基于學習分析的數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的發展，智慧教室數字化課堂教學得到廣泛應用。數字化教室融入先進的信息技術，能更好地分析教學交互行為，而課堂教學交互行為作為課堂教學內的重要組成部分，能反饋教師教學質量和學生的個性化學習需求。因此，本文通過對數字化課堂交互行為的數據進行處理與分析，評估教師在課堂教學中的行為，基于學習分析技術，提出課堂教學交互行為分析模型，旨在幫助教師更好地開展課堂教學活動，提高互動頻率，豐富互動內容，提高課堂互動的整體質量。

關鍵詞：數字化課堂;學習分析;交互行為;教學質量;交互模型

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（201 9128-0156-02

1引言

人工智能被廣泛認為是繼信息技術革命之后的新一輪生產力革命。發展智能教育，用智能技術驅動人才培養、教學改革是《新一代人工智能發展規劃》提出的新要求，以信息化引領教育理念和模式的創新，利用信息化技術，推動精準測評、個性化教學。

2數字化課堂和教學互動

2.1數字化課堂

數字化課堂是以教學過程設計和教學資源整合為核心的新型教學模式，以“事后反饋”為目的。融進先進的信息處理、加工和呈現技術，在數字化課堂環境下，教師與學生借助多種教學資源、媒體、技術、工具而進行的多項信息傳遞活動，從而達到構建教學模型的目的，具體體現各種教學交互形式的可觀察、記錄與分析的行為。

2.2課堂教學交互行為

課堂是教學活動的主要場所，教師和學生是課堂教學交互行為的主體。教學交互的本質是為了展現教與學的過程，在教學過程中，師生通過交流、互動，幫助學生對教學內容進行意義構建。教學交互是學習過程的基本功能屬性，通過對交互行為進行分析，能夠客觀地反映課堂教學活動、師生互動行為的實情，幫助教師分析教學過程，改進以后的教學方法。

3學習分析技術

學習分析是利用數據挖掘和建模的方式，對數字化課堂的數據進行收集和分析，發現學習規律，預測學習者的學習行為與學習效果。主要包括數據挖掘、聚類、預測、提取數據和構建模型，利用學習分析技術，進行個性化、自適應、趨勢分析等方面的應用。

3.1數據來源

在數字化學習環境下，通過移動技術、互聯網服務等工具實時監測收集數據，數據既可以通過手機終端、APP及學習管理系統進行記錄，也可以通過用戶輸入方式獲得，如利用視頻進行課堂觀察、考試成績錄入等。

3.2數據處理

由于從數字化學習平臺收集的數據往往含有噪聲、數據不一致、不完整等問題，在進行數據分析前，要對數據進行預處理，主要是為了去除噪聲和無關數據，將不同的數據按照一定的數據集合存儲到數據庫中，轉換成適合分析挖掘的數據格式。常見的數據與處理方法有：數據清洗、數據集成、數據變換和數據規約。

3.3數據分析

數據分析可通過無監督學習聚類分析，主要是依賴數據的相似性，進行特征分析，進而發現學習行為的相關性;通過序列或關聯規則來進行預測，推斷學習者的個性特征，構建學生個性化推薦模型;通過分類，對其所在的類別進行預測等。學習分析技術中常見的數據分析技術有內容分析法、聲音分析法，對文字、視頻和聲音進行處理。

3.4結果呈現

對于教師而言，學習分析技術能有效反饋課堂教學評估，及時發現課堂教學中出現的問題，為精準化教學評價提供有力的支撐。將學習分析技術引人數字化課堂，利用設備及信息化技術，及時獲取課堂中產生的交互行為數據，精準測評教學進度和學生需求，以便教師調整教學方法和策略，提高課堂效率和學生滿意度。

4基于學習分析的數字化課堂交互行為模型

基于學習分析技術的數字化課堂交互行為模型，主要從課堂互動行為的數據為基礎，進行數據收集、處理、分析及評價分析四個步驟，從而構建教學交互行為分析模型（如圖1所示），包括數據收集層、行為分析層和教學應用層。

4.1數據收集

數字化課堂中教學交互行為數據是分析當前教學狀態和學習情況的主要依據，通過移動終端、APP、學習平臺、人工記錄等獲取學習過程中的數據，主要包含兩類，一類是在學習過程中產生的互動數據，包括聲音、圖像、文本、反應等;一類是學習結果類數據（即結果性評價），包括問卷、測驗、作品、投票、教師評價、學生互評等收集的數據。最終對收集的各類數據進行整合，分析數字化課堂中的數據。

4.2行為分析

行為分析是以學習分析技術為核心，通過對數據進行存儲、處理、分析，最后進行結果呈現。依托于數據處理、學習設計和精準教學進行理論支持和指導，并利用數據挖掘、可視化和云技術進行技術支持和實現。

4.3教學應用

教學應用即輔助教師根據數據分析結果，定位學生的風格喜好、成績情況等，根據學生的學習特征和軌跡，幫助教師掌握教學狀態，進而進行精準互動。根據課堂現狀調整教學方式和教學進度，多樣化數字化課堂教學互動形式。

5結語

基于學習分析的數字化課堂交互行為研究，主要是結合大數據技術、數據挖掘等，在課堂教學互動、精準評價等理論的指導下，對采集的課堂互動數據進行收集、處理與分析的過程，幫助教師改進教學方法和教學手段，通過課堂交互行為，對學生的學習情況進行有效跟蹤定位，并輔助教師采取有效的互動干預和教學方式調整，最終完成教學目標，滿足學生的學習需求。