浅谈多屏互动技术在生物实验教学中的应用

　　石绮文

　　【摘要】本文介绍的多屏互动技术，即实现手机与投影仪的多屏互动;通过这种方式，在生物实验教学中，利用手机移动性优越，功能齐全等特点，老师将随手拍摄的照片或课堂实录、或原先保存在手机的教学资源实时推送到屏幕中供课堂教学使用。微信交流平台应用，不但实现资源的互通互联和共享，突破空间界限、改善交互体验、淡化课堂界限，使交互性更加增强，大大增强实验课堂教学的有效性。

　　关键词：多屏互动技术 交互式优越性实验教学

　　引言

　　当前，现代信息技术和网络技术的迅猛发展与广泛应用，为生物实验教学提供了前所未有的机遇。加强与信息技术的整合，实现教育信息化是推动教育改革与发展的需要，是实现教育现代化的重要体现，是实施素质教育和创新人才培养的需要，也是适应新课程改革的需要和落实生物新课程标准的重要体现。多屏互动教学模式采用全新的网络化、信息化的教学环境，同时满足师生交互式教学、小组协作性学习等多种教学环境，逐渐成为实验教学，尤其是探究类实验教学的一种重要教学模式。

　　一、多屏互动技术的介绍

　　多屏互动是指在同一局域网内，android 系统的智能手机、pad 可与电脑互联共享电脑资源将电脑屏幕投影电脑屏幕。具体来说是通过该技术方法将移动设备A(如手机、平板)的画面“实时地”显示在另一个设备B(如投影仪、手机、平板、电脑、电视机)上，输出的内容包括相册、视频、音频等各类多媒体信息，也包括在设备A上的实时操作画面。同理，设备B(除投影仪外)的内容也可以显示在设备A上。设备连接示意图如下：

　　二、实现多屏互动技术的方法

　　实现多屏互动的关键因素有两个，即接口权限和传输协议，需要依托相应的软件或技术支持，依托的软件和支持方式有多种。本文采用的是WID(全称为WirelessDisplay，即无线高清技术)方式实现手机与投影仪的多屏互动。具体实现方法是：手机与投影仪搜索并连接同一Wi-Fi信号源，接着开启手机设备中的“多屏互动”功能，但凡支持WirelessDisplay功能的显示设备，会在手机的“扫描显示设备”列表中显示，然后点击“连接”即可，设备连接成功后，即启动传屏服务。

　　该方法操作简单，所需设备种类少，拥有实时传输屏幕镜像、音视频数据等功能，受到很多公司和企业的青睐，常常用于新产品展示和发布。近几年来，不少的教育工作者已经将其应用于课堂教学，尤其是实验教学，且收到满意的教学效果。

　　三、多屏互动技术在生物实验教学的应用案例

　　笔者在探究《植物细胞的吸水和失水》这一节实验教学中，采用小组实验模式，探究植物成熟细胞分别在0.3,0.4，0.5，0.6g/mL蔗糖溶液中失水和吸水情况。实验内容流程如下：

　　制作洋葱鳞茎外表皮的临时装片，使用光学显微镜观察细胞正常形态，拍照并上传到本班微信交流群;

　　采用引流法将细胞完全浸润在特定浓度的蔗糖溶液中(目的观察植物细胞发生质壁分离现象)，使用显微镜持续观察原来的视野，一旦细胞形态出现较明显变化，记录时间，拍照并上传到交流群;

　　采用引流法，将细胞完全浸润在清水中(目的观察植物细胞发生质壁分离复原现象)，使用显微镜持续观察原来的视野，一旦细胞形态出现较明显变化，记录时间，拍照并上传到交流群;

　　教师宣布实验操作停止，保持桌面原状，两人共用一台手机，进入本班微信群，讨论各组实验结果和资料上的思考问题。

　　启动多屏互动技术，教师也进入该班微信交流平台，挑选具有代表性的照片或对视频进行分析讨论与总结。此外，教师也可以上传相关的教学资源，如学生的操作情况，也可以展示在大屏幕上，充分发挥实验教学中学生的典型操作，尤其是典型错误操作的教育价值，促进规范操作意识形成，使实验教学更有效。

　　实验教学过程示意图如右图：

　　四、较传统常规的教学模式，多屏互动技术在实验教学的优越性体现在：

　　4.1充当电子白板

　　手机的移动性优越、携带方便、拍照摄像功能齐全、各种应用软件日趋成熟.通过多屏互动技术可将移动设备设置成为功能强大的手持电子白板，使教师脱离了讲台的约束，可以自由走动，在移动设备上自由书写、绘画、批注等，就类似于将大屏幕当作电子白板;另外，手机屏幕是高清多点触控屏，将手机拍摄的画面实时同步显示在教室大屏幕上，还能实现局部放大、保存图片和视频的功能，可以用于案例分析、作品展示，有助于教师当场分析，进行针对性讲解，提高教学效率。总之，多屏互动技术应用于实验教学的优越性是不可估量的。值得注意的是，若要实现效果最大化，在使用该技术过程中还要考虑效果最优原则、图片和视频整合、图片和PPT资源整合，这也需要教师在今后的教学中不断学习和发现。

　　4.2改善课堂元素，实现课堂交互形式多样化

　　通过手机移动平台，将各小组的实验过程及成果呈现给全体同学，这能快速引导组别间成员学习和讨论并促进探究的多样化，可以说借助多屏互动，学生看到的是自己的课堂、鲜活的课堂、思维碰撞的课堂。另外，传统课堂的“老师问，学生答”这一单向、单一、教条化的互动方式，显得枯燥无味，不利于学生自主学习能力的培养，还制约学校各项教学活动的开展。借助多屏互动移动平台能激发教师的教学热情和学生的学习兴趣，师生之间有更加丰富的交流方式，更有利于在学校营造爱交流、爱学习的良好氛围。

　　4.3增强师生之间的互动性

　　相比以往传统的分组实验的互动性来看，师生之间，生生之间突破空间界限、改善交互体验、淡化课堂界限，使交互性更加增强;加上微信平台的应用，营造了一个熟悉而轻松的氛围，更能大胆的发表个人的见解。例如，相同组别成员之间，不同组别成员之间相互讨论和对比实验现象，对实验结果的差异性尝试提出自己的见解，并针对实验操作过程视频进行重现，截取其中的视频片段，找出支持自己观点的证据，增强同学之间的互动交流。

　　另外，对于回答教师的问题，学生不需要举手请示，也不需要站起来回答，直接在微信群中编辑文字或以语音方式各抒己见。于是，在同一时刻，屏幕上的弹幕不断涌现(从时间和效率性来讲，传统互动交流方式是望尘莫及的)，这样的结果是，问题在得到快速有效解决的同时又会涌现新的探究课题，既能生成新的知识与能力，又拓宽了知识的外延和跨越，真正实现课堂学习的高效性。

　　4.4学生责任感和求知欲更强

　　高中阶段的探究类实验设计要遵循一定的实验原则，其中包括平行重复原则和对比性原则，当平行重复组别之间有其中一个组别的数据超出误差范围，或对比组别之间不能得出预期的实验结果，则相应的组别成员要作出合理的解释，必要时则被要求上传实验操作过程视频，是否存在不规范操作……。或许是面子，又或者是作为小小“科学工作者”的责任心的使然，这就促使重复组别之间，对比组别成员之间积极地进行相互共享交流实验现象，并针对问题进行激烈讨论，若遇到一时难以解决的疑问积极求助于老师或网络资源，体现出更强求知欲。

　　值得一提的是，笔者在宣布下课并清理实验桌面的时候，发现有不少的组别成员还在观察显微镜下的实验现象，并拍照讨论，旨在探究“处于较长时间的植物细胞在低浓度外界溶液复原情况的变化”，还捕捉到一系列异常的实验现象，难以用当前所学知识来解释。这一举措，大大出乎笔者的意料，毕竟该实验环节并不在笔者的教学设计和考虑范围，却被学生发掘，并获得宝贵的实验数据。在此过程中，推进了学生最近发展区的过程.提高学生学习的主动性和积极性，并逐渐形成科学实验探索的意识。

　　当然，多屏技术应用于生物实验教学的优越性远不止如此，它的优越性会随着该技术的普及而得到不断的加强和发展。

　　展望

　　教育信息化是新一轮课程改革的要求，是实现教育现代化的重要手段。新技术的应用丰富了教学资源，使教育手段更加多样化，有助于提高学生的课堂积极性和激发求知欲，也大大提高了课堂教学效率。况且多屏互动教学模式所需设备少而容易获得，成本不高，且操作也不复杂，后期的维护投入相对较少，相信随着智能终端的普及，多屏互动技术将会逐步普及，并会加入新的研究技术元素，让该技术不断完善成熟，更好地为教育教学服务。