紙筆智慧課堂互動反饋系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用研究

龍美霖 胡永春 柯維海

摘 ?要 紙筆智慧課堂作為智慧課堂的一種形態(tài)，因回歸傳統(tǒng)書寫、對視力影響較小等原因，受到學(xué)校歡迎。從教學(xué)互動反饋系統(tǒng)入手，結(jié)合智能紙筆技術(shù)特點，構(gòu)建基于紙筆技術(shù)的智慧課堂互動反饋系統(tǒng)，并對應(yīng)用案例進(jìn)行分析研究。研究顯示，紙筆智慧課堂互動反饋系統(tǒng)在提高課堂參與度、增強課堂互動效果、提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性等方面有一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞 智能紙筆技術(shù);智能書寫交互板;云平臺;智慧課堂;教學(xué)互動反饋系統(tǒng)

中圖分類號：G434 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）11-0018-03

1 引言

隨著新一代信息技術(shù)浪潮來襲，云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)及人工智能等技術(shù)的興起，智能技術(shù)與教育教學(xué)的融合不斷深入，課堂智慧化成為近年來學(xué)者關(guān)注的熱點話題。相關(guān)研究表明，智能設(shè)備的應(yīng)用對課堂教學(xué)具有積極的促進(jìn)作用[1]。然而，電子設(shè)備對兒童青少年視力的不良影響引起了國家和社會的關(guān)注，教育部等八部門聯(lián)合印發(fā)的《綜合防控兒童青少年近視實施方案》（教體藝〔2018〕3號）明確要求：“學(xué)校教育本著按需的原則合理使用電子產(chǎn)品，教學(xué)和布置作業(yè)不依賴電子產(chǎn)品，使用電子產(chǎn)品開展教學(xué)時長原則上不超過教學(xué)總時長的30%?！盵2]

采用智能紙筆技術(shù)的智慧課堂（簡稱“紙筆智慧課堂”），因回歸傳統(tǒng)紙筆書寫又能采集書寫軌跡、對視力影響較小、成本相對低廉等特點，受到很多學(xué)校的歡迎?；诩埞P技術(shù)的智慧課堂，與基于平板的智慧課堂不同，學(xué)生終端為智能書寫交互板，一般沒有配備展示、交互功能強大的電子屏幕。那么，科學(xué)設(shè)計適用于課堂教學(xué)的互動反饋系統(tǒng)，就成為紙筆智慧課堂系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。

2 教學(xué)互動反饋系統(tǒng)概述

互動是課堂教學(xué)的重要組成部分，也是課堂教學(xué)的核心?！皯?yīng)用信息技術(shù)手段增強課堂互動，已成為優(yōu)化課堂教學(xué)的重要途徑?！盵1]國內(nèi)外的研究表明，使用互動反饋系統(tǒng)進(jìn)行教學(xué)，能夠提高學(xué)生的課堂參與率，加強課堂互動，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，對改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式、提高課堂教學(xué)質(zhì)量有顯著效果[3]。

互動反饋系統(tǒng)，也稱教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)（Audience Re-sponse System，簡稱ARS），最早由斯坦福大學(xué)于1966年引入課堂教學(xué)[4]?；臃答佅到y(tǒng)一般由應(yīng)答器、接收器、PC終端及系統(tǒng)軟件組成，有四個使用步驟，依次為“教師提出問題—學(xué)生回答問題—接收學(xué)生答題情況并公布—數(shù)據(jù)分析與反饋”[3]。隨著移動技術(shù)的日漸成熟及智慧課堂的興起，互動反饋系統(tǒng)在智慧課堂系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，在促進(jìn)師生互動、生生互動，教師根據(jù)學(xué)情反饋靈活調(diào)整教學(xué)等方面，起到較大的推動作用。

3 紙筆智慧課堂教學(xué)互動反饋系統(tǒng)設(shè)計

設(shè)計理念 ?紙筆智慧課堂互動反饋系統(tǒng)，本質(zhì)為一種應(yīng)用于課堂的互動媒體，一種教學(xué)輔助工具，目的是提高課堂教學(xué)互動參與度，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及主動性，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。本研究中的互動反饋系統(tǒng)遵循多元化、數(shù)據(jù)化、即時性、便捷性的設(shè)計理念，實現(xiàn)即時互動反饋功能的同時，采集課堂教與學(xué)互動數(shù)據(jù)，以優(yōu)化課堂教學(xué)和評價。

互動方式分析 ?課堂教學(xué)互動是互動行為的一種特殊形式。鐘啟泉認(rèn)為：“課堂互動是參與課堂教學(xué)過程中的各個主要要素之間，圍繞教育教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)而形成的交互作用。課堂互動過程是一個動態(tài)生成的過程?！眳⑴c課堂教學(xué)的各要素包括教師、學(xué)生、技術(shù)媒體等。根據(jù)國內(nèi)外相關(guān)課堂教學(xué)互動行為的研究成果分析，課堂互動行為大體可以分為言語互動、沉默、技術(shù)媒體互動等幾類。其中，言語互動可以發(fā)生在師生間、生生間，流程可簡單歸結(jié)為“教師講授—教師提問—學(xué)生應(yīng)答—教師反饋”;沉默大多出現(xiàn)在做練習(xí)方面，流程可簡單歸結(jié)為“教師發(fā)布練習(xí)—學(xué)生做練習(xí)—教師點評”;技術(shù)媒體互動則貫穿教學(xué)各環(huán)節(jié)。根據(jù)美國教育心理學(xué)家林格倫的師生交往理論，將師生交往的形式分為單向互動、雙向互動、多向互動及多維互動，多維互動的效果最好。

未來課堂的互動包括師生間、生生間的互動，以及人與技術(shù)、環(huán)境、資源之間的高互動[5]。本研究將互動方式劃分為提問類、練習(xí)類、反饋類及資源類，提問類包括點名提問、隨機提問、搶答;練習(xí)類包括發(fā)布練習(xí)（提前備

課）、新增練習(xí)（臨時發(fā)起）、做練習(xí)、投票;反饋類包括點贊、評分、拍照、點評;資源類包括PPT演示、白板書寫、在線資源庫。在以上互動方式的支持下，相比傳統(tǒng)課堂，課堂互動方式多樣化，可支持個體間互動、小組互動，增強課堂互動效果，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性;可采集課堂互動數(shù)據(jù)及練習(xí)測評數(shù)據(jù)，使教師及時了解學(xué)情，為靈活調(diào)整課堂教學(xué)步調(diào)提供依據(jù)。

系統(tǒng)構(gòu)建 ?紙筆智慧課堂互動反饋系統(tǒng)采用電磁感應(yīng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，通過“云+網(wǎng)+端”互動策略構(gòu)建智慧教與學(xué)環(huán)境，完成學(xué)情數(shù)據(jù)收集、處理及反饋。其中，云指教育云平臺，實現(xiàn)教學(xué)資源的傳、管、用、享;網(wǎng)指互聯(lián)網(wǎng)、無線AP，相當(dāng)于接收器;端指教師端（平板電腦、一體機/投影）和學(xué)生端（智能書寫交互板），相當(dāng)于教師PC終端和學(xué)生手持應(yīng)答器。通過網(wǎng)的連接，實現(xiàn)師生間、生生間的互動，及人與技術(shù)、資源、環(huán)境的互動。本研究所構(gòu)建的紙筆智慧課堂互動反饋系統(tǒng)具有以下特點。

1）課堂互動多元化。支持提問、練習(xí)、反饋等多種類型的互動;支持學(xué)生個體、學(xué)生群體參與互動，彌補傳統(tǒng)課堂互動不足、參與個別化的問題;同時，支持人與資源的互動，教師可利用課件、資源庫資源輔助講授，或發(fā)起提問、搶答、投票等活動。

2）學(xué)生思維可視化。智能書寫交互板將學(xué)生書寫軌跡記錄下來并實時傳輸?shù)浇處煻?，教師可回放學(xué)生書寫軌跡，了解學(xué)生書寫（解題）的思維過程，實現(xiàn)思維之間的互動。

3）教學(xué)反饋即時化。對于言語互動方面，提供點贊、評分功能，可對單個學(xué)生或小組進(jìn)行評價反饋，或讓學(xué)生參與到評價中，提高課堂參與度。練習(xí)測評方面，客觀題可即時評價對錯，以圖表形式呈現(xiàn)給教師，幫助教師及時了解學(xué)情;主觀題方面，教師可利用點評功能，如對比點評、回放筆記等。

4）課堂評價科學(xué)化。系統(tǒng)自動采集課堂教學(xué)互動過程數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計分析，即時得出各方面評價數(shù)據(jù)，實現(xiàn)課堂精準(zhǔn)評價。例如：學(xué)生作答的時間、時長、軌跡等數(shù)據(jù)，以點線圖形式呈現(xiàn);學(xué)生搶答情況，以排行、圖表等形式呈現(xiàn)。

4 互動反饋系統(tǒng)課堂應(yīng)用

應(yīng)用案例 ?以某中學(xué)數(shù)學(xué)“分式的乘法”教學(xué)為例，探討紙筆智慧課堂互動反饋系統(tǒng)在教學(xué)中的具體應(yīng)用情況。該課程的教學(xué)流程如下。

1）前測導(dǎo)入。教師在新課講授前，通過“播放微課+練習(xí)測試”的形式導(dǎo)入新課：通過播放微課讓學(xué)生學(xué)習(xí)“分式乘法是如何運算的”，然后通過兩道客觀題測試學(xué)生的知識掌握情況，利用學(xué)生智能書寫交互板獲取測試數(shù)據(jù)，系統(tǒng)即時統(tǒng)計測試結(jié)果并反饋給教師和學(xué)生，為教師針對性開展新課講授奠定基礎(chǔ)。

2）新課講授：主要圍繞“兩道例題講解”開展新課講授。在講解過程中，教師多次運用PPT演示、提問、搶答、點贊等功能，從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，有90%以上的學(xué)生參與了課堂互動，與傳統(tǒng)課堂相比，課堂參與率明顯提升。

3）隨堂練習(xí)。在隨堂練習(xí)環(huán)節(jié)，教師借助系統(tǒng)的即時評價功能全面了解學(xué)生作答情況，并進(jìn)行即時講解。在本節(jié)課中，除了客觀題外，教師在備課環(huán)節(jié)提前準(zhǔn)備好了紙質(zhì)小練習(xí)，方便學(xué)生在智能書寫交互板上作答。教師通過系統(tǒng)可即時獲取小練習(xí)的作答數(shù)據(jù);通過“個別點評”功能，展示學(xué)生作答的頁面，回放作答軌跡，請學(xué)生共同參與點評;通過“對比點評”功能，截取其中一道主觀題，對比學(xué)生作答情況，發(fā)現(xiàn)哪些學(xué)生作答對了，哪些學(xué)生作答錯了，哪些學(xué)生沒有寫解題過程，哪些學(xué)生未做完等。相比傳統(tǒng)課堂，該課堂的評價反饋更及時、更便捷、更精準(zhǔn)。

4）課堂總結(jié)。在總結(jié)環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)分式乘法的運算規(guī)則，繼而提出除法又該如何運算的問題，引出下節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。最后，教師通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計可視化功能，展示課堂互動情況，激勵學(xué)生積極參與課堂。

課堂應(yīng)用效果分析 ?為了解紙筆智慧課堂互動反饋系統(tǒng)的應(yīng)用效果，本研究訪談了某市應(yīng)用該系統(tǒng)的學(xué)校教師，其中小學(xué)六所、中學(xué)五所，主要為語文、數(shù)學(xué)、英語學(xué)科教師共33人。調(diào)查結(jié)果顯示，85%的教師表示該系統(tǒng)有利于提高課堂參與度，增強課堂互動效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，并表示愿意繼續(xù)用該系統(tǒng)開展教學(xué)。但是，教師同時反映，由于各學(xué)校處于實驗探索階段，每一所學(xué)校只擁有一套設(shè)備，以致未能形成常態(tài)化應(yīng)用。90%以上的教師認(rèn)為自己在使用該系統(tǒng)上不夠熟練或不夠自信，希望能增加使用頻次和培訓(xùn)。另外，從系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)顯示，教師最常用的互動方式為PPT課件、隨機提問、搶答、新增練習(xí)、點贊，可進(jìn)一步研究其他互動方式用得少的原因，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的互動功能。

5 結(jié)語

互動是未來課堂教學(xué)的核心，利用信息技術(shù)構(gòu)建的互動反饋系統(tǒng)有利于促進(jìn)課堂中人與人之間，人與技術(shù)、資源和環(huán)境之間的互動，增強課堂互動效果，提高教學(xué)質(zhì)量。但是，互動反饋系統(tǒng)本質(zhì)是一種媒體、一種工具，系統(tǒng)本身并不具備促進(jìn)作用，其關(guān)鍵在于教師的教育理念、課堂教學(xué)方法、課堂教學(xué)模式及對系統(tǒng)使用的熟練程度等，即關(guān)鍵在教師的信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)融合應(yīng)用的能力。因此，未來研究不僅要關(guān)注技術(shù)本身，而且要更多關(guān)注教師應(yīng)用互動反饋系統(tǒng)如何創(chuàng)新教學(xué)等方面。

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