課堂教學互動軟件的設計與實現

郁 燁,龔鵬飛

(1.江蘇警官學院 治安管理系,江蘇 南京 210031;2.江蘇警官學院 現代教育技術中心,江蘇 南京 210031)

0 引言

課堂教學在本科人才培養體系中處于中心位置,提高大學課堂的教學效果是提升人才培養質量的突破口和關鍵點[1]。其中,適時、恰當的課堂教學互動對培養學生的獨立思考能力和批判性思維具有至關重要。無論是孔子提倡的“不憤不啟,不悱不發”,抑或是蘇格拉底倡導的“產婆術”,其核心要義都在于通過適當的教學互動引導學生進行思考并適時加以啟發[2]。課堂教學是教師向學生傳授知識和技能的重要環節,由教學內容、教師的教授活動和學生的學習活動3個主要因素之間相互作用構成[3]。課堂教學互動既包括師生互動,也包括生生互動;既包括由教師直接向學生提出問題,也包括鼓勵學生主動向教師發問。大量既有研究均證實了課堂教學互動對于培養學生的自主學習能力和批判性思維具有積極作用。如果學生能夠在課堂上積極參與課堂教學互動,特別是針對提出的問題勇于發表自己的見解,將十分有助于真正地將知識內化為專業技能[4]。與之相反,課堂教學的互動性不足將不可避免地導致課堂教學氣氛沉悶,學生學習興趣不高,且對知識的理解缺乏足夠的深度。

盡管課堂教學互動的重要性得到了教師的廣泛認同,在本科教學實踐中開展教學互動卻存在著較大難度。學生在教師開展教學互動時往往秒變“低頭族”,能躲則躲。一方面,高校學生往往習慣于講授式教學模式,希望直接獲得教師的“真知灼見”,不愿意主動地、深入地進行思考,且較為缺乏培養批判性思維的意識。另一方面,由于高校學生的課堂教學互動表現通常并不會直接與課程成績掛鉤,學生也較為缺乏參與教學互動的外部動力。對于教師而言,開展高質量的教學互動不僅需要課前對互動的內容與形式進行精心的設計和安排,還需要在課中積極營造教學互動氛圍,此時往往無暇兼顧對課堂互動數據進行詳細的記錄(進而用于評判學生的平時成績)。

因此,有必要研發一款課堂教學互動軟件,支撐教師開展課堂教學互動并自動進行數據記錄,從而為教師回溯課堂教學互動活動、開展相關教學反思提供數據支撐,同時也為定量評價每名學生的課堂表現并匯總計入課程總成績提供評分依據。

1 功能需求分析

該軟件主要面向從事課堂教學的教師,著力解決課堂教學互動參與率不高的問題。在課堂教學過程中:一方面,當學生參與課堂教學互動的積極性不高時,教師能夠隨時根據需要、完全隨機地抽取出若干名同學參與互動,從而遏制學生的逃避心態,倒逼學生主動參與。另一方面,教師需要能夠方便地記錄下每名參與者在本次互動中的表現得分,并立即向學生公示,從而引導學生主動參與課堂教學互動。在課后,教師應當能夠對課堂互動活動的開展情況進行回溯:一是為了分析課堂教學互動的頻率、時間和實施效果,進而進一步完善互動式教學模式的設計。二是為了便于追蹤每名學生對歷次互動活動的參與度以及表現得分,進而客觀地評價學生的課堂表現。

2 軟件設計

2.1 總體設計

軟件基于R語言和Shiny工具實現,主要模塊如圖1所示。該軟件不僅能夠隨機抽取若干名學生參與課堂教學互動,而且能夠方便地記錄課堂互動活動的詳細數據(如每次教學互動的內容、時間、參與者及其表現得分),并形成完整的統計分析報表。

圖1 軟件主要功能

2.2 功能模塊設計

系統功能分為3個模塊,分別是課前準備模塊、課堂教學模塊、課后分析模塊。

(1)課前準備模塊。在課前準備模塊,教師能夠將課程的學生名單導入數據庫,并可以把備課時準備好的互動內容導入軟件(以便課堂進行記錄和課后進行回溯)。如果導入的互動內容在實際教學時發生了變動,后續可以運用課后分析模塊的互動數據管理功能進行修改和更新。

(2)課堂教學模塊。課堂教學模塊的主要功能包括互動隨機抽取、互動表現評分和互動積分展示。當學生主動參與互動的積極性不足時,教師可以運用互動隨機抽取功能從選課名單中隨機地抽取出若干名學生參與本次互動,并隨堂反饋其本次互動表現的得分。在隨機抽取時,默認基于選課名單進行有放回抽樣(即抽到的學生仍有可能會在下一次隨機抽取時被抽到),也可以按照性別、學習小組等屬性進行分層抽樣(使用該功能要求所導入的學生名單具備性別或學習小組等屬性)。在完成互動后,教師可以運用該模塊的互動表現評分功能立即對互動學生的表現進行評價并反饋給全體學生,評價得分隨即自動記入后臺數據庫。如果參與本次互動的學生并非由軟件隨機抽取得出(例如學生主動參與),也可以直接錄入其學號尾數進行記錄。此外,為便于鼓勵學生積極參與課堂教學互動,教師還可以在課堂上隨時運用該模塊的互動積分展示功能向學生展示截至當前所有同學在本次課或者某門課程中的互動表現得分及其排名。

(3)課后分析模塊。課后分析模塊的主要功能包括互動數據管理、互動活動分析和互動表現畫像。如果教師在課堂講授時即興增加了教學互動內容(此時互動內容默認記錄為“即興互動”)或者在課前所導入的互動內容有所調整,都可以運用該模塊的互動數據管理功能對教學互動內容進行補充和更正。同時,教師還可以運用互動數據管理功能增加未通過本軟件開展的教學互動活動數據或刪除不想納入后續分析的教學互動活動數據?；踊顒臃治龉δ苤饕沼诮處熼_展教學反思,提供查詢、統計并可視化地呈現每次課開展互動的內容、時間、參與者數量、參與者平均得分等內容,為教師進一步優化課堂教學互動的內容與形式提供參考?；颖憩F畫像功能用于對每名學生的課堂表現進行評價,教師可以方便地通過查詢、統計該生在歷次課堂教學互動中的參與情況及表現得分,從而客觀地評價其課堂綜合表現。此外,如果教師承擔了多個班級、多門課程的教學,還可以跨班級、跨課程地進行橫向、縱向比較,以便了解和掌握班級整體及每名學生的互動表現情況。

3 實施效果

該課堂教學互動軟件在江蘇警官學院的交通管理與控制、車輛與駕駛人管理、交通管理工程專業綜合技能實訓、交通工程學總論等多門課程的課堂教學中進行了實際應用,并結合課堂教學實踐進行了優化與完善(見圖2)。該軟件的應用有效地調動了學生參與課堂教學互動的積極性,激發了學生的學習興趣,活躍了課堂的教學氛圍,提升了課堂教學效果。同時,通過對比該軟件所記錄的互動表現數據與期末考試成績發現,課堂互動表現綜合得分與期末考試成績存在著明顯的正相關,特別是期末考試成績偏低甚至不及格的同學,其課堂教學互動參與度明顯偏低?？梢?課堂教學互動軟件所記錄的互動表現數據不僅能夠有效地支撐課程教學的過程性評價,還為盡早發現存在較高掛課風險的學生提供了線索。雖然學生有可能會對某一門或幾門課程的相關內容缺乏學習興趣,進而導致其在相應課程的課堂互動中參與度較低,但是如果某名學生在本學期的大部分課程的課堂教學中都表現消極,則暗示著該生的學習態度很可能出現了問題,需要加以關注。因此,如果能夠充分地融合學生在多門課程中的課堂教學互動表現數據,將有助于監測學生的學習行為,及時發現不良苗頭。

圖2 互動隨機抽取功能界面

值得指出的是,相比于線上課程豐富的教學過程數據記錄(如學習者對于每個教學環節的學習時間和次數、對于每次教學互動的參與度和得分),線下課程的教學過程數據相對較為匱乏。對于線下教學而言,教師在課堂教學過程中必須時刻專注于講授和互動,難以抽身對教學過程進行日志式的記錄。盡管教室的教學監控系統通?？梢詫虒W過程進行視頻錄制和回看,但是如果每一節課都需要通過回看來收集教學過程數據,將需要付出極高的時間成本,可行性欠佳。鑒于線下課程當前仍然是本科教學的主要教學形式,全面采集并深入分析線下課程的教學互動活動數據,對于提高課堂教學的師生和生生互動質量、進而提升課堂教學的高階性與挑戰性具有重要意義。本文所述的課堂教學互動軟件能夠為采集線下課程的教學互動數據提供有力支撐。

4 結語

該課堂教學互動軟件操作便捷,能夠有效地解決課堂教學互動參與度不高的痛點。該軟件通過輔助教師開展課堂教學互動,能夠促進形成教師的教授活動與學生的學習活動之間的良性交互,從而提高學生的學習主動性,培養學生的自主學習能力和批判性思維,進而實現教學效果的顯著提升。同時,該軟件所形成的教學互動數據也為教師優化課堂教學互動和客觀評價學生的課堂互動表現提供了有力支撐。但該軟件作為一種輔助課堂教學互動的手段,更重要的是教師要以此為依托,充分地發揮教師在教學過程中的主動作用,精心設計課堂教學互動的內容和形式,積極營造課堂教學的互動氛圍,從而構建高質量的課堂互動教學模式。