基于計算機平臺的交互式教學模型研究

賀佃忱, 董運來

(1. 沈陽師范大學 人事處, 沈陽 110034; 2. 沈陽師范大學 國際商學院, 沈陽 110034)

基于計算機平臺的交互式教學模型研究

賀佃忱1, 董運來2

(1. 沈陽師范大學 人事處, 沈陽 110034; 2. 沈陽師范大學 國際商學院, 沈陽 110034)

計算機的快速發展為各種教育發展帶來機遇和挑戰,計算機應用于教學改革中,極大地提高了教學效率,快捷方便的管理也增加了教育的優勢。尤其為了提高教育的教學效果,文章提出了一個基于計算機平臺的交互式教育訓練模型。首先,介紹了現代體育教育存在的問題;其次,分析了交互式教學模型的可行性,提出了交互式教學體育評價系統的數學模型,構建了可伸縮的安全計算機平臺架構;最后,建立交互式教學策略模型。研究了基于計算機平臺的交互式教學策略的實踐方法,以體育教育為研究對象來分析交互式教學模型的優勢,分析了體育教學互動教學的實驗數據,發現此教學模式提高了學生的自我效能感。基于計算機平臺的交互式物理訓練模型具有良好的教學效果。

計算機交互模型; 教育; 可行性; 可伸縮的體系結構

0 引 言

課堂教學[1-2]是非常普遍的一種教學方式,是學校教學工作的最基本形式,同時也是培養學生能力的基本形式,是提高學生科學素質的重要組成部分。課堂是提高教學質量的關鍵,課堂教學是良好的,課堂上學生的注意力集中,思維開放,能夠快速回答問題,學生與教師之間的關系也可以良好協調;相反,學生們就會情緒低落,無精打采,教師和學生之間的協調不佳。研究生課程教學也不例外。

目前,研究生招生人數繼續增加,專業類別也在增加。2009年,國家開始招收全日制體育碩士研究生。與以往對體育教學碩士學位的研究相比,其培養目標主要是應用于培養高水平和應用型人才。為了實現這一目標,試點高校積極探索有效的教學方法。然而,在現階段的體育教學模式中,當前我國研究生,因為學生主體性的形成和發展機制嚴重缺乏,受傳統教學觀念影響,在課堂教學過程中,教師的說和學生的聽現象來說,簡單的傳授知識非常普遍,這嚴重影響了學生的學習積極性。因此,近年來,教育改革的發展趨勢在教學與學習過程中日益突出,互動教學[3-5]模式應運而生。互動教學是Palincsar(1982年)提出的,然后得到了進一步的研究和發展。最經典的一個例子是McCray教授做了關于美國互動的實驗研究,他把學生分成了12組來合作學習。通過計算機把問題交給學生,然后課堂討論學生對問題的看法。通過學生的回答可以知道這些基本概念對于學生來說是否困難,這種快速的反饋能使老師及時解決學生的問題。因此,可以建立以學生為中心的教學模式,探討獲取知識的主要途徑。在我國目前的體育教學研究中,“互動”教學的定義和內涵還沒有形成一個統一的認識。一種觀點是“互動教學法”,它是第一個為老師提供示范指導的,逐漸從指導到幫助和促進,然后學生調整自己的學習過程。另一種觀點認為,互動教學模式是基于教師和學生背景的互動教學方法。前者強調互動教學的過程,后者突出其內涵和特點。事實上,互動教學接受學習者的相互支持和促進,教師應該幫助學生討論,學生演講的評價應該能夠引導學生做出更有建設性的回答。

1 交互式教學的可行性分析

交互式教學是要更加注重人與人之間的交流。對教學資源的要求較高,如課堂教學中不止一位教師,許多教學網站等。老師要求:每個班都有1個老師,至少有3個老師一起聽學生們討論,相互幫助提高分數。互動式教學要求教師在面對不同專業方向的學生時,要有廣泛的知識,要聽他們的演講,并及時給予評價。教師應該具有專業精神,提前討論問題,盡可能參與討論。教學對象要求:有一定的專業知識,能夠根據學習任務收集信息,分析老師上課前提出的問題,解決問題。綜合多學科課程是適當的,以幫助不同專業方向的學生表達不同的觀點。教學組織形式:集體教學、集體學習、個體學習多種形式。教學過程組織應緊密,需要與學生多次溝通,課堂安排討論問題,指導學生在課堂上討論,學生發言后發表評論,課后發言。其他教學資源:需要大量的教學場所供學生討論;多媒體,以增加信息量;一個更全面的圖書館和信息資源,供學生獲取信息。教學資源需要統一協調,教師發揮主導作用,教學過程組織是基礎,小組合作是關鍵[6]。

2 交互式教學評價函數設計

在此評價系統中,適應度函數f(x)表明了測試屬性與染色體(以經典遺傳算法為例)要求之間的誤差是明顯的,適應度函數可以反映測試屬性和需求之間的差異。適應度函數f(x)越小,性能越好。這也是考卷的要求。使用知識點誤差來表示動態調整的知識點的學習情況。指定參數的值是Ai+Di×18。其中,Ai為問題的答案,Di為問題的困難度。Ci的使用表達了指定比率的第i個標題,定義如下:

其中n是染色體K中的基因數量的整體得分。

染色體中K個知識點的誤差是

其中:Ckk為第K個染色體中知識點的權重;C1k為第1個染色體中知識點的權重。知識點整體誤差是:

其中n是知識點的總數。在這個評價系統中,在適應的程度上,適應性自我測試設計的通常方法是不同的。評價試卷適應性程度的設計公式為:

在這個公式中,R用來表達在染色體中知識點的整體誤差,φ用于表示基因位點的使用,以及染色體所指定的測試時間的誤差,γ是指染色體中基因位點的平均困難和測試難度的誤差,ξ指每個項目的暴露程度。為了有效地將尺寸誤差,相關權重比例,公式(5)中的誤差權重值在實際應用中得到。很明顯,該基因的f值越小,其對基因的適應程度越高。在遺傳算法的實際應用中,如果一個基因的適應度值小于指定值或迭代次數,就會終止運算,生成新的染色體。用于收斂時期自我測試的設計,

其中,Φt是染色體中動態知識點的動態權重誤差,這里介紹了學生知識點學習情況評估的權重因子Cs,

Csp是知識點的平均正確率,即所有考生的總分和知識點的總分的比例。Csk是在正確的知識評估過程中自我測試的學生數。即評價中知識點的總分和總分的比值。不難看到,0

知識整體誤差:

其中,n是知識點的總數。從以上公式可以看出,染色體上的知識點的權重可以自行測試學生動態變化[7-9]知識點的準確性。

3 可擴展的安全計算機體系結構建模

圖1 可擴展的安全計算機結構體系Fig.1 Extensible security computer architecture system

可伸縮的安全計算機系統[10-13]的層次結構如圖1所示,系統由3個處理器和3個冗余管理單元組成。處理器內部軟件結構可分為3大部分:即底層操作系統、中間層平臺軟件、上層應用軟件。在功能上,處理器完成數據處理、狀態表決等,冗余管理單元功能也十分強大,它不僅可以輸出同步信號、進行故障隔離、系統降級,也可以進行系統重構等非功能性任務。一般來說,處理器是一個數據計算和冗余管理計算單元的系統,RM是冗余管理的執行單元。

應用軟件是整個安全計算平臺的服務對象,系統為應用軟件提供高可靠的數據。應用軟件是指系統,或者平臺軟件對他們是透明的。在實時操作系統和安全平臺軟件的保護下,應用軟件只需要注意應用程序的功能要求。平臺軟件是處理器單元和整個系統的核心。它以特定的方式加載應用軟件,這是安全計算機的核心體現。

4 交互式教學策略的實現

互動式教學策略模型如圖2所示。

圖2 互動式教學策略模型Fig.2 Interactive teaching strategy model

建立以學生為中心的概念是互動式學習的基礎。隨著現代社會的進步,終身體育理論的實施已被廣泛接受,使這項運動貫穿于人們的整個生活,讓大家所熟知。在學校里,體育教學應該除陳去舊,改變過去的落后觀念,一切以學生為中心,創造盡可能多的學習機會,使學生學習不受時間和地點的約束。體育教學應反映學生的具體學習特點,學生是教學當中的核心,在教學當中,如果學生有任何需求在不違背基本的教育前提下,都應當滿足,選擇和發展學生的教育活動,安排相應的課程和教學。目前,“高中體育教學標準”設置了五項:體育參與、運動技能、身體健康、心理健康、社會適應。這些目標是一個完整的整體,充分體現了體育課程是一個基于特征和生理、心理、社會適應三維健康的體育鍛煉。圍繞學校和教師在實施“標準”的過程中,要充分注意五個方面的具體目標,特別是加強心理健康和社會適應兩個方面,以促進高中體育課程目標的實現。合理設置教學單元是互動教學的條件。體育互動教學質量與班級的班級人數密切相關。從我國目前的形勢來看,對于那些超過六十多人的班級來說,提高高中體育教學質量有很大的困難。因此,體育教學的互動式教學應在小班教學的教學中進行,以提高教學質量,提高體育教學效率是十分重要的。此外,有條件的高中體育課程主要以男女的形式上課,這是因為隨著年齡的增長,男女學生之間的差異變得越來越重要,比如身體健身、技能、興趣愛好等。為了促進教師的教學,通常的做法是把兩個平行的班級排成一排,然后由班上的老師和班上的另一名老師負責兩個班。這種方法大大促進了體育教師備課和高中教學的布局,提高了體育互動教學的效果。最后,互動體育教學應以學生的興趣愛好為基礎。這有助于進一步激發學生對體育的興趣,促進學生養成堅持體育鍛煉的習慣。提高體育教學的互動教學方法是互動教學的核心。在體育教學中,互動教學的核心是“互動”,使師生互動真正意義上,學生需要積極主動地參與教學活動,同時,師生之間的關系應該是和諧、放松的。首先,體育教學的互動教學應促進適當的情境的建立。學生在體育教學中處于直接設計或間接控制體育教師的情境下,情境應具有學生運動動機的作用。教師在體育教學活動中可以注重激發學生的內在動機。學習目標的學生渴望一種嘗試的心態和強烈的成功欲望。因此,在體育組織中,根據教師的情況需要精心設計,讓學生通過觀察、對比和實驗來提高他們參與動機的活動。體育活動的產生應充分調動學生的歸屬感。體育活動不是一個人的活動,而是在體育教育和培訓中人際交流的高頻特征,讓學生認識到教師的身份認同、接受和歸屬感。

在體育互動教學建立當中專業體育教師是關鍵的一部分。教師的素質與教學質量成正比,因此只有通過提高教師的整體素質,才能有效的提高體育教學質量。體育教育的特殊性和自身的特點給教師帶來了很大的挑戰。體育教師不僅對于學生的身體健康提供有效的指導,最重要的還要應指導學生自主學習,培養學生的自學能力和技能。自學能力是決定教育質量的關鍵環節。培養學生的自學能力需要教師在面對的過程中貫徹“遠”的原則,留給他們思考的空間。教師必須掌握先進的教學方法,滿足現代網絡信息的要求,社會教師應具有知識結構的發展,提高體育教學的教學效率,適應現代教學模式的轉變。此外,體育教師的穩定和高水平是體育教師建設的長期戰略選擇。學校應加強對體育教師的新知識、新思想培訓,從質的方便給予提升,體育教師應有對體育教學進行體育教學,研究適合學生的體育教學方法,從而擺脫傳統的體育教學模式,提高互動式體育教學質量。

5 結果及分析

自我效能感量表[14-15]是用來指國家男性和女性對自己行動的控制或主導(一般來說,全國大學生GSES得分是2.69+0.57和2.55+0.57),修改一個標準差的平均值用來選擇高自我效能感量和低自我效能感量組,參加問卷調查的2011級和2010級師范大學體育碩士,GSES得分高于標準差(超過2.69+0.57和2.55+0.57)在高自我效能感量組中,GSES得分低于標準偏差(少于2.690.57和2.550.53)在低自我效能感量組中,其他人則是一般效能感量組。對學生在互動教學實驗中的表現進行了比較分析,結果如表1所示。

表1 實驗前后學生自我效能感量的比較Tab.1 Comparison of before and after student self-efficacy

在實驗組中,高自我效能感量的數量從10個增加到20個,比例從21.3%上升到34.7%,也就是說,人數大大提高了。一般有效能感量組的男生人數從55人減少到49人,比例從77.9%下降到71.4%,略有下降。低自我效能感量組的人數從5人到3人,比例從7.1%下降到4.2%。通過數量和比例的變化趨勢中可以看到交互式教學模式,高自我效能感量的數量已經大大提高,與此同時,低自我效能感量也有一定數量的下降,互動教學方法提高了學生的自我效能感量。在實驗組中,互動教學模式,以及學習過程,學生交流,合作,避免弱點,繼續與老師一起探索,豐富和提高自己的知識,學生對自己更加自信。因此,實驗組在崗位測試中,高自我效能感量群體的數量顯著增加,低自我效能感量群體的數量減少。

6 結 論

隨著計算機技術的發展和普及,計算機平臺已被應用于體育教學的交互式教學。分析了交互式教學的可行性,建立了基于理論的交互式教學策略模型,提出了教學策略的實現途徑。互動教學模式可以在一定程度上提升學生的整體自我效能感,并在促進體育教學中發揮更大的作用。

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Studyoncomputerplatform-basedinteractiveeducationmodel

HEDianchen1,DONGYunlai2

(1. Department of Personnel, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China; 2. College of International Business, Shenyang Normal University, Shenyang 110034, China)

The rapid development of the computer brings opportunities and challenges for a variety of education development. The application of computer in teaching reform has greatly improved the teaching efficiency, and the quick and convenient management has also added the advantage of education. Especially in order to enhance the physical education’s teaching effect. This paper presents a platform based on computer interactive model for the education training. First, this paper introduces the problems of modern physical education. Second, it analyzes the feasibility of interactive teaching model, then the mathematical model of interactive teaching physical education evaluation system is put forward. Finally, the scalable architecture of safety computer platform and interactive teaching strategy model are set up. This paper studies the practice method of interactive teaching strategies based on computer platform, physical education is as the research object to state the advantage of interactive teaching model, and analyzes the experimental data of sports teaching interactive teaching. It is noted that this teaching mode can improve the students’ self-efficacy. Therefore, the new teaching method has good teaching effect in modern education.

Computer interactive model; Education; Feasibility; Scalable architecture

2017-08-15。

2017年國家社會科學基金青年項目(17cty008)。

賀佃忱(1981-),男,遼寧海城人,沈陽師范大學講師,碩士。

1673-5862(2017)04-0508-05

TP391.9

A

10.3969/ j.issn.1673-5862.2017.04.025