基于“J課堂”數據分析的有效合作學習策略探索

楊建華

【摘 要】“J課堂”微視頻學習平臺為上海市普陀區教育局的區域核心項目，是國家級課題“網絡環境下學習方式變革實驗”的子項目。該平臺引入先進的信息技術手段，支持基于數據分析下的教與學，旨在滿足學生個性化學習的需求，促進信息技術環境下合作學習的開展，在實現信息技術與教育教學深度融合的基礎上，增強學生的創新意識、思維品質和學習能力。本文以《初中信息科技》學科“進一步了解計算機”知識單元為例，探討在“J課堂”數據分析背景下有效指導學生開展合作學習的策略，為信息技術與教育教學的深度融合提供新的思路。

【關鍵詞】J課堂；數據分析；合作學習

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2017）01-0046-04

隨著信息時代的到來，數據分析技術已逐漸被教師運用到學校課堂教學中，為學生創新能力和合作學習能力的培養提供強有力的數據支撐。當前，上海市有不少區、校都在對數據分析技術引入課堂教學的有效性進行研究。筆者借助上海市普陀區“J課堂”項目（在普陀，“J課堂”的“J”發音為Jīn/Jing。因為其內涵體現在學生的自主學習“指點迷津”，促進教師的專業發展“精益求精”等），積極參與學習平臺搭建，不斷探索數據分析技術對合作學習模式的支撐和助推作用，以期對信息化教學的研究與實踐提供一點借鑒和參考。

研究背景

1. 問題的提出

16世紀捷克教育家夸美紐斯提出了班級授課制[1]，將工業化生產的思想引入教育領域，為工業社會輸送了大批合格人才[2]。這種授課方式，快速、高效地為工業化社會培養了健康、守時、勤奮的勞動者。隨著信息技術和互聯網的發展，社會需要大量的創新人才，而傳統的班級授課制重量輕質，教學過程及內容整齊劃一，忽視學生的合作學習，這在某種程度上阻礙了學生的個性化發展，不利于培養學生的自主探究能力和創新意識。

時代的發展迫切需要教育摒棄原來規模化、同質化、單一性的人才培養模式，轉向個性化、多樣化、創新型的人才培養。信息技術融入教育為我們打開了思路，信息技術支持下的網絡學習環境、數據分析技術和合作學習模式為當今的班級授課制注入了一股新的活力，為廣大教育工作者探索開展合作學習的策略提供了新途徑。

2. 數據分析和合作學習相關研究現狀

《宣傳輿論學大辭典》指出：數據分析是指運用數理統計方法，對調查所獲得的數據資料進行綜合處理，以揭示事物內在數量規律的過程[3]。隨著信息時代的到來，數據分析技術越來越多運用于教學領域，為學情分析、教學質量分析以及學生的有效合作學習提供支撐。

合作學習源于古希臘，20世紀70年代初在美國興起了研究熱潮，被譽為近十年來最需要和最成功的教學改革，能夠最大程度地在班級授課制中培養學生的自主學習能力，挖掘學習潛能，提升創新實踐能力。合作學習是指將幾位異質性的學生組合在一起，相互合作、相互支持，共同進行學習活動、共同完成學習任務[4]。

在中國知網，筆者以“合作學習”和“數據分析”作為關鍵詞共同搜索，發現鮮少有相關的研究文章。然而，社會發展對學生創新意識、合作能力以及自主學習能力的需求日益迫切，信息技術采集的大量數據更是為合作學習提供了有效的大數據分析條件。形勢的發展迫切要求我們在信息化環境下，積極有效地開展合作學習策略的研究和探索。

3. 項目實踐背景：“J課堂”微視頻學習平臺

“J課堂”微視頻學習平臺是上海市普陀區教育局的區域核心項目，是國家級課題“網絡環境下學習方式變革實驗”的子項目。該平臺引入先進的信息技術手段，支持基于數據分析下的教與學，旨在滿足學生個性化學習的需求，促進信息技術環境下合作學習的開展，以增強學生的創新意識、思維品質和學習能力。項目團隊根據一線教師及學生對學習平臺的使用需求與建議進行不斷迭代和優化，從初始簡單的區域優質微視頻資源共享，逐步發展到信息技術支持下的學習數據分析。優質的微視頻學習資源，為學生提供了多樣化的學習路徑；知識地圖的學習導引，融入了網絡社交功能；跨時空師生互動的實現，強化了虛擬班級與實體班級的連接；引入的數據分析理念，將學習分析、隨堂測試、綜合測評、學生筆記等數據智能化地輔助教與學，為合作學習的深入開展提供保障。“J課堂”微視頻學習平臺，以智能化的數據分析系統，解放教師的雙手，實現人機合理分工，為信息化教學改革打造出完善的數字化環境。該平臺（http：//Jclass.xxx.sh.cn/Jclass）于2014年2月起正式開通，供區內“J課堂”項目實驗校開展研究，截至目前，區內已有40余所學校參與項目實驗。

基于“J課堂”的多維度數據分析

“J課堂”學習平臺納入了數據分析的理念。如圖 1所示，該平臺的暫停回放、互動筆記、隨堂測試和綜合測試四個主要功能，構成了學習平臺的多維度數據分析結構，為師生互動、生生互動以及教師和學生的學習反饋提供了數據支撐，可以有效地支持合作學習的開展。

1. 暫停與回放的數據匯聚

信息化教學能夠成功實現的一個關鍵是即時反饋。在傳統教學中，教師往往根據個人的教學經驗，判斷全班學生的大致情況，這是一種感性且比較模糊的評價方式。引入信息技術后，由于學生觀看微視頻通常是個體完成學習的過程，教師無法準確觀察到每一個學生的學習情緒及學習效果等具體細節，同時也很難兼顧全班學生的學習情況。

“J課堂”平臺中“暫停與回放”數據記錄的設計，解決了教師的這一困擾。在學生觀看微視頻時，教師只需在教室巡視，并大致了解學生的進度和學習困難。每個學生在自行觀看的過程中，都有可能暫停或回放某一段視頻片段，學習平臺自動記錄學生的這一數據。所有學生暫停與回放的數據信息，匯聚成一張完整的視頻觀看過程柱狀圖（或稱為熱圖），教師端可實時查看學生暫停與回放次數最多的位置（如圖2），以此為線索來判定學生的學習難點。

圖2 “J課堂”暫停與回放截圖

2. 互動與筆記的教育價值

當學生在課堂上用微視頻學習時，我們開始追問教師的價值何在？課堂的關注點在哪？這一追問將我們引向更有針對性、更為人性化的教育探索。學生在學校里獲得的體驗不能僅停留在知識和技能層面上，更應當上升到過程和方法中。除此之外，我們還需關注學生的人際關系發展，情感、態度、價值觀的養成。所以，人際交互是需要被強調和重點關注的教育價值[5]。

如圖3所示，“J課堂”微視頻學習平臺上的人際交互性及人機互動性體現在三個方面：一是個人層面的學習筆記，二是生生層面的互動交流，三是師生層面的提問答疑。從人際交互的視角看，“J課堂”微視頻學習平臺為我們提供了一個可量化的人際交互環境。學生之間的互動數據能夠直接記錄在學習平臺上，學生自主學習過程中的學習筆記既可設置為隱私，也可設置為共享筆記，甚至被教師推送為最優筆記，供全體學生學習。傳統課堂上隱性的交互紐帶通過網絡學習平臺得以顯化。

3. 隨堂測試的設計策略

隨堂測試的設計模式分為“流暢觀看”和“過關斬將”兩種。當學習者希望通過測試檢查自己的學習情況時，可以選擇“過關斬將”模式觀看視頻，并完成配套題目。當學習者只想大致瀏覽視頻時，可選擇“流暢觀看”模式。在教師主導的微視頻自學活動中，教師可提出對于微視頻學習模式的要求。“J課堂”微視頻學習平臺中的微視頻配備兩組以上的隨堂測試題，以備學生在觀看時進行測試。

隨堂測試環節能夠讓學生將注意力集中于視頻內容，并通過類似于階段小結的形式，將學習過程中更微觀的學習效果快速反饋給教師，便于教師對學生的學習掌握情況和疑難問題進行小范圍的聚焦和分析。隨堂測試中有一個非常符合教學和學習規律的設計：當學生第一遍測試題目的正確率過低時，學生端將自動跳回視頻的開始位置，要求學生重新觀看前一段視頻，并完成推送的同類型其他題目，這給學生提供了個人自主學習的補救機會。

4. 綜合測試的診斷評價

“J課堂”微視頻學習平臺中的微視頻結尾處提供了綜合測試題，用以對學生掌握視頻教學內容的程度進行考核。與隨堂測試相比，綜合測試內容的題量更多，知識點更全面。通過這一環節設計，有助于教師全面掌握學生的總體學習情況。綜合測試的題目多為客觀題，引入游戲的設計元素，后續可考慮增加主觀題，以便展現學生的思維變化和學習過程。綜合測試題目的設計策略與隨堂測試基本相同，不同之處在于，綜合測試時，系統需要對學生實施智能化指導和推送，這能夠引導資優生根據提示繼續進行下一知識點的學習，非資優生留在原知識點繼續學習，為差異化學生的自主學習提供了可能。

基于數據分析的有效合作學習策略探索——以《初中信息科技》學科為例

《初中信息科技》是一門融知識性、技能性和工具性于一體的重要基礎課程。在“計算機DIY”第一課“進一步了解計算機”中，如果單從課本中學習計算機硬件的知識，學生會感覺比較抽象，特別是在課前的預習中。因為計算機是一件較為貴重的設備，絕大部分家庭無法做到讓學生親手拆開機器來了解計算機的各大硬件設備，對計算機內部復雜的數據及控制信息的流向，更是無法用肉眼觀察到。通過制作微視頻，不僅解決了教材中計算機硬件展示不直觀的問題，還可用動畫展示計算機數據信息及控制信息的流向。借助學生在課前用微視頻學習產生的數據，更能有效地開展小組合作學習，筆者以“進一步了解計算機”課題內容為例，闡述基于“J課堂”平臺數據分析的合作學習模式在信息技術教學中的應用探索。

1. 基于數據分析的合理分組

合作學習開展的前提就是對學生進行合理的分組，為有效的合作探究創設基本條件[6]。合理的分組是將學生按照學習能力、興趣愛好、個性特征等將課堂各學習階段的學習任務進行組合。在此，我們引入數據分析技術，通過平臺中記錄的學生預習狀況，按照學習能力、興趣愛好和個性特征等多個維度進行分析。基于數據的基礎上，根據需求對數據進行解讀并分組，確保每個小組的成員在首次的合作學習中有共同的關注點，同時又兼顧各種層次的學習能力，優勢互補。

本案例主要圍繞“進一步了解計算機”章節進行，幫助學生通過小組合作探究和同伴互助的方式了解計算機的硬件、軟件以及工作原理。學生若想對計算機部件有所了解，拆機看實物是最有效的方法，但學生家中一般不具備條件，為此，我們在課前先布置學生學習相關微視頻。微視頻中設置的“過關斬將”小游戲可以檢測學生對計算機硬件分類的掌握情況，“J課堂”平臺可以記錄學生學習過程的數據。根據“J課堂”平臺的記錄，28%的學生一次性快速通過了視頻的學習，約47%的學生在計算機五大部件（運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備）的視頻學習中產生了差異，約25%的學生在觀看視頻學習中遇到困難。對學生分組時，既要考慮到同一小組共同的關注點，又要考慮同組內學生學習能力的互補。在一次性快速通過完成的28%學生中，我們挑選出各合作學習小組的組長；在計算機五大部件掌握程度產生了差異的47%學生中，按硬件掌握類別分組；將25%存在學習困難的學生視學情分配到各小組中，各小組按其最擅長硬件部件的知識作為深入探究任務。

2. 問題導向的合作探究

合作探究是合作學習的核心環節。在這個過程中，組員之間各自發揮優勢，互相幫助，為提高組內共同的學習效率而進行合作學習。在學生探究的過程中，教師要及時指導，推動同伴之間、小組之間以及全班同學間合作學習的有效開展。在學生自主學習的過程中，教師從“J課堂”后臺采集的數據中提煉歸納出三類問題：一是學生暫停和回放次數最多的視頻片段所涉及的問題，二是學生在互動和筆記中提到最多的內容，三是教師在巡視過程中發現的關鍵（易錯、易混淆）問題。教師將這三類問題進行整理和分類，設計成不同主題的問題單，通過學習平臺發布。

合作學習在課堂中進行，教師將“進一步了解計算機”課堂教學活動設計為兩次合作探究。第一次合作探究是各小組按視頻學習中對部件的掌握程度及興趣分組，結合教師根據平臺學習的數據整理成的五大主題任務單，對照計算機硬件實物，分別對五大部件開展深入探究。這既是組內的合作學習，也是全班范圍內的合作學習。

第二次合作探究是從第一次分好的每個小組中各挑選一位學生組成一個新的合作小組，確保新小組成員前期分別參與過五大部件的深入探究。每小組的各成員就自己探究的部件功能向同伴相互介紹，一起探討計算機工作各部件的相互連接及功用，并在小組內通過對計算機部件角色扮演的方式，模擬計算機工作原理。

3. 適時點撥、交流分享

在合作學習的過程中，教師看似是一個旁觀者，其實不然。教師需要在巡視過程中及時發現各小組的困惑，適時點撥，促進合作學習的有效進行。交流分享是對合作探究成果的展示和交流，每個小組將各自的探究成果通過語言、圖片以及角色扮演的方式與全班分享，鼓勵其他同學進行完善，這既是對學習的鼓勵與認可，同時也是對探究過程的點撥與提升。

案例中，第一次合作探究的每個小組只是探究了計算機硬件的一個部件，對未探究部件可能并不了解。為解決這一問題，請每個小組按照教師預設的結構對本組的探究任務進行歸納整理，通過展示、講解等方式在全班范圍交流分享。由于六年級學生對于抽象知識的理解有限，因此會出現表達不清、講解不完善的情況。為此，教師需適時點撥，讓學生在不斷的相互交流和深入思考中，獲得對于計算機硬件的認識。對于比較抽象而學生又難以理解的概念，比如運算器、控制器，教師需要進行全體指導。

案例中第二次的角色扮演，由于計算機工作原理比較抽象，教師需要留意每個小組的狀況，及時解決學生對各自扮演角色理解上的問題，還要對學生的表演技能進行指導。同時根據各小組對計算機五大部件的掌握情況，選出兩個小組以角色扮演的方式向全班同學交流展示計算機工作原理。在這個過程中，學生提問、角色扮演者解答、教師點撥……

4. 多樣化的學習檢測

學習檢測既是對學習效果的評估，也是對教學效果的反饋。我們既可線上檢測，也可線下檢測；既可即時檢測，也可綜合檢測；既可標準化檢測，也可個性化檢測；既要對現有知識的技能進行檢測，也要對學習過程與方法、情感態度價值觀進行檢測。平臺可快速呈現出檢測結果，為教師指導學生開展合作學習提供依據。

本案例除在第二次合作探究中用角色扮演來檢測學生對計算機原理這一知識點的掌握情況之外，還在“J課堂”平臺中以“過關斬將”小游戲的形式設計了檢測環節，以激發學生的參與興趣。學生通過鼠標拖拉的方式辨認計算機各個硬件組成，通過選擇的方式區分各個硬件的功能，用拖拉帶箭頭的連線指明部件功能連接及信號走向。該平臺使學生既接受了視頻學習，又進行了實物探究；既開展了小組探究，又進行了交流分享。案例中一個班級的檢測結果顯示，學生的過關率達到90%，僅有三位學生在計算機部件連接及信號的走向上存在問題，一位學生在硬件上出現錯誤。最后，教師根據檢測結果，對這幾位學生再做精準的知識輔導。

有效合作學習的開展需要完善的合作要素、豐富的合作形式和科學的合作方法。“J課堂”微視頻學習平臺智能化的數據分析功能為合作學習提供了很好的技術支撐，尤其是本文重點分析的暫停和回放、互動和筆記、隨堂測試和綜合測試幾項，設計得更為人性化，為合作學習的合理分組、任務單設計、學習檢測以及師生互動提供了依據。

教師的作用也不可小覷。教師需要具備精湛的專業素養，積極營造適合學生合作學習的環境，根據平臺數據分析結果、學生特點與教學內容對學生進行合理分組和選擇合作學習模式。學生科學合理的合作學習策略需要在教師的指導下逐漸養成，長久堅持，可讓學生在合作中學會學習，在學習中學會合作。

（作者單位：上海市普陀區現代教育技術中心）