基于計(jì)算機(jī)平臺的交互式教學(xué)模型研究

賀佃忱, 董運(yùn)來

(1. 沈陽師范大學(xué) 人事處, 沈陽 110034; 2. 沈陽師范大學(xué) 國際商學(xué)院, 沈陽 110034)

基于計(jì)算機(jī)平臺的交互式教學(xué)模型研究

賀佃忱1, 董運(yùn)來2

(1. 沈陽師范大學(xué) 人事處, 沈陽 110034; 2. 沈陽師范大學(xué) 國際商學(xué)院, 沈陽 110034)

計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展為各種教育發(fā)展帶來機(jī)遇和挑戰(zhàn),計(jì)算機(jī)應(yīng)用于教學(xué)改革中,極大地提高了教學(xué)效率,快捷方便的管理也增加了教育的優(yōu)勢。尤其為了提高教育的教學(xué)效果,文章提出了一個基于計(jì)算機(jī)平臺的交互式教育訓(xùn)練模型。首先,介紹了現(xiàn)代體育教育存在的問題;其次,分析了交互式教學(xué)模型的可行性,提出了交互式教學(xué)體育評價系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建了可伸縮的安全計(jì)算機(jī)平臺架構(gòu);最后,建立交互式教學(xué)策略模型。研究了基于計(jì)算機(jī)平臺的交互式教學(xué)策略的實(shí)踐方法,以體育教育為研究對象來分析交互式教學(xué)模型的優(yōu)勢,分析了體育教學(xué)互動教學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)此教學(xué)模式提高了學(xué)生的自我效能感?；谟?jì)算機(jī)平臺的交互式物理訓(xùn)練模型具有良好的教學(xué)效果。

計(jì)算機(jī)交互模型; 教育; 可行性; 可伸縮的體系結(jié)構(gòu)

0 引 言

課堂教學(xué)[1-2]是非常普遍的一種教學(xué)方式,是學(xué)校教學(xué)工作的最基本形式,同時也是培養(yǎng)學(xué)生能力的基本形式,是提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的重要組成部分。課堂是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,課堂教學(xué)是良好的,課堂上學(xué)生的注意力集中,思維開放,能夠快速回答問題,學(xué)生與教師之間的關(guān)系也可以良好協(xié)調(diào);相反,學(xué)生們就會情緒低落,無精打采,教師和學(xué)生之間的協(xié)調(diào)不佳。研究生課程教學(xué)也不例外。

目前,研究生招生人數(shù)繼續(xù)增加,專業(yè)類別也在增加。2009年,國家開始招收全日制體育碩士研究生。與以往對體育教學(xué)碩士學(xué)位的研究相比,其培養(yǎng)目標(biāo)主要是應(yīng)用于培養(yǎng)高水平和應(yīng)用型人才。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),試點(diǎn)高校積極探索有效的教學(xué)方法。然而,在現(xiàn)階段的體育教學(xué)模式中,當(dāng)前我國研究生,因?yàn)閷W(xué)生主體性的形成和發(fā)展機(jī)制嚴(yán)重缺乏,受傳統(tǒng)教學(xué)觀念影響,在課堂教學(xué)過程中,教師的說和學(xué)生的聽現(xiàn)象來說,簡單的傳授知識非常普遍,這嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此,近年來,教育改革的發(fā)展趨勢在教學(xué)與學(xué)習(xí)過程中日益突出,互動教學(xué)[3-5]模式應(yīng)運(yùn)而生?；咏虒W(xué)是Palincsar(1982年)提出的,然后得到了進(jìn)一步的研究和發(fā)展。最經(jīng)典的一個例子是McCray教授做了關(guān)于美國互動的實(shí)驗(yàn)研究,他把學(xué)生分成了12組來合作學(xué)習(xí)。通過計(jì)算機(jī)把問題交給學(xué)生,然后課堂討論學(xué)生對問題的看法。通過學(xué)生的回答可以知道這些基本概念對于學(xué)生來說是否困難,這種快速的反饋能使老師及時解決學(xué)生的問題。因此,可以建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式,探討獲取知識的主要途徑。在我國目前的體育教學(xué)研究中,“互動”教學(xué)的定義和內(nèi)涵還沒有形成一個統(tǒng)一的認(rèn)識。一種觀點(diǎn)是“互動教學(xué)法”,它是第一個為老師提供示范指導(dǎo)的,逐漸從指導(dǎo)到幫助和促進(jìn),然后學(xué)生調(diào)整自己的學(xué)習(xí)過程。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為,互動教學(xué)模式是基于教師和學(xué)生背景的互動教學(xué)方法。前者強(qiáng)調(diào)互動教學(xué)的過程,后者突出其內(nèi)涵和特點(diǎn)。事實(shí)上,互動教學(xué)接受學(xué)習(xí)者的相互支持和促進(jìn),教師應(yīng)該幫助學(xué)生討論,學(xué)生演講的評價應(yīng)該能夠引導(dǎo)學(xué)生做出更有建設(shè)性的回答。

1 交互式教學(xué)的可行性分析

交互式教學(xué)是要更加注重人與人之間的交流。對教學(xué)資源的要求較高,如課堂教學(xué)中不止一位教師,許多教學(xué)網(wǎng)站等。老師要求:每個班都有1個老師,至少有3個老師一起聽學(xué)生們討論,相互幫助提高分?jǐn)?shù)?；邮浇虒W(xué)要求教師在面對不同專業(yè)方向的學(xué)生時,要有廣泛的知識,要聽他們的演講,并及時給予評價。教師應(yīng)該具有專業(yè)精神,提前討論問題,盡可能參與討論。教學(xué)對象要求:有一定的專業(yè)知識,能夠根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)收集信息,分析老師上課前提出的問題,解決問題。綜合多學(xué)科課程是適當(dāng)?shù)?以幫助不同專業(yè)方向的學(xué)生表達(dá)不同的觀點(diǎn)。教學(xué)組織形式:集體教學(xué)、集體學(xué)習(xí)、個體學(xué)習(xí)多種形式。教學(xué)過程組織應(yīng)緊密,需要與學(xué)生多次溝通,課堂安排討論問題,指導(dǎo)學(xué)生在課堂上討論,學(xué)生發(fā)言后發(fā)表評論,課后發(fā)言。其他教學(xué)資源:需要大量的教學(xué)場所供學(xué)生討論;多媒體,以增加信息量;一個更全面的圖書館和信息資源,供學(xué)生獲取信息。教學(xué)資源需要統(tǒng)一協(xié)調(diào),教師發(fā)揮主導(dǎo)作用,教學(xué)過程組織是基礎(chǔ),小組合作是關(guān)鍵[6]。

2 交互式教學(xué)評價函數(shù)設(shè)計(jì)

在此評價系統(tǒng)中,適應(yīng)度函數(shù)f(x)表明了測試屬性與染色體(以經(jīng)典遺傳算法為例)要求之間的誤差是明顯的,適應(yīng)度函數(shù)可以反映測試屬性和需求之間的差異。適應(yīng)度函數(shù)f(x)越小,性能越好。這也是考卷的要求。使用知識點(diǎn)誤差來表示動態(tài)調(diào)整的知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況。指定參數(shù)的值是Ai+Di×18。其中,Ai為問題的答案,Di為問題的困難度。Ci的使用表達(dá)了指定比率的第i個標(biāo)題,定義如下:

其中n是染色體K中的基因數(shù)量的整體得分。

染色體中K個知識點(diǎn)的誤差是

其中:Ckk為第K個染色體中知識點(diǎn)的權(quán)重;C1k為第1個染色體中知識點(diǎn)的權(quán)重。知識點(diǎn)整體誤差是:

其中n是知識點(diǎn)的總數(shù)。在這個評價系統(tǒng)中,在適應(yīng)的程度上,適應(yīng)性自我測試設(shè)計(jì)的通常方法是不同的。評價試卷適應(yīng)性程度的設(shè)計(jì)公式為:

在這個公式中,R用來表達(dá)在染色體中知識點(diǎn)的整體誤差,φ用于表示基因位點(diǎn)的使用,以及染色體所指定的測試時間的誤差,γ是指染色體中基因位點(diǎn)的平均困難和測試難度的誤差,ξ指每個項(xiàng)目的暴露程度。為了有效地將尺寸誤差,相關(guān)權(quán)重比例,公式(5)中的誤差權(quán)重值在實(shí)際應(yīng)用中得到。很明顯,該基因的f值越小,其對基因的適應(yīng)程度越高。在遺傳算法的實(shí)際應(yīng)用中,如果一個基因的適應(yīng)度值小于指定值或迭代次數(shù),就會終止運(yùn)算,生成新的染色體。用于收斂時期自我測試的設(shè)計(jì),

其中,Φt是染色體中動態(tài)知識點(diǎn)的動態(tài)權(quán)重誤差,這里介紹了學(xué)生知識點(diǎn)學(xué)習(xí)情況評估的權(quán)重因子Cs,

Csp是知識點(diǎn)的平均正確率,即所有考生的總分和知識點(diǎn)的總分的比例。Csk是在正確的知識評估過程中自我測試的學(xué)生數(shù)。即評價中知識點(diǎn)的總分和總分的比值。不難看到,0

知識整體誤差:

其中,n是知識點(diǎn)的總數(shù)。從以上公式可以看出,染色體上的知識點(diǎn)的權(quán)重可以自行測試學(xué)生動態(tài)變化[7-9]知識點(diǎn)的準(zhǔn)確性。

3 可擴(kuò)展的安全計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)建模

圖1 可擴(kuò)展的安全計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)體系Fig.1 Extensible security computer architecture system

可伸縮的安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)[10-13]的層次結(jié)構(gòu)如圖1所示,系統(tǒng)由3個處理器和3個冗余管理單元組成。處理器內(nèi)部軟件結(jié)構(gòu)可分為3大部分:即底層操作系統(tǒng)、中間層平臺軟件、上層應(yīng)用軟件。在功能上,處理器完成數(shù)據(jù)處理、狀態(tài)表決等,冗余管理單元功能也十分強(qiáng)大,它不僅可以輸出同步信號、進(jìn)行故障隔離、系統(tǒng)降級,也可以進(jìn)行系統(tǒng)重構(gòu)等非功能性任務(wù)。一般來說,處理器是一個數(shù)據(jù)計(jì)算和冗余管理計(jì)算單元的系統(tǒng),RM是冗余管理的執(zhí)行單元。

應(yīng)用軟件是整個安全計(jì)算平臺的服務(wù)對象,系統(tǒng)為應(yīng)用軟件提供高可靠的數(shù)據(jù)。應(yīng)用軟件是指系統(tǒng),或者平臺軟件對他們是透明的。在實(shí)時操作系統(tǒng)和安全平臺軟件的保護(hù)下,應(yīng)用軟件只需要注意應(yīng)用程序的功能要求。平臺軟件是處理器單元和整個系統(tǒng)的核心。它以特定的方式加載應(yīng)用軟件,這是安全計(jì)算機(jī)的核心體現(xiàn)。

4 交互式教學(xué)策略的實(shí)現(xiàn)

互動式教學(xué)策略模型如圖2所示。

圖2 互動式教學(xué)策略模型Fig.2 Interactive teaching strategy model

建立以學(xué)生為中心的概念是互動式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代社會的進(jìn)步,終身體育理論的實(shí)施已被廣泛接受,使這項(xiàng)運(yùn)動貫穿于人們的整個生活,讓大家所熟知。在學(xué)校里,體育教學(xué)應(yīng)該除陳去舊,改變過去的落后觀念,一切以學(xué)生為中心,創(chuàng)造盡可能多的學(xué)習(xí)機(jī)會,使學(xué)生學(xué)習(xí)不受時間和地點(diǎn)的約束。體育教學(xué)應(yīng)反映學(xué)生的具體學(xué)習(xí)特點(diǎn),學(xué)生是教學(xué)當(dāng)中的核心,在教學(xué)當(dāng)中,如果學(xué)生有任何需求在不違背基本的教育前提下,都應(yīng)當(dāng)滿足,選擇和發(fā)展學(xué)生的教育活動,安排相應(yīng)的課程和教學(xué)。目前,“高中體育教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)置了五項(xiàng):體育參與、運(yùn)動技能、身體健康、心理健康、社會適應(yīng)。這些目標(biāo)是一個完整的整體,充分體現(xiàn)了體育課程是一個基于特征和生理、心理、社會適應(yīng)三維健康的體育鍛煉。圍繞學(xué)校和教師在實(shí)施“標(biāo)準(zhǔn)”的過程中,要充分注意五個方面的具體目標(biāo),特別是加強(qiáng)心理健康和社會適應(yīng)兩個方面,以促進(jìn)高中體育課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。合理設(shè)置教學(xué)單元是互動教學(xué)的條件。體育互動教學(xué)質(zhì)量與班級的班級人數(shù)密切相關(guān)。從我國目前的形勢來看,對于那些超過六十多人的班級來說,提高高中體育教學(xué)質(zhì)量有很大的困難。因此,體育教學(xué)的互動式教學(xué)應(yīng)在小班教學(xué)的教學(xué)中進(jìn)行,以提高教學(xué)質(zhì)量,提高體育教學(xué)效率是十分重要的。此外,有條件的高中體育課程主要以男女的形式上課,這是因?yàn)殡S著年齡的增長,男女學(xué)生之間的差異變得越來越重要,比如身體健身、技能、興趣愛好等。為了促進(jìn)教師的教學(xué),通常的做法是把兩個平行的班級排成一排,然后由班上的老師和班上的另一名老師負(fù)責(zé)兩個班。這種方法大大促進(jìn)了體育教師備課和高中教學(xué)的布局,提高了體育互動教學(xué)的效果。最后,互動體育教學(xué)應(yīng)以學(xué)生的興趣愛好為基礎(chǔ)。這有助于進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對體育的興趣,促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成堅(jiān)持體育鍛煉的習(xí)慣。提高體育教學(xué)的互動教學(xué)方法是互動教學(xué)的核心。在體育教學(xué)中,互動教學(xué)的核心是“互動”,使師生互動真正意義上,學(xué)生需要積極主動地參與教學(xué)活動,同時,師生之間的關(guān)系應(yīng)該是和諧、放松的。首先,體育教學(xué)的互動教學(xué)應(yīng)促進(jìn)適當(dāng)?shù)那榫车慕ⅰW(xué)生在體育教學(xué)中處于直接設(shè)計(jì)或間接控制體育教師的情境下,情境應(yīng)具有學(xué)生運(yùn)動動機(jī)的作用。教師在體育教學(xué)活動中可以注重激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在動機(jī)。學(xué)習(xí)目標(biāo)的學(xué)生渴望一種嘗試的心態(tài)和強(qiáng)烈的成功欲望。因此,在體育組織中,根據(jù)教師的情況需要精心設(shè)計(jì),讓學(xué)生通過觀察、對比和實(shí)驗(yàn)來提高他們參與動機(jī)的活動。體育活動的產(chǎn)生應(yīng)充分調(diào)動學(xué)生的歸屬感。體育活動不是一個人的活動,而是在體育教育和培訓(xùn)中人際交流的高頻特征,讓學(xué)生認(rèn)識到教師的身份認(rèn)同、接受和歸屬感。

在體育互動教學(xué)建立當(dāng)中專業(yè)體育教師是關(guān)鍵的一部分。教師的素質(zhì)與教學(xué)質(zhì)量成正比,因此只有通過提高教師的整體素質(zhì),才能有效的提高體育教學(xué)質(zhì)量。體育教育的特殊性和自身的特點(diǎn)給教師帶來了很大的挑戰(zhàn)。體育教師不僅對于學(xué)生的身體健康提供有效的指導(dǎo),最重要的還要應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和技能。自學(xué)能力是決定教育質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力需要教師在面對的過程中貫徹“遠(yuǎn)”的原則,留給他們思考的空間。教師必須掌握先進(jìn)的教學(xué)方法,滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)信息的要求,社會教師應(yīng)具有知識結(jié)構(gòu)的發(fā)展,提高體育教學(xué)的教學(xué)效率,適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。此外,體育教師的穩(wěn)定和高水平是體育教師建設(shè)的長期戰(zhàn)略選擇。學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)對體育教師的新知識、新思想培訓(xùn),從質(zhì)的方便給予提升,體育教師應(yīng)有對體育教學(xué)進(jìn)行體育教學(xué),研究適合學(xué)生的體育教學(xué)方法,從而擺脫傳統(tǒng)的體育教學(xué)模式,提高互動式體育教學(xué)質(zhì)量。

5 結(jié)果及分析

自我效能感量表[14-15]是用來指國家男性和女性對自己行動的控制或主導(dǎo)(一般來說,全國大學(xué)生GSES得分是2.69+0.57和2.55+0.57),修改一個標(biāo)準(zhǔn)差的平均值用來選擇高自我效能感量和低自我效能感量組,參加問卷調(diào)查的2011級和2010級師范大學(xué)體育碩士,GSES得分高于標(biāo)準(zhǔn)差(超過2.69+0.57和2.55+0.57)在高自我效能感量組中,GSES得分低于標(biāo)準(zhǔn)偏差(少于2.690.57和2.550.53)在低自我效能感量組中,其他人則是一般效能感量組。對學(xué)生在互動教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)進(jìn)行了比較分析,結(jié)果如表1所示。

表1 實(shí)驗(yàn)前后學(xué)生自我效能感量的比較Tab.1 Comparison of before and after student self-efficacy

在實(shí)驗(yàn)組中,高自我效能感量的數(shù)量從10個增加到20個,比例從21.3%上升到34.7%,也就是說,人數(shù)大大提高了。一般有效能感量組的男生人數(shù)從55人減少到49人,比例從77.9%下降到71.4%,略有下降。低自我效能感量組的人數(shù)從5人到3人,比例從7.1%下降到4.2%。通過數(shù)量和比例的變化趨勢中可以看到交互式教學(xué)模式,高自我效能感量的數(shù)量已經(jīng)大大提高,與此同時,低自我效能感量也有一定數(shù)量的下降,互動教學(xué)方法提高了學(xué)生的自我效能感量。在實(shí)驗(yàn)組中,互動教學(xué)模式,以及學(xué)習(xí)過程,學(xué)生交流,合作,避免弱點(diǎn),繼續(xù)與老師一起探索,豐富和提高自己的知識,學(xué)生對自己更加自信。因此,實(shí)驗(yàn)組在崗位測試中,高自我效能感量群體的數(shù)量顯著增加,低自我效能感量群體的數(shù)量減少。

6 結(jié) 論

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及,計(jì)算機(jī)平臺已被應(yīng)用于體育教學(xué)的交互式教學(xué)。分析了交互式教學(xué)的可行性,建立了基于理論的交互式教學(xué)策略模型,提出了教學(xué)策略的實(shí)現(xiàn)途徑?；咏虒W(xué)模式可以在一定程度上提升學(xué)生的整體自我效能感,并在促進(jìn)體育教學(xué)中發(fā)揮更大的作用。

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Studyoncomputerplatform-basedinteractiveeducationmodel

HEDianchen1,DONGYunlai2

(1. Department of Personnel, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China; 2. College of International Business, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

The rapid development of the computer brings opportunities and challenges for a variety of education development. The application of computer in teaching reform has greatly improved the teaching efficiency, and the quick and convenient management has also added the advantage of education. Especially in order to enhance the physical education’s teaching effect. This paper presents a platform based on computer interactive model for the education training. First, this paper introduces the problems of modern physical education. Second, it analyzes the feasibility of interactive teaching model, then the mathematical model of interactive teaching physical education evaluation system is put forward. Finally, the scalable architecture of safety computer platform and interactive teaching strategy model are set up. This paper studies the practice method of interactive teaching strategies based on computer platform, physical education is as the research object to state the advantage of interactive teaching model, and analyzes the experimental data of sports teaching interactive teaching. It is noted that this teaching mode can improve the students’ self-efficacy. Therefore, the new teaching method has good teaching effect in modern education.

Computer interactive model; Education; Feasibility; Scalable architecture

2017-08-15。

2017年國家社會科學(xué)基金青年項(xiàng)目(17cty008)。

賀佃忱(1981-),男,遼寧海城人,沈陽師范大學(xué)講師,碩士。

1673-5862(2017)04-0508-05

TP391.9

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2017.04.025