一、活动情境与任务
一天，阳光幼儿园大（2）班的淘淘小朋友高兴地来到幼儿园，与平时不同的是，他的手里拎了一个鼓鼓的塑料袋，里面有几条小鱼和一些水，他请王老师把小鱼放在自然角的鱼缸里。这时，天天小朋友问王老师：“老师，袋子里只装了半袋水和几条小鱼，但为什么是鼓鼓的？水的上面是什么？”作为大（2）班的科学教育老师，王老师没有马上回答孩子，而是说：“你认为袋子里还有什么呢？”幼儿园里的其他孩子也都议论起来。
王老师利用孩子的这个兴趣点，结合《幼儿园科学领域活动》一书中“空气的秘密”这一内容，计划对幼儿进行这一活动教学。
活动的主题环境为未来学习空间。该活动选取幼儿日常生活中非常熟悉的空气作为载体，充分利用未来学习空间的系统装备，让他们运用多种感官感觉空气的存在。通过观察、游戏（塑料袋有空变满、身体需要空气）、演示、小组实验（魔法空气）、手工制作（空气宝宝）等多种方式，让幼儿通过自身的实际感受，知道空气的特性，如无色、无味、看不见、摸不着；了解空气的重要性，知道空气是所有生命生存的重要条件，以激发幼儿对周围事物的探索兴趣。
二、活动分析
大班阶段重在培养幼儿对周围环境的探索兴趣，运用观察、游戏、实验等多种方法进行探索的能力。本活动的教学重点是激发幼儿对科学实验的探究兴趣，培养幼儿细致的观察能力。
教学中，教师利用未来学习空间的技术环境，为幼儿提供尽可能多的操作材料、探索、尝试的机会和充分互动的开放学习过程，通过创设的多显示的未来学习空间为幼儿进行小组实验提供指导，使每个幼儿都能积极地参与活动，无拘无束地参与讨论，大胆尝试，获得经验。
（一）活动计划
1．主题活动目标的设计
大班阶段重在培养幼儿对周围环境的探索兴趣。本活动选取了幼儿日常生活中非常熟悉的空气作为载体，充分利用未来学习空间的系统装备，以期让幼儿运用多种感官，通过多种方式进行探索。
2．主题活动方式的设计
对于本次主题活动确定的3个目标，结合未来学习空间的环境设计，大（2）班的王老师为本班幼儿量身制订了主题活动“空气的秘密”的活动开展方式。
3．主题活动计划的安排
（1）活动前，做好主题活动指导专家以及16名幼儿家长的联系、沟通工作。
（2）活动中，做好幼儿的组织、引导工作。
（3）教师在整个活动中需要不断提醒和监督幼儿进行规范操作，注意各方面的安全。
（二）所需知识与技能
（2）电子白板三大应用模式（鼠标模式、注解模式、白板模式）之间的转换。
（3）电子白板教学资源库的管理，如不同格式的教学资源的导入、调用等。
（4）电子白板个性化教学辅助工具的使用，如放大镜、照相机等。
（5）用白板笔在电子白板上画图和记录。
（6）课堂即时反馈系统“按按按”的功能使用。
（7）课堂在线互动系统的相关操作。
（8）课堂实时录播系统的基本操作。
三、方法与步骤
（一）未来学习空间的认识
未来学习空间的主要特征是：在泛在网络环境支持下，由支持儿童分组活动的多屏显示交互白板，可自由灵活移动组合的活动桌椅，可实现远程实时交流的课堂在线互动系统以及可进行温度、湿度、照明等调控的智能环境控制系统等部分组成。当然，类似于读书角、材料收集架等实体教具在未来学习空间也是同时存在的，如图3－3－1所示。
图3－3－1 未来学习空间布置图
①电子交互白板或触控一体机白板 ②由无线AP形成的泛在网络 ③课堂实时录播系统 ④课堂在线互动系统 ⑤云资源服务平台 ⑥教师移动讲台（平板电脑＋实物投影） ⑦活动桌椅＋平板＋互动反馈系统 ⑧读书角／材料收集架
（二）活动目标与活动方式的设计
1．主题活动目标
通过多种方式进行探索，达到如下目标：
（1）引导幼儿在游戏中感知空气的存在，了解空气的特性；
（2）引导幼儿在不断探索中发现空气的作用。
（3）培养幼儿对周围环境的探索兴趣和细致的观察力。
2．主题活动方式
主要从参与主体和活动过程两方面进行了设计。
其一，主题活动的参与主体有教师（王老师）、幼儿（16名小朋友）、家长（16名幼儿的家长）以及主题活动的指导专家。其中，不同参与主体的角色分别为：
王老师：现场组织和引导幼儿进行游戏、比赛或分组实验。
专家：远程在线指导幼儿的分组探究实验。
家长：远程在线听课与交流，了解孩子在主题活动中的表现和收获。
幼儿：在王老师的带领下，完成主题活动中的各分项活动，并在适当环节与家长和专家进行在线交流。
其二，为了达成活动的3个目标，在活动过程中王老师为小朋友制订了不同阶段的活动形式，具体内容如下：
（1）阶段一：感知空气的存在，了解空气的特性。
游戏活动：“找空气”。幼儿在教师的引导下，集体参与，到主题环境的各个角落收集空气，将空的透明塑料袋装满。
（2）阶段二：探究空气的作用。
游戏活动：“身体需要空气”。幼儿集体参与（活动桌椅马蹄形排列），跟随教师的指示语，亲身体验空气对于生命的重要性。
小组比赛：“谁需要空气”。幼儿分为两个小组进行比赛（每个小组配一个“按按按”，即课堂即时反馈系统）（这个系统在后面的技术描述环节介绍），到学习空间的材料收集架去寻找“什么东西需要空气”，并把找到的东西画到小组的交互白板上面，便于小组间的交流。同时每找到一件物品，都用“按按按”为本小组加一票。票数在大屏幕（电子白板）上呈现。
分组探究实验：“魔法空气”。教师为幼儿准备了4个实验的相关器材，16名幼儿按照自己的喜好意愿自由分成两个组（A，B两个小组活动桌椅围成圆桌形），A组幼儿的探究实验是“不吹自灭”和“泡泡出来了”，B组幼儿的探究实验是“不湿的手帕”和“气球火箭”。
考虑到幼儿在活动前没有过该实验的经验，不熟悉实验的操作过程，所以对于实验的探究，教师为幼儿提供了两种求助方式：①观看交互白板上实验操作演示的教学课件；②向远程在线的主题活动指导专家请求帮助。
游戏活动：手工制作“空气宝宝”。充分发挥幼儿的想象力和创造力，制作完成后，幼儿与“空气宝宝”一起做游戏。该环节的最后，教师会连线远程观课的幼儿家长，每位家长对自己的孩子讲一句话，给幼儿一个惊喜。
3．主题活动的开展计划
（1）活动前，做好主题活动指导专家以及16名幼儿家长的联系、沟通工作。挑调试好课堂在线互动系统、课堂实时录播系统，确保教学过程的顺利进行和录制。
（2）活动中，做好幼儿的组织、引导工作。在分组探究实验环节做好幼儿的指导工作（交互白板上教学课件的演示、主题活动专家的远程在线交流）。在幼儿手工制作活动环节，做好与远程家长的互动交流工作。
（3）教师在整个活动中需要不断提醒和监督幼儿进行规范操作，注意各方面的安全。
（三）活动的前期准备
为确保“空气的秘密”主题活动的顺利开展，前期需要做好准备工作：
（1）与主题活动的参与主体（主要是指导专家、幼儿家长）提前沟通，确定主题活动的开展日期。
（2）准备好主题活动所需的活动材料和实验器具：幼儿每人一个透明塑料袋，教师准备一枚针；小组实验器具和材料。
B组：提供空杯子、水盆、手帕、毛线、吸管、气球；
4个“按按按”，即课堂即时反馈系统。
（3）4个探究实验“不吹自灭”、“泡泡出来了”、“不湿的手帕”、“气球火箭”的教学课件，活动时根据幼儿需要进行实验操作的演示，为幼儿顺利完成探究实验提供帮助。
活动前调试好课堂在线互动系统，确保主题活动在开展过程中教师、幼儿能够与指导专家和幼儿家长实现远程实时交流。
活动前调试好课堂实时录播系统，确保主题活动的完整录制。
（四）活动的组织过程
为了更好地开展幼儿主题教学活动，教师需要精心设计活动的具体过程，见表3－3－1。(www.xing528.com)
表3－3－1 组织过程
续 表
续 表
四、所需知识与技能
（一）未来学习空间的认识
1．学习空间的特征
学习空间就是学习发生的场所。麻省理工学院的Phillip D．Long把学习空间界定为“要么是一间教室，要么是一个物理场所，它致力于课程活动，是一个旨在为教学者和学习者举行面对面晤谈的空间。”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。
2．未来学习空间的设计理念
传统课堂以高效地将信息从教师传递到学生为主要目的；未来学习空间主要考虑的是为幼儿而设计，是为师生之间知识的交流和共同的建构而进行的环境设计，需要满足多种不同形式的知识交流，设计的目标在于创设符合学习者学习需要的和谐的学习环境，也就是说为教学提供最优化的环境。
从数字化环境中成长起来的新一代学习者是“数字时代的原住民”，即那些与数字化的信息技术，如计算机、互联网、移动电话和MP3等一同成长起来的一代新人，而在这代人之前的几代人则相应地被为“数字时代的移民”。与数字移民不同，数字原住民无论是在生活习惯还是在学习方式上都深受数字技术的影响，而表现出很多与之前的几代人截然不同的特点，比如在思维上更加具有发散性和联想性，在行动上更加具有跳跃性和离散性等，是“即插即用”型的一代学习者。因此，未来学习空间显然离不开信息技术的支撑，它既是数字技术不断进步的产物，也是新一代学习者必然的需求。
随着技术的发展和泛在学习概念的提出，课堂的时间与空间界限逐渐模糊，课堂将不再是一个封闭的空间，教学可以超越现有的专业壁垒、教学设施及办学条件，可以不受时空限制，延伸到学生的一切空间和时间，师生将从封闭的课堂逐渐转移到一个开放的、广阔的学习空间。在这里，正式学习和非正式学习相结合，即时学习和延时学习相结合，课内学习和课外学习相结合。这种教育范式的转换需要教师更多地把精力集中于让学生更好地学、更好地进行知识建构，教师更像是学生意义建构的促进者。
3．未来学习空间的设计原则
未来学习空间的设计应体现促进学习的目的，为教学提供最优化的环境。未来学习空间设计考虑的原则主要包括：
（1）要促进学习者的学习体验。课堂要让学生有充分实践的机会。改变传统课堂的教师讲授为主的“一言堂”，以学生活动和体验为主，促进学生在体验学习实践中掌握教学理念和教学方法，完成不断增加的挑战性任务，而不仅仅是汲取学科概念知识。
（2）要适合情境学习。网络和多媒体技术的应用，使情境学习成为可能。例如，对于学习英语的小朋友，与传统的坐在房间中练习中规中矩的语法和发音不同，可以在教室中通过多种方式与在异地的英国或美国人面对面，通过手势、眼神的辅助进行交流，语速快，表达随意，学习者能够使用情境线索理解交流的内容。
（3）要促进师生之间、学生之间的多重交互。学生积极投身班级的协作和小团体的交互活动中，这就是主动参与。课堂有多种不同类型的交互原则，其中教师与学生的联系、学生与学生的协作、快速课堂反馈、高期待的沟通应用得最普遍。为了优化课堂上学生与学生、学生与教师的交互，课堂的设计要求允许学生迅速地结对、形成小团体。这就要求课堂从传统的行、列排列的方式变为更加灵活的、允许多种组织的方式，课桌和椅子都要便于移动，进行重新排列组织。也就是说，课堂要适合不同类型的团体活动方式，既要便于学生进行头脑风暴，也要便于教师的协助指导。当然，是教师，而不是教室，决定了课堂的教学策略，但是教室的结构应便于策略的实施。
（4）扩展“课堂”的范围。虽然我们把重点放在教师和学生互动的课堂中，但是泛在学习使得课堂扩大到了更大的范围，将正式学习和非正式学习结合，设计课内和课外相结合的学习方式。
（5）要支持不同类型的学习。学生参与不同类型的学习，需要新的空间设计和支持技术，这种学习需要不同的配套环境，如设置与现实环境对应的虚拟学习支持系统、虚拟实验系统等，帮助学生进行协作和交流。
图3－3－2 未来学习空间的物理架构
4．未来学习空间的物理架构
未来学习空间设计和应用的理念就是要充分发挥课堂各组成要素之间良性的互动，目的在于构建能够有效促进学习者知识和技能的建构，问题解决以及创新能力的培养的学习空间。目前高互动的未来学习空间的实现主要依托多屏交互显示设备、触摸输入设备、即时反馈系统、课堂实录系统、远程互动系统以及智能化环境控制平台等相应的硬件和软件平台。作为能够体现人性化、智能化、开放性、混合性、交互性和生态性特性的未来学习空间，其物理架构主要呈现以下特点，如图3－3－2所示。
互动是未来学习空间的核心，未来学习空间的物理架构设计也要充分体现和围绕这一核心。在泛在网络环境支持下，由多屏显示、活动桌椅、智能环境控制系统、桌面平板电脑、无线反馈系统、远程互动系统、智能课堂实录系统等部分构成，体现、满足和促进人与人、人与技术、人与资源、人与环境、技术与技术、技术与资源、技术与环境、资源与环境、资源与资源、环境与环境等之间的良好互动。
（1）泛在网络环境。泛在网络环境是未来学习空间的信息与技术基础，提供泛在的无线接入环境，便于学习者、设备、资源相互之间的无缝连接。
（2）多屏显示。要了解多屏显示的学习空间，首先要了解什么是屏幕。目前，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，如电子白板、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。多屏显示的设计体现出未来学习空间是一种集成多种媒体的课堂，拥有多个显示终端，如，交互式电子白板（图3－3－3）、触控一体机（图3－3－4）等。多屏显示的学习空间是指能够借助多个屏幕同时显示多个信息片断的学习环境。
在未来学习空间中，有多块供教师的教学和幼儿学习使用的交互式屏幕。这些屏幕主要有：为教师提供教学用的交互式屏幕，为幼儿提供促进小组合作学习使用的小组展示汇报的交互式屏幕，还有教师和幼儿使用的终端的交互式屏幕。多个显示终端既便于大班教学和小组合作学习，也有利于学习资源的多角度显示。多屏环境除了能够显示信息外，教学者、学习者还能与之产生多元形式的互动。
图3－3－3 交互式电子
图3－3－4 触控一体机
（3）桌面触控电脑和平板电脑
桌面触控电脑具有多点触控的特点，触控屏幕大，形如一张大桌子。用户界面使用起来很直观易用（如图3－3－5）。平板电脑是一种小型、方便携带的个人电脑，以触摸屏作为基本的输入设备。允许使用者通过触控笔或数字笔来进行操作而不是传统的键盘或鼠标。其主要提供给学习者进行资源的获取，以及与教学者，其他学习者之间的互动、交流。如在幼儿教学中，老师可以随时操控小朋友的电脑，根据幼儿的需要及时帮助幼儿完成活动任务等。
图3－3－5 桌面触控电脑
（4）活动桌椅。人性化设计、灵活易拼装的活动桌椅主要方便教学者和学习者根据需求进行组合，可以组合成各种不同的形状，既可以适合于教师教学过程中的集体讲授，更适合于根据实际教学活动的需要，灵活的组织小组学习，进行游戏化学习，角色扮演等活动。如图3－3－6所示，常见的未来学习空间中的桌椅组合样式有：
图3－3－6 不同活动桌椅组合样式
①集体讲授时，可采取常见的行列式（秧田式）排列法、圆形排列法或弧形排列法。
②小组合作学习时，可采取分组式排列法或圆桌式，如图3－3－7所示。
图3－3－7 圆桌式桌椅组合样式
图3－3－8 未来学习空间的桌椅灵活组合
③进行游戏化学习或者角色扮演时可以采取圆形、弧形、马蹄形等。
④进行课堂讨论或情景对话时可以采取会议式排列法。
由于未来学习空间的课桌椅可以灵活方便地移动，也易于拼接，形成不同形状的组合如图3－3－8所示，所以在实际教学过程中，教师可以根据教学活动的需要，动态调整桌椅的排列，不一定是某一种固定的形式，可以在同一时间允许多种形式，只要这种组合样式利于教学活动的开展就可以。
（5）课堂反馈系统。未来学习空间里师生的互动不但频繁而且实时，课堂无线反馈系统，如图3－3－9所示，主要供学习者与教学者之间的互动，教学者可以根据教学过程的需要设计问题，学习者可以利用无线反馈系统回答，如图3－3－10所示，老师和幼儿的互动会非常清晰、细致且实时。
图3－3－9 课堂无线反馈系统
图3－3－10 课堂无限反馈系统的教学应用
（6）课堂远程交互系统。课堂远程交互系统，如图3－3－11所示，能够实现本地课堂与国内其他地区学校或他国学校进行实时课堂互动，方便不同学校学习者之间的合作，促进不同文化之间的交流，有助于学习者全球观的形成。教师在组织幼儿在开展主题活动时可以通过该系统请求主题活动的指导专家解答小朋友的困惑，同时也可以通过课堂远程交互系统与幼儿家长进行交流、互动等。
（7）智能课堂实录系统。智能课堂实录系统，如图3－3－12所示，可以对课堂中学习者的学习过程，包括自我学习和小组协作学习等的过程进行记录并储存，方便教学者和学习者在课后进行学习过程的回放、反思。
图3－3－11 课堂远程交互系统
图3－3－12 智能课堂实录系统
（8）智能环境控制系统。智能环境控制系统主要基于RFID的物联网技术，根据学习者学习的需要对课堂内的光、电、声、温进行控制，还可以根据课堂外的光照条件调节照明，根据季节气候的不同调节温度，根据学习空间内的声场环境调节声音系统等。
总的来说，未来学习空间的物理架构设计呈现出以互动为核心，多屏显示、多元互动、资源丰富、形式易变、虚实结合等诸多特点，体现了后现代的特征。
5．未来学习空间的功能分析
未来学习空间作为一个泛技术支持下的课堂，以学习者为中心，促进学习者的学习和发展。要实现这一理念，必须有相应的环境及在这一环境中的活动支持，其环境和活动应体现在为学习者在课堂中的个性化学习和社会化学习提供良好的支持。物理环境设计也应体现当前及未来空间设计的新理念。未来学习空间应该具备以下功能：
（1）泛在网络、无缝接入；
（2）提供可调节桌椅，桌椅组合形式多变；
（3）多屏显示、方便合作；
（4）课堂实录、利于自学；
（5）虚实结合、扩展资源；
（6）智能控制、以人为本。
（二）基于未来学习空间的教育活动
在未来学习空间的物理架构和技术支持下，课堂的教与学活动也呈现出不同的特征，未来学习空间中活动设计更多地凸显未来学习空间的设计理念，促进和支持学习者的个体学习和社会化学习，培养学习者面向21世纪的技能。基于未来学习空间的具体教育活动设计体现在教学者借助未来学习空间的设备和系统进行教学活动的实施，以及学习者借助学习终端和系统进行学习，以及利用公共显示屏进行小组合作学习。
由于未来学习空间中各种信息装备的支持，课堂中教与学活动不再局限于有限的物理课堂内，而是可以延伸到课堂外，将课内、课外连为一体，也可以将现实的课堂与远端的课堂连为一体，突破传统的物理空间的限制，使得学习者可以根据自己的学习需要进行学习以及与远端课堂内的学习者进行交流和合作。
1．教师的活动设计
基于各种信息装备的支持，未来学习空间的教学应该是课前、课中、课后一体化设计的。
（1）课前。课前的教师活动主要包括课前的备课工作，教学者可以利用自己的交互终端备课，将幼儿需要准备的活动物品或者材料推送到家园共育平台，并将备课资源（包括集中授课用课件、情境创设用资源等）上传到学习教学资源库中。
（2）课中。在课中，教学者进行的活动主要包括利用交互终端和教学显示屏进行教学情境的创设以及小组探究任务的布置等，以及接受幼儿在活动过程中的即时反馈（包括对自己教学节奏快慢的反馈以及教学过程所需设置的反馈），并依据反馈结果及时调整自己的教学进度、节奏或者进行教学补救等。在教学中，如需与远程课堂、专家、家长进行互动，或者是将生活和工作场景接入课堂，教师可以启用课堂在线互动系统来进行。另外，在幼儿进行小组合作、探究学习的过程中，教师要在教室中巡视指导，并根据情况参与小组的讨论和交流。这种形式的师生互动，可以促进教师与幼儿之间和谐关系的形成，为幼儿的学习创建良好的心理环境。
有些情况下会需要教学支持者参与到教育活动中，教学支持者的活动主要是在课堂教学过程中帮助教师和幼儿解决遇到的技术问题，以及在小组合作时可以帮助教师对小组学习进行指导和参与小组交流。
（3）课后。在课后，教学者可以利用课堂实录系统记录的课堂教学视频进行分析，反思教学过程，撰写反思日志，促进教学水平的提高，也可以利用交互终端，通过家园共育平台，与幼儿家长进行交流互动。
2．幼儿的活动设计
与教师的活动设计一样，幼儿的活动设计也分为课前、课中和课后3个阶段，未来学习空间中的幼儿活动包括课前的预习、课中的学习和课后的复习等。但是考虑到小朋友的心理和生理特点，幼儿阶段的教育活动重在培养幼儿对周围环境的探索兴趣，运用观察、游戏、实验等多种方法进行探索的能力。因此针对学前儿童开展的教育活动中幼儿的活动设计重在课中阶段的活动实施过程。
在课中，幼儿可以利用移动终端接受教师推送的活动资源，并利用“按按按”（课堂即时反馈）系统对教学者设置的交流或者测试的题目进行反馈，也可对教学者的教学节奏的快慢和授课音量的高低进行反馈，这些信息都将汇总呈现在教师的交互终端上。在小组学习过程中，幼儿的学习终端都可以与教室内公共显示屏，包括小组交流用的显示屏以及教师用的教学显示屏进行交互，以便幼儿将自己的学习成果或者需要进行交流讨论的内容投影到公共显示屏中，供小组成员讨论或全班展示、交流等时使用。除了小组交流、合作探究、大班交流展示外，幼儿还可以根据学习需要进行游戏、角色扮演等活动。在进行游戏、角色扮演时，幼儿可以利用未来学习空间的显示和音响设备等进行游戏场景或者角色扮演情境的创设。
幼儿活动的课前预习、课后复习阶段主要是在家长和老师双方积极的配合下共同完成的。教师通过家园共育平台将小朋友课前需要预习的内容、课后的复习内容通知幼儿家长，通过家长的配合和引导，帮助幼儿完成课前的预习和课后的复习。
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