豆瓣形的課桌（如下頁圖2），流線型可拼接的形狀讓這套課桌可以靈活的排列組合，可支持2～6人協(xié)作學習。

目前有一些智能教室或者多功能教室采用將室內(nèi)區(qū)域劃分成不同的概念區(qū)來適應多種教學方式，但是這樣的設計空間利用率不高，實際是一種資源的浪費。KALS靈活的桌椅設計以及儲藏室這樣的支持空間使其方便地形成各種布局，很好地提高了教室的空間利用率，能夠支持討論、小組活動、桌面實驗、多媒體活動。

同時，教室為每位學生配備了平板電腦，可以用筆觸控，更加方便學生的操作，支持學生做更高效的計算與搜索。

教室還配有交互式電子白板和學生個人反饋裝置（The Personal Response System： PRS），教師可以通過交互式電子白板遠程操控平板電腦，學生可以通過按鍵及時響應教師的問題。

教室空間的四面安裝了無線投影儀，可以同時在四個屏幕上投射不同的圖像，每個屏幕上可以顯示四個不同的圖像，讓多達16名學生可以同時展示他們的作品（如圖3）。

（圖1～3資料來源：http：//www.kals.c.u-tokyo.ac.jp/english/facilities.html）

KALS還配有專門的職員，專業(yè)的工作人員將幫助咨詢和整合協(xié)作學習和主動學習的教學。在KALS主動學習工作室，通過引入高階學習活動和文科教育的實踐經(jīng)驗，支持積極的主動學習。也就是說，通過現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、信息和成像等的知識的輸入，以及閱讀、寫作和討論，學生進行分析、整合、評估和決策來解決問題。通過跟蹤記錄的調(diào)查驗證，KALS強調(diào)主動學習和整合包括平板電腦在內(nèi)的高新信息通信技術，能夠更有效地支持學生的學習活動，讓他們可以通過更高效的方法組織知識，積極自主地進行學習。

● 麻省理工學院TEAL

美國麻省理工學院于2000年提出MIT TEAL（Technology Enabled Active Learning，簡稱TEAL），該項目的目的是建立一個學生能夠高度合作、動手操作、在計算機支持下的交互式學習環(huán)境。這個課題是美國物理教育改革研究項目（PER）之一，PER旨在研究能夠促進學生更好地理解物理的教學環(huán)境和課程教材。

TEAL教室有13張桌子，教室的桌椅與實驗裝置相連接，因此不可移動，每張桌子可以坐9人，一共可以容納117位學生（如圖4）。布局以小組為單位，學生每3人一組，每組1臺筆記本計算機，有13個攝像頭分別記錄每張桌子的活動。四面墻上有多個投影屏幕，保證了坐在任何位置的學生都能夠清楚地看到投影的展示。投影幕中間是電子白板。教師講臺位于教室中央。這樣的空間布局，有助于教師和助教在教室中來回走動，與每組同學進行充分的交流。

（圖4資料來源http：//www.educause.edu/ero/article/learning-space-design-action）

這樣的教室不僅可以做虛擬物理實驗，還可以進行真實的物理實驗，每組桌子下面都有一個小柜子，里面裝有實驗器材。電場和磁場的抽象讓學生產(chǎn)生學習上的困難，TEAL教學法采用JAVA三維和二維模擬動畫，讓學生通過小組動手實驗配合計算機呈現(xiàn)的方式更加直觀地理解和消化知識。每組學生都配備有計算機，學生可以在教室里使用計算機設計實驗，動手測量觀察，進行實驗的同時還可以方便地記錄數(shù)據(jù)、進行計算，修正設計后還可以繼續(xù)實驗，并及時用計算機完成實驗報告。這樣不僅提高了實驗效率，還避免了手動記錄不全、不準等問題，在實驗室現(xiàn)場完成報告一氣呵成，更鍛煉了學生的能力。

有研究顯示，按照MIT iCampus項目的介紹，在使用TEAL項目的教室之前，普通物理課程是傳統(tǒng)的大課教學，出勤率很低，學生及格率也很低，但采用新的教學策略后，學生的及格率有明顯提高，尤其是女生和少數(shù)民族學生的成績有很大的改善。MIT的TEAL研究組對800名學生進行實驗組和對照組的對比研究，發(fā)現(xiàn)實驗組比對照組對概念的理解把握得更好，大多數(shù)學生對這樣的課堂所提供的師生交互性、軟件可視化和動手實驗的教學新法的認可度很高，愿意向別的學生推薦這門課程。

可見TEAL項目的教室實施非常成功，將教室與實驗室結合的設計有效促進了學生的學習。小組型的布局鼓勵學生之間的協(xié)作交流，人性化先進的設備和科學的資源設計為學生學習提供了強大的后臺支撐，是一個非常具有參考價值的案例。

● 對比分析

從設計理念來看，MIT的TEAL教室與東京大學的KALS的目標都是順應教育信息化的發(fā)展和新時代對創(chuàng)新型人才的需求提出，并且分別響應了美國物理教育改革研究項目（PER）和日本“U-Japan”計劃（其重要內(nèi)容包括“泛在網(wǎng)絡框架、高度ICT活用和安心、安全的ICT環(huán)境”）。

從空間規(guī)劃的角度來看，兩所教室的講臺和屏幕的布局設計相仿，由于講臺在正中，外圍坐著學生，而屏幕在側面墻壁，筆者認為這樣的設計可能會導致學生不能同時地觀看屏幕和老師的講演。屏幕上展示的教學內(nèi)容固然重要，而教師的面部和肢體語言也是和學生最直接的溝通與交流，如果二者不可兼得，就會在一定程度降低教學的互動性。

KALS適用課程更廣，TEAL的教室偏向于物理實驗，專業(yè)性更強。因此，對本研究來說，在桌椅設計方面，我認為KALS的豆瓣形可自由組合的桌椅更有參考價值。TEAL項目的教室由于課程的局限性，要結合實驗設備，所以固定的圓桌是很好的選擇。而KALS的桌椅靈活度非常高，既美觀又實用，很大程度上提高了空間利用率。

● 結語

未來教室是一個新興的發(fā)展和研究領域，在現(xiàn)代教育教學理念的指導下，未來教室的建設將越來越多地體現(xiàn)出人性化、可適應、可持續(xù)、安全、靈活、開放、不斷成長、自然的特征。總體來說，東京大學KALS與麻省理工學院TEAL未來教室都是目前非常成功的案例，它們的設計都巧妙地融合了教育理念和空間設計理念，整合了高新信息技術，強調(diào)高度的交互性和人性化的設計，為之后未來教室的規(guī)劃與設計研究提供了很好的參考和啟示。今后在完成類似的方案時，既要滿足系統(tǒng)理論、學習理論、教學論、傳播理論、學科教學理論等指導思想；還應當在設計時充分考慮包括班級布置、教學設施以及教室的空氣、光線、溫度、聲音、氣味、顏色等物理因素；最重要的是能夠彌補傳統(tǒng)和現(xiàn)代教室的不足、適應未來時代發(fā)展和對人才的需求，提出有創(chuàng)意、有建設性的設計方案。