基于ITIAS的智慧课堂师生互动行为研究

本文以某大学智慧课堂为例，采用基于信息技术的课堂互动分析系统(Information Technology-Based Interaction Analysis System，ITIAS )，构建了智慧课堂师生互动分析模型。

　　 ：本文以某大学智慧课堂为例，采用基于信息技术的课堂互动分析系统(Information Technology-Based Interaction Analysis System，ITIAS )，构建了智慧课堂师生互动分析模型。该模型将师生互动分为课前、课中、课后环节，泛在采集师生互动数据，筛选有效数据，进行形式化编码、转换，通过师生互动行为进行分析，诊断智慧课堂师生互动存在的问题，提出了在智慧课堂环境下师生互动行为的特征。

　　一、引言

　　随着云计算、大数据、物联网、人工智能等新技术与教育持续融合，课堂教学数据采集与分析、课堂师生互动交流、学习过程评价与反馈，以及个性化辅导等环节均发生了质的飞跃。传统课堂教学环境具有了数字化、智能化的要素，成为新型的“智慧课堂”。

　　国外对智慧课堂研究主要包括三个方面：第一，学习方式的个性化、自主化和多元化；第二，关注学习活动本身的学习模式建构；第三，智慧课堂技术手段对学习的促进作用。国内对智慧课堂的研究大多数是理论层面的，对智慧课堂环境中的师生互动分析研究较少。

　　目前，大学课堂主要由教师、学生、教材、黑板、“PPT+大屏幕”等元素组成。师生互动交流贫乏，缺少采集工具，缺少师生互动交流的有效性分析。智慧课堂支持技术主要由交互式白板、移动通信网络、学习终端设备、录音录像设备、课堂教学管理系统等组成。课堂教学管理系统支持师生互动数据采集、存储和分析。

　　二、研究设计

　　1.智慧课堂师生互动分析模型的设计

　　课堂教学互动通常被认为是在某一环境下师生双方根据某个话题而展开的相互交流、共同探讨从而相互影响的教学活动，在师生互动时可采用技术作为辅助支撑、论点查询的教学过程。它包含人、技术、资源、环境四个方面。[1]智慧课堂的互动是指在信息技术的支撑下教师和学生不仅可以进行面对面的师生交流，还可以在技术的支持下进行线上和线下的交流，创设了师生、生生、师与技术、生与技术互动的环境，提供了大量支持高互动的资源与工具等。

　　传统课堂的教学流程通常采取“5+4流程”结构，[2]由教师的教和学生的学构成，教师“教”的过程是指，课前教师备课，课中教师讲课、提问、布置作业，课后教师批改作业；而学生“学”是指，课前预习，课中听课、回答问题，课后完成作业。整个过程形成了“课前、课中、课后”持续发展的课堂教学循环。但在传统课堂模式中，“教”与“学”的互动方式仅仅是通过言语互动，缺乏深入的互动交流。

　　智慧课堂的教学流程采用“11+10”结构，[3]课前教师制作教学材料，在制作材料时可以选择多种媒体形式，比如可以选择在某个主题方面比较有权威性高校教师的视频，经过自己剪辑，编辑成既符合本校教学目标又能给学生带来深刻启发的微视频。根据知识点的要求可以编写课后题。将这些资源发布到平台上，学生在课前能够根据教师发布的资源进行自主预习。然后可以将自己的疑惑发布到平台上，与教师和同学进行交流，也可以将自己的学习心得体会发布出去。教师根据学生学习停留的时间，发布的疑问、心得体会这些数据，针对性地修改教学方案。课中教师根据学生的问题进行讲解，教师讲解的内容通常都是拓展知识的延伸。在讲解的时候教师采用信息化手段创设情境，教师可以将自己的教师机、手机、APD等设备通过无线传输到多个一体机上实现多屏教学，在讲解完问题后，教师可以根据问题布置新任务让学生展开合作探究等活动并完成学习任务。教师可以让学生在规定时间内答题，然后进行测试，让学生知识得到巩固内化。并对学生的表现进行点评和让学生进行问卷反馈。在课后根据学生的情况进行针对性辅导，让学生的知识真正得到内化。其整个教学活动师生间的互动如图1所示。

　　2.内容分析工具设计

　　ITIAS是在信息技术初期提出来的，其教学环境由多媒体教柜、PPT、投影机组成，对技术的划分比较简单。对人与技术的互动方面停留在把技术作为一种辅助手段阶段，教师上课呈现教学资源，学生使用展示的教学内容以及观看资源。智慧课堂有人机交互、课程录制、物联控制、统一管理等功能，增加了许多支持互动的设备，比如交互式一体机、平板等。教师在上课时进行知识扩展需要使用多种设备进行资源展示，在APP上随时可以查看学生的学情数据，学生可以多屏展示自己的学习成果，这种立体循环的互动模式可以使互动高效。将ITIAS无法实现的教师边讲授边展示资源或分享评价作品等教学行为描述出来。因此，将人与技术分为“直接作用”和“间接作用”。直接作用指观察期间的唯一行为是教师或学生使用技术，间接作用指观察期间既有教师讲课也伴随着教师使用技术展示资料或进行分析。如图2所示，其中颜色的深浅代表“间接作用”中人与技术互动的不同类型，将教师使用技术与学生使用技术做了细的划分，如表1所示。

　　3.数据采集

　　本研究按照智慧课堂环境下课堂教学互动分析编码表进行编码，对教学视频按照3秒取样作为观察记录数据。45分钟的教学视频大约记录600～800个编码，它们表达着按时间顺序课堂上发生的一系列事件，对这些数据进行分析，可以揭示课堂教学中师生的语言互动、教学的结构等教学行为。[5]