近十年智慧課堂互動行為研究的演變與趨勢

江 婕，劉 瑩

(江西科技師范大學，江西 南昌 330000)

0 引言

智慧學習關注學生本身能力的培養，學生通過感受和探索去獲得知識和轉變思考方式。隨著5G技術、數字畫像等的發展，教學環境從傳統的黑板、粉筆到幻燈片放映，再到利用多媒體教室授課。教師可利用虛擬現實技術使學生理解抽象的教學內容；學生可與學生、講師即時互動，也可在不同的時空學習各種內容。虛擬現實、5G通信技術賦予了師生高質量、低延遲的交互體驗，使知識、情景可視化，有利于師生的深度交互。

黃榮懷[1]等根據社會信息化對社會變革的訴求，最早提出智慧學習環境的概念。互動行為是其中必不可少部分，教與學是靠教師與學生、學生與學生、學生與環境進行行為和心靈的交互來完成的。張家華[2]等最早進行了“通過學生互動產生數據進行反饋”類文獻分析，采用知識圖譜、共詞矩陣等分析方法，研究2012—2017五年有關論文數據。2018年4月,教育部印發了《教育信息化2.0行動計劃》,以推動基礎教育和智能科技進一步融合,更要了解新衍生的研究熱點與研究趨勢，以便研究智慧教育環境下如何通過互動行為提高學生學習效果。因此，本文對2011—2021年以“智慧學習環境下的互動行為”為研究內容的核心期刊文獻進行可視化分析，對研究現狀與趨勢作出更加全面的判斷。

1 研究工具和數據來源

1.1 研究工具

Cite Space:科研引文空間,由國家德雷塞爾學校陳超美教師設計的一種解析科研專業論文的信息可視化數據分析工具,能夠利用信息可視化的技術手段展示某一領域的科研熱點與發展趨勢。

1.2 數據來源

本研究以中國知網的期刊為主要數據源,將搜索日期設定為2011—2021年,搜索“課堂”“行為”“互動”等主題詞，以“核心期刊”+“CSSCI”為條件，檢索到305篇相關文獻，經過人工篩選，最終確定244篇文獻作為研究對象。

2 研究現狀和熱點分析

2.1 互動行為研究的時間分布

一定時期的文獻數量以及發展趨勢，是該領域發展狀況的重要指標之一。自2012年黃榮懷教授首次提出智慧學習環境的概念后，有關智慧學習環境下互動行為的論文數量在逐步增加。2016之后文獻量開始減少，在2018年教育出臺了《教育信息化2.0行動計劃》，提倡教育與人工智能、大數據等技術結合，研究熱度又大幅度的增高。截至2021年10月，2021年論文篇數為24篇。

2.2 互動行為研究的知識圖譜及其分析

2.2.1 關鍵詞分析

中心性較高的詞匯有“師生互動”“教學模式”“課堂互動”等，驗證了互動與智慧學習環境下提高績效密不可分。趙雪梅[3]等認為在課堂教學中,最關鍵部分之一是交互,而多模態信息協同的交互則是激發學生更深入學習、高階思維發展的最有效途徑。如何根據智慧教學互動的情況促進學生學習績效的提升是當前的研究熱點之一。

2.2.2 互動行為的時序趨勢和階段

本文根據Cite Space軟件所呈現的3個關鍵詞“未來課堂”“翻轉課堂”“智慧課堂”，將智慧學習環境下課堂行為互動研究分為3個發展階段。

第一階段是2011—2014年未來課堂的提出，在分析以往課堂互動缺陷的基礎上，通過使用新技術與課堂整合滿足學生的學習需求，提出未來課堂概念，其中包括人與人、人與環境、人與資源等的互動，屬于比較早期的智慧學習環境互動。

第二階段是2015—2017年，參與式教學模式翻轉課堂的提出，根據弗蘭德斯互動系統，在師生言語互動、學生活躍程度以及教學效果等方面顯現出智慧學習環境下翻轉課堂對提高教育教學績效的正相關影響。

第三階段是2018年至今，隨著我國教育信息化的推進，課堂逐漸向現代化的智慧課堂轉型，通過收集、處理和分析智能技術對課堂互動行為的數據，教師能實時了解學生的狀態和行為，把握課堂互動的時間和目標，采取有效的教學干預和策略調整，加強信息技術與課堂教學的深度融合，促進學生深度學習。

2.3 智慧學習環境下互動行為的定義及主要觀點

2.3.1 智慧學習環境下互動行為的方式

陳衛東[4]等人研究智慧學習環境下互動行為的形式和特性有助于建設學習環境，更好地滿足學習者的需要，打造符合未來人才培養需要的課堂。宋宇[5]等人開發了面向知識構建的課堂對話編碼系統，并利用關聯規則挖掘等方法分析了課堂對話的數據序列，對提高言語交互的有效性、提高課堂教學質量具有一定的借鑒意義。在智能技術的支持下，人工智能視覺交互將給教育學科帶來全新的教學模式、體驗和效果。例如汪存友[6]等和陳凱泉[7]等所描述的虛擬現實技術、增強現實技術帶來的視覺體驗。

2.3.2 智慧學習環境下行為的互動模式

余燕芳[8]等提出在O2O翻轉課堂模式中，教師從傳授知識轉變為隨時隨地與學生互動，通過學生的互動反饋在課堂上進行更有針對性的講解。方海光[9]等人改進了弗蘭德斯的交互數據分析模型,使分析過程更加簡便，可操作性更強。李紅美[10]等人通過分析教學響應系統對課堂互動的影響，構建了智慧學習環境下ARS互動教學模式。經過多次的互動反饋提高學生的學習績效。

2.3.3 智慧學習環境下互動行為的分析技術

教師交互是現代課堂的本質特征,韓后[11]等人通過互動資源、可視化互動技術等及時收集教學中人與人、人與技術的互動反饋，縮短課堂沉默或者混亂的時間，讓學生有更多的時間參與課堂。張屹[12]等通過分析智慧學習環境下小學課堂互動行為的特征，智慧學習環境下可提高學生的主體性、情感參與度、行為參與度，教學互動的形式更加豐富，互動更加高效。宋宇[13]等人采用序列模式挖掘方法，通過對比分析初級教師、中級教師等在不同課堂中的互動行為，為教師如何在教學進行行為交互優化課堂教學模式提供建議，從而促進教師的專業能力發展，建設教師有熱情、學生有興趣的課堂。

2.3.4 智慧學習環境下互動行為的評價

周楠[14]等運用人工智能技術手段捕捉學習者動作和表情并做出教育評估,分析和評估教學流程和成果做數據,為教育者在教育決定時提供依據。彭林華[15]等采用滯后序列分析方法分析課堂教學行為，提出智能課堂教學行為的優化策略，提高教師在智能課堂環境下的信息技術應用能力。

3 智慧學習環境下互動行為的特點

根據以上所呈現的內容可以看出，智慧學習環境下互動行為呈現出以下特點。

3.1 研究熱度逐漸升溫

2011—2021年期刊中以課堂互動行為為主題的發文數量總體呈現上升的趨勢，以2012年和2018年為分界線，可分為3個階段，分別是未來課堂、翻轉課堂、智慧課堂的研究。關于課堂互動行為的研究將越來越受到教育界的關注，從而提高教育教學績效。

3.2 研究內容從概念層面轉向應用層面

從研究范式來講，課堂互動研究從概念理論層面轉向行為分析機制、互動反饋促進教學等應用層面。2018年后，行為追蹤、表情識別等技術在課堂中的發展應用，多模態交互機制、視覺交互逐漸成為研究的新趨勢，開始從宏觀層面轉向微觀層面。

3.3 研究機構多是各大高校專業團隊

本研究檢索出的244篇文獻，多為各大高校專業團隊所發表，學者們大都從概念、環境、技術、模式等方面開展研究，從事中小學教師的研究成果較少。

隨著智能技術、深度學習等理論的發展，在智慧學習環境下課堂互動的過程中，傳統的語言互動逐漸轉變成視聽覺、觸覺等多方面互動模式。在圖像識別、語音識別、行為識別等技術的支撐下，可以根據學生的互動反應，及時調整教學內容和提供學習服務，促進學生有效深入地學習。

同時，關于行為識別等技術的實踐應用也受到諸多因素影響，主要包括技術落后、成本高昂、師資薄弱、課堂創新等。

在未來的研究過程中，智慧學習環境下的互動行為的研究會逐步走向成熟，相關問題還需社會各界支持以及專家學者不斷完善。