基于3C-FIAS分析系統(tǒng)的中學(xué)化學(xué)課堂互動研究

張瑋 季春陽

摘要：以5節(jié)“元素及化合物知識”主題的優(yōu)秀展示課視頻為研究對象，運用3C-FIAS分析系統(tǒng)對課堂教學(xué)語言和行為進行編碼，從課堂語言結(jié)構(gòu)、行為動態(tài)和師生情感氛圍這三個維度進行分析。通過分析優(yōu)秀化學(xué)教師進行元素及化合物知識教學(xué)時的語言特征和可能存在的不足之處，為構(gòu)建高效的化學(xué)課堂提供意見和建議。

關(guān)鍵詞：化學(xué)課堂;教學(xué)行為;課堂互動;3C-FIAS

文章編號：1008-0546（2021）03-0019-05 中圖分類號：G632.41 文獻標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.004

一、研究問題的提出

化學(xué)課堂是進行化學(xué)教育教學(xué)的重要場所，課堂中師生的互動行為不僅是重要的教學(xué)現(xiàn)象，同時也是影響教學(xué)質(zhì)量的重要因素，一方面，進行課堂互動研究有利于教師優(yōu)化課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果;另一方面，分析自己的課堂互動行為可以幫助教師確認(rèn)其教學(xué)風(fēng)格，從而進一步優(yōu)化并提升他們的教學(xué)行為，實現(xiàn)個人的專業(yè)化發(fā)展。因此，研究化學(xué)課堂教學(xué)行為，有利于提高化學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量，也有利于促進化學(xué)教師專業(yè)化發(fā)展[1]。

二、研究方案

1.研究對象

為了更為精準(zhǔn)地體現(xiàn)出“元素及化合物知識”主題的優(yōu)質(zhì)課的特性，該文選取的研究對象是來自于2018年“中國化學(xué)會第十三屆全國基礎(chǔ)教育化學(xué)新課程實施成果交流大會”的三節(jié)優(yōu)秀展示課和2017年“中國化學(xué)會第十二屆全國基礎(chǔ)教育化學(xué)新課程實施成果交流大會”的兩節(jié)優(yōu)秀展示課，具體研究對象見表1。

2.研究方法

弗蘭德斯課堂語言互動分析系統(tǒng)（Flanders Inter-action Analysis System，簡稱為HAS）是當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的，且最為有效的師生教學(xué)互動行為觀察系統(tǒng)。弗蘭德斯分析法將課堂教學(xué)過程中的師生言語互動情況分為十類，并對其進行了編碼。其中教師語言包括講授、指令、提問、鼓勵表揚等七類。而學(xué)生語言包括被動回答和主動發(fā)言兩種。盡管弗蘭德斯分析法是對課堂語言進行量化分析的重要分析方法，但對于化學(xué)這種以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科而言，弗蘭德斯互動分析法沒有辦法體現(xiàn)出實驗在化學(xué)課堂中的運用。因而，為了更好地探究中學(xué)化學(xué)教師在課堂中的言語互動情況，一些研究人員將弗蘭德斯互動分析法進行了加工和改良，提出了基于現(xiàn)代化學(xué)課堂的教學(xué)行為分析系統(tǒng)（HAS Based On Contemporary Chemistry Class，簡稱3C-FIAS）。

與原有的HAS相比，3C-FIAS的大部分編碼與原有編碼相同，但其增加了技術(shù)和實驗兩個模塊，將教師與學(xué)生行為分為16類，更加貼合中學(xué)化學(xué)課堂的教學(xué)實際。3C-FIAS化學(xué)課堂教學(xué)行為編碼表見表2。

3.研究過程

3C-FIAS的數(shù)據(jù)采集方式與原有的HAS相同。HAS采用時間抽樣的方式進行編碼，要求觀察者每3秒用代碼的形式記錄下發(fā)生在該時間內(nèi)的課堂言語行為，每個數(shù)字代表一種教學(xué)互動行為。一節(jié)40分鐘左右的課，大概會產(chǎn)生800左右個編碼記錄。將這些數(shù)字一一記錄下來之后，填寫在編碼表上，每一個數(shù)字分別與前一個和后一個數(shù)字組成一個“序?qū)Α薄Ｈ粲蠳個代碼，就可以組成（N-1）個“序?qū)Α薄⑷俊靶驅(qū)Α边M行計數(shù)，組成HAS遷移矩陣。矩陣的每一個單元格中的數(shù)據(jù)表示互動行為在整節(jié)課中出現(xiàn)的頻次[2]。通過遷移矩陣當(dāng)中的數(shù)據(jù)進行處理即可掌握優(yōu)質(zhì)課教師的課堂言語類型，課堂結(jié)構(gòu)以及課堂情感氛圍。

4.參照常模

該文參照的3C-FIAS常模源于葉靜等人發(fā)表的論文《化學(xué)優(yōu)質(zhì)課3C-FIAS常模的建立研究》。該論文以2010-2015年期間的90節(jié)全國化學(xué)優(yōu)質(zhì)課為樣本，該樣本對不同學(xué)習(xí)階段、不同課型、不同教學(xué)內(nèi)容的課均有涉及，且不同類型優(yōu)質(zhì)課的樣本數(shù)量足夠大[3]。因而該樣本具有一定的參考價值。

三、研究數(shù)據(jù)及分析

1.比率分析

所謂比率分析，即依據(jù)相關(guān)的公式計算出16種課堂師生行為出現(xiàn)的頻率，通過比較不同行為所占百分比的大小，可以獲得所研究課堂的互動行為特點。對此前所獲得的5份矩陣分析圖進行比率分析，并將所得數(shù)據(jù)與常模進行對照，所得教學(xué)行為比率分析表見表3。

上述5節(jié)優(yōu)質(zhì)課中，多數(shù)教師言語比率明顯高于學(xué)生語言比率，同時學(xué)生主動講話的比率全部為零，說明在現(xiàn)代化學(xué)課堂中教師依舊占據(jù)課堂的主導(dǎo)地位。但與常模數(shù)據(jù)相比，多數(shù)教師言語比率低于常模，學(xué)生語言比率高于常模，且在一部分課堂中教師活動比率低于學(xué)生活動比率，這是由于元素及化合物這一部分的知識內(nèi)容相對繁瑣，教師通過鼓勵學(xué)生積極地參與到課堂教學(xué)中的這種方式，讓學(xué)生主動建構(gòu)起知識網(wǎng)絡(luò)，以便于學(xué)生能夠較好地理解和掌握這一部分的內(nèi)容。這種舉動在一定程度上體現(xiàn)出了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。

作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，在課堂上展示相應(yīng)化學(xué)實驗或是利用多媒體等技術(shù)輔助教學(xué)都有助于提高化學(xué)課堂的教學(xué)效果。在以上五節(jié)優(yōu)質(zhì)課中，有四位教師采取了課堂實驗這一教學(xué)方式，體現(xiàn)出了對實驗教學(xué)的重視。其中Y老師，D老師和S老師的實驗比率與常模相近，在課堂中都選擇了學(xué)生實驗的教學(xué)方式，不僅讓學(xué)生親自動手感受物質(zhì)的變化與奇妙，更加深了他們對所學(xué)知識的理解。D老師通過向?qū)W生展示在藥店中購買的補鐵劑實物及其研磨過后配制的溶液，引出了后面對二價及三價鐵離子進行定性檢驗的試驗，學(xué)生在多次實驗中掌握鐵元素的轉(zhuǎn)換及鑒定的相關(guān)內(nèi)容;實驗比率和學(xué)生操作實驗比率最高的是S老師的優(yōu)質(zhì)課，學(xué)生通過安全的實驗證實了84消毒液與潔廁靈混合會生成有毒的氯氣，根據(jù)現(xiàn)象和所給材料自主寫出了相應(yīng)的化學(xué)方程式，將化學(xué)學(xué)科與生活實際聯(lián)系在了一起;Z老師則是通過教師演示實驗的教學(xué)方式，展示了一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮的過程。

在上述5節(jié)優(yōu)質(zhì)課中，教師使用技術(shù)的比率顯著相低于其他教師行為的比率，但有3位教師使用的技術(shù)比率高于常模，且多位教師在引課或是進行元素及化合物知識講授時選擇播放相關(guān)視頻來輔助教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。5位教師中只有G老師采用了學(xué)生操作技術(shù)的教學(xué)手段，該教師為使學(xué)生更好掌握氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，邀請學(xué)生根據(jù)所給材料在黑板上畫出了物質(zhì)類別一化合價二維圖，調(diào)動了學(xué)生的積極性。

2.課堂教學(xué)行為動態(tài)分析

為了更直觀的表現(xiàn)出課堂上師生行為隨時間的變化情況，所有教師行為視為教師言語，所有學(xué)生行為視為學(xué)生言語，將編碼11，13歸結(jié)為教師語言，編碼12，14，15和16歸結(jié)為學(xué)生語言，以時間為橫坐標(biāo)，以每分鐘內(nèi)師生語言的比率為縱坐標(biāo)[4]，繪制5張師生行為動態(tài)特征曲線。以S老師的優(yōu)質(zhì)課為例，其行為動態(tài)特征曲線如圖1所示。

其他四位老師的行為動態(tài)特征曲線與S老師相似，教師行為與學(xué)生行為顯示出對稱的狀態(tài)。在特征曲線中，表示教師行為的實線和表示學(xué)生的虛線每相交一次就代表了師生之間的一次互動，5節(jié)優(yōu)質(zhì)課的特征曲線都呈現(xiàn)出了交互良好的狀態(tài)，幾乎每次教師行為比率高峰后都出現(xiàn)了學(xué)生行為比率的小高峰，說明在化學(xué)課堂上學(xué)生能夠做到注意聆聽，并對教師的行為做出積極回應(yīng)，同時教師也能及時給予學(xué)生反饋和引導(dǎo)。

3.師生情感氛圍分析

教學(xué)的過程是師生雙向互動的過程，良好的課堂情感氛圍能夠有效地調(diào)動和維持學(xué)生的主動性，學(xué)生積極的態(tài)度同時也能給予教師良好的反饋，因而師生之間的情感氛圍也是教學(xué)過程的重要因素。

（1）積極整合格比率與缺陷格比率分析

所謂積極整合格是指在3C-FIAS矩陣分析表中，第1-3列和第1-3行相交的區(qū)域，它表現(xiàn)了教師在課堂上持續(xù)表揚學(xué)生，接納學(xué)生情感接受學(xué)生意見或是在這幾個行為之間轉(zhuǎn)換的行為[5]。積極整合格比率越高，表示課堂氛圍越融洽。而缺陷整合格是在3C-HAS矩陣分析表中第7-8行與6-7列相交的區(qū)域，表示了教師批評和指揮的行為以及教師對課堂活動的控制。缺陷格比率越高，課堂的活躍程度越低。

五節(jié)優(yōu)質(zhì)課的積極整合格比率與缺陷格比率見表4，除Y老師略低于常模之外，其他四位教師的積極整合格比率均大于常模，且D老師的積極整合格比率最高。結(jié)合課堂教學(xué)實錄發(fā)現(xiàn)D老師通過創(chuàng)設(shè)問題情境，提出了“為什么隨著過氧化氫的逐滴加入，溶液先變紅色，后逐漸褪色？是過氧化氫的滴入影響了三價鐵離子或者硫氰根離子的存在嗎？”等問題，鼓勵學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計實驗方案，并通過實驗探究得出結(jié)論。在整個過程中，D老師提問和采納意見的語言較多，并且能夠及時的給予學(xué)生肯定和表揚，因而對課堂情感氛圍產(chǎn)生了較為積極的影響。

五位教師的缺陷格比率雖略大于常模，但均沒有超過0.5%，且5位教師的課堂中均未出現(xiàn)批評的行為。因而5節(jié)優(yōu)質(zhì)課都呈現(xiàn)出了良好的課堂情感氛圍，師生交流融洽。

（2）穩(wěn)態(tài)格比率分析

穩(wěn)態(tài)格呈現(xiàn)師生持續(xù)地進行某種行為活動，表示師生之間的互動處于穩(wěn)定狀態(tài)[6]。五節(jié)優(yōu)質(zhì)課的穩(wěn)態(tài)格比率見表5，五節(jié)元素及其化合物知識優(yōu)質(zhì)課的穩(wěn)態(tài)格比率主要出現(xiàn)在60%至70%之間，說明師生交流情況較為穩(wěn)定。

表5中（4，4），（5，5），（8，8）和（15，15）是課堂中較為常見的四種行為，其中：

（4，4）表示的是教師提問的過程;（8，8）表示的是學(xué)生回應(yīng)教師而做出的反應(yīng)，主要包括學(xué)生回答教師的提問。教師連續(xù)提問的比率明顯低于教師提問的比率，說明在課堂中教師所采用的提問方式呈現(xiàn)出簡短和碎片化的特點。（8，8）比率較高，說明教師能夠給予學(xué)生充分的時間表達自己的想法，其中G老師的課堂中學(xué)生持續(xù)回答教師提問的時間最長，原因是G老師設(shè)置了較多開放性的問題，例如“你是否支持重霧霾天氣下汽車限行？”“運用物質(zhì)類別一化合價二維圖，說明汽車尾氣是如何轉(zhuǎn)化成霧霾中物質(zhì)的？”，以及“請運用物質(zhì)類別—化合價二維圖中氮及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系論證‘汽車限行能夠減少空氣污染這一觀點是否成立。”針對這些問題，學(xué)生在課堂上各抒己見，能夠用較長時間的語言表達說明自己的觀點和思路，使得課堂氣氛更為活躍。

（5，5）表示的是教師就內(nèi)容或步驟提供事實或見解，表達教師自己的觀念，提出教師自己的解釋，或引述某位權(quán)威者的看法的過程[7]。在五節(jié)示范課中，（5，5）占有的比率相對較高且主要出現(xiàn)在學(xué)生活動之后，表現(xiàn)為教師對知識點進行的講解，說明和歸納。

（15，15）表示的是“有益沉寂”的過程，即學(xué)生思考問題或是做課堂練習(xí)的過程。5節(jié)展示課中，有益沉寂的比率都較少，一方面可以說明學(xué)生思維活躍，基礎(chǔ)知識掌握較好，能夠馬上根據(jù)教師的行為做出反應(yīng);另一方面也說明了教師留給學(xué)生自主思考或練習(xí)的時間較少。真正的教學(xué)并非一味地追求頻繁互動，讓學(xué)生解題、探究甚至安靜思考有時也是十分必要的。

四、研究結(jié)論及建議

1.研究結(jié)論

通過3C-FIAS互動分析法對5節(jié)元素及化合物知識主題的優(yōu)質(zhì)展示課進行在課堂語言結(jié)構(gòu)，行為動態(tài)和課堂情感氛圍方面的分析后，發(fā)現(xiàn)元素及化合物知識主題的優(yōu)質(zhì)課程呈現(xiàn)以下的整體特征：

（1）課堂依舊以教師講授為主要形式，但相對于常模而言，元素及化合物知識主題的優(yōu)質(zhì)課明顯體現(xiàn)出了對學(xué)生活動的重視，多數(shù)教師通過設(shè)置學(xué)生自主探究環(huán)節(jié)增強學(xué)生的參與感，凸顯學(xué)生的主體地位。

（2）在授課過程中教師常用多媒體展示生活中含有該元素的物品來創(chuàng)設(shè)問題情境，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時也能夠加強化學(xué)學(xué)科與生產(chǎn)生活之間的聯(lián)系。多數(shù)教師采用了學(xué)生實驗的教學(xué)方式，選擇用現(xiàn)象明顯且安全簡便的無機化學(xué)實驗來加深學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解和記憶。

（3）師生互動情況良好，能夠形成融洽的課堂氛圍，師生交流情況較為穩(wěn)定。5位教師的課堂教學(xué)語言以直接語言為主，也會用提問、采納學(xué)生意見等語言對課堂進行間接控制。教師能夠及時的給予學(xué)生肯定和表揚，出現(xiàn)的消極強化，主要是指導(dǎo)學(xué)生閱讀材料，觀看多媒體，進行實驗等提示性的語言。

當(dāng)然，這5節(jié)優(yōu)質(zhì)展示課的互動也存在著一些問題。例如，沒有學(xué)生主動開啟對話表達自己的想法，學(xué)生語言仍然以應(yīng)答語言為主，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)自主權(quán)仍然需要培養(yǎng)和加強。此外，個別教師的提問過于碎片化，且留給學(xué)生深入思考的時間較少。

2.研究建議

針對以上5節(jié)元素及化合物知識主題優(yōu)質(zhì)展示課的特點，提出以下教學(xué)建議：

（1）為了更好地突出學(xué)生的主體地位，課堂教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)增加編碼12（學(xué)生操作技術(shù)）和編碼13（學(xué)生操作實驗），充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓他們真正成為課堂的主人。

（2）如果課堂中能夠出現(xiàn)多種提問模式，多設(shè)計一些開放性問題，可以更好地鍛煉學(xué)生思維，有益于培養(yǎng)學(xué)生的想象力和思維能力。教師提問的問題要清晰明確，并留給學(xué)生充足的思考時間，盡量減少過于密集的碎片化提問。

（3）教師可以根據(jù)課堂的實際情況，多增加編碼①（接納學(xué)生情感語言）、②（鼓勵或表揚語言）的出現(xiàn)次數(shù)，鼓勵學(xué)生主動表達自己的觀點，促進編碼9（學(xué)生主動講話）的出現(xiàn)，充分給予學(xué)生自信，活躍課堂氣氛，從而達到更好的教學(xué)效果。

參考文獻

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*本文系哈爾濱師范大學(xué)深化教育教學(xué)綜合改革項目（X2015-2-004）階段性研究成果。

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