基於ITIAS的智慧課堂師生互動行為研究

構建了智慧課堂師生互動分析模型。該模型將師生互動分為課前、課中、課後環節,泛在采集師生互動數據,篩選有效數據,進行形式化編碼、轉換,通過師生互動行為進行分析,診斷智慧課堂師生互動存在的問題,提出了在智慧課堂環境下師生互動行為的特征。

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一、引言

隨著雲計算、大數據、物聯網、人工智能等新技術與教育持續融合,課堂教學數據采集與分析、課堂師生互動交流、學習過程評價與反饋,以及個性化輔導等環節均發生了質的飛躍。傳統課堂教學環境具有了數字化、智能化的要素,成為新型的“智慧課堂”。

國外對智慧課堂研究主要包括三個方麵:第一,學習方式的個性化、自主化和多元化;第二,關注學習活動本身的學習模式建構;第三,智慧課堂技術手段對學習的促進作用。國內對智慧課堂的研究大多數是理論層麵的,對智慧課堂環境中的師生互動分析研究較少。

目前,大學課堂主要由教師、學生、教材、黑板、“PPT+大屏幕”等元素組成。師生互動交流貧乏,缺少采集工具,缺少師生互動交流的有效性分析。智慧課堂支持技術主要由交互式白板、移動通信網絡、學習終端設備、錄音錄像設備、課堂教學管理係統等組成。課堂教學管理係統支持師生互動數據采集、存儲和分析。

二、研究設計

1.智慧課堂師生互動分析模型的設計

課堂教學互動通常被認為是在某一環境下師生雙方根據某個話題而展開的相互交流、共同探討從而相互影響的教學活動,在師生互動時可采用技術作為輔助支撐、論點查詢的教學過程。它包含人、技術、資源、環境四個方麵。[1]智慧課堂的互動是指在信息技術的支撐下教師和學生不僅可以進行麵對麵的師生交流,還可以在技術的支持下進行線上和線下的交流,創設了師生、生生、師與技術、生與技術互動的環境,提供了大量支持高互動的資源與工具等。

傳統課堂的教學流程通常采取“5+4流程”結構,[2]由教師的教和學生的學構成,教師“教”的過程是指,課前教師備課,課中教師講課、提問、布置作業,課後教師批改作業;而學生“學”是指,課前預習,課中聽課、回答問題,課後完成作業。整個過程形成了“課前、課中、課後”持續發展的課堂教學循環。但在傳統課堂模式中,“教”與“學”的互動方式僅僅是通過言語互動,缺乏深入的互動交流。

智慧課堂的教學流程采用“11+10”結構,[3]課前教師製作教學材料,在製作材料時可以選擇多種媒體形式,比如可以選擇在某個主題方麵比較有權威性高校教師的視頻,經過自己剪輯,編輯成既符合本校教學目標又能給學生帶來深刻啟發的微視頻。根據知識點的要求可以編寫課後題。將這些資源發布到平台上,學生在課前能夠根據教師發布的資源進行自主預習。然後可以將自己的疑惑發布到平台上,與教師和同學進行交流,也可以將自己的學習心得體會發布出去。教師根據學生學習停留的時間,發布的疑問、心得體會這些數據,針對性地修改教學方案。課中教師根據學生的問題進行講解,教師講解的內容通常都是拓展知識的延伸。在講解的時候教師采用信息化手段創設情境,教師可以將自己的教師機、手機、APD等設備通過無線傳輸到多個一體機上實現多屏教學,在講解完問題後,教師可以根據問題布置新任務讓學生展開合作探究等活動並完成學習任務。教師可以讓學生在規定時間內答題,然後進行測試,讓學生知識得到鞏固內化。並對學生的表現進行點評和讓學生進行問卷反饋。在課後根據學生的情況進行針對性輔導,讓學生的知識真正得到內化。其整個教學活動師生間的互動如圖1所示。

2.內容分析工具設計

ITIAS是在信息技術初期提出來的,其教學環境由多媒體教櫃、PPT、投影機組成,對技術的劃分比較簡單。對人與技術的互動方麵停留在把技術作為一種輔助手段階段,教師上課呈現教學資源,學生使用展示的教學內容以及觀看資源。智慧課堂有人機交互、課程錄製、物聯控製、統一管理等功能,增加了許多支持互動的設備,比如交互式一體機、平板等。教師在上課時進行知識擴展需要使用多種設備進行資源展示,在APP上隨時可以查看學生的學情數據,學生可以多屏展示自己的學習成果,這種立體循環的互動模式可以使互動高效。將ITIAS無法實現的教師邊講授邊展示資源或分享評價作品等教學行為描述出來。因此,將人與技術分為“直接作用”和“間接作用”。直接作用指觀察期間的唯一行為是教師或學生使用技術,間接作用指觀察期間既有教師講課也伴隨著教師使用技術展示資料或進行分析。如圖2所示,其中顏色的深淺代表“間接作用”中人與技術互動的不同類型,將教師使用技術與學生使用技術做了細的劃分,如表1所示。

3.數據采集

本研究按照智慧課堂環境下課堂教學互動分析編碼表進行編碼,對教學視頻按照3秒取樣作為觀察記錄數據。45分鍾的教學視頻大約記錄600~800個編碼,它們表達著按時間順序課堂上發生的一係列事件,對這些數據進行分析,可以揭示課堂教學中師生的語言互動、教學的結構等教學行為。


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