近十年智慧課堂互動行為研究的演變與趨勢

江 婕，劉 瑩

(江西科技師范大學(xué)，江西 南昌 330000)

0 引言

智慧學(xué)習(xí)關(guān)注學(xué)生本身能力的培養(yǎng)，學(xué)生通過感受和探索去獲得知識和轉(zhuǎn)變思考方式。隨著5G技術(shù)、數(shù)字畫像等的發(fā)展，教學(xué)環(huán)境從傳統(tǒng)的黑板、粉筆到幻燈片放映，再到利用多媒體教室授課。教師可利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使學(xué)生理解抽象的教學(xué)內(nèi)容；學(xué)生可與學(xué)生、講師即時互動，也可在不同的時空學(xué)習(xí)各種內(nèi)容。虛擬現(xiàn)實(shí)、5G通信技術(shù)賦予了師生高質(zhì)量、低延遲的交互體驗(yàn)，使知識、情景可視化，有利于師生的深度交互。

黃榮懷[1]等根據(jù)社會信息化對社會變革的訴求，最早提出智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念?；有袨槭瞧渲斜夭豢缮俨糠郑膛c學(xué)是靠教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與環(huán)境進(jìn)行行為和心靈的交互來完成的。張家華[2]等最早進(jìn)行了“通過學(xué)生互動產(chǎn)生數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋”類文獻(xiàn)分析，采用知識圖譜、共詞矩陣等分析方法，研究2012—2017五年有關(guān)論文數(shù)據(jù)。2018年4月,教育部印發(fā)了《教育信息化2.0行動計(jì)劃》,以推動基礎(chǔ)教育和智能科技進(jìn)一步融合,更要了解新衍生的研究熱點(diǎn)與研究趨勢，以便研究智慧教育環(huán)境下如何通過互動行為提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。因此，本文對2011—2021年以“智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的互動行為”為研究內(nèi)容的核心期刊文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，對研究現(xiàn)狀與趨勢作出更加全面的判斷。

1 研究工具和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究工具

Cite Space:科研引文空間,由國家德雷塞爾學(xué)校陳超美教師設(shè)計(jì)的一種解析科研專業(yè)論文的信息可視化數(shù)據(jù)分析工具,能夠利用信息可視化的技術(shù)手段展示某一領(lǐng)域的科研熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究以中國知網(wǎng)的期刊為主要數(shù)據(jù)源,將搜索日期設(shè)定為2011—2021年,搜索“課堂”“行為”“互動”等主題詞，以“核心期刊”+“CSSCI”為條件，檢索到305篇相關(guān)文獻(xiàn)，經(jīng)過人工篩選，最終確定244篇文獻(xiàn)作為研究對象。

2 研究現(xiàn)狀和熱點(diǎn)分析

2.1 互動行為研究的時間分布

一定時期的文獻(xiàn)數(shù)量以及發(fā)展趨勢，是該領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)之一。自2012年黃榮懷教授首次提出智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的概念后，有關(guān)智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為的論文數(shù)量在逐步增加。2016之后文獻(xiàn)量開始減少，在2018年教育出臺了《教育信息化2.0行動計(jì)劃》，提倡教育與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)結(jié)合，研究熱度又大幅度的增高。截至2021年10月，2021年論文篇數(shù)為24篇。

2.2 互動行為研究的知識圖譜及其分析

2.2.1 關(guān)鍵詞分析

中心性較高的詞匯有“師生互動”“教學(xué)模式”“課堂互動”等，驗(yàn)證了互動與智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下提高績效密不可分。趙雪梅[3]等認(rèn)為在課堂教學(xué)中,最關(guān)鍵部分之一是交互,而多模態(tài)信息協(xié)同的交互則是激發(fā)學(xué)生更深入學(xué)習(xí)、高階思維發(fā)展的最有效途徑。如何根據(jù)智慧教學(xué)互動的情況促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)績效的提升是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。

2.2.2 互動行為的時序趨勢和階段

本文根據(jù)Cite Space軟件所呈現(xiàn)的3個關(guān)鍵詞“未來課堂”“翻轉(zhuǎn)課堂”“智慧課堂”，將智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下課堂行為互動研究分為3個發(fā)展階段。

第一階段是2011—2014年未來課堂的提出，在分析以往課堂互動缺陷的基礎(chǔ)上，通過使用新技術(shù)與課堂整合滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提出未來課堂概念，其中包括人與人、人與環(huán)境、人與資源等的互動，屬于比較早期的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境互動。

第二階段是2015—2017年，參與式教學(xué)模式翻轉(zhuǎn)課堂的提出，根據(jù)弗蘭德斯互動系統(tǒng)，在師生言語互動、學(xué)生活躍程度以及教學(xué)效果等方面顯現(xiàn)出智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下翻轉(zhuǎn)課堂對提高教育教學(xué)績效的正相關(guān)影響。

第三階段是2018年至今，隨著我國教育信息化的推進(jìn)，課堂逐漸向現(xiàn)代化的智慧課堂轉(zhuǎn)型，通過收集、處理和分析智能技術(shù)對課堂互動行為的數(shù)據(jù)，教師能實(shí)時了解學(xué)生的狀態(tài)和行為，把握課堂互動的時間和目標(biāo)，采取有效的教學(xué)干預(yù)和策略調(diào)整，加強(qiáng)信息技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

2.3 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為的定義及主要觀點(diǎn)

2.3.1 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為的方式

陳衛(wèi)東[4]等人研究智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為的形式和特性有助于建設(shè)學(xué)習(xí)環(huán)境，更好地滿足學(xué)習(xí)者的需要，打造符合未來人才培養(yǎng)需要的課堂。宋宇[5]等人開發(fā)了面向知識構(gòu)建的課堂對話編碼系統(tǒng)，并利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘等方法分析了課堂對話的數(shù)據(jù)序列，對提高言語交互的有效性、提高課堂教學(xué)質(zhì)量具有一定的借鑒意義。在智能技術(shù)的支持下，人工智能視覺交互將給教育學(xué)科帶來全新的教學(xué)模式、體驗(yàn)和效果。例如汪存友[6]等和陳凱泉[7]等所描述的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的視覺體驗(yàn)。

2.3.2 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下行為的互動模式

余燕芳[8]等提出在O2O翻轉(zhuǎn)課堂模式中，教師從傳授知識轉(zhuǎn)變?yōu)殡S時隨地與學(xué)生互動，通過學(xué)生的互動反饋在課堂上進(jìn)行更有針對性的講解。方海光[9]等人改進(jìn)了弗蘭德斯的交互數(shù)據(jù)分析模型,使分析過程更加簡便，可操作性更強(qiáng)。李紅美[10]等人通過分析教學(xué)響應(yīng)系統(tǒng)對課堂互動的影響，構(gòu)建了智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下ARS互動教學(xué)模式。經(jīng)過多次的互動反饋提高學(xué)生的學(xué)習(xí)績效。

2.3.3 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為的分析技術(shù)

教師交互是現(xiàn)代課堂的本質(zhì)特征,韓后[11]等人通過互動資源、可視化互動技術(shù)等及時收集教學(xué)中人與人、人與技術(shù)的互動反饋，縮短課堂沉默或者混亂的時間，讓學(xué)生有更多的時間參與課堂。張屹[12]等通過分析智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下小學(xué)課堂互動行為的特征，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下可提高學(xué)生的主體性、情感參與度、行為參與度，教學(xué)互動的形式更加豐富，互動更加高效。宋宇[13]等人采用序列模式挖掘方法，通過對比分析初級教師、中級教師等在不同課堂中的互動行為，為教師如何在教學(xué)進(jìn)行行為交互優(yōu)化課堂教學(xué)模式提供建議，從而促進(jìn)教師的專業(yè)能力發(fā)展，建設(shè)教師有熱情、學(xué)生有興趣的課堂。

2.3.4 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為的評價(jià)

周楠[14]等運(yùn)用人工智能技術(shù)手段捕捉學(xué)習(xí)者動作和表情并做出教育評估,分析和評估教學(xué)流程和成果做數(shù)據(jù),為教育者在教育決定時提供依據(jù)。彭林華[15]等采用滯后序列分析方法分析課堂教學(xué)行為，提出智能課堂教學(xué)行為的優(yōu)化策略，提高教師在智能課堂環(huán)境下的信息技術(shù)應(yīng)用能力。

3 智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為的特點(diǎn)

根據(jù)以上所呈現(xiàn)的內(nèi)容可以看出，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下互動行為呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)。

3.1 研究熱度逐漸升溫

2011—2021年期刊中以課堂互動行為為主題的發(fā)文數(shù)量總體呈現(xiàn)上升的趨勢，以2012年和2018年為分界線，可分為3個階段，分別是未來課堂、翻轉(zhuǎn)課堂、智慧課堂的研究。關(guān)于課堂互動行為的研究將越來越受到教育界的關(guān)注，從而提高教育教學(xué)績效。

3.2 研究內(nèi)容從概念層面轉(zhuǎn)向應(yīng)用層面

從研究范式來講，課堂互動研究從概念理論層面轉(zhuǎn)向行為分析機(jī)制、互動反饋促進(jìn)教學(xué)等應(yīng)用層面。2018年后，行為追蹤、表情識別等技術(shù)在課堂中的發(fā)展應(yīng)用，多模態(tài)交互機(jī)制、視覺交互逐漸成為研究的新趨勢，開始從宏觀層面轉(zhuǎn)向微觀層面。

3.3 研究機(jī)構(gòu)多是各大高校專業(yè)團(tuán)隊(duì)

本研究檢索出的244篇文獻(xiàn)，多為各大高校專業(yè)團(tuán)隊(duì)所發(fā)表，學(xué)者們大都從概念、環(huán)境、技術(shù)、模式等方面開展研究，從事中小學(xué)教師的研究成果較少。

隨著智能技術(shù)、深度學(xué)習(xí)等理論的發(fā)展，在智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下課堂互動的過程中，傳統(tǒng)的語言互動逐漸轉(zhuǎn)變成視聽覺、觸覺等多方面互動模式。在圖像識別、語音識別、行為識別等技術(shù)的支撐下，可以根據(jù)學(xué)生的互動反應(yīng)，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和提供學(xué)習(xí)服務(wù)，促進(jìn)學(xué)生有效深入地學(xué)習(xí)。

同時，關(guān)于行為識別等技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用也受到諸多因素影響，主要包括技術(shù)落后、成本高昂、師資薄弱、課堂創(chuàng)新等。

在未來的研究過程中，智慧學(xué)習(xí)環(huán)境下的互動行為的研究會逐步走向成熟，相關(guān)問題還需社會各界支持以及專家學(xué)者不斷完善。