化学型弗兰德斯课堂言语行为互动分析系统研究

李健荣　何少萍

［摘 要］弗兰德斯互动分析系统（简称FIAS）是一种已经有60多年历史的工具，用于分析课堂言语结构。但是，随着教育信息化的推进，FIAS系统在化学教学的应用中渐渐表现出其自身的一些缺陷。为此，很多学者对FIAS系统进行了优化。通过对大量化学课堂的观察，本研究提出了“化学型弗兰德斯课堂互动分析系统”（简称CFIAS），并使用CFIAS系统对“东芝杯”教学视频进行分析，提高了分析结果的准确性和客观性。

［关键词］弗兰德斯；课堂言语行为；分析系统；东芝杯

［中图分类号］    G633.8            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）30-0028-04

一、问题提出

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》（以下简称《教育规划纲要》）提出教育改革和发展要遵循“优先发展、育人为本、改革创新、促进公平、提高质量”的工作方针，要求“提高教师业务素质，改进教学方法，增强课堂教学效果”［1］。《教育规划纲要》将“提高教学质量”作为教育改革发展的核心任务，而提高教学质量的一个重要前提就是对课堂教学进行客观全面的评价，并据此提出改进建议。其中，教师和学生的言语行为是课堂的核心，从某种意义上讲，教师把握了课堂言语行为就相当于把握了课堂的本质。因此，在教学过程中，如何对师生的课堂言语行为进行评价是一项十分具有意义的研究。

在20世纪60年代，美国教育学者弗兰德斯提出了著名的课堂言语互动分析系统，即弗兰德斯互动分析系统（Flanders Interaction Analysis System，简称FIAS）。FIAS系统将课堂言语行为分为3大类10个编码（见表1），通过实时观察课堂，或看课堂录或听课堂录音等方式，以3秒为一个单位对课堂言语行为按FIAS系统的规定赋予一个相应的编号，如在3秒的时间内，教师对学生进行表扬，则赋予编号2。这样一来，随着时间推移（3秒，6秒，9秒……），即可对整节课堂的课言语行为赋予编号并进行量化。

但是随着教育信息化的推进，FIAS系统渐渐表现出其不足和缺陷，例如编码分类过于粗糙，无法对信息技术的运用进行编码等。同时，在应用于化学课堂教学的过程中，由于化学具有自身的学科特点，如学生自主探究实验，而FIAS系统已经无法客观、准确地对化学课堂言语行为进行评价。

本研究以中国知网为数据来源，以“弗兰德斯”和“化学”为主题词进行检索，获得相关文献共29篇。通过对这29篇文献进行总结和分析，笔者重新梳理了有关化学教学的FIAS系统改进历程。2004年，顾小清和王炜将多媒体技术融入到 FIAS系统，提出了基于信息技术的互动分析编码系统（简称ITIAS）［2］。2010年，闫君在其硕士学位论文中提出了基于化学课堂及信息技术的互动分析编码系统（简称CCITIAS）［3］。2011年，刘程程在其硕士学位论文中提出了理科课堂互动分析量化表（简称SCIAS）［4］。2012年，方海光、高辰柱和陈佳针对ITIAS系统的不足进行调整和优化，并引入“树状分枝结构”，提出了改进型弗兰德斯互动分析系统（简称iFIAS） ［5］。2013年，杨玉琴和倪娟在《化学教育》中发表的《基于FIAS的化学课堂师生言语行为个案研究》对FIAS系统进行改进，融入化学课堂元素［6］。2015年，赵倩在iFIAS系统的基础上融入化学实验编码，提出基于化学课堂以及信息技术的改进型弗兰德斯互动分析编码系统（简称CliFIAS）［7］。2017年，喻林玲结合藏族语言背景和化学学科特点，提出藏族化学课堂师生言语互动系统（简称TCIAS）［8］。同年，周丽娜提出适用于分析高中化学同课异构课堂的教学行为分析系统［9］。2021年，杨懿琳对高中化学课堂中的师生互动行为进一步细分，提出16编码的改进型FIAS系统［10］。

尽管许多学者对FIAS系统进行改进并对其编号进行补充，但这些改进更多是针对特定的研究内容的，存在一些局限性。在实际化学教学中，改进后的FIAS系统仍存在以下两个方面的问题：（1）随着FIAS系统编码的增加，破坏了FIAS系统原有的数据分析方法。例如，CCITIAS系统加入了化学课堂和信息技术的编码，使编码拓展为21个，一节40分钟的课堂大约会有1000个数据。可见，编码过多会增加分析和操作的难度。同时，由于编码的拓展破坏了FIAS系统原有分析矩阵的功能，如积极整合区域的编码被破坏。（2）部分改进后的FIAS系统增加了化学实验编码，例如CliFIAS系统增加了教师操纵实验和学生操纵实验的编码。但是化学实验除了操作主体外，课堂开展的实验类别（验证性实验和探究性实验）也是化学实验教学行为评价的重要指标。为此，本研究在已有研究的基础上开发一个操作简易，且能够客观评价化学课堂言语行为的化学型FIAS系统。

二、化学型弗兰德斯课堂言语行为互动分析系统（CFIAS）的设计

通过借鉴上述所提及的改进型FIAS系统和对大量的高中化学课堂观摩，本研究在原有的FIAS系统上进行修改，主要增加了化学实验编码、多媒体技术编码和有效提问编码等，形成了化学型弗兰德斯课堂言语行为互动分析系统（Chemical Flanders Interaction Analysis System，简称CFIAS），其编码系统如表2所示。

CFIAS系统对FIAS系统进行了以下几个方面的调整和优化：

1.采用了“树状分枝结构”。如将FIAS系統的第4类编码“教师提问”分为“4.1无效提问”和“4.2有效提问”。在矩阵分析的过程中，使用者可以将“4.1无效提问”和“4.2有效提问”的数据合并为第4类编码进行统计。这不仅保留了FIAS系统原有的矩阵分析功能，如通过（4，4）（4，8）（8，4）（8，8）四个位置形成的闭合环来判断训练型提问的程度，还更有利于定位课堂的言语行为。

2.增加了判断教学有效性的编码。随着新课标的提出和大数据时代的到来，课堂教学的有效性受到了前所未有的关注。CFIAS系统作为教学的一种自我检测的手段，具备检测课堂言语行为有效性的功能。例如，本研究将FIAS系统第4类“教师提问”分成了“4.1无效提问”和“4.2有效提问”，通过收集教师提问相关数据可以统计出本节课的有效提问比率（有效提问的数值/教师提问的总数值），从而诊断和提高自身提问技能的水平。

3.增加了实验操作编码。本研究在CFIAS系统中加入了第10类“实验操作”编码，分别为“10.1.1教师演示实验”“10.1.2学生演示实验”和“10.2自主探究实验”。这个分类标准依据操作实验的主体和实验性质进行划分，教师根据数据分析可以判断实验操作的主体、性质及参与比例。这为教师调整实验设计提供重要的信息，从而可以针对性地调整实验设计。

4.对FIAS系统的第10类编码“沉默，怀疑或暂时停止”进行了补充。FIAS系统已经无法全面描述新课改下化学课堂的言语行为，如学生讨论和学生做练习等。这些行为在FIAS系统中被归为“沉默或混乱”，显然是一种不合理的分类。因此，CFIAS系统将原本的第10类编码拓展成“无助于教学的混乱或沉寂”和“有助于教学的混乱或沉寂”两大类。同时，这种分类方式相比其他改进型的FIAS系统更便于统计和操作，如CCITISA系统将“沉寂”分为“无助于教学的混乱”“思考问题”和“做练习”三类。其实，“思考问题”和“做练习”可以归为同一类，即“有助于教学的混乱或沉寂”。因为在课堂中无论是“思考问题”还是“做练习”，都是学生在构建自身知识体系的过程。

三、CFIAS系统的应用示例

（一）分析对象

本研究选择“东芝杯·中国师范大学理科师范生教学技能创新大赛”（简称“东芝杯”）中“铁盐与亚铁盐”这一课例进行分析。选择该课例有以下三点原因：（1）“东芝杯”是全国师范大学之间一次高水平的理科大学生教学技能创新实验比赛，其教学视频具有很多值得学习、借鉴的地方；（2）“东芝杯”的比赛时间为15分钟，所需收集和分析的课堂言语行为数据比较少，对于测试CFIAS系统十分合适；（3）“铁盐与亚铁盐”在高中化学体系中是一个典型的课题，包含化学实验、多媒体技术运用等多种言语行为，可以较全面地检测CFIAS系统的实用性。

（二） 数据采集及处理

CFIAS系统与FIAS系统采集数据的方式基本相同，都是每3秒取一次样。取样后，对每3秒的言语行为按照CFIAS系统的规定赋予编号。这样就能够收集到一系列言语行为的编号，如5，4.2.2，5，5，10.1.1……由于需要使用矩阵分析，所以这里将4.2.2，10.1.1等分支编码进行大项归类，改为4，10等。这样，编号就会变成5，4，5，5，10……

处理完原始数据后，需要将原始数据改成“坐标”的形式填入到分析矩阵中。例如，数据为5，4，5，5，6，10，8，除了首尾的2个编号外，其余每一个编号都与前后的编号形成“坐标”。将上述编号改写成“坐标”：（5，4）（4，5）（5，5）（5，6）（6，10）（10，8）。由于CFIAS系统有15类编码，因此形成了15×15的分析矩阵。其中，每一个“坐标”的前一个数值代表行数，后一个数值代表列数，然后将所有的“坐标”填入到分析矩阵中（矩阵略）。本研究除了使用矩阵分析法对样品进行分析，还使用了变量分析法，具体数据见表3。

（三）结论

1.教学风格

教学风格应是对熟手型教师教学状况的一种描述，是对教师有效教学行为规律及促使其行为的内在动因揭示［11］。CFIAS系统继续沿用FIAS系统对教学风格的分类，将教学风格分为直接和间接两大类。直接风格是指教师对学生施加直接控制作用的影响，这样的教学风格在一定程度上会限制学生的思维发展。相反，间接风格对学生发散思维的培养具有很重要的影响。学者邓金和比德经过长时间的研究认为：间接教学能提高学生的参与度，激发学生学习热情，鼓励学生发表意见，提高学生的成绩。

教学风格可以根据教师与学生行为比率（T-PB）进行判断。当教师与学生行为比例介于1～2时为最好，小于1则偏向“学生中心”，大于2则偏向“教师中心”。样品中教师与学生行为比例为1.42，表示在课堂中教师与学生是共同参与的，学生主动发言、讨论和自主探究的时间占课堂近一半的时间。同时，这也表明样品课堂很好地贯彻了新课标中“以学生为主体”的教学理念。除此之外，实验操作比率（EO）达37，其中自主探究实验比率（IIE）达78，说明在实验操作方面教师注重学生探究能力的培养。因此，样品的教学风格应属于间接教学风格，有利于培养学生的创新能力和发散思维。

2.课堂情感

学生的学习活动受心理活动驱动，它是由动机、需要、兴趣、情感、意志以及智力等因素共同作用的。其中情感是影響学生学习活动的众多因素中最积极、最活跃的因素。在CFIAS系统的分析矩阵中，1～3行和1～3列形成的区域是积极整合区。如果积极整合区的数值总和较高，表示师生关系和谐，情感融洽。相反，如果数值较低，表示师生关系一般。除了积极整合区外，矩阵中7～8行和6～7列相交的区域称为缺陷格。同样，缺陷格也是用于衡量师生间是否和谐的重要指标。如果数值较高，表示教师和学生间存在隔阂。反之，则表示师生间交流融洽。

根据数据观察可知，样品中教师在积极整合区域和缺陷格的数值均较低。这说明样品中教师在课堂中对学生的表扬、鼓励、批评和命令比较少。由此可见，样品的师生关系相对一般。造成这样的结果的原因之一是授课时间只有15分钟，导致教师没有过多的时间与学生交流。更重要的是，“东芝杯”是借班授课，教师与学生在此之前相互不认识，这恰恰证明了CFIAS系统的有效性。

3.课堂提问

提问是课堂教学中极为重要的一个环节，所以提问的有效性是影响课堂教学效果的重要因素。对此，CFIAS系统加入了对提问有效性的判断编码。从表3我们可以观察到虽然样品中教师提问比率（QP）的数值比较小，但是有效提问比率（EQ）却高达86。这说明在提出的问题中近九成的问题都是有效的。同时，本研究通过观察样品视频发现样品中教师提的问题对于组织课堂和引发学生思考都能起到很好的效果，表现为学生讨论激烈、回答问题积极等。

四、对CFIAS系统的反思

通过CFIAS系统对样品的评价分析，可以看到CFIAS系统具有以下几个方面的优点：第一，CFIAS系统细化了化学实验的言语评价编码；第二，CFIAS系统采用“树状分枝结构”，有效地提高使用效率；第三，CFIAS系统具有对课堂有效性分析的功能；第四，虽然CFIAS系统的编码数增加了，但是并没有破坏原FIAS系统的矩阵分析方法；第五，对于原FIAS系统中的第10类言语“沉默或混乱”进行更为有效的分类，使得课堂言语行为互动分析结果更细致和精确。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）［ EB/LO］.（2010-07-29）［2023-09-01］.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201008/t20100802_93704.html？eqid=cfed8d650000b57200000005643f9cef.

［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］  闫君.化学教学中师生互动语言及行为分析编码系统的研究［D］.西安：陕西师范大学，2011.

［4］  刘程程.基于科学探究教学的化学课堂互动分析工具研究［D］.西安：陕西师范大学，2011.

［5］  方海光，高辰柱，陈佳.改进型弗兰德斯互动分析系统及其应用［J］.中国电化教育，2012（10）：109-113.

［6］  杨玉琴，倪娟.基于FIAS的化学课堂师生言语行为个案研究［J］.化学教育， 2013（5）：31-35.

［7］  赵倩.基于CliFIAS的实习教师与专家型教师课堂言语比较研究：以高一化学金属元素化合物知识教学为例［D］.长沙：湖南师范大学，2016.

［8］  喻林玲.内地藏族班化学课堂师生言语互动行为个案研究：以重庆西藏中学为个案［D］.重庆：重庆师范大学，2018.

［9］  周丽娜.基于改进型FIAS的高中化学同课异构课堂行为研究［D］.长沙：湖南师范大学，2020.

［10］  楊懿琳.基于FIAS的新手型与熟手型高中化学教师课堂行为比较分析［D］.哈尔滨：哈尔滨师范大学，2021.

［11］  王换荣，陈德坤，陈伟雄.化学教师教学风格的培养和形成：青年教师自我风格化教学调查报告［J］.化学教育， 2012（1）：48-51.

（责任编辑 罗 艳）

［基金项目］本文系2023年全国教育科学规划项目教育部青年课题“跨学科学习视域下高中化学数字化实验课程建设研究”（编号：EHA230485）及广东省教育科学规划2023年度中小学教师教育科研能力提升计划项目课题“高中化学信息化与项目式学习融合发展学生高阶思维的课例开发及应用”（编号：2023YQJK427）的阶段性研究成果。