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[摘要]未来课堂是一个高互动的智慧学习空间，其显著特征之一就是多屏显示。未来课堂中屏的选择、屏的数量、屏的应用等都直接影响未来课堂中的交互水平，进而影响课堂主体的学习动机及学习效果，影响群体心流的形成。选择合适的屏并进行组合设计将有助于未来课堂中主体交互，主体间交互，进而实现课堂中人的回归和社会性回归，促进主体的学习与发展这一未来课堂的目标，也能体现未来课堂以学习者为中心的设计理念。
[关键词]未来课堂；多屏显示；设计；交互视角
[中图分类号] G434[文献标识码] A[文章编号] 1672-0008（2013）05-0003-09
从捷克教育家夸美纽斯提倡并组织实施班级授课制以来，课堂（教室）一直是学校教学、学生学习发生的重要场所、主阵地。随着以电子技术、信息通讯技术等科学技术的发展以及人类对于教学、学习过程认识的不断提升，课堂也正在经历着从传统到现代再到未来的变革。课堂是教学的主阵地，也是学习环境的重要组成部分，创建自由、开放、有趣、快乐、平等、互动、思考、合作、探索、绿色、和谐的课堂，是学生对理想课堂的主要要求[1]。学生心中的理想课堂，是能够“实现自我、积极参与、民主平等、寓教于乐、充满激情和快乐”的课堂[2]。
信息技术的发展及其在教育教学中的应用一直以来都是教育、教育技术研究者关注的重要研究领域。新技术的不断涌现及其在学校课堂（教室）中的广泛应用，势必将会改变课堂的结构和形式。目前，未来课堂的设计与应用已经成为教育技术学研究的一个新领域[3]。屏是课堂环境的重要组成部分，它既是教与学信息的重要载体，同时也是物理空间与信息空间链接的主要介质。屏是一个界面，如何选择和利用屏，促进课堂中各种不同形式的互动和教与学效率的提高，也渐渐成为教育研究者关注的热点问题。
一、屏与交互
（一）屏
本文中的屏，主要是指课堂中使用的投影屏、书写屏、展示屏等。屏可以说是一个界面，这个界面的形成可以是一个实体的有边界的介质，也可以是一个由光线照射所形成的一个具有一定面积的可见区域。借助于这个界面，人可以对信息进行创建、获取或编辑等交互活动。关于屏的种类，学术界也有学者进行过划分，如叶新东等人（2011）认为，屏可分为具有显示功能的屏和具有交互功能的屏。具有交互功能的屏中分支持单触点的屏和支持多触点的屏[4]。胡娟娟（2012）从技术的角度和交互的角度对学习空间中的屏进行了区分。她认为从技术的角度，屏可以分为计算机产生前手写的屏幕（如，与粉笔配套的黑板、与白板笔配套的白板等）和计算机产生后基于计算机多媒体技术的屏幕（如，投影幕布、电子白板、电子黑板等）。从交互的角度，屏可以分为只能用于显示的屏幕（如，传统教室中的黑板、白板、投影幕布、液晶屏等）和同时兼有显示和交互功能的屏幕（如，交互白板、交互黑板/触摸一体机、多触点液晶屏、多媒体触控桌等）[5]。
笔者对于屏幕的理解主要分为两类，一类是实体屏幕即可见、可触摸的屏幕，如电视机、电子白板、白板、黑板、触控一体机等；另一类则是借助投影工具投射在具体物体表面而形成的一个显示区域，如投影幕、投影墙等。在课堂内出现的屏幕主要是黑板、投影幕、电子白板、多媒体计算机显示屏等[6]。屏的作用主要表现在信息呈现和交互载体两个方面。
（二）交互
二、未来课堂的定位与特性
未来课堂是一种面向未来创新人才培养的学习空间。在现有的国内外研究文献中，也有许多学者对未来课堂（教室）进行了界定。未来课堂作为一种教与学的环境与活动，其设计、开发与应用离不开认知、活动、互动、人本主义、环境心理学等相关理论以及信息技术、人工智能、人机交互等先进技术的支持，其目标旨在充分发挥课堂组成要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，以互动为核心，充分发挥课堂主体的主动性、能动性，实现课堂主体的和谐、自由发展[10]。作为未来创新人才培养的主阵地，未来课堂应定位于“服务与支持课堂教与学主体（包括教师与学生）的自由与发展”以及“建构课堂各要素（人、技术、资源、环境等）之间的和谐关系”两个方面[11]。未来课堂具有人性化、混合性、开放性、交互性、智能性、生态化等六个特性[12]。未来课堂的这些特性反映了未来课堂的设计与应用都是围绕着学习者主体展开的，旨在创设符合学习者需要的和谐的学习环境[13]。
三、未来课堂的空间架构
传统和现有课堂的空间结构是基于一些典型的预设：学习只发生在课堂（教室）这一空间里；就是只发生在固定时间内（有具体的时间进度安排）；学习是学生的个人行为；学习需要封闭的空间，要排除一切干扰；教室是有固定方向和形状的，总有前后左右；教室是有弹性的，可填充更多的椅子和桌子等。
作为教室，在空间划分上，具有授课空间、团队协作空间、私密空间、个人交流空间、媒体空间、游戏空间、储物空间、展示空间等等类型。这些不同类型空间的组合就形成了不同的教室空间架构。研究表明，教室的空间架构会对学习产生重要的影响[14]。各类教室的空间架构反映了不同形式的师生交往、课程资源、教学流程及其背后的教育理念[15]。虽然技术的发展使得传统的教室功能会发生一些变化，如使用多媒体投影呈现形式丰富的教学资源；也开始使用交互白板加强教师与教学资源的交互；丰富课堂中的交互形式，但现有的空间架构还不能满足未来社会所需人才的培养需求。
SCUP Scott Webber （2004）分析了空间如何影响我们的感知以及它和知识创造、传播和应用的关系，认为空间的配置对这些活动有重要的影响[16]。并提出不同的教法需要有对应的学习空间的观点，如图1所示。
未来课堂作为一种新型学习空间，应该主要为学习者而设计，需要满足多种不同形式的知识交流。另外，课堂（教室）环境的舒适、方便、人性化等也是需要考虑的因素[18]。教学交互已经成为课堂教学活动中最基本的特征之一，在一定程度上反映了教学的本质。克林伯格认为，“不管哪一种教学方式占支配地位，相互作用的对话是优秀教学的一种本质性的标识[19]。”钟启泉教授认为，理想的“课堂”原本应是互动的、知性灵动的天地[20]。叶澜教授说：“课堂教学的本质应当被视为师生、生生互动的过程[21]。”张际平教授（2012）认为，课堂应该是一个师生互动、生生交流、知识传递、理解、掌握、产生、运用等空间或环境。换言之，课堂应该是一种学习的环境，除一定的物理空间外，更重要的是学习行为的发生[22]。 互动是未来课堂设计的核心，未来课堂应能促进课堂的交互。未来课堂中的互动除了课堂教与学主体之间的人际互动外，还包括人与技术，人与资源、人与环境、技术与技术、技术与环境、技术与资源、环境与资源、资源与资源之间的互动等[23]。
未来课堂中多元互动的实现，与实现其定位和彰显其特性，需要具备相应的新空间架构形式的支持。新技术的出现使得学习空间具有新的形式。如大屏幕的应用将会改变空间本身的认知特征，借助于屏幕实现建筑实体空间与媒体虚拟空间的结合使课堂具有更强的互动性[24]。
典型的未来课堂空间在划分上，由于多屏的采用与分布，未来课堂空间分布与传统课堂的空间分布有较大的不同（如图2）。
四、未来课堂中的屏的设计
作为体现以人为本，关注学习者个体自由、和谐和发展，并由泛技术支持的未来课堂，其设计思想应体现以学习者为中心，应充分关注课堂主体的用户体验，满足未来课堂中学习者个性化学习和社会化学习的需求，实现课堂中人的回归和社会性回归。未来课堂中的教与学的过程，就是课堂内主体之间，主体与技术、主体与环境、主体与资源等之间的互动过程，合理的选择和使用屏将促进未来课堂内互动的产生，为提高教与学的绩效提供支持。
（一）屏的类型
自从教室诞生以来，黑板一直伴随着教室，虽然黑板的材质经历了石板、木板、玻璃、彩涂钢板和复合材料板等变化，但其基本形式及功能并未有多大的改变，主要承担着教师进行板书、展示，师生进行演算等功能。其缺点在于呈现的信息不可以自动存储和复制，信息呈现也是形式单一且单向的。电影、电视的出现及应用虽然解决了教学信息从静态呈现到动态呈现的问题，但由于其使用资源的编辑、制作需要专业人员的参与而较难以推广。计算机及网络等信息通讯技术的发展，使得数字化学习资源成为教与学系统中的重要因素，需要有能够呈现数字化资源的显示终端，多媒体投影仪应运而生。计算机交互技术的发展，以及人们对于教室中互动的要求，使得人们不再满足于信息的单向呈现，交互白板（电子白板）渐渐步入课堂，开始成为课堂教学的主要工具。
叶新东等人（2011）曾指出，未来课堂研究的转变是实现课堂中人的回归和社会性回归[26]。未来课堂要实现这两个回归，培养学习者面向21世纪的技能，需要一个与之相匹配的环境。未来课堂是一个多屏学习空间，能够满足于教与学过程不同环节、不同主体的互动需要。未来课堂中使用的屏，其类型更加多元化，包括普通白板、多媒体投影、互动投影、交互白板、交互黑板、多媒体触控桌、平板电脑和智能手机等。其中有些是供教学者使用的；有些是供学习者使用的；有些是电子的；有些是非电子的；有些是带交互功能的；有些是不带交互功能的；有些是作为书写平面和投影平面存在的；也有些是作为显示屏存在的。未来课堂中屏的选择目前并没有一个固定、统一的标准，需要未来课堂建设者、使用者根据未来课堂的使用功能、建设预算来进行规划和选择。表1对课堂中使用的各种不同屏进行了比较。
（二）屏的数量
从近四年来的《地平线报告》（Horizon Report）中可以看出，无论是中小学还是高校，移动计算、电子书、移动设备和平板电脑等技术已进入教育教学领域。虽然目前研究者们对于未来课堂的认识并没有一个统一的界定，但对于未来课堂中互动显示终端的使用态度是一致的。未来课堂是一个1对1的数字化学习环境，课堂主体都可以利用互动终端（平板电脑或智能手机）接入课堂学习支持系统，教师可以利用互动终端来进行教学信息的展示与呈现，也可以允许学习者将自己的学习成果借助于显示终端呈现出来，供师生进行评价和交流。未来课堂中屏的数量的确定主要取决于课堂主体人数的多寡。屏的数量主要有四个部分组成，一是教师教学使用的屏，一般需三块以上（含一块手持移动显示屏）；二是学生个体学习使用的屏，每人一块；三是学生进行小组学习时，小组交流使用的公用屏，每组至少一块；四是实体课堂与虚拟课堂链接的屏，主要用于进行远程课堂接入与互动，需一块及以上。
假定一个班为三十六人，如果按照学生小组人数为四人的话，所需屏的数量至少为：3+36+9+1=49（块）。当然，在这些数量的屏中，教师都是可以操控的，也就是教师在实际的教学过程中，可以借助于相应技术的支持，实现使用四块甚至更多的屏来进行教学信息的展示与呈现。
（三）屏的位置
学习空间是一种能让学习者开放获取、自由参与、互动交流的环境，它既包括实体空间也包括虚拟空间[27]。一个有效的学习空间应该能够激发学习者，促进学习活动、支持协作、提供个性化和包容性的环境，并且面对需求变化时能够灵活变通[28]。作为一个新型的学习空间，互动是未来课堂的核心，为便于未来课堂内主体教与学过程中的互动和交流，未来课堂在空间布局、设备设施选择上是灵活的、易组织的、应使学习者能够顺利的进入心流状态。在这种状态中，学习者的学习活动可以完全沉浸在充满活力、完全参与和成功的体验之中。一个具备“自由的位置空间组合，良好的信息输入、输出、交互和呈现环境，便捷的资源支持环境”的学习空间是适合群体心流形成的空间形态[29]。
未来课堂中的活动主要包括教学者的教学活动，学习者的学习活动，课堂主体之间的互动，以及现实课堂与远程课堂之间的互动等。未来课堂中的屏的设置应能满足未来课堂中各种不同活动的发生和进行的需要。
未来课堂与传统课堂相比，其显著不同是在于未来课堂中的教学形式与活动更多的不再是强调以教师讲授为主，而是强调促进学习者进行个体学习和社会化学习。教学者对于学习者而言，改变了过去的那种居高临下、布道者的角色，取而代之更多的应是一种平等、和谐的关系。那个代表着权力、权威、神圣的讲台也不再是教师课堂教学的主要舞台，教学者更多地活动于课堂中，走入学习者中去，给学习者的学习以引导、帮助，能够与学习者进行良好的互动、交往，以促进学习者的学习和发展[30]。教学者这一角色的转变对于未来课堂中教学屏的设置提出了相应的要求。原本教室的单向性变成了多向性，教师可以利用教室中四周墙壁上的多组屏进行教学，这些屏既可以充当教师教学用的展示屏，在学习者进行小组学习时也可以充当小组合作、探究等学习用的公共交流展示屏。 强调学习者之间采用协作式学习是未来课堂的主要特点，未来课堂的设计应能够有效支持学习者之间的群体/团队学习、协同合作开展知识创新，并最终实现知识共享[31]。所以，除了为每位学习者配备独立的学习终端外，还需为每个学习小组配备供小组合作探究、讨论交流用的公用显示屏。这个屏既可以利用教室四壁的教学展示屏，也可以利用专门可移动的小组交流屏，其位置取决于课堂中小组的划分以及屏的分布。
从空间范围上来讲，未来课堂不仅包括现实的物理课堂，还包括借助于视讯技术、网络技术实现的虚拟课堂。所以在未来课堂中，需要有专门的屏来呈现远程课堂的画面，这个屏的位置可以位于一侧墙面。
与传统与现代课堂相比，未来课堂的教学更重视学生探索知识的过程，关注学生的学习情感和情绪体验。在学习内容上注重拓宽学习的领域，强调学习与现实生活紧密结合，在学习方式上关注学生自主探索和合作学习，在学习目标上注重培养学生的创新精神与实践能力。未来课堂在空间分布上是灵活的，屏的设置也应能够满足不同学科、不同类型教学模式实施的需要。除了讲授型、研究性、探究式教学模式外，游戏式、体验式教学模式亦是未来课堂重要的教学模式。未来课堂中灵活、易移动、易组合的桌椅设置为开展游戏式、体验式教学提供了便利。利用互动投影（可以是墙面互动，也可以是地面互动）可以方便地创设游戏场景，让学习者与游戏场景进行互动，也可借助多屏和相应声像技术创设相应的体验学习情境，在这个情境中学习者可以利用平板电脑和交互显示屏进行交流，进行模拟实践和虚拟体验，及时强化和拓展学习体验。
（四）屏的应用
屏显技术的发展为未来课堂中的屏的选择提供了丰富的选项，屏的选择和应用应能满足于教学者教学、学习者学习和互动的需要。
1.教学者利用多屏构建多显示教学展示系统
对于教学者而言，能够利用多屏构成的教学环境进行内容的展示与呈现是未来课堂屏应用的主要形式之一。已有的研究表明，教师使用传统的黑板或白板等展示工具可以更容易地提供更好的展示技巧（如，前后内容参照、概念对比、展示内容间的非线性转换等）[32]。这些展示利用白板或黑板上大块的空白区域；或用来展示之后还会用来做参考的内容；或用来支持或解释正在展示的内容[33]。多媒体投影的出现，尤其是PPT的应用，虽然弥补了传统展示工具（黑板或白板）不能展示动态、多媒体信息的不足，但同时也暴露出PPT应用中存在的不足，它可以支持动态的内容展示，但是它不能支持动态的展示；而只是用来展示预先设定好的、按序列播放的幻灯片[34]。除此之外，PPT还存在“将形式提升到了内容之上”（将内容和数据打碎成小片段，造成不必要的分层）、“淡化思维”（PPT制作出来的文稿是没有细节和支持的概要）等不足[35]。
而这种有多显示屏组织的教学系统也能使学习者对课堂教学中教与学的内容拥有更好、更全面的感知，这样在提高教与学内容的清晰度的同时也降低了学习者学习认知的难度。一方面，未来课堂中教学者需要呈现和讲解的内容都可以借助于多屏显示技术一目了然地呈现在不同的屏幕上。如，借助于四块显示屏同时可以把七个页面的幻灯片内容展示给学生，并且形成一个显示队列，这样可以使学习者对整个学习内容的结构和体系有清晰的认识和了解。另一方面，由于教学内容的并现，使得不同内容之间的跳转有了缓和的过渡，这样适应力较慢的学习者也可以有时间差进行适应，在不同的内容间实现思维的跳转。
课堂互动反馈系统的使用，使得师生之间的互动更为及时。整合于学生学习终端的互动反馈系统可以直接将信息反馈到教学者手持终端，教学者也可考虑使用独立的屏来呈现互动的统计情况。如，教学者在授课时可以就有关问题调查学生的认知态度或水平，及时的将统计结果呈现在教学屏上，供教学者与学习者们一起分析。另外，也可借助于反馈系统或社会学习工具（如微博），学习者提出自己的问题，问题就会及时显现在独立设置的反馈屏上，供大家一起来讨论。
另外，未来课堂教学是一个预设与生成共存的课堂，教师不用受限于预设教学内容，可以对课堂中的突发情况和反馈进行及时的回应。这样多屏也为教学者提供了便利，可以使用一组屏用于呈现预设的教学内容和资源，用另一个屏幕来记录、呈现和解决学生提出的疑问等。
2.学习者利用个体学习终端与公用交流屏进行小组学习
从学生的角度来看，未来课堂中多屏展示的教学内容和资源等信息可以让学习者选择自己的学习次序，有利于学习者建构自己的知识，更重要的是学习者还可以利用未来课堂中设置的多显示屏进行小组合作、交流与探究性学习。多元形式交互的存在不仅可以活跃课堂气氛，而且能激发学习者创造性思维的形成。在未来课堂中，为每一个小组配备的小组共用屏可以为小组成员之间讨论、探究和信息共享提供支持。利用无线投影路由的分屏技术，可以同时将小组成员学习终端上的信息投射到公用交流屏上，可以供全体成员进行比较、分析，培养学习者的批判性思维。如图4所示。
基于WII游戏技术的支持，利用未来课堂中的屏呈现的相应的游戏或训练场景，学习者利用WII手柄与场景进行互动，可以有效地进行相应技能的训练，通过亲身体验获得相应的技能。例如，麻省理工学院的研究人员，正在开发的应用程序：使用WII遥控器作为Second Life（第二人生）游戏的输入装置，这使用户能够快速、轻松地创建虚拟对象，并设定它们运作方式。使用这种输入设备，无需亲身前往就能够在虚拟世界里实践这些活动，给学生一个“安全”的环境来磨练可在现实世界运用的技能。WII技术提供了一个非常接近现实生活的体验，让学生在一种低成本、低风险的环境中实践和学习[49]。实践证明，未来课堂以小班化、泛技术环境的优势为基础来推行体验式学习，可以从最大限度地激发学生的学习兴趣入手，转变目前学生被动、单一的学习方式，让学生成为学习的主人，使学生的主体意识，能动性和创造性不断增强[50]。 根据不同的应用场景，对于未来课堂中的屏，应根据教与学的需要采用不同的策略。
策略之一：屏应用的系统性
美国心理学家理查德·梅耶建构的针对多媒体学习的认知学习理论认为，多媒体学习过程涉及三个重要的认知机制：双通道机制、容量有限机制和主动加工机制。他认为用词语和画面呈现教学内容比只用词语呈现教学内容，使学生获得的学习效果好，“之所以要采用多媒体学习是基于这样一种观点，即教学信息应根据人类大脑的工作方式来设计”[51]。未来课堂中为教学者配备多个教学屏就是充分体现梅耶的多媒体学习原理，让教学者不再将这些屏看成是一个孤立的屏，而是一个教学展示系统，能够通过两个甚至更多的屏幕来呈现内容和创设情境，做到教学信息的多通道呈现，体现多媒体教学的双码理论，优化教学信息的传递效果。并能利用PPT多屏播放实现教学内容前后关联页的并现，使学习者有足够的时间消化上一页幻灯片上的教学内容，包括做笔记和做前后两张幻灯片之间的内容比较以及关系梳理等。教学者也可利用多屏实现同一教学内容不同角度的呈现；或是通过多屏利用不同素材资源来创设教学情境，完成课程教学的导入等。
策略之二：屏应用的灵活性
未来课堂中屏应用的灵活性主要体现在屏的设计能够满足不同课堂教学模式的需求。已有的教育理论表明，课堂组织形式有很多种，如讲授式、小组协作、小组竞争、全班讨论、自主学习等等。传统课堂（教室）中由于只设有一个黑板或黑板加投影屏幕，加之课桌椅的座位是固定的，因此更适合讲授式的上课方式，而不是很适用于其它的课堂教学组织形式的开展。未来课堂空间布局的灵活性（体现为空间的多样性、易变性及可扩展性），以确保未来课堂空间的最有效运用。未来课堂需要考虑课堂讲授、小组讨论、项目学习、游戏学习、个别辅导等不同类型的学习模式，适应不同的班级规模、不同的学科以及不同类型学生教与学的需要。因此，在屏的设计上要充分考虑到未来课堂是一个具有弹性的教学空间，在既有的空间中进行自由变换，既考虑团体的公共空间，也适合学生的个别的学习。设计者与应用者应充分发挥屏的移动性来实现应用的灵活性，适应未来课堂空间灵活分割和组合，也易于满足不同类型教学和学习者学习的需要。
策略之三：屏应用的复用性
教学屏与小组交流屏也可以复用。教学者在实施教学时，小组交流屏亦可以当作教学屏使用，而当开展小组学习时，部分教学屏也可以供小组学习当作公共屏使用。用于连接远程课堂与现实课堂的互动投影屏，既可以充当现实与远程课堂连接的界面，同时在开展游戏学习、体验学习时亦可以呈现游戏场景或体验场景，供学习者使用。通过复用，能够有效提高未来课堂中屏的使用效率，也能体现未来课堂在设计上体现的经济、环保、低碳等理念。
五、未来课堂中的屏的设计案例
根据上述讨论的思想和原则，笔者在华东师范大学、温州大学、青岛大学等高校分别建构起相应的未来课堂及未来课堂实验室，本文以温州大学教师教育学院未来课堂实验室为例，来分析未来课堂中的屏的设计。
（一）设计背景
温州大学教师教育学院拥有课程与教学论硕士点，教育学、应用心理学、教育技术学、小学教育学、学前教育学五个本科专业和五年一贯制学前教育专科专业。未来课堂是学院实验教学中心信息化教学实验室的一部分，主要是建立新媒体新技术教学体验中心，让未来的教师能够在未来课堂尝试各种新的教学技术、教学方法，从而适应未来课改和课堂的教学需求。未来课堂实验室面积：150m2。
（二）屏设备选用
40寸触摸桌（4台）、电子交互白板（4块，含短焦投影）、互动投影仪1台、无线投影路由（12台）、多功能一体机（2台）、多媒体立屏（1台）、学生平板电脑（16台）、教师用平板电脑（1台）等。
（三）设计实施
未来课堂中教学屏与学习屏的设置示意图如图8所示。
在未来课堂实验室中，为教学者配置的屏包括教室前后的四块电子交互白板，左侧墙是一个互动投影屏，右侧为两个多功能一体机，另外学习者每个人都配有一个学习终端（平板电脑），四个学习者为一小组，每个小组配备了一个互动触控桌。为便于小组学习的开展以及未来课堂空间的调整，学生的座椅和多媒体触控桌都是可以移动的。实景图如图9所示。
在教学过程中，教学者可以使用两台多功能一体机、多媒体立屏以及前后两侧的交互式电子白板组成多屏教学展示系统，支持教学者进行多角度的教学展示，互动投影展示屏主要起到远程课堂的引入。多媒体触控桌主要承担小组合作、交流、展示使用，基于无线投影路由的支持，学习者可以将自己的学习终端的内容通过触控桌呈现，并可进行比较分析。同时多媒体触控桌还可以呈现教学游戏场景，基于多触点技术的支持，学习者还可合作进行游戏。
（四）应用评价
为检验未来课堂中屏设计的实际效果，我们在未来课堂实验室中进行了试用教学。教学的主题为信息技术学科案例———《名胜之旅》。试用的整个过程我们利用未来课堂智能实录系统进行了实录。随后我们利用德国Mangold公司的交互行为分析软件Interact9.0对实录视频进行了分析，分析软件界面如图10所示，主要分析课堂教学主体（教学者和学习者）在未来课堂中的交互行为表现。课堂各元素时间分布线如图11所示。
从图11中可以看出环境因素中各种编码出现的非常密集几乎没有空隙，而且维持的时间很长，教师的讲授以及每个小组的学习活动的进行都要在相应的环境下使用技术进行辅助。
分析结果表明，在个人自主探索，小组合作时都会使用到的个人操作屏占环境因素总时间的18.14%，小组合作进行学习活动时使用的合作触摸桌占环境因素总时间的7.37%，小组成果展示使用的小组展示屏占环境因素总时间的3.27%，而生成性资源占环境因素总时间的15.02%，在学习活动中学生与教师都会有生成性资源的不断生成与共享，而移动node椅为整个教学环境提供了一个无障碍交流的自由空间。教师教学使用的双屏以及营造教学情景的背投影屏也在环境因素中占有一定比例。
在未来课堂中，教师作为课堂的引导者，学生才是课堂的中心，从分析的结果我们可以看到学生在教师引导下有意识的去积极参与课堂，主动回答教师提问甚至主动提问进行交流，而学生进行操作、思考问题、小组讨论、小组协作分别达到了学生活动总时间的14.55%、26.31%、26.23%和23.8%，而作为小组合作活动的延伸，小组展示也达到了6.94%，学生思考问题，学生操作，小组讨论，小组协作几乎是同时发生的，在小组合作过程中，组内成员呈现一种高效交互的状态，频繁的交流讨论思考，能够促使学生之间知识的共享，对问题更深层次的思考，在经过小组作品的展示后，更能培养学生的批判性思维。
在未来课堂环境下的各种显示操作屏幕，对课堂的教与学起到了很好的支持作用，在课堂中，教师使用双屏以及背投影屏进行教学内容的讲授以及学习情境的创设，学生则使用可交互个人操作屏进行学习，完成自我探索，使用触摸一体机来完成小组共同学习任务，并使用小组公共白板进行小组作品展示、合作交流等。
六、结语
“为了让学生有最好的学习体验，我们需要提供给学生最好的学习环境”（The Provost’s Ad Hoc Committee，2009）[54]。虽然屏的技术还在不断发展，如，Google眼镜、视网膜显示屏、3D裸眼电视、柔性显示屏等也相继出现。将来也势必会应用到教育、教学中，但未来课堂中屏的设计思想是不变的，未来课堂中屏的设计就是为了给学生提供一种更利于学生进行个体学习和社会化学习的互动学习环境，带来更好的学习体验，促进学习者的学习与发展。技术的进步与应用仅为未来课堂中的多元交互的实现提供一种可能，交互的效果主要取决于课堂主体对于这些屏的有效应用。本文只是一个探索性的研究，目的是从交互的视角尝试分析未来课堂中的屏从哪些角度支持学习。进一步的探讨需要哪些经验研究的支持，相关的内容将另文阐释。
[关键词]未来课堂；多屏显示；设计；交互视角
[中图分类号] G434[文献标识码] A[文章编号] 1672-0008（2013）05-0003-09
从捷克教育家夸美纽斯提倡并组织实施班级授课制以来，课堂（教室）一直是学校教学、学生学习发生的重要场所、主阵地。随着以电子技术、信息通讯技术等科学技术的发展以及人类对于教学、学习过程认识的不断提升，课堂也正在经历着从传统到现代再到未来的变革。课堂是教学的主阵地，也是学习环境的重要组成部分，创建自由、开放、有趣、快乐、平等、互动、思考、合作、探索、绿色、和谐的课堂，是学生对理想课堂的主要要求[1]。学生心中的理想课堂，是能够“实现自我、积极参与、民主平等、寓教于乐、充满激情和快乐”的课堂[2]。
信息技术的发展及其在教育教学中的应用一直以来都是教育、教育技术研究者关注的重要研究领域。新技术的不断涌现及其在学校课堂（教室）中的广泛应用，势必将会改变课堂的结构和形式。目前，未来课堂的设计与应用已经成为教育技术学研究的一个新领域[3]。屏是课堂环境的重要组成部分，它既是教与学信息的重要载体，同时也是物理空间与信息空间链接的主要介质。屏是一个界面，如何选择和利用屏，促进课堂中各种不同形式的互动和教与学效率的提高，也渐渐成为教育研究者关注的热点问题。
一、屏与交互
（一）屏
本文中的屏，主要是指课堂中使用的投影屏、书写屏、展示屏等。屏可以说是一个界面，这个界面的形成可以是一个实体的有边界的介质，也可以是一个由光线照射所形成的一个具有一定面积的可见区域。借助于这个界面，人可以对信息进行创建、获取或编辑等交互活动。关于屏的种类，学术界也有学者进行过划分，如叶新东等人（2011）认为，屏可分为具有显示功能的屏和具有交互功能的屏。具有交互功能的屏中分支持单触点的屏和支持多触点的屏[4]。胡娟娟（2012）从技术的角度和交互的角度对学习空间中的屏进行了区分。她认为从技术的角度，屏可以分为计算机产生前手写的屏幕（如，与粉笔配套的黑板、与白板笔配套的白板等）和计算机产生后基于计算机多媒体技术的屏幕（如，投影幕布、电子白板、电子黑板等）。从交互的角度，屏可以分为只能用于显示的屏幕（如，传统教室中的黑板、白板、投影幕布、液晶屏等）和同时兼有显示和交互功能的屏幕（如，交互白板、交互黑板/触摸一体机、多触点液晶屏、多媒体触控桌等）[5]。
笔者对于屏幕的理解主要分为两类，一类是实体屏幕即可见、可触摸的屏幕，如电视机、电子白板、白板、黑板、触控一体机等；另一类则是借助投影工具投射在具体物体表面而形成的一个显示区域，如投影幕、投影墙等。在课堂内出现的屏幕主要是黑板、投影幕、电子白板、多媒体计算机显示屏等[6]。屏的作用主要表现在信息呈现和交互载体两个方面。
（二）交互
二、未来课堂的定位与特性
未来课堂是一种面向未来创新人才培养的学习空间。在现有的国内外研究文献中，也有许多学者对未来课堂（教室）进行了界定。未来课堂作为一种教与学的环境与活动，其设计、开发与应用离不开认知、活动、互动、人本主义、环境心理学等相关理论以及信息技术、人工智能、人机交互等先进技术的支持，其目标旨在充分发挥课堂组成要素（人、技术、资源、环境和方法等）的作用，以互动为核心，充分发挥课堂主体的主动性、能动性，实现课堂主体的和谐、自由发展[10]。作为未来创新人才培养的主阵地，未来课堂应定位于“服务与支持课堂教与学主体（包括教师与学生）的自由与发展”以及“建构课堂各要素（人、技术、资源、环境等）之间的和谐关系”两个方面[11]。未来课堂具有人性化、混合性、开放性、交互性、智能性、生态化等六个特性[12]。未来课堂的这些特性反映了未来课堂的设计与应用都是围绕着学习者主体展开的，旨在创设符合学习者需要的和谐的学习环境[13]。
三、未来课堂的空间架构
传统和现有课堂的空间结构是基于一些典型的预设：学习只发生在课堂（教室）这一空间里；就是只发生在固定时间内（有具体的时间进度安排）；学习是学生的个人行为；学习需要封闭的空间，要排除一切干扰；教室是有固定方向和形状的，总有前后左右；教室是有弹性的，可填充更多的椅子和桌子等。
作为教室，在空间划分上，具有授课空间、团队协作空间、私密空间、个人交流空间、媒体空间、游戏空间、储物空间、展示空间等等类型。这些不同类型空间的组合就形成了不同的教室空间架构。研究表明，教室的空间架构会对学习产生重要的影响[14]。各类教室的空间架构反映了不同形式的师生交往、课程资源、教学流程及其背后的教育理念[15]。虽然技术的发展使得传统的教室功能会发生一些变化，如使用多媒体投影呈现形式丰富的教学资源；也开始使用交互白板加强教师与教学资源的交互；丰富课堂中的交互形式，但现有的空间架构还不能满足未来社会所需人才的培养需求。
SCUP Scott Webber （2004）分析了空间如何影响我们的感知以及它和知识创造、传播和应用的关系，认为空间的配置对这些活动有重要的影响[16]。并提出不同的教法需要有对应的学习空间的观点，如图1所示。
未来课堂作为一种新型学习空间，应该主要为学习者而设计，需要满足多种不同形式的知识交流。另外，课堂（教室）环境的舒适、方便、人性化等也是需要考虑的因素[18]。教学交互已经成为课堂教学活动中最基本的特征之一，在一定程度上反映了教学的本质。克林伯格认为，“不管哪一种教学方式占支配地位，相互作用的对话是优秀教学的一种本质性的标识[19]。”钟启泉教授认为，理想的“课堂”原本应是互动的、知性灵动的天地[20]。叶澜教授说：“课堂教学的本质应当被视为师生、生生互动的过程[21]。”张际平教授（2012）认为，课堂应该是一个师生互动、生生交流、知识传递、理解、掌握、产生、运用等空间或环境。换言之，课堂应该是一种学习的环境，除一定的物理空间外，更重要的是学习行为的发生[22]。 互动是未来课堂设计的核心，未来课堂应能促进课堂的交互。未来课堂中的互动除了课堂教与学主体之间的人际互动外，还包括人与技术，人与资源、人与环境、技术与技术、技术与环境、技术与资源、环境与资源、资源与资源之间的互动等[23]。
未来课堂中多元互动的实现，与实现其定位和彰显其特性，需要具备相应的新空间架构形式的支持。新技术的出现使得学习空间具有新的形式。如大屏幕的应用将会改变空间本身的认知特征，借助于屏幕实现建筑实体空间与媒体虚拟空间的结合使课堂具有更强的互动性[24]。
典型的未来课堂空间在划分上，由于多屏的采用与分布，未来课堂空间分布与传统课堂的空间分布有较大的不同（如图2）。
四、未来课堂中的屏的设计
作为体现以人为本，关注学习者个体自由、和谐和发展，并由泛技术支持的未来课堂，其设计思想应体现以学习者为中心，应充分关注课堂主体的用户体验，满足未来课堂中学习者个性化学习和社会化学习的需求，实现课堂中人的回归和社会性回归。未来课堂中的教与学的过程，就是课堂内主体之间，主体与技术、主体与环境、主体与资源等之间的互动过程，合理的选择和使用屏将促进未来课堂内互动的产生，为提高教与学的绩效提供支持。
（一）屏的类型
自从教室诞生以来，黑板一直伴随着教室，虽然黑板的材质经历了石板、木板、玻璃、彩涂钢板和复合材料板等变化，但其基本形式及功能并未有多大的改变，主要承担着教师进行板书、展示，师生进行演算等功能。其缺点在于呈现的信息不可以自动存储和复制，信息呈现也是形式单一且单向的。电影、电视的出现及应用虽然解决了教学信息从静态呈现到动态呈现的问题，但由于其使用资源的编辑、制作需要专业人员的参与而较难以推广。计算机及网络等信息通讯技术的发展，使得数字化学习资源成为教与学系统中的重要因素，需要有能够呈现数字化资源的显示终端，多媒体投影仪应运而生。计算机交互技术的发展，以及人们对于教室中互动的要求，使得人们不再满足于信息的单向呈现，交互白板（电子白板）渐渐步入课堂，开始成为课堂教学的主要工具。
叶新东等人（2011）曾指出，未来课堂研究的转变是实现课堂中人的回归和社会性回归[26]。未来课堂要实现这两个回归，培养学习者面向21世纪的技能，需要一个与之相匹配的环境。未来课堂是一个多屏学习空间，能够满足于教与学过程不同环节、不同主体的互动需要。未来课堂中使用的屏，其类型更加多元化，包括普通白板、多媒体投影、互动投影、交互白板、交互黑板、多媒体触控桌、平板电脑和智能手机等。其中有些是供教学者使用的；有些是供学习者使用的；有些是电子的；有些是非电子的；有些是带交互功能的；有些是不带交互功能的；有些是作为书写平面和投影平面存在的；也有些是作为显示屏存在的。未来课堂中屏的选择目前并没有一个固定、统一的标准，需要未来课堂建设者、使用者根据未来课堂的使用功能、建设预算来进行规划和选择。表1对课堂中使用的各种不同屏进行了比较。
（二）屏的数量
从近四年来的《地平线报告》（Horizon Report）中可以看出，无论是中小学还是高校，移动计算、电子书、移动设备和平板电脑等技术已进入教育教学领域。虽然目前研究者们对于未来课堂的认识并没有一个统一的界定，但对于未来课堂中互动显示终端的使用态度是一致的。未来课堂是一个1对1的数字化学习环境，课堂主体都可以利用互动终端（平板电脑或智能手机）接入课堂学习支持系统，教师可以利用互动终端来进行教学信息的展示与呈现，也可以允许学习者将自己的学习成果借助于显示终端呈现出来，供师生进行评价和交流。未来课堂中屏的数量的确定主要取决于课堂主体人数的多寡。屏的数量主要有四个部分组成，一是教师教学使用的屏，一般需三块以上（含一块手持移动显示屏）；二是学生个体学习使用的屏，每人一块；三是学生进行小组学习时，小组交流使用的公用屏，每组至少一块；四是实体课堂与虚拟课堂链接的屏，主要用于进行远程课堂接入与互动，需一块及以上。
假定一个班为三十六人，如果按照学生小组人数为四人的话，所需屏的数量至少为：3+36+9+1=49（块）。当然，在这些数量的屏中，教师都是可以操控的，也就是教师在实际的教学过程中，可以借助于相应技术的支持，实现使用四块甚至更多的屏来进行教学信息的展示与呈现。
（三）屏的位置
学习空间是一种能让学习者开放获取、自由参与、互动交流的环境，它既包括实体空间也包括虚拟空间[27]。一个有效的学习空间应该能够激发学习者，促进学习活动、支持协作、提供个性化和包容性的环境，并且面对需求变化时能够灵活变通[28]。作为一个新型的学习空间，互动是未来课堂的核心，为便于未来课堂内主体教与学过程中的互动和交流，未来课堂在空间布局、设备设施选择上是灵活的、易组织的、应使学习者能够顺利的进入心流状态。在这种状态中，学习者的学习活动可以完全沉浸在充满活力、完全参与和成功的体验之中。一个具备“自由的位置空间组合，良好的信息输入、输出、交互和呈现环境，便捷的资源支持环境”的学习空间是适合群体心流形成的空间形态[29]。
未来课堂中的活动主要包括教学者的教学活动，学习者的学习活动，课堂主体之间的互动，以及现实课堂与远程课堂之间的互动等。未来课堂中的屏的设置应能满足未来课堂中各种不同活动的发生和进行的需要。
未来课堂与传统课堂相比，其显著不同是在于未来课堂中的教学形式与活动更多的不再是强调以教师讲授为主，而是强调促进学习者进行个体学习和社会化学习。教学者对于学习者而言，改变了过去的那种居高临下、布道者的角色，取而代之更多的应是一种平等、和谐的关系。那个代表着权力、权威、神圣的讲台也不再是教师课堂教学的主要舞台，教学者更多地活动于课堂中，走入学习者中去，给学习者的学习以引导、帮助，能够与学习者进行良好的互动、交往，以促进学习者的学习和发展[30]。教学者这一角色的转变对于未来课堂中教学屏的设置提出了相应的要求。原本教室的单向性变成了多向性，教师可以利用教室中四周墙壁上的多组屏进行教学，这些屏既可以充当教师教学用的展示屏，在学习者进行小组学习时也可以充当小组合作、探究等学习用的公共交流展示屏。 强调学习者之间采用协作式学习是未来课堂的主要特点，未来课堂的设计应能够有效支持学习者之间的群体/团队学习、协同合作开展知识创新，并最终实现知识共享[31]。所以，除了为每位学习者配备独立的学习终端外，还需为每个学习小组配备供小组合作探究、讨论交流用的公用显示屏。这个屏既可以利用教室四壁的教学展示屏，也可以利用专门可移动的小组交流屏，其位置取决于课堂中小组的划分以及屏的分布。
从空间范围上来讲，未来课堂不仅包括现实的物理课堂，还包括借助于视讯技术、网络技术实现的虚拟课堂。所以在未来课堂中，需要有专门的屏来呈现远程课堂的画面，这个屏的位置可以位于一侧墙面。
与传统与现代课堂相比，未来课堂的教学更重视学生探索知识的过程，关注学生的学习情感和情绪体验。在学习内容上注重拓宽学习的领域，强调学习与现实生活紧密结合，在学习方式上关注学生自主探索和合作学习，在学习目标上注重培养学生的创新精神与实践能力。未来课堂在空间分布上是灵活的，屏的设置也应能够满足不同学科、不同类型教学模式实施的需要。除了讲授型、研究性、探究式教学模式外，游戏式、体验式教学模式亦是未来课堂重要的教学模式。未来课堂中灵活、易移动、易组合的桌椅设置为开展游戏式、体验式教学提供了便利。利用互动投影（可以是墙面互动，也可以是地面互动）可以方便地创设游戏场景，让学习者与游戏场景进行互动，也可借助多屏和相应声像技术创设相应的体验学习情境，在这个情境中学习者可以利用平板电脑和交互显示屏进行交流，进行模拟实践和虚拟体验，及时强化和拓展学习体验。
（四）屏的应用
屏显技术的发展为未来课堂中的屏的选择提供了丰富的选项，屏的选择和应用应能满足于教学者教学、学习者学习和互动的需要。
1.教学者利用多屏构建多显示教学展示系统
对于教学者而言，能够利用多屏构成的教学环境进行内容的展示与呈现是未来课堂屏应用的主要形式之一。已有的研究表明，教师使用传统的黑板或白板等展示工具可以更容易地提供更好的展示技巧（如，前后内容参照、概念对比、展示内容间的非线性转换等）[32]。这些展示利用白板或黑板上大块的空白区域；或用来展示之后还会用来做参考的内容；或用来支持或解释正在展示的内容[33]。多媒体投影的出现，尤其是PPT的应用，虽然弥补了传统展示工具（黑板或白板）不能展示动态、多媒体信息的不足，但同时也暴露出PPT应用中存在的不足，它可以支持动态的内容展示，但是它不能支持动态的展示；而只是用来展示预先设定好的、按序列播放的幻灯片[34]。除此之外，PPT还存在“将形式提升到了内容之上”（将内容和数据打碎成小片段，造成不必要的分层）、“淡化思维”（PPT制作出来的文稿是没有细节和支持的概要）等不足[35]。
而这种有多显示屏组织的教学系统也能使学习者对课堂教学中教与学的内容拥有更好、更全面的感知，这样在提高教与学内容的清晰度的同时也降低了学习者学习认知的难度。一方面，未来课堂中教学者需要呈现和讲解的内容都可以借助于多屏显示技术一目了然地呈现在不同的屏幕上。如，借助于四块显示屏同时可以把七个页面的幻灯片内容展示给学生，并且形成一个显示队列，这样可以使学习者对整个学习内容的结构和体系有清晰的认识和了解。另一方面，由于教学内容的并现，使得不同内容之间的跳转有了缓和的过渡，这样适应力较慢的学习者也可以有时间差进行适应，在不同的内容间实现思维的跳转。
课堂互动反馈系统的使用，使得师生之间的互动更为及时。整合于学生学习终端的互动反馈系统可以直接将信息反馈到教学者手持终端，教学者也可考虑使用独立的屏来呈现互动的统计情况。如，教学者在授课时可以就有关问题调查学生的认知态度或水平，及时的将统计结果呈现在教学屏上，供教学者与学习者们一起分析。另外，也可借助于反馈系统或社会学习工具（如微博），学习者提出自己的问题，问题就会及时显现在独立设置的反馈屏上，供大家一起来讨论。
另外，未来课堂教学是一个预设与生成共存的课堂，教师不用受限于预设教学内容，可以对课堂中的突发情况和反馈进行及时的回应。这样多屏也为教学者提供了便利，可以使用一组屏用于呈现预设的教学内容和资源，用另一个屏幕来记录、呈现和解决学生提出的疑问等。
2.学习者利用个体学习终端与公用交流屏进行小组学习
从学生的角度来看，未来课堂中多屏展示的教学内容和资源等信息可以让学习者选择自己的学习次序，有利于学习者建构自己的知识，更重要的是学习者还可以利用未来课堂中设置的多显示屏进行小组合作、交流与探究性学习。多元形式交互的存在不仅可以活跃课堂气氛，而且能激发学习者创造性思维的形成。在未来课堂中，为每一个小组配备的小组共用屏可以为小组成员之间讨论、探究和信息共享提供支持。利用无线投影路由的分屏技术，可以同时将小组成员学习终端上的信息投射到公用交流屏上，可以供全体成员进行比较、分析，培养学习者的批判性思维。如图4所示。
基于WII游戏技术的支持，利用未来课堂中的屏呈现的相应的游戏或训练场景，学习者利用WII手柄与场景进行互动，可以有效地进行相应技能的训练，通过亲身体验获得相应的技能。例如，麻省理工学院的研究人员，正在开发的应用程序：使用WII遥控器作为Second Life（第二人生）游戏的输入装置，这使用户能够快速、轻松地创建虚拟对象，并设定它们运作方式。使用这种输入设备，无需亲身前往就能够在虚拟世界里实践这些活动，给学生一个“安全”的环境来磨练可在现实世界运用的技能。WII技术提供了一个非常接近现实生活的体验，让学生在一种低成本、低风险的环境中实践和学习[49]。实践证明，未来课堂以小班化、泛技术环境的优势为基础来推行体验式学习，可以从最大限度地激发学生的学习兴趣入手，转变目前学生被动、单一的学习方式，让学生成为学习的主人，使学生的主体意识，能动性和创造性不断增强[50]。 根据不同的应用场景，对于未来课堂中的屏，应根据教与学的需要采用不同的策略。
策略之一：屏应用的系统性
美国心理学家理查德·梅耶建构的针对多媒体学习的认知学习理论认为，多媒体学习过程涉及三个重要的认知机制：双通道机制、容量有限机制和主动加工机制。他认为用词语和画面呈现教学内容比只用词语呈现教学内容，使学生获得的学习效果好，“之所以要采用多媒体学习是基于这样一种观点，即教学信息应根据人类大脑的工作方式来设计”[51]。未来课堂中为教学者配备多个教学屏就是充分体现梅耶的多媒体学习原理，让教学者不再将这些屏看成是一个孤立的屏，而是一个教学展示系统，能够通过两个甚至更多的屏幕来呈现内容和创设情境，做到教学信息的多通道呈现，体现多媒体教学的双码理论，优化教学信息的传递效果。并能利用PPT多屏播放实现教学内容前后关联页的并现，使学习者有足够的时间消化上一页幻灯片上的教学内容，包括做笔记和做前后两张幻灯片之间的内容比较以及关系梳理等。教学者也可利用多屏实现同一教学内容不同角度的呈现；或是通过多屏利用不同素材资源来创设教学情境，完成课程教学的导入等。
策略之二：屏应用的灵活性
未来课堂中屏应用的灵活性主要体现在屏的设计能够满足不同课堂教学模式的需求。已有的教育理论表明，课堂组织形式有很多种，如讲授式、小组协作、小组竞争、全班讨论、自主学习等等。传统课堂（教室）中由于只设有一个黑板或黑板加投影屏幕，加之课桌椅的座位是固定的，因此更适合讲授式的上课方式，而不是很适用于其它的课堂教学组织形式的开展。未来课堂空间布局的灵活性（体现为空间的多样性、易变性及可扩展性），以确保未来课堂空间的最有效运用。未来课堂需要考虑课堂讲授、小组讨论、项目学习、游戏学习、个别辅导等不同类型的学习模式，适应不同的班级规模、不同的学科以及不同类型学生教与学的需要。因此，在屏的设计上要充分考虑到未来课堂是一个具有弹性的教学空间，在既有的空间中进行自由变换，既考虑团体的公共空间，也适合学生的个别的学习。设计者与应用者应充分发挥屏的移动性来实现应用的灵活性，适应未来课堂空间灵活分割和组合，也易于满足不同类型教学和学习者学习的需要。
策略之三：屏应用的复用性
教学屏与小组交流屏也可以复用。教学者在实施教学时，小组交流屏亦可以当作教学屏使用，而当开展小组学习时，部分教学屏也可以供小组学习当作公共屏使用。用于连接远程课堂与现实课堂的互动投影屏，既可以充当现实与远程课堂连接的界面，同时在开展游戏学习、体验学习时亦可以呈现游戏场景或体验场景，供学习者使用。通过复用，能够有效提高未来课堂中屏的使用效率，也能体现未来课堂在设计上体现的经济、环保、低碳等理念。
五、未来课堂中的屏的设计案例
根据上述讨论的思想和原则，笔者在华东师范大学、温州大学、青岛大学等高校分别建构起相应的未来课堂及未来课堂实验室，本文以温州大学教师教育学院未来课堂实验室为例，来分析未来课堂中的屏的设计。
（一）设计背景
温州大学教师教育学院拥有课程与教学论硕士点，教育学、应用心理学、教育技术学、小学教育学、学前教育学五个本科专业和五年一贯制学前教育专科专业。未来课堂是学院实验教学中心信息化教学实验室的一部分，主要是建立新媒体新技术教学体验中心，让未来的教师能够在未来课堂尝试各种新的教学技术、教学方法，从而适应未来课改和课堂的教学需求。未来课堂实验室面积：150m2。
（二）屏设备选用
40寸触摸桌（4台）、电子交互白板（4块，含短焦投影）、互动投影仪1台、无线投影路由（12台）、多功能一体机（2台）、多媒体立屏（1台）、学生平板电脑（16台）、教师用平板电脑（1台）等。
（三）设计实施
未来课堂中教学屏与学习屏的设置示意图如图8所示。
在未来课堂实验室中，为教学者配置的屏包括教室前后的四块电子交互白板，左侧墙是一个互动投影屏，右侧为两个多功能一体机，另外学习者每个人都配有一个学习终端（平板电脑），四个学习者为一小组，每个小组配备了一个互动触控桌。为便于小组学习的开展以及未来课堂空间的调整，学生的座椅和多媒体触控桌都是可以移动的。实景图如图9所示。
在教学过程中，教学者可以使用两台多功能一体机、多媒体立屏以及前后两侧的交互式电子白板组成多屏教学展示系统，支持教学者进行多角度的教学展示，互动投影展示屏主要起到远程课堂的引入。多媒体触控桌主要承担小组合作、交流、展示使用，基于无线投影路由的支持，学习者可以将自己的学习终端的内容通过触控桌呈现，并可进行比较分析。同时多媒体触控桌还可以呈现教学游戏场景，基于多触点技术的支持，学习者还可合作进行游戏。
（四）应用评价
为检验未来课堂中屏设计的实际效果，我们在未来课堂实验室中进行了试用教学。教学的主题为信息技术学科案例———《名胜之旅》。试用的整个过程我们利用未来课堂智能实录系统进行了实录。随后我们利用德国Mangold公司的交互行为分析软件Interact9.0对实录视频进行了分析，分析软件界面如图10所示，主要分析课堂教学主体（教学者和学习者）在未来课堂中的交互行为表现。课堂各元素时间分布线如图11所示。
从图11中可以看出环境因素中各种编码出现的非常密集几乎没有空隙，而且维持的时间很长，教师的讲授以及每个小组的学习活动的进行都要在相应的环境下使用技术进行辅助。
分析结果表明，在个人自主探索，小组合作时都会使用到的个人操作屏占环境因素总时间的18.14%，小组合作进行学习活动时使用的合作触摸桌占环境因素总时间的7.37%，小组成果展示使用的小组展示屏占环境因素总时间的3.27%，而生成性资源占环境因素总时间的15.02%，在学习活动中学生与教师都会有生成性资源的不断生成与共享，而移动node椅为整个教学环境提供了一个无障碍交流的自由空间。教师教学使用的双屏以及营造教学情景的背投影屏也在环境因素中占有一定比例。
在未来课堂中，教师作为课堂的引导者，学生才是课堂的中心，从分析的结果我们可以看到学生在教师引导下有意识的去积极参与课堂，主动回答教师提问甚至主动提问进行交流，而学生进行操作、思考问题、小组讨论、小组协作分别达到了学生活动总时间的14.55%、26.31%、26.23%和23.8%，而作为小组合作活动的延伸，小组展示也达到了6.94%，学生思考问题，学生操作，小组讨论，小组协作几乎是同时发生的，在小组合作过程中，组内成员呈现一种高效交互的状态，频繁的交流讨论思考，能够促使学生之间知识的共享，对问题更深层次的思考，在经过小组作品的展示后，更能培养学生的批判性思维。
在未来课堂环境下的各种显示操作屏幕，对课堂的教与学起到了很好的支持作用，在课堂中，教师使用双屏以及背投影屏进行教学内容的讲授以及学习情境的创设，学生则使用可交互个人操作屏进行学习，完成自我探索，使用触摸一体机来完成小组共同学习任务，并使用小组公共白板进行小组作品展示、合作交流等。
六、结语
“为了让学生有最好的学习体验，我们需要提供给学生最好的学习环境”（The Provost’s Ad Hoc Committee，2009）[54]。虽然屏的技术还在不断发展，如，Google眼镜、视网膜显示屏、3D裸眼电视、柔性显示屏等也相继出现。将来也势必会应用到教育、教学中，但未来课堂中屏的设计思想是不变的，未来课堂中屏的设计就是为了给学生提供一种更利于学生进行个体学习和社会化学习的互动学习环境，带来更好的学习体验，促进学习者的学习与发展。技术的进步与应用仅为未来课堂中的多元交互的实现提供一种可能，交互的效果主要取决于课堂主体对于这些屏的有效应用。本文只是一个探索性的研究，目的是从交互的视角尝试分析未来课堂中的屏从哪些角度支持学习。进一步的探讨需要哪些经验研究的支持，相关的内容将另文阐释。