课堂教学互动软件的设计与实现

郁 烨,龚鹏飞

(1.江苏警官学院 治安管理系,江苏 南京 210031;2.江苏警官学院 现代教育技术中心,江苏 南京 210031)

0 引言

课堂教学在本科人才培养体系中处于中心位置,提高大学课堂的教学效果是提升人才培养质量的突破口和关键点[1]。其中,适时、恰当的课堂教学互动对培养学生的独立思考能力和批判性思维具有至关重要。无论是孔子提倡的“不愤不启,不悱不发”,抑或是苏格拉底倡导的“产婆术”,其核心要义都在于通过适当的教学互动引导学生进行思考并适时加以启发[2]。课堂教学是教师向学生传授知识和技能的重要环节,由教学内容、教师的教授活动和学生的学习活动3个主要因素之间相互作用构成[3]。课堂教学互动既包括师生互动,也包括生生互动;既包括由教师直接向学生提出问题,也包括鼓励学生主动向教师发问。大量既有研究均证实了课堂教学互动对于培养学生的自主学习能力和批判性思维具有积极作用。如果学生能够在课堂上积极参与课堂教学互动,特别是针对提出的问题勇于发表自己的见解,将十分有助于真正地将知识内化为专业技能[4]。与之相反,课堂教学的互动性不足将不可避免地导致课堂教学气氛沉闷,学生学习兴趣不高,且对知识的理解缺乏足够的深度。

尽管课堂教学互动的重要性得到了教师的广泛认同,在本科教学实践中开展教学互动却存在着较大难度。学生在教师开展教学互动时往往秒变“低头族”,能躲则躲。一方面,高校学生往往习惯于讲授式教学模式,希望直接获得教师的“真知灼见”,不愿意主动地、深入地进行思考,且较为缺乏培养批判性思维的意识。另一方面,由于高校学生的课堂教学互动表现通常并不会直接与课程成绩挂钩,学生也较为缺乏参与教学互动的外部动力。对于教师而言,开展高质量的教学互动不仅需要课前对互动的内容与形式进行精心的设计和安排,还需要在课中积极营造教学互动氛围,此时往往无暇兼顾对课堂互动数据进行详细的记录(进而用于评判学生的平时成绩)。

因此,有必要研发一款课堂教学互动软件,支撑教师开展课堂教学互动并自动进行数据记录,从而为教师回溯课堂教学互动活动、开展相关教学反思提供数据支撑,同时也为定量评价每名学生的课堂表现并汇总计入课程总成绩提供评分依据。

1 功能需求分析

该软件主要面向从事课堂教学的教师,着力解决课堂教学互动参与率不高的问题。在课堂教学过程中:一方面,当学生参与课堂教学互动的积极性不高时,教师能够随时根据需要、完全随机地抽取出若干名同学参与互动,从而遏制学生的逃避心态,倒逼学生主动参与。另一方面,教师需要能够方便地记录下每名参与者在本次互动中的表现得分,并立即向学生公示,从而引导学生主动参与课堂教学互动。在课后,教师应当能够对课堂互动活动的开展情况进行回溯:一是为了分析课堂教学互动的频率、时间和实施效果,进而进一步完善互动式教学模式的设计。二是为了便于追踪每名学生对历次互动活动的参与度以及表现得分,进而客观地评价学生的课堂表现。

2 软件设计

2.1 总体设计

软件基于R语言和Shiny工具实现,主要模块如图1所示。该软件不仅能够随机抽取若干名学生参与课堂教学互动,而且能够方便地记录课堂互动活动的详细数据(如每次教学互动的内容、时间、参与者及其表现得分),并形成完整的统计分析报表。

图1 软件主要功能

2.2 功能模块设计

系统功能分为3个模块,分别是课前准备模块、课堂教学模块、课后分析模块。

(1)课前准备模块。在课前准备模块,教师能够将课程的学生名单导入数据库,并可以把备课时准备好的互动内容导入软件(以便课堂进行记录和课后进行回溯)。如果导入的互动内容在实际教学时发生了变动,后续可以运用课后分析模块的互动数据管理功能进行修改和更新。

(2)课堂教学模块。课堂教学模块的主要功能包括互动随机抽取、互动表现评分和互动积分展示。当学生主动参与互动的积极性不足时,教师可以运用互动随机抽取功能从选课名单中随机地抽取出若干名学生参与本次互动,并随堂反馈其本次互动表现的得分。在随机抽取时,默认基于选课名单进行有放回抽样(即抽到的学生仍有可能会在下一次随机抽取时被抽到),也可以按照性别、学习小组等属性进行分层抽样(使用该功能要求所导入的学生名单具备性别或学习小组等属性)。在完成互动后,教师可以运用该模块的互动表现评分功能立即对互动学生的表现进行评价并反馈给全体学生,评价得分随即自动记入后台数据库。如果参与本次互动的学生并非由软件随机抽取得出(例如学生主动参与),也可以直接录入其学号尾数进行记录。此外,为便于鼓励学生积极参与课堂教学互动,教师还可以在课堂上随时运用该模块的互动积分展示功能向学生展示截至当前所有同学在本次课或者某门课程中的互动表现得分及其排名。

(3)课后分析模块。课后分析模块的主要功能包括互动数据管理、互动活动分析和互动表现画像。如果教师在课堂讲授时即兴增加了教学互动内容(此时互动内容默认记录为“即兴互动”)或者在课前所导入的互动内容有所调整,都可以运用该模块的互动数据管理功能对教学互动内容进行补充和更正。同时,教师还可以运用互动数据管理功能增加未通过本软件开展的教学互动活动数据或删除不想纳入后续分析的教学互动活动数据。互动活动分析功能主要服务于教师开展教学反思,提供查询、统计并可视化地呈现每次课开展互动的内容、时间、参与者数量、参与者平均得分等内容,为教师进一步优化课堂教学互动的内容与形式提供参考。互动表现画像功能用于对每名学生的课堂表现进行评价,教师可以方便地通过查询、统计该生在历次课堂教学互动中的参与情况及表现得分,从而客观地评价其课堂综合表现。此外,如果教师承担了多个班级、多门课程的教学,还可以跨班级、跨课程地进行横向、纵向比较,以便了解和掌握班级整体及每名学生的互动表现情况。

3 实施效果

该课堂教学互动软件在江苏警官学院的交通管理与控制、车辆与驾驶人管理、交通管理工程专业综合技能实训、交通工程学总论等多门课程的课堂教学中进行了实际应用,并结合课堂教学实践进行了优化与完善(见图2)。该软件的应用有效地调动了学生参与课堂教学互动的积极性,激发了学生的学习兴趣,活跃了课堂的教学氛围,提升了课堂教学效果。同时,通过对比该软件所记录的互动表现数据与期末考试成绩发现,课堂互动表现综合得分与期末考试成绩存在着明显的正相关,特别是期末考试成绩偏低甚至不及格的同学,其课堂教学互动参与度明显偏低。可见,课堂教学互动软件所记录的互动表现数据不仅能够有效地支撑课程教学的过程性评价,还为尽早发现存在较高挂课风险的学生提供了线索。虽然学生有可能会对某一门或几门课程的相关内容缺乏学习兴趣,进而导致其在相应课程的课堂互动中参与度较低,但是如果某名学生在本学期的大部分课程的课堂教学中都表现消极,则暗示着该生的学习态度很可能出现了问题,需要加以关注。因此,如果能够充分地融合学生在多门课程中的课堂教学互动表现数据,将有助于监测学生的学习行为,及时发现不良苗头。

图2 互动随机抽取功能界面

值得指出的是,相比于线上课程丰富的教学过程数据记录(如学习者对于每个教学环节的学习时间和次数、对于每次教学互动的参与度和得分),线下课程的教学过程数据相对较为匮乏。对于线下教学而言,教师在课堂教学过程中必须时刻专注于讲授和互动,难以抽身对教学过程进行日志式的记录。尽管教室的教学监控系统通常可以对教学过程进行视频录制和回看,但是如果每一节课都需要通过回看来收集教学过程数据,将需要付出极高的时间成本,可行性欠佳。鉴于线下课程当前仍然是本科教学的主要教学形式,全面采集并深入分析线下课程的教学互动活动数据,对于提高课堂教学的师生和生生互动质量、进而提升课堂教学的高阶性与挑战性具有重要意义。本文所述的课堂教学互动软件能够为采集线下课程的教学互动数据提供有力支撑。

4 结语

该课堂教学互动软件操作便捷,能够有效地解决课堂教学互动参与度不高的痛点。该软件通过辅助教师开展课堂教学互动,能够促进形成教师的教授活动与学生的学习活动之间的良性交互,从而提高学生的学习主动性,培养学生的自主学习能力和批判性思维,进而实现教学效果的显著提升。同时,该软件所形成的教学互动数据也为教师优化课堂教学互动和客观评价学生的课堂互动表现提供了有力支撑。但该软件作为一种辅助课堂教学互动的手段,更重要的是教师要以此为依托,充分地发挥教师在教学过程中的主动作用,精心设计课堂教学互动的内容和形式,积极营造课堂教学的互动氛围,从而构建高质量的课堂互动教学模式。