“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)支持下學(xué)習(xí)者個(gè)性化特征分析

于勝玥，曲永娟，劉曉萌

（1.大連教育學(xué)院 教育政策研究與評估中心，遼寧 大連 116021；2.大連市甘井子區(qū)華西小學(xué)，遼寧 大連 116033）

《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》提出，“大力推進(jìn)智能教育，開展以學(xué)習(xí)者為中心的智能化教學(xué)支持環(huán)境建設(shè)”“探索在信息化條件下實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、精細(xì)化管理、智能化服務(wù)的典型途徑”。為學(xué)習(xí)者搭建適應(yīng)個(gè)性化需求的學(xué)習(xí)環(huán)境、促進(jìn)學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)和發(fā)展一直是教育信息化發(fā)展的核心追求[1]。學(xué)習(xí)者帶著固有的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)風(fēng)格、心理模式等個(gè)性化特征進(jìn)入學(xué)習(xí)，而這些因素決定了他們的記憶、推理、解決問題的方法，影響著他們獲取新知識的能力[2]。實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)離不開對學(xué)習(xí)者個(gè)性化特征的挖掘和分析。小數(shù)據(jù)時(shí)代，學(xué)習(xí)者的個(gè)性化特征分析主要依賴于教師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，信息技術(shù)的不斷發(fā)展為基于數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)者個(gè)性化特征分析提供了可能。“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)作為教學(xué)信息化的平臺(tái)，記錄存儲(chǔ)了大量學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程相關(guān)數(shù)據(jù)，為課堂學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)者個(gè)性化特征的分析提供了充分的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

一、“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)支持下課堂學(xué)習(xí)的特點(diǎn)

“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)是指以互動(dòng)課堂軟件為中心搭建的數(shù)字化教與學(xué)的系統(tǒng)平臺(tái)，該系統(tǒng)平臺(tái)整合了平板電腦、交互式電子白板、智能黑板、實(shí)物投影等信息化設(shè)備，貫穿于課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、隨堂練習(xí)、課后復(fù)習(xí)及評價(jià)反饋等各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、人機(jī)互動(dòng)的立體交互式課堂[3]。“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)支持下的課堂教學(xué)不僅實(shí)現(xiàn)了教學(xué)手段、教學(xué)形式的變革，更重要的是實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。

1.課堂互動(dòng)立體高效

課堂學(xué)習(xí)以系統(tǒng)平臺(tái)為依托，利用平板電腦、交互式電子白板等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，生生互動(dòng)，師生互動(dòng)，互動(dòng)更加立體。學(xué)生通過平板進(jìn)行自主探究學(xué)習(xí)，教師可以在課堂教學(xué)中針對當(dāng)堂內(nèi)容進(jìn)行二次編輯和操作，抓住課堂的生成性資源進(jìn)行反饋，學(xué)生每次提交答案之后，可以查看其他同學(xué)的答題結(jié)果，學(xué)生可以充分利用這段時(shí)間和其他同學(xué)的答案進(jìn)行對比自查，還可以進(jìn)行小組討論，迅速形成小組匯報(bào)成果。課堂互動(dòng)不再是教師單向講解或教師與個(gè)別學(xué)生之間點(diǎn)對點(diǎn)的互動(dòng)，而是多點(diǎn)之間的全面立體互動(dòng)。例如，在小學(xué)數(shù)學(xué)《組合圖形的面積》這節(jié)課的課堂教學(xué)中，每一個(gè)同學(xué)都動(dòng)手將組合圖形轉(zhuǎn)化為基本圖形。教師利用系統(tǒng)中的無限克隆程序，克隆正在研究的組合圖形。教師先讓學(xué)生在圖形上畫出自己的分法，教師選擇學(xué)生不同的分法，通過四分屏展示給每一位學(xué)生，把學(xué)生的不同思維充分展現(xiàn)出來，鼓勵(lì)學(xué)生多角度思考問題。在小學(xué)語文課堂中，學(xué)生通過彈幕的形式將造句、仿寫等練習(xí)內(nèi)容及時(shí)反饋到教師屏幕上，每一個(gè)學(xué)生的回答都得到展示，引發(fā)學(xué)生之間的相互交流和學(xué)習(xí)。

2.學(xué)習(xí)過程現(xiàn)場生成

相比于傳統(tǒng)的演示文稿等手段，“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于課堂的生成性，教師可以抓住課堂的生成性資源進(jìn)行反饋，不再是教師提前預(yù)設(shè)好內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生去按照教師的思路走，而是教師隨堂解決問題，按照學(xué)生的思路去教學(xué)。每一個(gè)學(xué)生都能通過自己的操作積極地去解決問題，真正經(jīng)歷知識生成的過程，教師也能夠便捷地在學(xué)生探索學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上調(diào)整教學(xué)。在小學(xué)語文課堂上，教師可以根據(jù)學(xué)生寫作練習(xí)的情況了解整體進(jìn)度和學(xué)生掌握情況，根據(jù)練習(xí)中生成的資源進(jìn)行反饋。小學(xué)數(shù)學(xué)《搭配的學(xué)問》這節(jié)課中，教師放手讓學(xué)生自己去搭配，想怎么搭配就怎么搭配，利用互動(dòng)課堂軟件的剪切、復(fù)制功能，根據(jù)學(xué)生的意愿，將每一種搭配的效果都呈現(xiàn)出來。

3.課堂時(shí)空無限延伸

有了系統(tǒng)平臺(tái)的支持，課前課后的學(xué)習(xí)都有了指導(dǎo)。教師將一些課前預(yù)習(xí)材料通過平臺(tái)推送給學(xué)生，課后可以利用網(wǎng)絡(luò)查看學(xué)生的作業(yè)情況，及時(shí)給予評價(jià)。學(xué)生可以在課后查看課堂學(xué)習(xí)過程，根據(jù)需要進(jìn)行復(fù)習(xí)，平臺(tái)還提供了大量的相關(guān)學(xué)習(xí)資料，家長也可以通過系統(tǒng)了解到學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的情況，可以說，借助“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)，課堂學(xué)習(xí)的時(shí)空得到了無限延伸，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)可學(xué)。

二、“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)中學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分類

我們根據(jù)“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)的內(nèi)容功能，將系統(tǒng)大體劃分為數(shù)字資源系統(tǒng)、考試練習(xí)系統(tǒng)、互動(dòng)交流系統(tǒng)和檔案袋系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)，我們對“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，建立系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的層級結(jié)構(gòu)。

底層的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)記錄了學(xué)習(xí)者在使用系統(tǒng)過程中的各種學(xué)習(xí)行為信息，中層則是對底層的學(xué)習(xí)者行為數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，進(jìn)一步融合形成子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。四個(gè)子系統(tǒng)的功能統(tǒng)一在課前、課堂、課后整體的學(xué)習(xí)過程中，功能是相互融合的，數(shù)據(jù)也是互聯(lián)互通的，形成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)；頂層則是對中層形成的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、解析，形成學(xué)習(xí)者特征數(shù)據(jù)庫。如圖1所示。

圖1 互動(dòng)課堂系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層級結(jié)構(gòu)

數(shù)字資源系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括課件資源學(xué)習(xí)記錄、課外擴(kuò)展資源學(xué)習(xí)記錄和學(xué)習(xí)筆記，記錄的數(shù)據(jù)信息包括學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)時(shí)長、學(xué)習(xí)頻率、學(xué)習(xí)效率、資源類型偏好、主題內(nèi)容偏好、學(xué)習(xí)停頓點(diǎn)、學(xué)習(xí)筆記標(biāo)注點(diǎn)、筆記內(nèi)容等。

考試練習(xí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括練習(xí)記錄、錯(cuò)題本記錄和考試測評記錄，記錄的數(shù)據(jù)信息包括練習(xí)的題目、思考時(shí)間、修改頻率、練習(xí)提交方式（學(xué)習(xí)者主動(dòng)提交或教師收卷）、正確率、易錯(cuò)題型、易錯(cuò)知識點(diǎn)等等。

互動(dòng)交流系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括互動(dòng)交流記錄、人機(jī)互動(dòng)記錄和作品展示記錄，記錄的數(shù)據(jù)信息包括學(xué)習(xí)者的訪問對象、訪問頻次、訪問時(shí)間、訪問時(shí)長、評論頻次、評論內(nèi)容、提問頻次、提問內(nèi)容、被訪問機(jī)會(huì)、作品展示機(jī)會(huì)、軟件工具使用頻率、使用偏好等。

檔案袋系統(tǒng)數(shù)據(jù)包括個(gè)人信息記錄、學(xué)習(xí)檔案和作品檔案，記錄的數(shù)據(jù)信息主要包括學(xué)習(xí)者基本信息、家庭背景、愛好特長等個(gè)人信息和考試成績、他人評價(jià)、系統(tǒng)活躍度、整體詞頻統(tǒng)計(jì)等系統(tǒng)直接記錄或經(jīng)過初步分析的信息。

三、”互動(dòng)課堂”系統(tǒng)支持下的學(xué)習(xí)者特征分析模型

我們根據(jù)”互動(dòng)課堂”系統(tǒng)中記錄的學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行為相關(guān)數(shù)據(jù)，多層次、多維度地設(shè)計(jì)了“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)支持下的學(xué)習(xí)者特征分析模型，如圖2所示。本研究構(gòu)建的是一個(gè)對學(xué)習(xí)者有關(guān)學(xué)習(xí)的行為進(jìn)行綜合、全面分析的分析模型，其最終目的是發(fā)掘?qū)W習(xí)者的個(gè)性化特征，為實(shí)施個(gè)性化教學(xué)和評價(jià)提供依據(jù)，提升學(xué)習(xí)效率，并完善系統(tǒng)支持服務(wù)。

圖2 互動(dòng)課堂系統(tǒng)支持下的學(xué)習(xí)者特征分析模型

在模型的數(shù)據(jù)層（圖2中的灰色部分）中，匯集了來自“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)四大子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息。在模型的邏輯分析層中，我們對學(xué)習(xí)者特征進(jìn)行了十三個(gè)維度的分析，最終獲得四項(xiàng)學(xué)習(xí)者特征的個(gè)性化描述，包括個(gè)體屬性、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)風(fēng)格[4]。

學(xué)習(xí)者個(gè)體屬性的分析包含社會(huì)背景、個(gè)人成長、情感體驗(yàn)和興趣愛好四個(gè)維度。其中社會(huì)背景維度主要分析了學(xué)習(xí)者的家庭背景，包括學(xué)習(xí)者的家庭結(jié)構(gòu)、父母職業(yè)、父母學(xué)歷等，數(shù)據(jù)來源于檔案袋系統(tǒng)中的個(gè)人信息記錄。個(gè)人成長維度縱向考查學(xué)習(xí)者成績和學(xué)習(xí)行為的變化，數(shù)據(jù)來源于檔案袋系統(tǒng)、考試練習(xí)系統(tǒng)和數(shù)字資源系統(tǒng)中記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的縱向?qū)Ρ?。情感體驗(yàn)維度關(guān)注學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)進(jìn)程中的情感和心理變化，數(shù)據(jù)主要來源于檔案袋系統(tǒng)和互動(dòng)交流系統(tǒng)中對內(nèi)容和社交網(wǎng)絡(luò)的變化分析。興趣愛好維度關(guān)注學(xué)習(xí)者在課堂學(xué)習(xí)之外的特長和興趣，數(shù)據(jù)來源于檔案袋系統(tǒng)中登記的信息，以及創(chuàng)作內(nèi)容特色和數(shù)字資源系統(tǒng)中瀏覽資源內(nèi)容特色的分析。

學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力的分析包含知識結(jié)構(gòu)、起點(diǎn)水平、學(xué)習(xí)進(jìn)度三個(gè)維度。其中知識結(jié)構(gòu)維度主要關(guān)注學(xué)習(xí)者整體的知識儲(chǔ)備，數(shù)據(jù)來源于檔案袋系統(tǒng)和考試練習(xí)系統(tǒng)中各學(xué)科成績的綜合分析，以及學(xué)習(xí)者瀏覽、發(fā)表作品的內(nèi)容分析。起點(diǎn)水平維度主要針對具體的課堂學(xué)習(xí)，關(guān)注某一節(jié)課學(xué)習(xí)開始前學(xué)習(xí)者的起點(diǎn)水平，數(shù)據(jù)來源于考試練習(xí)系統(tǒng)中的學(xué)科成績、相關(guān)知識點(diǎn)的測驗(yàn)情況以及課前預(yù)習(xí)和練習(xí)的數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)進(jìn)度維度主要關(guān)注在課堂學(xué)習(xí)的進(jìn)程中，學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)進(jìn)度的動(dòng)態(tài)變化，數(shù)據(jù)來源于考試練習(xí)系統(tǒng)中課堂練習(xí)正確率和練習(xí)思考時(shí)間、完成速度的分析。

學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)態(tài)度的分析包含學(xué)習(xí)者的積極性、投入程度和學(xué)習(xí)持續(xù)性三個(gè)維度。其中，積極性維度關(guān)注學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)的情況，數(shù)據(jù)來源于考試練習(xí)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)者查看錯(cuò)題集的情況和數(shù)字資源系統(tǒng)中反復(fù)學(xué)習(xí)的情況。投入程度維度關(guān)注學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的專注程度，數(shù)據(jù)來源于對數(shù)字資源系統(tǒng)中學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率、停頓點(diǎn)、標(biāo)記點(diǎn)以及學(xué)習(xí)筆記內(nèi)容的分析。學(xué)習(xí)持續(xù)性維度主要分析學(xué)習(xí)者每一階段學(xué)習(xí)持續(xù)的時(shí)間，數(shù)據(jù)來源于檔案袋系統(tǒng)記錄的持續(xù)學(xué)習(xí)時(shí)長、界面停留時(shí)長等。

學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)風(fēng)格的分析包含學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)方式偏好、互動(dòng)交流習(xí)慣和行為偏好的分析。學(xué)習(xí)方式偏好維度主要分析學(xué)習(xí)者傾向的數(shù)字資源形式和獲取知識的習(xí)慣，數(shù)據(jù)來源于數(shù)字資源系統(tǒng)的資源瀏覽記錄和互動(dòng)交流系統(tǒng)中人機(jī)互動(dòng)的記錄?；?dòng)交流習(xí)慣維度主要關(guān)注學(xué)習(xí)者瀏覽他人作品和自己展示作品的情況，分析數(shù)據(jù)來源于互動(dòng)交流系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)。行為偏好維度主要關(guān)注學(xué)習(xí)者在課堂學(xué)習(xí)過程中提交答案、修改答案等行為習(xí)慣，數(shù)據(jù)來源于考試練習(xí)系統(tǒng)中記錄的修改頻次、思考時(shí)間、主動(dòng)提交答案頻次等。

學(xué)習(xí)者個(gè)性化特征的分析是進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)支持的重要條件，“互動(dòng)課堂”系統(tǒng)的使用改變了傳統(tǒng)課堂的形式，使課堂具有更強(qiáng)的互動(dòng)性、生成性，同時(shí)也記錄了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的大量學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。梳理和分析這些數(shù)據(jù)，能夠發(fā)掘出學(xué)習(xí)者不同的學(xué)習(xí)特征，及時(shí)捕捉學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)變化，讓教師更容易關(guān)注到學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)結(jié)果之外的全方面特征和變化，為個(gè)性化評價(jià)和個(gè)性化學(xué)習(xí)的支持準(zhǔn)備條件。