打造多元学习空间，提供特需学习服务

学校多元学习空间的创设主要是指学校物质环境的建设，学校物质环境即学校所处的自然环境，为实现育人目标而规划和创建的包括校园建筑、校舍布局、校园艺术景点以及教学的基本设施等方面的整体格局，主要是指校舍建设、场馆设施、仪器设备、教学用具、图书资料、花草树木、园林景色、雕塑饰物、光线、色彩以及各种有形的东西。学校所处的物质环境，如学校建筑、校园布局、教学设备、图书馆、工作室等，都属于学校物质文化的范围。学校物质文化对学生身心的健康发展，知识技能的掌握，世界观、人生观和价值观的培养以及创造性、主体性的养成等，都会有直接或间接的影响。比如，学校环境是否使教师和学生产生和谐、稳定和安全的感受，学校建筑、布局是否体现以人为本，是否突出学生的主体性，校园环境是否具有审美价值、教育性，学校的藏书及其他视听条件是否健全，工作室是否满足学生个性化需求等，都是学校物质文化的反映，对师生产生一定的影响。

（一）构建学校自然环境

随着教育的日益普及，学校环境对健全人格的养成就具有非常重要的影响。学校建筑作为一种造型艺术，不仅提供了师生活动的空间，而且蕴含着某种哲学和文化的理念，学生置身其间，能激发潜能，表现自我，感悟其深邃的文化传统和哲学思想，进而改善行为、陶冶性情、涵养气质，最终能顺利地投身于社会、服务社会。

为充分发挥学校建筑的教育功能，上实在设计和建造学校建筑时都时刻以学生为服务对象，考虑教育的实际需要，如学生的人数、性别、年龄、体型、兴趣以及学习的特点等，将融洽的人际关系、严肃的学习氛围融为一体，为学生主体性、创造性的充分发挥提供最好的空间。

为培养学生的创新思维与创造能力，上实建设了学生自主研究中心、物理创新实验室、化学创新实验室、生物纳米实验室，并以互联网、云计算、大数据及物联网等现代信息技术为手段，打造了全新的现代科技体验中心，为师生提供国内领先的信息化互动教学体验空间，让学生尽情追求思考、探索的乐趣。此外，还有供师生强身健体的篮球场、网球场、健身房，供师生休闲与学习的音乐室、电子钢琴室、美术室、安卓工作室、苹果工作室、舞蹈房、攀岩墙、棋室、阅览室等。校园里四季花木茂盛，整个校园弥漫着花木的芬芳。

（二）创建教师工作室

为了满足学生的个性化教育需求，学校动足脑筋做好特供，学校除了提供良好的育人环境，还提供前瞻的课程理念目标，提供课程研究的科研力量，还提供满足师生特需的资源。为此，学校最大限度为学生提供特需学习的空间。学生拥有自主学习研究中心，上特需课的学生有自己的“办公桌”和专属电脑，有专供学生团队讨论的讨论室，有分布在学校各幢大楼的特需工作室。学校新建了学生科技创新楼，其中有信息数字体验中心、五维空间、创意工厂、实践车间、细胞生物实验室、电镜室、数学“爱好者之家”、数学创意设计实验室、数学思维训练实验室、数学建模工作室等30余个特需空间。

在教学实践中，学校以核心课程、学养课程和特需课程等组成了工作室的课程体系，创建了教师工作室，尤其是利用工作室开展特需课程，是学校倡导的学生“特需”、学校“特供”和教师“特备”特需课程实施理念的最好阐释。

工作室一词，英文为“studio”，在国内属于比较新的概念，在国际上对此也没有形成定型的概念。最初，其要素包括：针对中小型服务企业——“发展中企业”；相对于写字楼面积更小；对地段要求较高、交通方便、周边配套设施齐全；灵活、小巧的空间设计；共享一流资源，包括共用律师、共用会计师、共用秘书、专业全程代办公司注册；商住两用等。在我国，工作室一词的流行或工作室形态的企业兴起时间不是很长，最初主要是摄影工作室。

在提倡个性化教学和创新人才培养的今天，许多学校都有自己的独特思考和做法。上实在普及信息技术知识的同时，引导学生感悟信息技术中蕴含的智慧，探究信息技术中的奥秘，拓展信息技术视野，体验信息技术发展的前沿技术，为学生提供项目研究和动手实践的机会，激发学生科技创新的热情。受摄影工作室的启发，学校陆续建设了以苹果工作室、计算机与网络工作室和安卓工作室等组成的信息技术创新实验室，并开发了一系列课程投入教学实践。工作室将随着学生的兴趣、特长和需求的变化及教师的专业发展而改变、升级和更新。

1.创办理念与特色

工作室尽管只是学生个性化学习和发展的平台，但其建设目标是每个工作室能同时开设多门不同课程，并且高、中、低难度兼备，课程内容自成体系，适合不同兴趣爱好和不同学习基础的学生使用，这将会提高工作室的使用质量和效率。

工作室的使用方向是实行教师、设备和资源的灵活配置。所有的课程、学生和研究项目将不限于某一位指导教师，也不限于某一个工作室，将实行师生的“多对多”和“多用多”。如特需课“网页制作与网站建设”，将使用计算机与网络工作室的服务器，主要在安卓工作室学习，并由安卓工作室的教师指导。从长远的角度出发，今后的工作室将会是“一室多能”和“多室合作”，主持教师以服务和管理为主、以指导为辅，学生以课题研究和自主学习为主、以课堂学习为辅。鼓励师生在项目引领方式下在工作室中共同研究，共同成长。可以引进校外教师进行指导，借用一些校外的专门的设备和器材；也可以输出创意，如可以用我们实验室和课程产生的设计思想或初步成果，与别的学校合作，在校外的实验室完成研究过程，得到最终的研究成果等。

2.基本建设

一般来说，信息技术特需课程是原有的信息技术核心课程的补充、完善、应用、延伸和拓展，其需要的相关配套实验室的设计，要充分考虑学生的学习需要、学校和教师的实际及学科特点等因素。从节约场地和设备成本等方面考虑，针对一般项目多、人数少的情况，其面积不求大，但环境和设备要考虑“一室多课”和综合使用。由于信息技术的发展非常快，相关实验室的设计和建设需要满足现在的教学需要，也要具有前瞻性，考虑未来一段时期内新技术的发展。

（1）苹果工作室

从计算机应用的角度考虑，苹果工作室定位于让师生使用计算机进行艺术创作等相关教学活动，可以承担“平面艺术表现与创意”“动画设计”和“数码绘画”等课程。

苹果工作室（见图3-2）面积约30 m2，可容纳约20名学生，配备了21套通过局域网连接因特网的苹果计算机及压感绘图板（笔），以及教学用的展示设备等。苹果工作室的建设具有艺术创作氛围；具有陈列展示学生的艺术作品的条件；具备相关的艺术创作设备，包括能快速处理多媒体资源的计算机和相配套的绘图板（笔）等硬件设备和应用软件。此外，还布置了进行小规模课堂教学的环境。

图3-2　苹果工作室

对使用计算机进行平面设计、动画设计、广告创意等有兴趣的学生，可以通过苹果工作室和相关课程，了解电脑艺术创作过程，进行压感笔的使用训练，欣赏经典作品中的奇思妙想与表现技法，进行命题或半命题的创作实践，开展自由创作（包括平面与动画）。

除了特需课程外，苹果工作室已经进行三期“平面创意”高一拓展课，也曾用于“媒体制作和编辑”的教师培训课程。

（2）计算机与网络工作室

从信息技术核心课程的硬件、软件和网络等补充和延伸角度考虑，计算机与网络工作室定位于让学生进行计算机硬件、软件、网络和网站等方面的动手实践和项目研究，可以承担“计算机硬件的认识与组装”“操作系统研究”“局域网建设与布线”“网页开发与网站建设”和“服务器的维护和管理”等课程。

计算机与网络工作室有可用于硬件拆装并安装操作系统的计算机和拆装工具；有能连接因特网的计算机局域网（机柜、交换机、网线插座）以及可供自由构建局域网的网线、工具、网线插座和布线环境；有供学生独立使用的两台服务器（分别用于服务器设置和管理，以及进行网站开发和发布）。此外，还布置了进行合作研究和小规模课堂教学的环境。

计算机与网络工作室（见图3-3）面积约45 m2，可容纳约15名学生，配备了16台可供进行硬件和软件实验的计算机、52个以上的网络结点（每台计算机准备3个网络结点，第一个结点已连上网，第二个结点供学生连接上网，第三个结点备用）的交换机及机柜，2台服务器等。

图3-3　计算机与网络工作室

计算机与网络工作室已经开设了“操作系统研究”“计算机硬件的认识和拆装”（见图3-4）、“计算机键盘的研究与设计”等课程。

（3）安卓工作室

图3-4　学生在计算机与网络工作室拆装电脑

图3-5　安卓工作室

上实具有从初一开始培养学生算法与编程的传统，除了参加信息学奥林匹克联赛之外，安卓工作室（见图3-5）也为这些学生提供了展示自己编程能力的舞台。从算法和编程的拓展考虑，安卓工作室定位于让学生使用计算机进行手机软件界面设计、功能编程和软件开发等活动，可以承担“手机软件开发的过程”“手机软件的制作基础”“手机软件作品的开发”等课程。

安卓工作室有用于手机软件开发的计算机硬件和软件，有将制作的软件作品进行展示和检测的设备。此外，还布置了进行合作研究和小规模课堂教学的环境。现在的安卓工作室面积约45 m2，可容纳约15名学生使用，配备了16套通过局域网连接因特网可进行手机软件编程的计算机、6套手机模拟设备，以及教学用的展示设备等。

除特需课程之外，目前已经开设两期“Android应用基础开发”高一拓展课，并有学生在课外利用这个工作室开发出苹果版的“实验在线”软件。

3.课程实施

信息技术工作室是为特需课程的教学而设计和建设的，但在信息技术的其他课程教学中也发挥了一定作用。特需课程的内容经过教师提炼、修改和完善，可以形成学养课程中的拓展课供学生选择学习。有些特需课程的内容和作品，例如作为教具，也可以用于核心课程的教学。

（1）成熟的特需课程可以作为学养课程实施

平面创意设计课程，起初是由学生提出需要在苹果工作室学习的特需课程，经过一段时间师生共同努力，其课程内容以及组织形态日趋完善，教师捕捉到了这一特点，与同事们共同开发了“平面创意”课程（见表3-1）。如今，该课程已经成为上实最受欢迎的拓展课之一，每次选修都供不应求。教师以培养学生使用计算机进行平面设计的能力和激发美术创意为目标，让学生学习使用苹果电脑进行艺术创作。

表3-1　“平面创意”课程简介

续　表

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（2）3个工作室合作指导学生

尽管有了安卓工作室，但学生还是不满足。有学生提出想学习开发苹果应用软件，但当时的实验条件和师资条件都不具备。教师与学生进行沟通，劝他们改成开发Android软件，但学生就是不愿意。3个工作室教师商量，由苹果工作室提供苹果计算机，由计算机与网络工作室提供编程教材，由安卓工作室提供场地并负责指导。师生一起学习、探索和实践，花了两个多月时间，终于完成了苹果版“实验在线”（见图3-6）。

图3-6　苹果版“实验在线”

（3）工作室模式开展特需课程，成果喜人

工作室模式的教学尝试已经开展多年，刚开始时，核心课程实施过程中的一些具有实验的教学环节利用工作室完成，如核心课程中的“计算机的硬件组成”，学生可在计算机与网络工作室进行硬件认识、计算机组装等。如“算法与程序设计”中的程序实现，可在安卓工作室进行应用模块的开发等。

开展特需课程的教学实践两年来，成果也是喜人的，涌现了很多好的创新，优秀的案例，详见2012、2013学年学生在工作室模式下开展特需课程汇总表（见表3-2、表3-3）。

表3-2　2012学年学生特需课程汇总表

表3-3　2013学年学生特需课程汇总表

4.工作室的使用与管理

（1）通过学校特需课程申报平台，学生申报与信息技术有关的研究项目，师生交流进行修改和完善，学校审核，学生自主研究和学习，教师管理、帮助、指导和评价，学校验收。

（2）给学校免除中考提前直升高一的学生使用（一般有两个月左右不上课的时间）。主持教师向这些学生介绍工作室的师资、设备和课程教学与研究项目的大致情况，让他们试用信息技术创新实验室进行一些相关内容的自学和研究尝试。在他们进入高一申请特需课程时，可以优先进入工作室学习。

（3）由学校有关部门推荐学生或学生自荐，经过相关教师面试和商讨，确定合适的学习内容或研究课题，进入信息技术创新实验室学习。

（4）由主持教师发现和寻找有兴趣、有特长的学生，引进工作室进行专题研究和学习。

信息技术工作室是由教师根据自己的兴趣和特长主动提出并创建的。教师自己设计、采购、布置、建设和主持使用工作室，设计和开发相关课程。工作室的发展主要取决于主持教师的专业水平，教师的兴趣和专长是工作室与相关课程建设、发展的最重要的因素。在工作室模式下的特需课程的平台上，教师与学生相互促进、教学相长，共同实现专业发展。除了自学和专题研究之外，与专家和领导进行沟通、进行校际交流、与大专院校和社会资源进行合作等，都是主持教师专业发展的重要途径。

5.特殊配置

信息技术工作室的主要设备专业性不强，但对场地和环境建设还是有一定要求的。当然，它也不同于其他实验室，需要一步到位，由于其课程内容与学习对象的不确定，工作室中的一些仪器设备随着特需课程开展的深入会不断地增加。因此，在建设初期只提供一些常用类的仪器设备或工具。

表3-4　工作室常用仪器设备配置

续　表

（三）创建情境体验式学习空间

随着互联网、云计算、大数据及物联网等现代信息技术飞速发展，上实通过使用立体投影技术、体感捕捉技术和智慧学习方式等技术的融合，为师生打造了集教学、学习、体验一体化的信息化学习空间，同时以此空间为依托，创设以体验学习为理论基础的学习情境，促进教育主体要素的互动及个性化的有效学习，让学生尽情追求思考、探索的乐趣。

情境体验学习空间的建构立足于体验学习理念，依托现代化信息技术，创设“真实情境”学习空间，充分发挥人机互动的友好性，可在情境和互动两个层面进行教学革新。逼真的学习环境，师生、技术、资源、环境等诸多要素的互动，促使学习者通过从环境中获取更多的认知资源和行为效果反馈，再继续感知、判断环境，并对自己的行为做出相适应的调整。如此通过不同维度的互动学习，全面建构知识，进而促进有意义的学习。

“体验学习”是20世纪70年代中期在美国兴起的以学习者为中心的学习方式。随着这一领域研究的发展，“体验学习”逐步被赋予新的含义，内容逐步拓展。David Kolb认为“体验学习”是一种学习方法，是以学习者自身为中心的“情境性”学习，主要是一种从学习者个体发展的需要和认识规律出发的学习方式，以“感受、经历”为指向的学习形式及有关的学习内容。唐少华等人认为，“体验学习”是一种学习结果，指在教学过程中对教学内容内化后的内心反省、内心反映或内在感受。还有一些学者认为，体验学习是一种教学方式，是一种以活动倾向来教学的方式，与某种活动中的参与者有关。这种活动允许他们反思他们解决问题的方式，与同伴互动交流，同时从事某项活动。孟庆男认为，体验式学习是学习方法、学习结果和教学方式三者的统一，即教师引导学生参与到体验性的学习空间和活动中，并在其中获得各种感受、体会和领悟的一种学习方式，也是一种以体验为目标、以体验为中介、以体验为过程、以体验为学习结果的学习。情境体验式学习空间就是基于三者合一的体验学习理念，在计算机技术支持下营造的学习空间中，学习者参与到学习共同体（师生、技术、资源、环境）所组成的真实活动情境之中，学习发生于情境的探索之中，并在与环境的交互中得到信息反馈，调整自己的学习行为，进而获得领悟的学习环境。

体验学习要求教师根据学习者的实际情况创设情境学习的空间，并且使学习者通过本身与教学内容的互动、与教师之间的互动，不断地反馈交互，进而达成个性化的学习效果。因此，情境性和互动性是体验学习环境中极为重要的两个方面。

为充分体现情境体验学习的情境性和互动性，情境体验式学习空间设计采用以下3种技术：（1）立体投影技术，可高度实现对情境的真实感需求，形成浸入式学习空间；（2）体感捕捉技术，可丰富并改进教师教学过程中的表达方式，通过教师手势控制多媒体的人机互动模式，增强了整个教学过程的流畅性和代入感；（3）智慧学习方式，可实现教学过程中的师生、生生、人机之间的充分互动，教师能及时收到学生的学习情况并反馈，而学生也能由此更加快速地收到更具有针对性的学习指导，充分做到学习资源的组织和管理的优化，支持与学习环境之间的互动。另外，在环境布置上，采用三折屏幕，将学生的视野全方位覆盖，使其能全身心地沉浸其中；4个投影分布，充分考虑了学生的视觉空间线索，带给学生更加优质的学习体验；空间座椅全部使用box方凳，可灵活安排座位方式。配套设施包括硬件设施和软件设施。硬件设施有投影三折屏幕、3D投影仪、体感周边外设、互动平板电脑、数据中心服务器、自动监控录播等。软件设施由播放控制器、智慧互动系统、集成控制系统等构成。空间组合变幻成各种不同功能的空间，可支持四大功能，即情景互动教学、立体影院、微型演讲、校园监控。^[2]

1.互动教学

可满足虚拟教学场景展示：通过平板电脑及相关互动装置实现人机及师生间的互动教学，可以实现白板的功能。互动教学模式改变了学生在课堂教学中的地位，使学生成为知识信息的主动构建者，能够真正积极主动地去探索知识，而非传统的被动地接受知识。在这种模式下，教师不同于传统的仅作为知识的灌输者和课堂的绝对主宰，而是在作为课堂教学的组织者、指导者的同时，更是成为促进学生主动获取知识的引领者、帮助者，互动教学情境模拟如图3-7所示。互动教学模式借助最新的CAVE系统（Cave Automatic Virtual Environment，虚拟现实投影系统）营造了身临其境的教学体验环境，同时辅以现代的平板电脑集中控制、传感采集技术、无线交互技术及智能手环RFID（Radio Frequency Identification，频射识别）等技术，可以实现的功能有：建构虚拟教学场景；教师穿戴动作传感设备，不同动作可对多媒体进行不同控制，如左手举起可上翻一页，右手举起可下翻一页，手向上可播放视频；教师通过平板电脑手写文字时，正前方大屏幕自动弹出“电子白板”；教师提问后，学生只需举手挥动智能手环，教师即可在屏幕上看到举手学生的手环ID号，教师可随机选择一名学生回答其提出的问题，通过互动问答方式达到有趣的教学互动。

图3-7　互动教学情境模拟图

2.立体影院

采用三维动画投影等技术，提供4 500像素×1 080像素分辨率、立体＋5.1声道的影院放映模式，空间环境设置与影片中的情节进行配合，使体验者在观看影片时有种身临其境的感觉。目前，本研究已与上海市科技馆合作，为全校师生播放了近30部具有科普价值的影片，展现了鲜为人知的自然地理及风土人情，进而开拓了师生的视野，立体影院情境模拟如图3-8所示。

图3-8　立体影院情境模拟图

3.微型演讲

与普通演讲模式相比，微型演讲模式最大的不同就在于，运用了最新的舞美技术、投影技术及传感识别等技术。现场通过投影营造出与演讲内容相关的背景环境，在演讲台的中间，放置平板电脑、激光笔及无线耳麦等装置。演讲者可通过平板电脑切换不同的环境内容，以及通过选择激光笔对显示的演讲内容进行任意切换，借助多媒体科技手段，完成一场虚实结合、情境互动及体验参与的微型演讲活动，微型演讲情境模拟如图3-9所示。

4.校园监控

通过互联网视频传输技术，新型空间可以收集到校园全部监控数据，最多可投多达64个界面。只需进行简单的控制选择，即可轻松地查看到学校的重点特色实验室、远程多媒体教室、图书馆一角、体育馆、节能教学楼等校园情境，校园监控情景模拟如图3-10所示。

图3-9　微型演讲情境模拟图

图3-10　校园监控情景模拟图