基于事理圖譜的優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)課堂行為演化分析

關(guān)鍵詞：事理圖譜；滯后序列；社會(huì)網(wǎng)絡(luò)

0 引言

事理圖譜是一種圍繞事件為核心構(gòu)建的圖譜，它不僅描繪了事件本身的信息，并深入剖析了事件之間錯(cuò)綜復(fù)雜、多樣化的相互關(guān)系[1]，而且深刻揭示現(xiàn)實(shí)世界中事件的動(dòng)態(tài)演化模式及其內(nèi)在發(fā)展邏輯，為理解和預(yù)測(cè)事件走向提供有力支撐[2]。通過(guò)建立事理圖譜，可識(shí)別出所研究領(lǐng)域中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和相似節(jié)點(diǎn)，通過(guò)不同的演變路徑，能深度識(shí)別事件形成本質(zhì)和發(fā)展緣由，進(jìn)而管控和引導(dǎo)事件發(fā)展的方向。近年來(lái)，隨著事理圖譜技術(shù)的不斷成熟與深化，其應(yīng)用邊界也在不斷拓展，吸引了研究者們探索其在教育領(lǐng)域的可能。單曉紅[3]等通過(guò)精心構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)輿情事件的事理圖譜，成功地運(yùn)用這一工具推理出事件的潛在演化方向及其發(fā)生的概率，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)輿情事件的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)。劉忠寶[4]等依托BERT模型與LSTM-CRF模型，提出了針對(duì)《史記》這一巨著的歷史事件及其關(guān)鍵組成元素的抽取方法，隨后，他們利用這些方法構(gòu)建了《史記》的事理圖譜，為深入理解歷史事件的脈絡(luò)與邏輯提供支持。唐燁偉[5]等借助滯后序列分析方法，構(gòu)建了教師信息技術(shù)應(yīng)用能力測(cè)評(píng)的事理圖譜，該圖譜細(xì)致描繪了教師在各類教學(xué)活動(dòng)中的信息技術(shù)應(yīng)用行為，基于這些行為能夠?qū)處煹哪芰M(jìn)行全面而深入的評(píng)價(jià)，為提升教師的專業(yè)素養(yǎng)與技能水平提供參考。詹澤慧[6]等利用iBCM算法實(shí)現(xiàn)面向計(jì)算思維的事件編碼框架和事件關(guān)系抽取，并構(gòu)建出基于事理圖譜的計(jì)算思維評(píng)價(jià)方式。事理圖譜通過(guò)將完整思維或知識(shí)的變化過(guò)程以有向循環(huán)圖的方式表征，幫助教育工作者了解教學(xué)活動(dòng)中各要素的演化規(guī)律并實(shí)現(xiàn)微觀精確分析。綜上可知，基于事理圖譜分析優(yōu)質(zhì)課堂行為演化，有助于了解有效課堂行為特征，并從數(shù)據(jù)科學(xué)視角重新解讀了課堂行為的變化過(guò)程和規(guī)律。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)獲取

本研究是以中國(guó)教育技術(shù)協(xié)會(huì)在2022年舉辦的高中信息技術(shù)優(yōu)質(zhì)課展示活動(dòng)特等獎(jiǎng)中，隨機(jī)挑選的9例課堂實(shí)錄視頻作為研究樣本（見(jiàn)表1） 。該活動(dòng)每?jī)赡昱e辦一次，目前是國(guó)內(nèi)信息技術(shù)學(xué)科較高級(jí)別的比賽，其優(yōu)質(zhì)課堂具有較強(qiáng)的科學(xué)性和借鑒意義。

1.2 研究工具

本研究所使用的視頻分析和滯后序列分析工具分別為OKC（Observed Known on Classroom） 和GSEQ。編碼參考張海[7]團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的“教育技術(shù)交互行為分析系統(tǒng)（ETIAS） ”中有關(guān)課堂行為的部分，并根據(jù)本研究的課堂特點(diǎn)進(jìn)行了適應(yīng)性調(diào)整。如：部分樣本課堂上使用了紙質(zhì)教育資源，因此將B14編碼由學(xué)生自主使用數(shù)字資源改為學(xué)生使用線上和線下教育資源，具體編碼分類見(jiàn)表2。

1.3 研究方法

本研究首先使用了視頻分析方法對(duì)樣本視頻進(jìn)行行為編碼記錄，其次使用滯后序列分析方法評(píng)估信息技術(shù)課堂顯著性行為以及其隨著時(shí)間發(fā)生的概率，并基于此構(gòu)建事理圖譜。當(dāng)某一行為路徑的序列間轉(zhuǎn)換率所計(jì)算出的Z-score 值大于1.96，則這一行為在統(tǒng)計(jì)學(xué)上被視為具有顯著意義（P 值小于0.05） [8]，即表明該行為路徑的出現(xiàn)并非偶然，而是存在一定的規(guī)律和趨勢(shì)。最后借助社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析中的中心度算法量化各節(jié)點(diǎn)（即課堂教學(xué)元素或行為主體）之間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度及網(wǎng)絡(luò)中的集中趨勢(shì)，挖掘教學(xué)元素間的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)信息技術(shù)課堂行為的演變規(guī)律。其中相對(duì)中心度算法R（ f ） i [9]如下：

Mi，j為M節(jié)點(diǎn)在某一時(shí)刻的鄰接矩陣，Cmax（M）為M 節(jié)點(diǎn)在某一時(shí)刻的最大相對(duì)中心度。相對(duì)中心度是指在某一時(shí)刻，某節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的顯著程度與整體連接重要性的指標(biāo)，在序列矩陣中，節(jié)點(diǎn)越重要，則它對(duì)應(yīng)的相對(duì)中心度越高。

2 基于事理圖譜的信息技術(shù)課堂行為演化

2.1 課堂行為序列事理圖譜

通過(guò)使用GSEQ統(tǒng)計(jì)分析課堂教學(xué)過(guò)程中具有顯著意義的行為序列，計(jì)算信息技術(shù)課堂編碼表中每個(gè)行為序列發(fā)生頻次的Z 分?jǐn)?shù)，得到調(diào)整后的殘差表（見(jiàn)表3） 。其中表中的列表示起始的課堂行為，行表示起始行為結(jié)束后隨即發(fā)生的課堂行為；淺灰色填充處為Z 分?jǐn)?shù)>1.96，即具有顯著性的行為序列。

由表3可知，課堂行為顯著性水平排前九位的是B4-B11、B11-B2、B6-B13、B6-B12、B4-B10、B9-B5、B12-B2、B6-B15、B6-B1。結(jié)合圖1課堂行為序列事理圖譜（箭頭的方向代表轉(zhuǎn)換的順序，而箭頭的粗細(xì)和線條上的數(shù)字，則代表轉(zhuǎn)換的顯著性，箭頭越粗、數(shù)字越大，表明顯著性越強(qiáng)）可知：優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)課堂的核心教學(xué)行為是提問(wèn)（B4） 、表?yè)P(yáng)或鼓勵(lì)（B2） 、指導(dǎo)或指令（B6） 、交互促進(jìn)或強(qiáng)調(diào)（B9） 、學(xué)生回答（B11、B10） 和學(xué)生進(jìn)行演說(shuō)或演示（B12） ，圍繞所形成的顯著行為序列，可提煉出以下幾種教學(xué)模式：

（1） 提問(wèn)—積極應(yīng)答—正向反饋

教師在進(jìn)行提問(wèn)（B4） 后，課堂上通常會(huì)面臨三種情況：學(xué)生主動(dòng)發(fā)言（B11） 、被動(dòng)發(fā)言（B10） 和沉默混亂（B16） 。其中B4-B11（Z=16.3） 、B4-B10（Z=7.77） ，說(shuō)明在優(yōu)質(zhì)課堂上，教師提問(wèn)后，學(xué)生經(jīng)常會(huì)主動(dòng)回答問(wèn)題，而當(dāng)優(yōu)質(zhì)課堂出現(xiàn)沉默混亂（B16） 事件后，教師則多會(huì)采取學(xué)生演示（B12） 的方式了解學(xué)情，在學(xué)生演示過(guò)程中給予指導(dǎo)（B6） 和表?yè)P(yáng)（B3） ，促進(jìn)學(xué)生深度思考和課堂參與度；除此之外，教師也會(huì)采取點(diǎn)名提問(wèn)，學(xué)生被動(dòng)回答（B10） 的方式指定某名同學(xué)回答問(wèn)題，從而促進(jìn)師生互動(dòng)，打破課堂沉默。在學(xué)生被動(dòng)回答之后，教師同樣會(huì)給予學(xué)生表?yè)P(yáng)或鼓勵(lì)（B2） ，建立師生互動(dòng)的正向反饋機(jī)制。

（2） 指導(dǎo)—團(tuán)隊(duì)協(xié)作—展示

教師在給予指導(dǎo)（B6） 后，通常會(huì)出現(xiàn)六種課堂行為：學(xué)生協(xié)作（B13） 、演示或演說(shuō)（B12） 、學(xué)生創(chuàng)造作品（B15） 、接受正面情感（B1） 、學(xué)生自主使用教育資源（B14） 和借助媒體或教具的實(shí)踐活動(dòng)（B8） 。在優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)課堂上，教師通常會(huì)指令學(xué)生以小組協(xié)作（B13） 的形式完成項(xiàng)目或者單元問(wèn)題，小組內(nèi)融合多個(gè)個(gè)體的知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)，成員之間共同解決問(wèn)題、完成任務(wù)或達(dá)成目標(biāo)。在小組任務(wù)完成后，教師會(huì)邀請(qǐng)小組成員演示或演示（B12） 協(xié)作內(nèi)容。

（3） 指導(dǎo)—自主探究—展示

高質(zhì)量的信息技術(shù)課堂，其核心在于鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主的實(shí)踐探索。優(yōu)質(zhì)課堂教師充分踐行了“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，引導(dǎo)（B6） 學(xué)生通過(guò)自主創(chuàng)造個(gè)性化作品（B15） 或自主使用教育資源（B14） 解決學(xué)習(xí)難題和完成學(xué)習(xí)任務(wù)，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考與自主探究的能力，幫助學(xué)生在這一過(guò)程中獲得直接或間接經(jīng)驗(yàn)。而后教師也會(huì)指令（B6） 學(xué)生展示并闡述（B12） 他們自主探究的成果或作品，這一環(huán)節(jié)不僅加深了學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，還有效鍛煉了語(yǔ)言表達(dá)能力。

2.2 課堂行為演化

通過(guò)滯后序列和事理圖譜分析，明確了顯著性行為序列及其特征，為了進(jìn)一步挖掘優(yōu)質(zhì)課堂的有效教學(xué)行為及其演變特征，接下來(lái)利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析中的相對(duì)中心度（RC） 進(jìn)行分析。但由于課例數(shù)量較多，本研究將從整合分析和個(gè)案分析兩個(gè)層面展開(kāi)。

整合A1-A9的課堂行為演化圖可知，在優(yōu)質(zhì)課堂上，教師的交互（B9） 、講解（B5） 、指導(dǎo)（B6） 、提問(wèn)（B4） 等行為一般是交叉進(jìn)行的。并且?guī)熒换?、促進(jìn)或強(qiáng)調(diào)（B9） 、教師講解（B5） 、提問(wèn)（B4） 、表?yè)P(yáng)（B2） 和指導(dǎo)或指令（B6） RC值相對(duì)較高，說(shuō)明這些課堂行為不僅貫穿整個(gè)教學(xué)進(jìn)程，是優(yōu)質(zhì)課堂的主要教學(xué)行為，而且與其他行為具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。其中B9的RC曲線水平展現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)課信息技術(shù)課堂師生交互性強(qiáng)，課堂活躍度高的特點(diǎn)。通過(guò)觀察優(yōu)質(zhì)課堂前期，可以看出：教師多使用表?yè)P(yáng)（B2） 激勵(lì)學(xué)生，通過(guò)對(duì)學(xué)生有效的教學(xué)評(píng)價(jià)，提高整個(gè)課堂進(jìn)程的參與熱情，利用言語(yǔ)不斷地鼓勵(lì)學(xué)生調(diào)整學(xué)習(xí)過(guò)程、優(yōu)化學(xué)習(xí)策略。在優(yōu)質(zhì)課堂教學(xué)中期：除A1課堂外，其余優(yōu)質(zhì)課堂的指導(dǎo)或指令（B6） 行為中心度逐漸升高，處于較高水平。說(shuō)明在優(yōu)質(zhì)課堂中期階段，教師開(kāi)始圍繞新授內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)（B6） 或布置課堂任務(wù)。在優(yōu)質(zhì)課堂教學(xué)后期：A1至A5的課堂上，教學(xué)從教師講解逐漸過(guò)渡至學(xué)生操作練習(xí)，其中交互、促進(jìn)或強(qiáng)調(diào)（B9） 學(xué)生協(xié)作（B13） 、創(chuàng)造作品（B15） 行為RC值逐漸上升，教師指導(dǎo)（B6） 、講解（B5） 行為趨于平緩。說(shuō)明教學(xué)后半段主要對(duì)新知識(shí)進(jìn)行鞏固實(shí)踐，課堂以小組協(xié)作學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)作為主，學(xué)生的課堂參與度高。在A6-A9課堂上，教師主要通過(guò)講解（B5） 、指導(dǎo)或指令（B6） 等課堂行為強(qiáng)化教學(xué)，學(xué)生進(jìn)行演說(shuō)或演示（B12） RC 值逐漸增大。教師關(guān)注學(xué)生在進(jìn)行演說(shuō)或演示（B12） 時(shí)是否深入研究相關(guān)主題，從不同角度審視問(wèn)題，形成獨(dú)到見(jiàn)解。通過(guò)這一課堂行為培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和語(yǔ)言組織能力。

個(gè)案以A1為例。在A1課堂上，教師接受正面的感情（B1） 和給予指令或指導(dǎo)（B6） 的RC值在課堂初期即呈現(xiàn)峰值，該階段主要表現(xiàn)為：教師發(fā)出上課指令、師生進(jìn)行簡(jiǎn)單的問(wèn)候；隨著課堂的推進(jìn)，課堂由教師指導(dǎo)（B6） 的RC值逐漸下降并趨于相對(duì)平緩的波動(dòng)狀態(tài)，課堂逐漸轉(zhuǎn)換為由學(xué)生控制，如：學(xué)生演說(shuō)或演示（B12） 、學(xué)生主動(dòng)發(fā)言（B11） 的RC值逐漸提高。同時(shí)，A1教師善于利用表?yè)P(yáng)（B2） 促進(jìn)師生互動(dòng)（B9） ，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。即表現(xiàn)在整個(gè)課堂進(jìn)程中，表?yè)P(yáng)或鼓勵(lì)（B2） 的相對(duì)中心度都呈現(xiàn)出較高水平，也正說(shuō)明了教師在不斷地借助表?yè)P(yáng)（B2） 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)深入分析信息技術(shù)課堂行為的顯著序列與事理圖譜，發(fā)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)課堂具有以下顯著教學(xué)特征。（1） 善用表?yè)P(yáng)策略。此類課堂中的教師擅長(zhǎng)運(yùn)用表?yè)P(yáng)策略，顯著促進(jìn)了課堂活躍度的提升與師生互動(dòng)的深化。在教師積極正向的激勵(lì)下，學(xué)生表現(xiàn)出更高的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，具體體現(xiàn)為發(fā)言頻次的顯著增加，這也印證了表?yè)P(yáng)策略在高年級(jí)的教學(xué)中依然有效。（2） 重視技術(shù)應(yīng)用。鑒于信息技術(shù)課程的實(shí)踐導(dǎo)向性，技術(shù)的有效應(yīng)用成為教學(xué)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師們不僅深刻理解技術(shù)支持下自主學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作的重要性，還高度重視這些活動(dòng)對(duì)學(xué)生知識(shí)內(nèi)化與技能提升的關(guān)鍵作用。這種對(duì)技術(shù)融合教育的深刻理解，體現(xiàn)了教師在教學(xué)設(shè)計(jì)上的前瞻性與創(chuàng)新性。（3） 重視學(xué)生全面發(fā)展。通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)教師在關(guān)注學(xué)生知識(shí)與技能培養(yǎng)的同時(shí)，亦不忽視學(xué)生的全面發(fā)展。他們通過(guò)組織協(xié)作學(xué)習(xí)項(xiàng)目、鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行演示與演講等方式，有效提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、語(yǔ)言表達(dá)能力等綜合素養(yǎng)，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。（3） 關(guān)注學(xué)生思想政治教育。結(jié)合課堂視頻可以發(fā)現(xiàn)：優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)課堂普遍融入了課程思政。這一做法不僅有助于學(xué)生能夠客觀認(rèn)識(shí)信息技術(shù)學(xué)科的價(jià)值與意義，還促進(jìn)了學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與信息社會(huì)責(zé)任感的提升，體現(xiàn)了信息技術(shù)與思想政治教育深度融合的教育理念。綜上可知，這些優(yōu)質(zhì)信息技術(shù)課堂顯著課堂特征，在提升教育教學(xué)質(zhì)量和促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展等方面都能夠提供重要參考借鑒與指導(dǎo)。