2011年颁布的《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》指出,到2020年基本实现所有地区和各级各类学校宽带网络的全面覆盖。基础教育信息化以促进义务教育均衡发展为重点,以建设、应用和共享优质教育资源为手段,帮助所有适龄儿童和青少年学习,缩小城乡数字化差距,促进所有学校师生享用优质教育资源,开足、开好国家课标规定课程。《规划》·明确教育信息化发展路径是推进信息技术与教学融合,建设智能化教学环境,利用信息技术开展启发式、探究式、参与式教育,倡导网络校际协作学习。教师资源是最重要的教育资源。教育实现公平首先是教师资源的配置均衡。实际情况是教师资源配置城乡失衡问题长期存在。解决这个问题的基本思路是通过各种政策手段把优质教师资源输送到农村去,但优质的教师资源向城市聚集的趋势显著。实践证明,城乡间存在的差异性使得政策配置教师资源不能完全消除城乡教育发展的不均衡和鸿沟。随着信息技术的发展,基于视频互动的同步课堂逐步成为解决这一问题的有效办法。但现存的同步课堂存在教学环境不完善、教学模式不丰富、教学效果不理想等问题,迫切需要对现有的同步课堂教学环境进行改善与优化,探求有效的应用模式、评价方法。论文利用文献调研、数学建模和实验教学等方法,开展基于视频互动的同步课堂教学环境系统设计,探索基于视频互动的同步课堂教学模式和策略,分析基于视频互动的同步课堂的教学效果评价方法和有效性。论文主要贡献体现在:(1)设计了新型的基于视频互动的同步课堂教学环境。通过对现有同步课堂教学环境考察、剖析的基础上,结合现代教学理论,设计了具有远程同步双向交互特征的同步课堂教学环境。该同步课堂教学环境系统具有主播教室和同步教室同步共享教师资源、远程互动教学、生—生互动等典型特征。通过系统集成应用证明,基于视频互动的同步课堂教学环境设计方案具有可行性。(2)探索了基于视频互动的同步课堂教学模式优化与改进策略。在分析单一课堂中讲授式、讨论式、探究式等经典教学模式的基础上,探索了在新型的基于视频互动的同步课堂教学环境下开展各种模式教学活动的互动方式和教学程序。(3)分析了基于视频互动的同步课堂的互动参与特征。针对现实同步课堂中同步班级学生课堂互动参与度显著低于主播班级的现象,论文首先提出了远程(同步教室)与本地(主播教室)相比较的同步课堂教学参与度评价方法;其次,结合实例研究,归纳出基于视频互动的同步课堂教学参与度特征,使同步班级学生和主播班级学生具有趋于一致的课堂教学互动参与度。(4)基于视频互动的同步课堂教学有效性分析。设计系列教学活动,采用问卷调查、知识测验等实证方法,证明本研究所设计的基于视频互动的同步课堂教学环境、教学模式能带来较可靠的教学效果。研究的主要成果适用于城市和农村中小学之间开展基于视频互动的同步课堂教学,或者其他任何需要共享优质教师资源的教育机构之间开展此类教学。本研究成果为优质教师资源的优化配置提供可靠的新途径。