基于協同分析的高校項目式課堂互動行為研究

虞千惠，蘭曉紅，梁耀文

(重慶師范大學計算機與信息科學學院，重慶 401331)

為積極應對新一輪產業革命，國家教育部從2017年始出臺一系列工程學科建設的新戰略和新要求，以培育高素質的創新型應用人才。項目型學習(PBL)是倡導以問題為導向，以學生為中心的教學方法，具有內源性、整合性、實踐性和創造性等特點，是培養具備核心素養的新時代人才的重要途徑。而高校目前面臨著教法單一、內容固化等教學問題，難以培養出適應新時代工業領域的產業卓越人才。基于此，融合改進型弗蘭德斯互動分析法、滯后序列分析法，對高校項目式課堂交互行為進行“外顯—內隱”協同分析研究，總結凝練出高校項目式課堂中的三維互動特征，以期為高校開展項目式教學實踐提供一定的參考與借鑒。

一、課例來源及分析工具

(一) 課例來源

研究選取重慶市C高校所開設的“Python程序設計”教學課堂實錄作為研究樣本數據。授課教師為教齡15年的副教授，具有豐富的課堂教學經驗，授課方式為項目式教學，授課內容及課堂互動行為均在現代化信息技術支持下的計算機教室中開展實施。

(二) 分析工具

1.改進型弗蘭德斯分析系統(iFIAS)。改進型弗蘭德斯分析系統(iFIAS)[1]是由方海光教授及其團隊在美國學者弗蘭德斯提出的弗蘭德斯分析系統(FIAS)的基礎上改進而來。FIAS將課堂上的互動行為分為教師語言、學生語言和沉寂三類師生言語交互情境編碼[2]。但隨著信息技術進駐課堂，技術支持下的課堂互動產生多樣化轉變，FIAS僅從師生言語交互維度出發難以體現信息技術支持下的課堂互動分析，iFIAS增設了技術應用維度，其編碼系統見表1。使用iFIAS系統可完成對師生互動、生生互動、生技互動、師技互動等外顯行為的觀察、量化、編碼及分析，從而保證課堂互動觀察研究的全面性和科學性。

2.滯后序列分析法。滯后序列分析法(Lag Sequential Analysis，LSA)用于檢驗某種行為發生后另一種行為緊隨發生的情況是否存在統計學意義上的顯著性[3]，從而揭示行為序列特征。LSA可以從潛在內隱的角度分析把握智慧課堂中交互行為發生的序列模式，從而獲取課堂中的關鍵行為及后效關聯[4]，為交互式PBL課堂教學模式的構建提供路徑及思路。融合iFIAS和LSA實現“外顯—內隱”協同分析，能夠有效發揮出iFIAS對課堂中師生言語、沉寂、技術應用等直觀外顯活動系統化的編碼分析優勢，同時針對各維度行為之間的顯著性影響以及行為序列流向等內隱因素的深度分析，將具體的行為活動與抽象的行為序列結合，為特征凝練提供科學依據。

二、數據分析

(一) 課堂互動行為數據采集

將樣本課堂實錄視頻以3秒為單位進行分割，為保證編碼記錄的準確性和客觀性，由2位研究人員在異地不接觸的情況下根據改進型弗蘭德斯互動分析系統( iFIAS) 編碼表進行第一輪人工編碼。利用spss26.0中的Kappa系數分析檢驗兩位編碼人員的編碼結果一致性[5]，得出Kappa值為0.875>0.8。證明兩位編碼人員所得編碼數據具有強一致性，本研究符合觀察者一致性的要求[6]。再由2位編碼人員將不一致的編碼定位進行重復觀看商討后確定最終編碼數目為1 491，將其導入至iFIAS 編碼助手工具進行統計分析。研究依托編碼所得數據，從宏觀課堂整體交互數據可視化到課堂教學結構、師生言語行為互動以及技術應用等微觀多維結構等對高校研討式課堂互動進行透視分析。

(二)課堂整體交互行為分析

根據師生互動的實例編碼進行整體交互分析發現，教師語言、學生語言、技術三個維度存在明顯的階段性起伏特征，表明整體課堂交互設計清晰明顯，教學活動安排科學合理。其中教師語言比例顯著高于學生語言比例，呈明顯的交互波形，表明課堂屬于教師引導型課堂；圖中技術維度數據顯著且平均頻次高于66.7 %，課堂中使用頻率高，屬于典型的技術豐富型課堂；有益于教學的沉寂在課堂交互結構中占比較小，屬于緊湊型課堂，其優點在于學習的連貫性與投入性，但學生缺少自主思考機會，難以體現主體性。

(三) 課堂互動結構分析

通過對高校項目式課堂教學樣例中師生交互行為師生語言比例、沉寂以及技術使用比例對課堂教學結構進行對比分析發現，在課堂交互行為中教師語言比率占34.51 %，為學生言語行為比率15.17 %的兩倍有余，呈現出老師主導趨勢。技術應用比率接近教學活動的五成，有益于教學的沉寂占比2.65 %，為學生觀看教學微課視頻時的課堂活動編碼，無助于教學的混亂占比0.14 %，為教師操作失誤所引起的無助于教學的混亂。根據課堂結構的組成比率可以看出，師生言語互動及技術應用互動為高校項目式課堂互動中的核心組成要素，因此研究對師生言語行為特征與技術應用特征進行細化分析得出微觀視角下的課堂互動特征。

1.師生言語行為特征。師生言語行為是教學設計、教學組織、課堂活躍度及教學效能的重要評估指標。通過課堂觀察法對樣本分類編碼得出高校項目式課堂中師生言語行為數據。教師語言中對學生的間接影響與直接影響比率為85.71 %，教師語言中對學生的積極強化與消極強化比率為210.71 %，表明教師在學生回答問題后傾向于采用鼓勵、表揚、復現學生觀點的積極強化方式提升學生自我效能感及課堂參與度。教師提問頻次總計為67次，其中教師提出開放性問題占比4.48 %，封閉性問題占比95.52 %。學生言語行為中學生被動應答的比率為96.67 %，主動說話的比率為3.33 %，在案例課堂互動中未見生生互動的分組教學活動設計。體現出我國課堂中常存的弊病即學生缺少發散性思維訓練，課堂中學生常機械化地按照老師預先設置的教學任務或活動完成學習任務，師生難以處于平等的水平上進行知識及信息的雙向交互。

2.技術應用特征。在實例課堂中技術應用占比為47.53 %，其中教師操縱技術比例為45.86 %，學生操縱技術比例占55.14 %，高校項目式課堂教學常采用“教師講授—教師演示—學生操作—教師點評”模仿式教學，因而學生操作技術與教師操作技術比例相近。

(四) 課堂互動行為關聯分析

為進一步揭示師生互動行為的序列流向及影響顯著性水平大小等關鍵性特征，研究基于滯后序列分析法(LSA)，采用GSEQ軟件對高校項目式課堂進行交互行為序列分析。將原始編碼表導入GSEQ5.1軟件中，利用Table Statistics功能得出課堂交互行為的聯合頻次及調整后的殘差參數(Z-score)表，若Z-score值〉1.96時，代表行為序列呈現顯著性水平。遴選出表中Z-score達到顯著性水平的行為序列繪制行為轉換序列如圖1所示。圖中各個節點分別與編碼表1中的互動行為一一對應，箭頭方向表示行為序列方向，連線上方數值代表顯著性水平大小，連線的粗細反映其數值大小。其中行為14(學生操縱技術)在課堂交互序列中達最高顯著性水平，并且行為序列指向自身，這與上文的技術應用分析結果具有一致性，表明在高校項目式課堂中由學生作為技術操縱主體，利用計算機技術實現問題解決方案的制定以及問題解決過程的具體實施，是高校項目式教學課堂的核心行為組成部分。編碼5(教師講授)的顯著性水平達到17.07，表明教師仍是課堂活動開展的中心推進者，通過教師的直觀語言鋪設陳述性知識與學生原有認知結構之間的鏈接之路。行為8(學生被動應答)與行為2(教師表揚鼓勵)之間存在雙向鏈接關系，對樣本視頻案例回顧分析發現，當學生處于被動應答狀態時教師傾向于對此類學生進行鼓勵表揚。根據教師期望效應(Pygmalion effect)，教師的鼓勵和認在一定程度上能夠提高學生的自我效能感從而激發學生的學習潛力，增加學生的課堂參與積極性。同時行為2(教師表揚或鼓勵)對行為9.1(主動應答)和行為9.2(學生主動提問)具有顯著性影響，可以得出教師的正向積極回應能夠顯升提高學生的課堂參與度。分析發現，高校項目式教學行為序列轉換圖中存在“2—8—4.2—3—2”的閉環序列。在閉環序列中行為9.1(學生主動應答)指向行為4.2(教師提出封閉性問題)的行為序列顯著性水平最高，表明教師傾向于根據學生所答內容進行知識再挖掘，采用追問的方式訓練學生的思維敏捷性、靈活性。但不足之處在于教師提問多為局限于教學情境中的封閉性問題，缺少對知識點的歸納、分析、綜合等高層次的思維活動。

三、結論與啟示

通過對例課所呈現的效果加以協同分析后，總結提煉后得出以下高校項目式課堂的基本特征如圖2所示；特征包含內隱、外顯兩個維度，內隱特征表現為師生互動的內部原因，外顯特征表現為內因驅動下師生互動形成的可觀測結果。各維度包含師——生交互、師——技交互、生——技交互三個二級維度。

圖2 行為轉換序列圖

圖3 高校項目式課堂行為特征圖

(一) 師—生互動特征

通過協同分析發現，師—生互動內隱維度特征表現為“應答延伸，正向強化”，外顯特征表現為“教師主導，以問促教”，教師通過在課堂中提出問題推進教學進度，組織教學任務。教師的指令性語言貫穿于課堂教學始終，對維持課堂秩序及提高教師課堂掌控力具有積極意義，進而讓學生的思想意識受到積極指令性語言的引導實現教學目標[7]。

(二) 師—技互動特征

師—技互動內隱維度特征為“虛實結合，助力教學”，外顯特征表現為“技術融匯，靈活運用”。教師根據課程“Python程序設計”的學科特性、知識特點、教學活動的獨特性，在課堂中利用傳統教具講授程序式設計的邏輯流程部分的內容，能有效實現問題解決的過程可視化。學生在填補流程圖的過程中體會到程序設計算法思維的邏輯性、嚴密性，在解決問題時將計算思維融會貫通，真正實現知識遷移運用，同時融合微課、教學視頻等其他多媒體教學文件，實現見微知著、舉一反三的鞏固提升。

(三) 生—技互動特征

高校項目式課堂注重于學生技術運用能力的培養，因而，“生—技互動”內隱維度特征表現為“學以致用，核心環節”，外顯特征表現為“運用主體，任務驅動，助力實現從掌握知識到運用知識的教學轉變。