平板电脑支撑下的课堂教学交互分析系统设计研究

焦辰菲

（天津市和平区教育信息化管理中心，天津300021）

平板电脑支撑下的课堂教学交互分析系统设计研究

焦辰菲

（天津市和平区教育信息化管理中心，天津300021）

当前，平板电脑强交互性的特点已经深入人心，但课堂教学交互性究竟如何仍有待于验证。本研究中设计了平板电脑支撑下的课堂教学互动分析系统（TIAS，Tablet-based interaction analysis system），从师生互动、生生互动、师生和平板的互动几个方面来分析平板电脑课堂教学中的互动情况，以期能更好的反应出平板电脑课堂环境下的教学效果，为一线教师的实际教学提供参考。

平板电脑教学；互动分析；教学效果

对研究者而言，平板电脑的课堂教学应用缺乏理论的指导，其效果究竟如何，也有待于进一步研究。针对这一问题，本研究中，设计了平板电脑支撑下的课堂教学互动分析系统，期望通过该系统分析平板电脑的课堂教学的互动情况，为一线教师的实际教学提供参考。

一、编码工具的设计

美国学者弗兰德斯曾提出了一种结构性的、定量的课堂行为分析技术弗兰德斯互动分析系统（FLAS，Flanders Interaction Analysis System），主要针对课堂教学过程中师生通过语言进行交互的行为进行分析。该系统要求每3秒钟对课堂教学录像采样一次，并按照编码系统里的规定进行编码，作为记录。FLAS将互动分为“教师的语言”、“学生的语言”、“沉默”三大类，又具体分为十种编码符号［1］，通过这一分析系统为广大教育工作者提供了具有针对性的课堂教学分析框架。2004年，顾小清教授通过对FLAS的研究，认为运用原始的编码系统无法反映出现代课堂中丰富的教学互动，对其做了一些改进,改进后的FLAS被称为基于信息技术的互动分析编码系统（ITIAS，Information technology-based interaction analysis system）［2］。

针对平板电脑自身的技术特性，本研究对ITIAS进行了一些改进，设计了平板电脑支撑下的课堂教学互动分析系统（TIAS，Tablet-based interaction analysis system），以期能更好的反应出平板电脑课堂教学环境下的互动情况。改进后的编码系统编码变为20个，具体如表1所示。

首先，将技术维度按教师和平板互动及学生和平板互动重新分类。互动就是某一特定环境中几个行动者之间相互作用的过程。［3］课堂互动就是在课堂环境下，教学要素之间相互作用的过程。穆尔认为，互动的类型分为三类：学生与教师之间、与学习内容之间以及与其他学生之间的交互。［4］而在信息技术环境下，学生是通过与学习界面交互而引发的与学习内容的互动。［3］在平板的技术环境下，与学习界面的交互即与平板的交互。在本研究中，将技术维度按教师和平板的互动与学生和平板的互动分开。

其次，将原来的“技术作用于学生”的分类按操作者划分到“教师和平板互动”中，将师生和平板的互动进行了细化。考虑到互动是教师、学生、学习内容三者之间的互动，在平板环境下，将教师和平板的互动分为教师通过平板和学习内容的互动以及通过平板和学生的互动，将学生和平板的互动分为与学生通过平板与学习内容的互动、通过平板与教师的互动以及通过平板和其他学生的互动三类。由于在师生和平板互动的过程中，不可避免的要涉及言语表达，在统计的过程中，伴随技术应用产生的言语表达，不再另行计入师生言语信息维度中。

最后，将原沉寂中的学生做练习指标进行修改，该指标特指非技术环境下的练习。为了研究技术对教育的影响，在平板环境下，学生通过平板电脑上完成的练习通常是为了将学习结果及时反馈给教师，因此被被归入学生和平板间的互动中学生通过平板与教师的互动中。

为了保证课堂教学交互情况分析的可靠性、一致性和稳定性，本研究采用重测信度和评分者信度测量平板电脑支撑下的课堂教学交互分析系统的编码信度，通过常用的kappa系数进行测量。由于交互分析编码系统是每3秒钟对教学录像采样一次，编码过程耗时较多，在信度分析过程中，本研究是采用10分钟的视频长度，200个编码的样本进行kappa系数分析的。在进行重测分析时，为了避免受记忆的影响，笔者前后两次编码的时间相隔两个星期。在做评分者信度分析时，笔者先对其他编码者进行了培训，持续时间约为一小时，随后让其对5分钟的视频进行编码，将编码结果和笔者的编码结果进行对比，对于分歧较大的部分，两人协商讨论，核实编码。确定另一评分者对编码比较熟悉后，让其对另一段10分钟的教学视频进行编码，作为信度分析样本。在本研究中测出的重测信度和评分者信度如表2所示，均高于0.8，因此，可以认为本研究具有较高的编码信度。

表1　平板电脑支撑下的课堂教学互动分析编码系统

表2　编码信度

二、统计工具的设计

FLAS和ITIAS都是采用编码和矩阵分析表对课堂教学交互行为进行分析的。［5］借助FLAS的互动分析矩阵，本研究中也将采取分析矩阵的方式对所记录的编码进行统计和分析。如利用平板电脑支撑下的课堂教学交互分析编码系统，得到数据序列为2，6，8，7，则依次取相邻的两个数作为序列对，（2，6），（6，8），（8，7），然后，前一个数字作为行数，后一个数字作为列数，在互动分析表中计数1次，如（2，6）表示在第2行第6列计数1次，其他的依次类推。

互动分析矩阵中的数据代表前后两个连续的行为在平板课堂教学中出现的频次，根据表格的含义，可以统计出相应的教学行为频次之间的比例关系，以此对平板电脑课堂教学的教学交互情况进行比较客观、有实际意义的量化分析。课堂交互行为比率的统计方法如表3所示。

表3　课堂交互行为比率统计表

三、结果的表征

1.课堂教学过程主导权分析

教师言语和学生言语是课堂教学中的主要行为，教师言语的比率反应了教师对课堂的掌握情况，学生言语比率反应了学生参与课堂的程度。教师言语比率和学生言语比率二者的大小关系反应了课堂教学过程的主导权，是为了验证平板电脑引入学科教学后是否导致了师生关系发生转变，教学方式是否由指导式向建构式偏移。如果前者远大于后者，则说明教师掌握课堂教学的主导权，教学过程更偏向于讲授式，若两者相差不大，则说明教学方式正在逐渐向以学生为中心偏移。

2.师生互动分析

对师生互动进行分析，是为了了解平板电脑课堂环境下，师生互动交流的情况以及对教学的影响。师生互动的分析主要是从师生互动比率、间接影响与直接影响比率、教师提问比率、教师实时发问比率等几个方面来分析。

3.生生互动分析

对生生互动进行分析，是为了了解平板电脑和学科教学整合的过程中，是否能够促进学生间的合作交流，了解生生互动的现状。生生互动分析重点从生生言语互动、生生操作技术两个方面来考虑。

4.平板电脑的应用情况

对平板电脑的应用情况的分析，主要是分析其在课堂教学中所起的作用，即如何才能充分发挥平板电脑的技术特性，提高课堂的教学效率，更好的促进有效教学。平板电脑的应用情况主要从人机互动比率、教师和平板互动比率、学生和平板互动比率、及时反馈比率几个方面来分析。此外，从教师通过平板与学习内容的互动可以看出平板电脑在多大程度上发挥了内容呈现的作用，从学生通过平板与学习内容、与教师的互动可以看出学生和平板间的互动关系，平板在学生学习时起到的作用。

表4　案例信息编码行为分类汇总

表5　课堂交互行为统计表

四、案例分析

笔者选取了三个不同年级、不同学科的案例进行分析，分别是某小学三年级语文新授课《小蝴蝶花》，某中学初二地理新授课《黄土高原》以及某中学高一物理复习课《运动的描述》。

按照TIAS对选定的三个典型课例进行手工编码，每隔3秒钟记录下视频内容所对应的编码系统中的编号，得到一系列的编码。新授课《小蝴蝶花》课例教学时长为39分45秒，共得到795个编码；新授课《黄土高原》课例教学时长为43分57秒，共得到879个编码；复习课《运动的描述》课例教学时长43分3秒，得到的编码数为861个。根据互动分析矩阵，对三个课例分别进行统计，形成的编码结果如表4所示。

此外，根据表3的公式，对得到的分析矩阵的结果进行计算，得到的结果如表5所示。

根据编码分析统计的结果，结合笔者对教学视频的观察进行分析，分析结果如下。

1.课堂教学过程主导权分析

由图1可以看出，三节课的教师言语比率都低于45%，低于课堂总时间的1/2，远远低于常模68%，这说明平板类课程已经不再是教师一言堂。课上学生的言语比率除了《小蝴蝶花》课例在22.29%，高于常模13.25%，另两门课例都低于10%，这说明《小蝴蝶花》这节课上学生发言的机会比较多，另两门课上学生发言的机会相对少一些。通过观察发现，《小蝴蝶花》这节课中教师主要是通过提问引导学生的学习，《黄土高原》主要是学生通过阅读电子书进行学习，《运动的描述》主要是学生通过画图理解所学的知识。由三门课师生言语比率的关系可以看出，教师言语比率还是远高于学生言语比率的，说明课上还是主要由教师控制课堂教学过程的主导权。

图1　师生言语比率统计图

2.师生互动分析

师生互动分析主要从师生互动比率、间接影响与直接影响比率、教师提问比率、教师实时发问比率几个方面来分析。《小蝴蝶花》、《黄土高原》和《运动的描述》这三节课中，师生言语互动比率分别为61.34%、40.66%和48.49%，表明这三节课中课上教师和学生互动的比较充分。其中《小蝴蝶花》这节课是言语互动是最多的，这与教师对教学活动的设计和小学生的心理特点有关。三节课中间接影响和直接影响的比率分别为89.47%、29.09%和48.32%，表明教师更倾向于向学生施加直接影响。通过观察发现，课上教师主要通过布置任务、提问等方式控制学生的课堂活动。三节课的教师提问比率分别为10.08%、3.19%和7.91%，和常模26%相比，教师提问所占的比率很低，这说明课上教师提问所占的时间并不长。三节课中，教师实时发问比率分别为70.59%、66.67%和77.78%，均远高于常模44%，这说明教师在课上对问题的把控比较好，能适时的用问题响应学生的话语，帮助学生进行思考。

3.生生互动分析

生生互动分析主要从生生言语互动、生生操作技术两个方面来考虑。如表4、表5所示，《小蝴蝶花》、《黄土高原》和《运动的描述》三节课的生生言语互动比率分别为1.76%、5.81%和5.00%，学生间通过平板与其他学生的互动比率分别为0.00%、4.9%和3.26%，比率都不高。这是因为在应用平板电脑的课堂教学中，单纯的生生互动并不多，更多的是通过技术手段实现的一些互动。

4.平板电脑的应用情况

平板电脑的应用情况主要从人机互动比率、教师和平板互动比率、学生和平板互动比率、及时反馈比率几个方面来分析。《小蝴蝶花》、《黄土高原》和《运动的描述》三节课的人机互动比率分别为35.39%、54.67%和48.84%，技术在教学中的应用比率比较高，特别是《黄土高原》这节课，技术的应用比率已经超过了50%。其中，教师和平板的互动比率分别为2.90%、5.92%和15.81%，学生和平板的互动比率分别为32.49%、48.75%和33.02%，从图2中可以看出，学生和平板的互动时间要远远高于教师和平板互动的时间，这说明课上更多的学生运用技术手段进行学习，教师只是提供适时的引导。此外，从表中可以看出，教师和平板的互动更多的是通过平板与学生的互动，通过观察可以发现，教师使用平板主要是通过平板的及时反馈功能对学生的学习进行点评；而学生和平板的互动更多的是集中在通过平板与学习内容进行互动，通过观察可以发现，更多的是交互式电子书和一些工具软件的使用。

图2　师生与平板互动比率统计图

五、结束语

当前，由于平板电脑良好的互动性、便携性、丰富的应用程序和网络化服务，其教育应用的快速发展已经成为大势所趋。本研究结合平板课堂的特点，设计了平板电脑支撑下的课堂教学互动分析系统。通过案例分析，笔者发现这个工具针对性较强，适于现在的平板电脑课堂教学过程的分析，但该工具还缺少广泛的实际应用，其效果有待于进一步验证。今后，笔者将在更广的范围内对该工具进行试用，在实践中继续完善和改进该工具。

［1］夏雪梅.以学习为中心的课堂观察［M］.北京：教育科学出版社，2012.3-5.

［2］顾小清，王炜.支持教师专业发展的课堂分析技术新探索［J］.中国电化教育，2004（7）：18-21.

［3］王陆.信息化教育研究中的新内容：互动关系研究［J］.电化教育研究，2008（1）：11-17，21.

［4］Moore，M.Three types of interaction［J］，The American Journal of Distance Education，1989（2）：1-6.

［5］王陆，张敏霞.课堂观察方法与技术［M］.北京：北京师范大学出版社，2012.106-112.

（编辑：王晓明）

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1673-8454（2016）01-0052-04