基于“J课堂”数据分析的有效合作学习策略探索

杨建华

【摘 要】“J课堂”微视频学习平台为上海市普陀区教育局的区域核心项目，是国家级课题“网络环境下学习方式变革实验”的子项目。该平台引入先进的信息技术手段，支持基于数据分析下的教与学，旨在满足学生个性化学习的需求，促进信息技术环境下合作学习的开展，在实现信息技术与教育教学深度融合的基础上，增强学生的创新意识、思维品质和学习能力。本文以《初中信息科技》学科“进一步了解计算机”知识单元为例，探讨在“J课堂”数据分析背景下有效指导学生开展合作学习的策略，为信息技术与教育教学的深度融合提供新的思路。

【关键词】J课堂；数据分析；合作学习

【中图分类号】G434 【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2017）01-0046-04

随着信息时代的到来，数据分析技术已逐渐被教师运用到学校课堂教学中，为学生创新能力和合作学习能力的培养提供强有力的数据支撑。当前，上海市有不少区、校都在对数据分析技术引入课堂教学的有效性进行研究。笔者借助上海市普陀区“J课堂”项目（在普陀，“J课堂”的“J”发音为Jīn/Jing。因为其内涵体现在学生的自主学习“指点迷津”，促进教师的专业发展“精益求精”等），积极参与学习平台搭建，不断探索数据分析技术对合作学习模式的支撑和助推作用，以期对信息化教学的研究与实践提供一点借鉴和参考。

研究背景

1. 问题的提出

16世纪捷克教育家夸美纽斯提出了班级授课制[1]，将工业化生产的思想引入教育领域，为工业社会输送了大批合格人才[2]。这种授课方式，快速、高效地为工业化社会培养了健康、守时、勤奋的劳动者。随着信息技术和互联网的发展，社会需要大量的创新人才，而传统的班级授课制重量轻质，教学过程及内容整齐划一，忽视学生的合作学习，这在某种程度上阻碍了学生的个性化发展，不利于培养学生的自主探究能力和创新意识。

时代的发展迫切需要教育摒弃原来规模化、同质化、单一性的人才培养模式，转向个性化、多样化、创新型的人才培养。信息技术融入教育为我们打开了思路，信息技术支持下的网络学习环境、数据分析技术和合作学习模式为当今的班级授课制注入了一股新的活力，为广大教育工作者探索开展合作学习的策略提供了新途径。

2. 数据分析和合作学习相关研究现状

《宣传舆论学大辞典》指出：数据分析是指运用数理统计方法，对调查所获得的数据资料进行综合处理，以揭示事物内在数量规律的过程[3]。随着信息时代的到来，数据分析技术越来越多运用于教学领域，为学情分析、教学质量分析以及学生的有效合作学习提供支撑。

合作学习源于古希腊，20世纪70年代初在美国兴起了研究热潮，被誉为近十年来最需要和最成功的教学改革，能够最大程度地在班级授课制中培养学生的自主学习能力，挖掘学习潜能，提升创新实践能力。合作学习是指将几位异质性的学生组合在一起，相互合作、相互支持，共同进行学习活动、共同完成学习任务[4]。

在中国知网，笔者以“合作学习”和“数据分析”作为关键词共同搜索，发现鲜少有相关的研究文章。然而，社会发展对学生创新意识、合作能力以及自主学习能力的需求日益迫切，信息技术采集的大量数据更是为合作学习提供了有效的大数据分析条件。形势的发展迫切要求我们在信息化环境下，积极有效地开展合作学习策略的研究和探索。

3. 项目实践背景：“J课堂”微视频学习平台

“J课堂”微视频学习平台是上海市普陀区教育局的区域核心项目，是国家级课题“网络环境下学习方式变革实验”的子项目。该平台引入先进的信息技术手段，支持基于数据分析下的教与学，旨在满足学生个性化学习的需求，促进信息技术环境下合作学习的开展，以增强学生的创新意识、思维品质和学习能力。项目团队根据一线教师及学生对学习平台的使用需求与建议进行不断迭代和优化，从初始简单的区域优质微视频资源共享，逐步发展到信息技术支持下的学习数据分析。优质的微视频学习资源，为学生提供了多样化的学习路径；知识地图的学习导引，融入了网络社交功能；跨时空师生互动的实现，强化了虚拟班级与实体班级的连接；引入的数据分析理念，将学习分析、随堂测试、综合测评、学生笔记等数据智能化地辅助教与学，为合作学习的深入开展提供保障。“J课堂”微视频学习平台，以智能化的数据分析系统，解放教师的双手，实现人机合理分工，为信息化教学改革打造出完善的数字化环境。该平台（http：//Jclass.xxx.sh.cn/Jclass）于2014年2月起正式开通，供区内“J课堂”项目实验校开展研究，截至目前，区内已有40余所学校参与项目实验。

基于“J课堂”的多维度数据分析

“J课堂”学习平台纳入了数据分析的理念。如图 1所示，该平台的暂停回放、互动笔记、随堂测试和综合测试四个主要功能，构成了学习平台的多维度数据分析结构，为师生互动、生生互动以及教师和学生的学习反馈提供了数据支撑，可以有效地支持合作学习的开展。

1. 暂停与回放的数据汇聚

信息化教学能够成功实现的一个关键是即时反馈。在传统教学中，教师往往根据个人的教学经验，判断全班学生的大致情况，这是一种感性且比较模糊的评价方式。引入信息技术后，由于学生观看微视频通常是个体完成学习的过程，教师无法准确观察到每一个学生的学习情绪及学习效果等具体细节，同时也很难兼顾全班学生的学习情况。

“J课堂”平台中“暂停与回放”数据记录的设计，解决了教师的这一困扰。在学生观看微视频时，教师只需在教室巡视，并大致了解学生的进度和学习困难。每个学生在自行观看的过程中，都有可能暂停或回放某一段视频片段，学习平台自动记录学生的这一数据。所有学生暂停与回放的数据信息，汇聚成一张完整的视频观看过程柱状图（或称为热图），教师端可实时查看学生暂停与回放次数最多的位置（如图2），以此为线索来判定学生的学习难点。

图2 “J课堂”暂停与回放截图

2. 互动与笔记的教育价值

当学生在课堂上用微视频学习时，我们开始追问教师的价值何在？课堂的关注点在哪？这一追问将我们引向更有针对性、更为人性化的教育探索。学生在学校里获得的体验不能仅停留在知识和技能层面上，更应当上升到过程和方法中。除此之外，我们还需关注学生的人际关系发展，情感、态度、价值观的养成。所以，人际交互是需要被强调和重点关注的教育价值[5]。

如图3所示，“J课堂”微视频学习平台上的人际交互性及人机互动性体现在三个方面：一是个人层面的学习笔记，二是生生层面的互动交流，三是师生层面的提问答疑。从人际交互的视角看，“J课堂”微视频学习平台为我们提供了一个可量化的人际交互环境。学生之间的互动数据能够直接记录在学习平台上，学生自主学习过程中的学习笔记既可设置为隐私，也可设置为共享笔记，甚至被教师推送为最优笔记，供全体学生学习。传统课堂上隐性的交互纽带通过网络学习平台得以显化。

3. 随堂测试的设计策略

随堂测试的设计模式分为“流畅观看”和“过关斩将”两种。当学习者希望通过测试检查自己的学习情况时，可以选择“过关斩将”模式观看视频，并完成配套题目。当学习者只想大致浏览视频时，可选择“流畅观看”模式。在教师主导的微视频自学活动中，教师可提出对于微视频学习模式的要求。“J课堂”微视频学习平台中的微视频配备两组以上的随堂测试题，以备学生在观看时进行测试。

随堂测试环节能够让学生将注意力集中于视频内容，并通过类似于阶段小结的形式，将学习过程中更微观的学习效果快速反馈给教师，便于教师对学生的学习掌握情况和疑难问题进行小范围的聚焦和分析。随堂测试中有一个非常符合教学和学习规律的设计：当学生第一遍测试题目的正确率过低时，学生端将自动跳回视频的开始位置，要求学生重新观看前一段视频，并完成推送的同类型其他题目，这给学生提供了个人自主学习的补救机会。

4. 综合测试的诊断评价

“J课堂”微视频学习平台中的微视频结尾处提供了综合测试题，用以对学生掌握视频教学内容的程度进行考核。与随堂测试相比，综合测试内容的题量更多，知识点更全面。通过这一环节设计，有助于教师全面掌握学生的总体学习情况。综合测试的题目多为客观题，引入游戏的设计元素，后续可考虑增加主观题，以便展现学生的思维变化和学习过程。综合测试题目的设计策略与随堂测试基本相同，不同之处在于，综合测试时，系统需要对学生实施智能化指导和推送，这能够引导资优生根据提示继续进行下一知识点的学习，非资优生留在原知识点继续学习，为差异化学生的自主学习提供了可能。

基于数据分析的有效合作学习策略探索——以《初中信息科技》学科为例

《初中信息科技》是一门融知识性、技能性和工具性于一体的重要基础课程。在“计算机DIY”第一课“进一步了解计算机”中，如果单从课本中学习计算机硬件的知识，学生会感觉比较抽象，特别是在课前的预习中。因为计算机是一件较为贵重的设备，绝大部分家庭无法做到让学生亲手拆开机器来了解计算机的各大硬件设备，对计算机内部复杂的数据及控制信息的流向，更是无法用肉眼观察到。通过制作微视频，不仅解决了教材中计算机硬件展示不直观的问题，还可用动画展示计算机数据信息及控制信息的流向。借助学生在课前用微视频学习产生的数据，更能有效地开展小组合作学习，笔者以“进一步了解计算机”课题内容为例，阐述基于“J课堂”平台数据分析的合作学习模式在信息技术教学中的应用探索。

1. 基于数据分析的合理分组

合作学习开展的前提就是对学生进行合理的分组，为有效的合作探究创设基本条件[6]。合理的分组是将学生按照学习能力、兴趣爱好、个性特征等将课堂各学习阶段的学习任务进行组合。在此，我们引入数据分析技术，通过平台中记录的学生预习状况，按照学习能力、兴趣爱好和个性特征等多个维度进行分析。基于数据的基础上，根据需求对数据进行解读并分组，确保每个小组的成员在首次的合作学习中有共同的关注点，同时又兼顾各种层次的学习能力，优势互补。

本案例主要围绕“进一步了解计算机”章节进行，帮助学生通过小组合作探究和同伴互助的方式了解计算机的硬件、软件以及工作原理。学生若想对计算机部件有所了解，拆机看实物是最有效的方法，但学生家中一般不具备条件，为此，我们在课前先布置学生学习相关微视频。微视频中设置的“过关斩将”小游戏可以检测学生对计算机硬件分类的掌握情况，“J课堂”平台可以记录学生学习过程的数据。根据“J课堂”平台的记录，28%的学生一次性快速通过了视频的学习，约47%的学生在计算机五大部件（运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备）的视频学习中产生了差异，约25%的学生在观看视频学习中遇到困难。对学生分组时，既要考虑到同一小组共同的关注点，又要考虑同组内学生学习能力的互补。在一次性快速通过完成的28%学生中，我们挑选出各合作学习小组的组长；在计算机五大部件掌握程度产生了差异的47%学生中，按硬件掌握类别分组；将25%存在学习困难的学生视学情分配到各小组中，各小组按其最擅长硬件部件的知识作为深入探究任务。

2. 问题导向的合作探究

合作探究是合作学习的核心环节。在这个过程中，组员之间各自发挥优势，互相帮助，为提高组内共同的学习效率而进行合作学习。在学生探究的过程中，教师要及时指导，推动同伴之间、小组之间以及全班同学间合作学习的有效开展。在学生自主学习的过程中，教师从“J课堂”后台采集的数据中提炼归纳出三类问题：一是学生暂停和回放次数最多的视频片段所涉及的问题，二是学生在互动和笔记中提到最多的内容，三是教师在巡视过程中发现的关键（易错、易混淆）问题。教师将这三类问题进行整理和分类，设计成不同主题的问题单，通过学习平台发布。

合作学习在课堂中进行，教师将“进一步了解计算机”课堂教学活动设计为两次合作探究。第一次合作探究是各小组按视频学习中对部件的掌握程度及兴趣分组，结合教师根据平台学习的数据整理成的五大主题任务单，对照计算机硬件实物，分别对五大部件开展深入探究。这既是组内的合作学习，也是全班范围内的合作学习。

第二次合作探究是从第一次分好的每个小组中各挑选一位学生组成一个新的合作小组，确保新小组成员前期分别参与过五大部件的深入探究。每小组的各成员就自己探究的部件功能向同伴相互介绍，一起探讨计算机工作各部件的相互连接及功用，并在小组内通过对计算机部件角色扮演的方式，模拟计算机工作原理。

3. 适时点拨、交流分享

在合作学习的过程中，教师看似是一个旁观者，其实不然。教师需要在巡视过程中及时发现各小组的困惑，适时点拨，促进合作学习的有效进行。交流分享是对合作探究成果的展示和交流，每个小组将各自的探究成果通过语言、图片以及角色扮演的方式与全班分享，鼓励其他同学进行完善，这既是对学习的鼓励与认可，同时也是对探究过程的点拨与提升。

案例中，第一次合作探究的每个小组只是探究了计算机硬件的一个部件，对未探究部件可能并不了解。为解决这一问题，请每个小组按照教师预设的结构对本组的探究任务进行归纳整理，通过展示、讲解等方式在全班范围交流分享。由于六年级学生对于抽象知识的理解有限，因此会出现表达不清、讲解不完善的情况。为此，教师需适时点拨，让学生在不断的相互交流和深入思考中，获得对于计算机硬件的认识。对于比较抽象而学生又难以理解的概念，比如运算器、控制器，教师需要进行全体指导。

案例中第二次的角色扮演，由于计算机工作原理比较抽象，教师需要留意每个小组的状况，及时解决学生对各自扮演角色理解上的问题，还要对学生的表演技能进行指导。同时根据各小组对计算机五大部件的掌握情况，选出两个小组以角色扮演的方式向全班同学交流展示计算机工作原理。在这个过程中，学生提问、角色扮演者解答、教师点拨……

4. 多样化的学习检测

学习检测既是对学习效果的评估，也是对教学效果的反馈。我们既可线上检测，也可线下检测；既可即时检测，也可综合检测；既可标准化检测，也可个性化检测；既要对现有知识的技能进行检测，也要对学习过程与方法、情感态度价值观进行检测。平台可快速呈现出检测结果，为教师指导学生开展合作学习提供依据。

本案例除在第二次合作探究中用角色扮演来检测学生对计算机原理这一知识点的掌握情况之外，还在“J课堂”平台中以“过关斩将”小游戏的形式设计了检测环节，以激发学生的参与兴趣。学生通过鼠标拖拉的方式辨认计算机各个硬件组成，通过选择的方式区分各个硬件的功能，用拖拉带箭头的连线指明部件功能连接及信号走向。该平台使学生既接受了视频学习，又进行了实物探究；既开展了小组探究，又进行了交流分享。案例中一个班级的检测结果显示，学生的过关率达到90%，仅有三位学生在计算机部件连接及信号的走向上存在问题，一位学生在硬件上出现错误。最后，教师根据检测结果，对这几位学生再做精准的知识辅导。

有效合作学习的开展需要完善的合作要素、丰富的合作形式和科学的合作方法。“J课堂”微视频学习平台智能化的数据分析功能为合作学习提供了很好的技术支撑，尤其是本文重点分析的暂停和回放、互动和笔记、随堂测试和综合测试几项，设计得更为人性化，为合作学习的合理分组、任务单设计、学习检测以及师生互动提供了依据。

教师的作用也不可小觑。教师需要具备精湛的专业素养，积极营造适合学生合作学习的环境，根据平台数据分析结果、学生特点与教学内容对学生进行合理分组和选择合作学习模式。学生科学合理的合作学习策略需要在教师的指导下逐渐养成，长久坚持，可让学生在合作中学会学习，在学习中学会合作。

（作者单位：上海市普陀区现代教育技术中心）