基于ITIAS的智慧課堂師生互動行為研究

楊 威，崔 瑩

（山西師范大學 教育科學學院，山西 臨汾 041000）

一、引言

隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術與教育持續(xù)融合，課堂教學數(shù)據(jù)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(huán)節(jié)均發(fā)生了質的飛躍。傳統(tǒng)課堂教學環(huán)境具有了數(shù)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面：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(shù)是理論層面的，對智慧課堂環(huán)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(wǎng)絡、學習終端設備、錄音錄像設備、課堂教學管理系統(tǒng)等組成。課堂教學管理系統(tǒng)支持師生互動數(shù)據(jù)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(huán)境下師生雙方根據(jù)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(huán)境四個方面。[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面對面的師生交流，還可以在技術的支持下進行線上和線下的交流，創(chuàng)設了師生、生生、師與技術、生與技術互動的環(huán)境，提供了大量支持高互動的資源與工具等。

傳統(tǒng)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(yè)，課后教師批改作業(yè)；而學生“學”是指，課前預習，課中聽課、回答問題，課后完成作業(yè)。整個過程形成了“課前、課中、課后”持續(xù)發(fā)展的課堂教學循環(huán)。但在傳統(tǒng)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]課前教師制作教學材料，在制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面比較有權威性高校教師的視頻，經(jīng)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(fā)的微視頻。根據(jù)知識點的要求可以編寫課后題。將這些資源發(fā)布到平臺上，學生在課前能夠根據(jù)教師發(fā)布的資源進行自主預習。然后可以將自己的疑惑發(fā)布到平臺上，與教師和同學進行交流，也可以將自己的學習心得體會發(fā)布出去。教師根據(jù)學生學習停留的時間，發(fā)布的疑問、心得體會這些數(shù)據(jù)，針對性地修改教學方案。課中教師根據(jù)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(chuàng)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?shù)蕉鄠€一體機上實現(xiàn)多屏教學，在講解完問題后，教師可以根據(jù)問題布置新任務讓學生展開合作探究等活動并完成學習任務。教師可以讓學生在規(guī)定時間內答題，然后進行測試，讓學生知識得到鞏固內化。并對學生的表現(xiàn)進行點評和讓學生進行問卷反饋。在課后根據(jù)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。

圖1 教學活動師生間的互動過程

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(huán)境由多媒體教柜、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面停留在把技術作為一種輔助手段階段，教師上課呈現(xiàn)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、課程錄制、物聯(lián)控制、統(tǒng)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(shù)據(jù)，學生可以多屏展示自己的學習成果，這種立體循環(huán)的互動模式可以使互動高效。將ITIAS無法實現(xiàn)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(shù)據(jù)采集

本研究按照智慧課堂環(huán)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(shù)據(jù)。45分鐘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(fā)生的一系列事件，對這些數(shù)據(jù)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。[5]

三、ITIAS在課堂教學分析中的應用

本文的樣本選自山西師范大學課改教師開設的一門《現(xiàn)代教育技術應用》課程，在智慧教學環(huán)境下使用錄播軟件將其中一節(jié)課錄制下來，通過智慧課堂環(huán)境下的課堂教學互動分析編碼表做分析，可以揭示課堂教學中師生的語言互動、教學的結構，以及行為模式和風格。

1.教學結構分析

在傳統(tǒng)的教學環(huán)境下，由于學生接觸多媒體的機會少，教學互動也是簡單地通過提問、做題等互動方式，因此大多數(shù)課堂依然是以教師為主的課堂。智慧課堂環(huán)境下由于師生互動的方式比較多，更有利于學生主動性的發(fā)揮。

如圖3所示，在智慧課堂環(huán)境下，教師行為和學生行為接近1∶1，說明在智慧教室環(huán)境下更有利于學生與教師的互動，以及學生和學生的互動，更能發(fā)揮學生的主動性。沉寂主要是指學生在軟件切換時停留的時間。

圖2 教學錄像量化編碼表（部分）

圖3 課堂教學結構

2.言語互動行為分析

（1）教師言語分析

教師言語指的是教師采用間接影響作用的話語（本研究的編碼 1、2、3、4、5）與產(chǎn)生直接影響的話語（本研究的編碼 6、7、8）占教師話語的比率。[6]如表2所示，在教師言語中教師直接言語達到了80%，說明了在整節(jié)課中教師多采用了講授和指示這一類語言。從量化數(shù)據(jù)分析，課堂互動中教師依然是課堂的主導者。其大部分課堂屬于講授型提問，占教師言語比率的48.57%，引發(fā)學生主動探討性活動不多。

（2）學生言語分析

學生言語指在學生言語中由學生主動引發(fā)的話語比率。[7]由表2得知學生主動闡述其理解的比率為59.74%，學生主動提問的比率占12.99%，學生簡答應答比率為10.39%?？梢苑治龅贸鰧W生對教師提問的回應不是簡單的應答，而是具有一定擴展性的闡述理解。說明學生對這節(jié)課的學習情況比較好。在學生陳述其作品時，其他學生能夠主動提出問題并加以討論。

表2 師生話語類型統(tǒng)計

（3）技術的使用

在傳統(tǒng)的多媒體教室中，學生和教師、同伴之間除了言語互動之外，也僅僅將技術作為輔助演示教學內容的工具。在智慧教室中，技術更加便利教師的教學，教師既可以借助技術手段展示教學內容，也可以分享“學生成果”。學生作品在展示的時候可以引起學生的共鳴，促使學生思維的碰撞，使全體學生學習內容得以擴充，形成學生自我思考、自我解決的良好氛圍。如圖4、5、6所示，在整個過程中，教師可以及時查看學生課堂練習完成情況并給以及時反饋。教師借助云平臺可以進行診斷教學。

從圖7分析得出，教師使用技術不僅用來資源展示（53.2%），而且將技術應用于學情分析（19.5%）和作品的分享與評價（7.8%）。教師能夠較多地使用技術進行學情分析，關注學生的學習特點。通觀整個視頻學生使用技術大多停留在展示作品與答題評價反饋方面。

圖4 學生提交信息

圖5 教師診斷信息

圖6 學生答題信息

圖7 教師使用技術行為比率

從中可以得出以下結論：工具、軟件平臺的切換較多，說明教師對技術比較熟練；教師在資源展示的過程中，常常將資源作為學習內容，通過提問、講授等方式實現(xiàn)內容的傳輸以及引發(fā)學生的思考；通過案列發(fā)現(xiàn)學生主動應答的時間是作品的分享和演示的過程。

3.教學評價分析

在傳統(tǒng)多媒體教室中，課堂評價主要是教師的言語評價和學生的互評；在智慧教室下，技術促使評價方式多樣化，進而促進教學互動的高效。通過課程分析可以知道，在智慧教室下的評價方式有以下特點：

一是教學評價不再是教師的主場，學生的主動性更能被調動起來。學生可以借助技術進行互動測試、自我評價、同伴評價等。二是教師的評價更加準確高效。教師可借助云端快速獲得學生練習的反饋信息、完成情況和疑惑的地方，對學生知識的掌握情況更加了解，便于進行針對性的講解，提高課堂利用率。三是評價方式不唯一。除了言語點評學生學習，教師還可以在學生分享展示、探究活動中實時掌握學生信息，積極引導、激勵、調整教學。

四、結束語

本文通過分析在智慧課堂環(huán)境下師生的互動特征與存在的問題，總結如下：

1.智慧課堂環(huán)境下，學生主動性得到發(fā)揮

在智慧課堂中，學生言語和使用技術與教師言語與使用技術接近1∶1，教師使用技術多為展示學習內容、查找資料輔助論證、教學評價。學生使用技術多為展示成果、利用技術學習、探究等。但是研究發(fā)現(xiàn)，在整個過程中教師言語中講授過多，應指引學生探究，讓學生主動性更能發(fā)揮。

2.教學互動形式豐富

在智慧課堂中，言語互動方面多為引導學生思考或闡述理解。技術的使用使教師與多媒體、學生與多媒體之間的互動更加深入，同時提供教學診斷的依據(jù)。評價方式不再是唯一的教師的言語評價，而是學生承擔著學習評價的重任，有助于學生自我反思與提高。

3.互動效果較好

智慧課堂的互動打破了時空的限制，在課前學生可以根據(jù)教師的資源進行學習、發(fā)布自己的疑問。課上可以直接提問教師或與同伴交流，能夠得到教師以及同伴的反饋，或者可以展開辯論，學生可以在APP上進行評價。在整個互動過程中教師不斷幫助學生進行知識的建構，讓學生形成自己的知識體系，有效引導學生進行深層次的思考，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力和解決問題能力，所以這種課堂互動是高效的互動。

4.教師應重視學生思維外顯

在本案例中，通過數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)整個教課的過程都是教師講授性提問，學生進行相應的回答。思維外顯就是學生能將自己內化的知識通過學習顯性化，比如表達自己的觀點與看法。在教學設計中，應多考慮一些教學活動使其能夠通過技術引發(fā)學生思維的碰撞，促進師生良好互動。