基于協(xié)同分析的高校項(xiàng)目式課堂互動(dòng)行為研究

虞千惠，蘭曉紅，梁耀文

(重慶師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，重慶 401331)

為積極應(yīng)對(duì)新一輪產(chǎn)業(yè)革命，國(guó)家教育部從2017年始出臺(tái)一系列工程學(xué)科建設(shè)的新戰(zhàn)略和新要求，以培育高素質(zhì)的創(chuàng)新型應(yīng)用人才。項(xiàng)目型學(xué)習(xí)(PBL)是倡導(dǎo)以問(wèn)題為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，具有內(nèi)源性、整合性、實(shí)踐性和創(chuàng)造性等特點(diǎn)，是培養(yǎng)具備核心素養(yǎng)的新時(shí)代人才的重要途徑。而高校目前面臨著教法單一、內(nèi)容固化等教學(xué)問(wèn)題，難以培養(yǎng)出適應(yīng)新時(shí)代工業(yè)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)卓越人才。基于此，融合改進(jìn)型弗蘭德斯互動(dòng)分析法、滯后序列分析法，對(duì)高校項(xiàng)目式課堂交互行為進(jìn)行“外顯—內(nèi)隱”協(xié)同分析研究，總結(jié)凝練出高校項(xiàng)目式課堂中的三維互動(dòng)特征，以期為高校開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)踐提供一定的參考與借鑒。

一、課例來(lái)源及分析工具

(一) 課例來(lái)源

研究選取重慶市C高校所開(kāi)設(shè)的“Python程序設(shè)計(jì)”教學(xué)課堂實(shí)錄作為研究樣本數(shù)據(jù)。授課教師為教齡15年的副教授，具有豐富的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，授課方式為項(xiàng)目式教學(xué)，授課內(nèi)容及課堂互動(dòng)行為均在現(xiàn)代化信息技術(shù)支持下的計(jì)算機(jī)教室中開(kāi)展實(shí)施。

(二) 分析工具

1.改進(jìn)型弗蘭德斯分析系統(tǒng)(iFIAS)。改進(jìn)型弗蘭德斯分析系統(tǒng)(iFIAS)[1]是由方海光教授及其團(tuán)隊(duì)在美國(guó)學(xué)者弗蘭德斯提出的弗蘭德斯分析系統(tǒng)(FIAS)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái)。FIAS將課堂上的互動(dòng)行為分為教師語(yǔ)言、學(xué)生語(yǔ)言和沉寂三類(lèi)師生言語(yǔ)交互情境編碼[2]。但隨著信息技術(shù)進(jìn)駐課堂，技術(shù)支持下的課堂互動(dòng)產(chǎn)生多樣化轉(zhuǎn)變，F(xiàn)IAS僅從師生言語(yǔ)交互維度出發(fā)難以體現(xiàn)信息技術(shù)支持下的課堂互動(dòng)分析，iFIAS增設(shè)了技術(shù)應(yīng)用維度，其編碼系統(tǒng)見(jiàn)表1。使用iFIAS系統(tǒng)可完成對(duì)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、生技互動(dòng)、師技互動(dòng)等外顯行為的觀察、量化、編碼及分析，從而保證課堂互動(dòng)觀察研究的全面性和科學(xué)性。

2.滯后序列分析法。滯后序列分析法(Lag Sequential Analysis，LSA)用于檢驗(yàn)?zāi)撤N行為發(fā)生后另一種行為緊隨發(fā)生的情況是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的顯著性[3]，從而揭示行為序列特征。LSA可以從潛在內(nèi)隱的角度分析把握智慧課堂中交互行為發(fā)生的序列模式，從而獲取課堂中的關(guān)鍵行為及后效關(guān)聯(lián)[4]，為交互式PBL課堂教學(xué)模式的構(gòu)建提供路徑及思路。融合iFIAS和LSA實(shí)現(xiàn)“外顯—內(nèi)隱”協(xié)同分析，能夠有效發(fā)揮出iFIAS對(duì)課堂中師生言語(yǔ)、沉寂、技術(shù)應(yīng)用等直觀外顯活動(dòng)系統(tǒng)化的編碼分析優(yōu)勢(shì)，同時(shí)針對(duì)各維度行為之間的顯著性影響以及行為序列流向等內(nèi)隱因素的深度分析，將具體的行為活動(dòng)與抽象的行為序列結(jié)合，為特征凝練提供科學(xué)依據(jù)。

二、數(shù)據(jù)分析

(一) 課堂互動(dòng)行為數(shù)據(jù)采集

將樣本課堂實(shí)錄視頻以3秒為單位進(jìn)行分割，為保證編碼記錄的準(zhǔn)確性和客觀性，由2位研究人員在異地不接觸的情況下根據(jù)改進(jìn)型弗蘭德斯互動(dòng)分析系統(tǒng)( iFIAS) 編碼表進(jìn)行第一輪人工編碼。利用spss26.0中的Kappa系數(shù)分析檢驗(yàn)兩位編碼人員的編碼結(jié)果一致性[5]，得出Kappa值為0.875>0.8。證明兩位編碼人員所得編碼數(shù)據(jù)具有強(qiáng)一致性，本研究符合觀察者一致性的要求[6]。再由2位編碼人員將不一致的編碼定位進(jìn)行重復(fù)觀看商討后確定最終編碼數(shù)目為1 491，將其導(dǎo)入至iFIAS 編碼助手工具進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。研究依托編碼所得數(shù)據(jù)，從宏觀課堂整體交互數(shù)據(jù)可視化到課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、師生言語(yǔ)行為互動(dòng)以及技術(shù)應(yīng)用等微觀多維結(jié)構(gòu)等對(duì)高校研討式課堂互動(dòng)進(jìn)行透視分析。

(二)課堂整體交互行為分析

根據(jù)師生互動(dòng)的實(shí)例編碼進(jìn)行整體交互分析發(fā)現(xiàn)，教師語(yǔ)言、學(xué)生語(yǔ)言、技術(shù)三個(gè)維度存在明顯的階段性起伏特征，表明整體課堂交互設(shè)計(jì)清晰明顯，教學(xué)活動(dòng)安排科學(xué)合理。其中教師語(yǔ)言比例顯著高于學(xué)生語(yǔ)言比例，呈明顯的交互波形，表明課堂屬于教師引導(dǎo)型課堂；圖中技術(shù)維度數(shù)據(jù)顯著且平均頻次高于66.7 %，課堂中使用頻率高，屬于典型的技術(shù)豐富型課堂；有益于教學(xué)的沉寂在課堂交互結(jié)構(gòu)中占比較小，屬于緊湊型課堂，其優(yōu)點(diǎn)在于學(xué)習(xí)的連貫性與投入性，但學(xué)生缺少自主思考機(jī)會(huì)，難以體現(xiàn)主體性。

(三) 課堂互動(dòng)結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)對(duì)高校項(xiàng)目式課堂教學(xué)樣例中師生交互行為師生語(yǔ)言比例、沉寂以及技術(shù)使用比例對(duì)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在課堂交互行為中教師語(yǔ)言比率占34.51 %，為學(xué)生言語(yǔ)行為比率15.17 %的兩倍有余，呈現(xiàn)出老師主導(dǎo)趨勢(shì)。技術(shù)應(yīng)用比率接近教學(xué)活動(dòng)的五成，有益于教學(xué)的沉寂占比2.65 %，為學(xué)生觀看教學(xué)微課視頻時(shí)的課堂活動(dòng)編碼，無(wú)助于教學(xué)的混亂占比0.14 %，為教師操作失誤所引起的無(wú)助于教學(xué)的混亂。根據(jù)課堂結(jié)構(gòu)的組成比率可以看出，師生言語(yǔ)互動(dòng)及技術(shù)應(yīng)用互動(dòng)為高校項(xiàng)目式課堂互動(dòng)中的核心組成要素，因此研究對(duì)師生言語(yǔ)行為特征與技術(shù)應(yīng)用特征進(jìn)行細(xì)化分析得出微觀視角下的課堂互動(dòng)特征。

1.師生言語(yǔ)行為特征。師生言語(yǔ)行為是教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)組織、課堂活躍度及教學(xué)效能的重要評(píng)估指標(biāo)。通過(guò)課堂觀察法對(duì)樣本分類(lèi)編碼得出高校項(xiàng)目式課堂中師生言語(yǔ)行為數(shù)據(jù)。教師語(yǔ)言中對(duì)學(xué)生的間接影響與直接影響比率為85.71 %，教師語(yǔ)言中對(duì)學(xué)生的積極強(qiáng)化與消極強(qiáng)化比率為210.71 %，表明教師在學(xué)生回答問(wèn)題后傾向于采用鼓勵(lì)、表?yè)P(yáng)、復(fù)現(xiàn)學(xué)生觀點(diǎn)的積極強(qiáng)化方式提升學(xué)生自我效能感及課堂參與度。教師提問(wèn)頻次總計(jì)為67次，其中教師提出開(kāi)放性問(wèn)題占比4.48 %，封閉性問(wèn)題占比95.52 %。學(xué)生言語(yǔ)行為中學(xué)生被動(dòng)應(yīng)答的比率為96.67 %，主動(dòng)說(shuō)話(huà)的比率為3.33 %，在案例課堂互動(dòng)中未見(jiàn)生生互動(dòng)的分組教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。體現(xiàn)出我國(guó)課堂中常存的弊病即學(xué)生缺少發(fā)散性思維訓(xùn)練，課堂中學(xué)生常機(jī)械化地按照老師預(yù)先設(shè)置的教學(xué)任務(wù)或活動(dòng)完成學(xué)習(xí)任務(wù)，師生難以處于平等的水平上進(jìn)行知識(shí)及信息的雙向交互。

2.技術(shù)應(yīng)用特征。在實(shí)例課堂中技術(shù)應(yīng)用占比為47.53 %，其中教師操縱技術(shù)比例為45.86 %，學(xué)生操縱技術(shù)比例占55.14 %，高校項(xiàng)目式課堂教學(xué)常采用“教師講授—教師演示—學(xué)生操作—教師點(diǎn)評(píng)”模仿式教學(xué)，因而學(xué)生操作技術(shù)與教師操作技術(shù)比例相近。

(四) 課堂互動(dòng)行為關(guān)聯(lián)分析

為進(jìn)一步揭示師生互動(dòng)行為的序列流向及影響顯著性水平大小等關(guān)鍵性特征，研究基于滯后序列分析法(LSA)，采用GSEQ軟件對(duì)高校項(xiàng)目式課堂進(jìn)行交互行為序列分析。將原始編碼表導(dǎo)入GSEQ5.1軟件中，利用Table Statistics功能得出課堂交互行為的聯(lián)合頻次及調(diào)整后的殘差參數(shù)(Z-score)表，若Z-score值〉1.96時(shí)，代表行為序列呈現(xiàn)顯著性水平。遴選出表中Z-score達(dá)到顯著性水平的行為序列繪制行為轉(zhuǎn)換序列如圖1所示。圖中各個(gè)節(jié)點(diǎn)分別與編碼表1中的互動(dòng)行為一一對(duì)應(yīng)，箭頭方向表示行為序列方向，連線上方數(shù)值代表顯著性水平大小，連線的粗細(xì)反映其數(shù)值大小。其中行為14(學(xué)生操縱技術(shù))在課堂交互序列中達(dá)最高顯著性水平，并且行為序列指向自身，這與上文的技術(shù)應(yīng)用分析結(jié)果具有一致性，表明在高校項(xiàng)目式課堂中由學(xué)生作為技術(shù)操縱主體，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決方案的制定以及問(wèn)題解決過(guò)程的具體實(shí)施，是高校項(xiàng)目式教學(xué)課堂的核心行為組成部分。編碼5(教師講授)的顯著性水平達(dá)到17.07，表明教師仍是課堂活動(dòng)開(kāi)展的中心推進(jìn)者，通過(guò)教師的直觀語(yǔ)言鋪設(shè)陳述性知識(shí)與學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)之間的鏈接之路。行為8(學(xué)生被動(dòng)應(yīng)答)與行為2(教師表?yè)P(yáng)鼓勵(lì))之間存在雙向鏈接關(guān)系，對(duì)樣本視頻案例回顧分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生處于被動(dòng)應(yīng)答狀態(tài)時(shí)教師傾向于對(duì)此類(lèi)學(xué)生進(jìn)行鼓勵(lì)表?yè)P(yáng)。根據(jù)教師期望效應(yīng)(Pygmalion effect)，教師的鼓勵(lì)和認(rèn)在一定程度上能夠提高學(xué)生的自我效能感從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力，增加學(xué)生的課堂參與積極性。同時(shí)行為2(教師表?yè)P(yáng)或鼓勵(lì))對(duì)行為9.1(主動(dòng)應(yīng)答)和行為9.2(學(xué)生主動(dòng)提問(wèn))具有顯著性影響，可以得出教師的正向積極回應(yīng)能夠顯升提高學(xué)生的課堂參與度。分析發(fā)現(xiàn)，高校項(xiàng)目式教學(xué)行為序列轉(zhuǎn)換圖中存在“2—8—4.2—3—2”的閉環(huán)序列。在閉環(huán)序列中行為9.1(學(xué)生主動(dòng)應(yīng)答)指向行為4.2(教師提出封閉性問(wèn)題)的行為序列顯著性水平最高，表明教師傾向于根據(jù)學(xué)生所答內(nèi)容進(jìn)行知識(shí)再挖掘，采用追問(wèn)的方式訓(xùn)練學(xué)生的思維敏捷性、靈活性。但不足之處在于教師提問(wèn)多為局限于教學(xué)情境中的封閉性問(wèn)題，缺少對(duì)知識(shí)點(diǎn)的歸納、分析、綜合等高層次的思維活動(dòng)。

三、結(jié)論與啟示

通過(guò)對(duì)例課所呈現(xiàn)的效果加以協(xié)同分析后，總結(jié)提煉后得出以下高校項(xiàng)目式課堂的基本特征如圖2所示；特征包含內(nèi)隱、外顯兩個(gè)維度，內(nèi)隱特征表現(xiàn)為師生互動(dòng)的內(nèi)部原因，外顯特征表現(xiàn)為內(nèi)因驅(qū)動(dòng)下師生互動(dòng)形成的可觀測(cè)結(jié)果。各維度包含師——生交互、師——技交互、生——技交互三個(gè)二級(jí)維度。

圖2 行為轉(zhuǎn)換序列圖

圖3 高校項(xiàng)目式課堂行為特征圖

(一) 師—生互動(dòng)特征

通過(guò)協(xié)同分析發(fā)現(xiàn)，師—生互動(dòng)內(nèi)隱維度特征表現(xiàn)為“應(yīng)答延伸，正向強(qiáng)化”，外顯特征表現(xiàn)為“教師主導(dǎo)，以問(wèn)促教”，教師通過(guò)在課堂中提出問(wèn)題推進(jìn)教學(xué)進(jìn)度，組織教學(xué)任務(wù)。教師的指令性語(yǔ)言貫穿于課堂教學(xué)始終，對(duì)維持課堂秩序及提高教師課堂掌控力具有積極意義，進(jìn)而讓學(xué)生的思想意識(shí)受到積極指令性語(yǔ)言的引導(dǎo)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)[7]。

(二) 師—技互動(dòng)特征

師—技互動(dòng)內(nèi)隱維度特征為“虛實(shí)結(jié)合，助力教學(xué)”，外顯特征表現(xiàn)為“技術(shù)融匯，靈活運(yùn)用”。教師根據(jù)課程“Python程序設(shè)計(jì)”的學(xué)科特性、知識(shí)特點(diǎn)、教學(xué)活動(dòng)的獨(dú)特性，在課堂中利用傳統(tǒng)教具講授程序式設(shè)計(jì)的邏輯流程部分的內(nèi)容，能有效實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決的過(guò)程可視化。學(xué)生在填補(bǔ)流程圖的過(guò)程中體會(huì)到程序設(shè)計(jì)算法思維的邏輯性、嚴(yán)密性，在解決問(wèn)題時(shí)將計(jì)算思維融會(huì)貫通，真正實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移運(yùn)用，同時(shí)融合微課、教學(xué)視頻等其他多媒體教學(xué)文件，實(shí)現(xiàn)見(jiàn)微知著、舉一反三的鞏固提升。

(三) 生—技互動(dòng)特征

高校項(xiàng)目式課堂注重于學(xué)生技術(shù)運(yùn)用能力的培養(yǎng)，因而，“生—技互動(dòng)”內(nèi)隱維度特征表現(xiàn)為“學(xué)以致用，核心環(huán)節(jié)”，外顯特征表現(xiàn)為“運(yùn)用主體，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，助力實(shí)現(xiàn)從掌握知識(shí)到運(yùn)用知識(shí)的教學(xué)轉(zhuǎn)變。