基于學(xué)習(xí)分析的數(shù)字化課堂交互行為研究

魯圓圓 徐冬

摘要：隨著我國智能化教育技術(shù)的發(fā)展，智慧教室數(shù)字化課堂教學(xué)得到廣泛應(yīng)用。數(shù)字化教室融入先進(jìn)的信息技術(shù)，能更好地分析教學(xué)交互行為，而課堂教學(xué)交互行為作為課堂教學(xué)內(nèi)的重要組成部分，能反饋教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。因此，本文通過對數(shù)字化課堂交互行為的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，評估教師在課堂教學(xué)中的行為，基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)，提出課堂教學(xué)交互行為分析模型，旨在幫助教師更好地開展課堂教學(xué)活動，提高互動頻率，豐富互動內(nèi)容，提高課堂互動的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化課堂;學(xué)習(xí)分析;交互行為;教學(xué)質(zhì)量;交互模型

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（201 9128-0156-02

1引言

人工智能被廣泛認(rèn)為是繼信息技術(shù)革命之后的新一輪生產(chǎn)力革命。發(fā)展智能教育，用智能技術(shù)驅(qū)動人才培養(yǎng)、教學(xué)改革是《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出的新要求，以信息化引領(lǐng)教育理念和模式的創(chuàng)新，利用信息化技術(shù)，推動精準(zhǔn)測評、個性化教學(xué)。

2數(shù)字化課堂和教學(xué)互動

2.1數(shù)字化課堂

數(shù)字化課堂是以教學(xué)過程設(shè)計和教學(xué)資源整合為核心的新型教學(xué)模式，以“事后反饋”為目的。融進(jìn)先進(jìn)的信息處理、加工和呈現(xiàn)技術(shù)，在數(shù)字化課堂環(huán)境下，教師與學(xué)生借助多種教學(xué)資源、媒體、技術(shù)、工具而進(jìn)行的多項(xiàng)信息傳遞活動，從而達(dá)到構(gòu)建教學(xué)模型的目的，具體體現(xiàn)各種教學(xué)交互形式的可觀察、記錄與分析的行為。

2.2課堂教學(xué)交互行為

課堂是教學(xué)活動的主要場所，教師和學(xué)生是課堂教學(xué)交互行為的主體。教學(xué)交互的本質(zhì)是為了展現(xiàn)教與學(xué)的過程，在教學(xué)過程中，師生通過交流、互動，幫助學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行意義構(gòu)建。教學(xué)交互是學(xué)習(xí)過程的基本功能屬性，通過對交互行為進(jìn)行分析，能夠客觀地反映課堂教學(xué)活動、師生互動行為的實(shí)情，幫助教師分析教學(xué)過程，改進(jìn)以后的教學(xué)方法。

3學(xué)習(xí)分析技術(shù)

學(xué)習(xí)分析是利用數(shù)據(jù)挖掘和建模的方式，對數(shù)字化課堂的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)規(guī)律，預(yù)測學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)效果。主要包括數(shù)據(jù)挖掘、聚類、預(yù)測、提取數(shù)據(jù)和構(gòu)建模型，利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)，進(jìn)行個性化、自適應(yīng)、趨勢分析等方面的應(yīng)用。

3.1數(shù)據(jù)來源

在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境下，通過移動技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)等工具實(shí)時監(jiān)測收集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)既可以通過手機(jī)終端、APP及學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)進(jìn)行記錄，也可以通過用戶輸入方式獲得，如利用視頻進(jìn)行課堂觀察、考試成績錄入等。

3.2數(shù)據(jù)處理

由于從數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺收集的數(shù)據(jù)往往含有噪聲、數(shù)據(jù)不一致、不完整等問題，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析前，要對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，主要是為了去除噪聲和無關(guān)數(shù)據(jù)，將不同的數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)集合存儲到數(shù)據(jù)庫中，轉(zhuǎn)換成適合分析挖掘的數(shù)據(jù)格式。常見的數(shù)據(jù)與處理方法有：數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)變換和數(shù)據(jù)規(guī)約。

3.3數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析可通過無監(jiān)督學(xué)習(xí)聚類分析，主要是依賴數(shù)據(jù)的相似性，進(jìn)行特征分析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)行為的相關(guān)性;通過序列或關(guān)聯(lián)規(guī)則來進(jìn)行預(yù)測，推斷學(xué)習(xí)者的個性特征，構(gòu)建學(xué)生個性化推薦模型;通過分類，對其所在的類別進(jìn)行預(yù)測等。學(xué)習(xí)分析技術(shù)中常見的數(shù)據(jù)分析技術(shù)有內(nèi)容分析法、聲音分析法，對文字、視頻和聲音進(jìn)行處理。

3.4結(jié)果呈現(xiàn)

對于教師而言，學(xué)習(xí)分析技術(shù)能有效反饋課堂教學(xué)評估，及時發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)中出現(xiàn)的問題，為精準(zhǔn)化教學(xué)評價提供有力的支撐。將學(xué)習(xí)分析技術(shù)引人數(shù)字化課堂，利用設(shè)備及信息化技術(shù)，及時獲取課堂中產(chǎn)生的交互行為數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)測評教學(xué)進(jìn)度和學(xué)生需求，以便教師調(diào)整教學(xué)方法和策略，提高課堂效率和學(xué)生滿意度。

4基于學(xué)習(xí)分析的數(shù)字化課堂交互行為模型

基于學(xué)習(xí)分析技術(shù)的數(shù)字化課堂交互行為模型，主要從課堂互動行為的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、處理、分析及評價分析四個步驟，從而構(gòu)建教學(xué)交互行為分析模型（如圖1所示），包括數(shù)據(jù)收集層、行為分析層和教學(xué)應(yīng)用層。

4.1數(shù)據(jù)收集

數(shù)字化課堂中教學(xué)交互行為數(shù)據(jù)是分析當(dāng)前教學(xué)狀態(tài)和學(xué)習(xí)情況的主要依據(jù)，通過移動終端、APP、學(xué)習(xí)平臺、人工記錄等獲取學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)，主要包含兩類，一類是在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的互動數(shù)據(jù)，包括聲音、圖像、文本、反應(yīng)等;一類是學(xué)習(xí)結(jié)果類數(shù)據(jù)（即結(jié)果性評價），包括問卷、測驗(yàn)、作品、投票、教師評價、學(xué)生互評等收集的數(shù)據(jù)。最終對收集的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，分析數(shù)字化課堂中的數(shù)據(jù)。

4.2行為分析

行為分析是以學(xué)習(xí)分析技術(shù)為核心，通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、分析，最后進(jìn)行結(jié)果呈現(xiàn)。依托于數(shù)據(jù)處理、學(xué)習(xí)設(shè)計和精準(zhǔn)教學(xué)進(jìn)行理論支持和指導(dǎo)，并利用數(shù)據(jù)挖掘、可視化和云技術(shù)進(jìn)行技術(shù)支持和實(shí)現(xiàn)。

4.3教學(xué)應(yīng)用

教學(xué)應(yīng)用即輔助教師根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，定位學(xué)生的風(fēng)格喜好、成績情況等，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)特征和軌跡，幫助教師掌握教學(xué)狀態(tài)，進(jìn)而進(jìn)行精準(zhǔn)互動。根據(jù)課堂現(xiàn)狀調(diào)整教學(xué)方式和教學(xué)進(jìn)度，多樣化數(shù)字化課堂教學(xué)互動形式。

5結(jié)語

基于學(xué)習(xí)分析的數(shù)字化課堂交互行為研究，主要是結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘等，在課堂教學(xué)互動、精準(zhǔn)評價等理論的指導(dǎo)下，對采集的課堂互動數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、處理與分析的過程，幫助教師改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，通過課堂交互行為，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行有效跟蹤定位，并輔助教師采取有效的互動干預(yù)和教學(xué)方式調(diào)整，最終完成教學(xué)目標(biāo)，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。