基于S-T分析法的教學(xué)分析軟件

李錢(qián)光，沈 健

(1.孝感學(xué)院物理與電子信息工程學(xué)院，湖北 孝感 432000；2.中南民族大學(xué)電信學(xué)院，湖北 武漢 430074)

0 引 言

教學(xué)過(guò)程是一種非常復(fù)雜的教師與學(xué)生之間動(dòng)態(tài)的信息傳遞過(guò)程.教學(xué)分析就是尋找和解構(gòu)教學(xué)過(guò)程中的諸要素及其相互關(guān)系，通過(guò)某種分析方法，對(duì)教學(xué)系統(tǒng)有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)、理解和評(píng)價(jià).然而，在教學(xué)過(guò)程中傳遞的教育信息大多有量度水平低、信息具有模糊性、采集樣本少等特點(diǎn)，不利于直接定量進(jìn)行研究和分析，因此傳統(tǒng)的教學(xué)分析往往是讓教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師來(lái)聽(tīng)一次課，根據(jù)其經(jīng)驗(yàn)做出定性的評(píng)價(jià)，然后再通過(guò)寫(xiě)評(píng)語(yǔ)或者討論的方式反饋給教學(xué)者.這樣的評(píng)價(jià)方式有經(jīng)驗(yàn)傳承的有利之處，但也存在定性評(píng)價(jià)很大程度上依賴于聽(tīng)課教師的主觀經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)個(gè)性偏好的弊端，評(píng)價(jià)往往流于感想性的意見(jiàn)；而且評(píng)價(jià)結(jié)果也很難反映長(zhǎng)期的過(guò)程中教學(xué)者的教學(xué)水平的變化.

S-T分析法是一種以直觀的圖形方式分析教學(xué)個(gè)性的教學(xué)分析方法，它將教學(xué)過(guò)程中各種復(fù)雜的行為分為S行為和T行為兩個(gè)類別，與其他分析方法相比，大大減少了行為分析記述中記錄者主觀經(jīng)驗(yàn)的模糊性，提高了分析過(guò)程和記錄結(jié)果的客觀性與可靠性.在S-T分析法在數(shù)據(jù)采樣過(guò)程中，采樣者需要一邊根據(jù)設(shè)定的采樣時(shí)間間隔進(jìn)行計(jì)時(shí)，一邊對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行采樣.若設(shè)定的采樣時(shí)間間隔取得過(guò)長(zhǎng)，那么在一次完整的教學(xué)過(guò)程中所采樣數(shù)就會(huì)越少，采樣者判斷是S行為還是T行為就會(huì)較模糊困難，對(duì)后續(xù)的分析結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定影響；若采樣的時(shí)間間隔取得過(guò)短，采樣者就有可能因需要同時(shí)分心計(jì)時(shí)而錯(cuò)過(guò)采樣，同樣對(duì)分析結(jié)果會(huì)產(chǎn)生影響.另外，一個(gè)完整的教學(xué)時(shí)間通常大約有45分鐘，以采樣時(shí)間間隔為10秒一次來(lái)計(jì)算，記錄的S-T數(shù)據(jù)將會(huì)有270個(gè)，分析者若手工來(lái)計(jì)算S-T數(shù)據(jù)以及繪制S-T圖和Rt-Ch圖將會(huì)十分繁瑣，而且也不能即時(shí)得到分析結(jié)果做出及時(shí)反饋.因此，我們基于VB開(kāi)發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)了一個(gè)基于S-T分析法的教學(xué)分析軟件，來(lái)實(shí)現(xiàn)S-T數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采樣以及分析的自動(dòng)化.

1 S-T教學(xué)分析軟件的設(shè)計(jì)

本軟件設(shè)計(jì)了兩個(gè)模塊，分別對(duì)應(yīng)S-T數(shù)據(jù)的采樣和S-T數(shù)據(jù)的分析與輸出兩大功能，軟件總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示.

圖1 S-T教學(xué)分析軟件的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

由于本軟件數(shù)據(jù)的記錄和讀取功能依賴Excel模塊，所以在主窗體載入時(shí)需檢查系統(tǒng)中是否裝入了Excel軟件，若沒(méi)有則軟件直接退出，軟件的總體程序流程圖如圖2所示.

圖2 S-T教學(xué)分析軟件的程序流程圖

1.1 S-T數(shù)據(jù)采樣模塊

數(shù)據(jù)采樣模塊主要實(shí)現(xiàn)功能就是在教學(xué)過(guò)程中，能讓采樣者設(shè)定初始采樣時(shí)間間隔，并及時(shí)準(zhǔn)確地記錄整個(gè)教學(xué)過(guò)程的S-T數(shù)據(jù)，而不用擔(dān)心記錄過(guò)程中的計(jì)時(shí)誤差或者漏記數(shù)據(jù)，最終還能將記錄的S-T數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為Excel格式的文件以備后續(xù)的分析利用.

S-T數(shù)據(jù)采樣模塊的總體框架主要包括用戶輸入、信息顯示、提示音與記錄顯示三部分，如圖3所示.

圖3 S-T數(shù)據(jù)采樣模塊結(jié)構(gòu)圖

S-T數(shù)據(jù)采樣模塊通過(guò)VB軟件平臺(tái)開(kāi)發(fā)的界面設(shè)置如圖4所示.

圖4 S-T數(shù)據(jù)采樣模塊界面設(shè)計(jì)圖

對(duì)S-T數(shù)據(jù)采樣模塊中用到的對(duì)象進(jìn)行屬性設(shè)置，如表1所示.

表1 S-T數(shù)據(jù)采樣模塊中的對(duì)象設(shè)置屬性

當(dāng)載入數(shù)據(jù)采樣模塊時(shí)，“S行為”和“T行為”按鈕為灰色禁用狀態(tài)，初始采樣間隔可在窗口右上選擇，也可以按“退出”按鈕直接退出模塊.當(dāng)按下“開(kāi)始”按鈕進(jìn)入數(shù)據(jù)采樣計(jì)時(shí)后，“開(kāi)始”按鈕將變?yōu)榻脿顟B(tài).而“S行為”和“T行為”按鈕將在采樣時(shí)間到來(lái)時(shí)變?yōu)榫G色可用狀態(tài)，以等待采樣者選擇.在采樣進(jìn)行的過(guò)程中，為免采樣者漏記數(shù)據(jù)，用戶可點(diǎn)擊切換“提示音/靜音”按鈕，使得采樣時(shí)刻到來(lái)時(shí)發(fā)出聲音提示采樣者記錄數(shù)據(jù).切換“顯示記錄/隱藏記錄”按鈕可以用來(lái)打開(kāi)查看或者關(guān)閉采樣者已經(jīng)記錄下的S-T數(shù)據(jù).

1.2 S-T數(shù)據(jù)分析模塊

S-T數(shù)據(jù)分析模塊主要用來(lái)分析實(shí)時(shí)采集的或者已存儲(chǔ)的S-T數(shù)據(jù)，直接計(jì)算出采樣總數(shù)、Rt值和Ch值等數(shù)據(jù)，繪制出S-T圖和Rt-Ch圖，并判斷出該S-T數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的教學(xué)過(guò)程屬于什么類型的教學(xué)模式，最終還能將得到的數(shù)據(jù)分析結(jié)果以word文本的形式輸出，以備記錄存檔，以利于教學(xué)者進(jìn)行教學(xué)分析比較和完善改進(jìn).

S-T數(shù)據(jù)分析模塊的使用界面設(shè)置如圖5所示.

圖5 S-T數(shù)據(jù)分析模塊界面設(shè)計(jì)圖

對(duì)S-T數(shù)據(jù)分析模塊中用到的對(duì)象進(jìn)行屬性設(shè)置，如表2所示.

S-T數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)載入的以Excel格式記錄的S-T數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的流程如圖6所示.

數(shù)據(jù)分析模塊啟動(dòng)后會(huì)提示選擇載入要進(jìn)行分析的S-T數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“S-T分析”按鈕，首先繪制出S-T圖和Rt-Ch圖的框架，然后將載入的S、T數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并根據(jù)統(tǒng)計(jì)得出的數(shù)據(jù)來(lái)繪制教學(xué)過(guò)程對(duì)應(yīng)的S-T圖；同時(shí)還統(tǒng)計(jì)出整個(gè)過(guò)程中S行為和T行為轉(zhuǎn)換的總數(shù)，進(jìn)一步計(jì)算Rt值和Ch值，最終繪制出Rt-Ch圖，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條件反饋出該教學(xué)過(guò)程對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式.

如果研究者需要將分析結(jié)果存檔進(jìn)行后續(xù)的研究分析，還可以點(diǎn)擊“生成文檔”按鈕，模塊自動(dòng)地將所有的統(tǒng)計(jì)結(jié)果以及S-T圖和Rt-Ch圖都記錄在新生成的word文檔中.

表2 S-T數(shù)據(jù)分析模塊中的對(duì)象設(shè)置屬性

圖6 S-T數(shù)據(jù)分析流程圖

2 大學(xué)物理課堂案例實(shí)證研究

本研究以孝感學(xué)院《大學(xué)物理》課程中“靜電場(chǎng)”這一章節(jié)作為案例進(jìn)行實(shí)證研究.我們選擇采樣時(shí)間間隔為30秒，45分鐘的教學(xué)時(shí)間記錄下89個(gè)S-T采樣數(shù)據(jù)，如表3所示.

將表3中的S-T數(shù)據(jù)載入到S-T分析模塊中，點(diǎn)擊“S-T分析”按鈕進(jìn)行自動(dòng)分析，得到了如圖7所示的分析結(jié)果圖.

在生成的分析結(jié)果中可以看出，此次教學(xué)過(guò)程中總采樣次數(shù)為89個(gè)，其中教師行為63個(gè)，學(xué)生行為26個(gè)，教師占用教學(xué)時(shí)間比例達(dá)到70%，教師和學(xué)生的行為轉(zhuǎn)換比例達(dá)到35%，教學(xué)模式被判定為講授型.該軟件還可以將分析結(jié)果通過(guò)該模塊自動(dòng)生成Word文檔作為教學(xué)檔案保存，可以對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行長(zhǎng)期的比較研究，促進(jìn)教學(xué)不斷改進(jìn).分析報(bào)告如圖8所示.

表3 大學(xué)物理課教學(xué)過(guò)程S-T數(shù)據(jù)采樣表

圖7 大學(xué)物理課堂教學(xué)S-T分析圖

圖8 大學(xué)物理課堂教學(xué)S-T分析報(bào)告

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