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近十年智慧课堂互动行为研究的演变与趋势

2022-11-20婕,刘

无线互联科技 2022年12期
关键词:智慧环境分析

江 婕,刘 莹

(江西科技师范大学,江西 南昌 330000)

0 引言

智慧学习关注学生本身能力的培养,学生通过感受和探索去获得知识和转变思考方式。随着5G技术、数字画像等的发展,教学环境从传统的黑板、粉笔到幻灯片放映,再到利用多媒体教室授课。教师可利用虚拟现实技术使学生理解抽象的教学内容;学生可与学生、讲师即时互动,也可在不同的时空学习各种内容。虚拟现实、5G通信技术赋予了师生高质量、低延迟的交互体验,使知识、情景可视化,有利于师生的深度交互。

黄荣怀[1]等根据社会信息化对社会变革的诉求,最早提出智慧学习环境的概念。互动行为是其中必不可少部分,教与学是靠教师与学生、学生与学生、学生与环境进行行为和心灵的交互来完成的。张家华[2]等最早进行了“通过学生互动产生数据进行反馈”类文献分析,采用知识图谱、共词矩阵等分析方法,研究2012—2017五年有关论文数据。2018年4月,教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》,以推动基础教育和智能科技进一步融合,更要了解新衍生的研究热点与研究趋势,以便研究智慧教育环境下如何通过互动行为提高学生学习效果。因此,本文对2011—2021年以“智慧学习环境下的互动行为”为研究内容的核心期刊文献进行可视化分析,对研究现状与趋势作出更加全面的判断。

1 研究工具和数据来源

1.1 研究工具

Cite Space:科研引文空间,由国家德雷塞尔学校陈超美教师设计的一种解析科研专业论文的信息可视化数据分析工具,能够利用信息可视化的技术手段展示某一领域的科研热点与发展趋势。

1.2 数据来源

本研究以中国知网的期刊为主要数据源,将搜索日期设定为2011—2021年,搜索“课堂”“行为”“互动”等主题词,以“核心期刊”+“CSSCI”为条件,检索到305篇相关文献,经过人工筛选,最终确定244篇文献作为研究对象。

2 研究现状和热点分析

2.1 互动行为研究的时间分布

一定时期的文献数量以及发展趋势,是该领域发展状况的重要指标之一。自2012年黄荣怀教授首次提出智慧学习环境的概念后,有关智慧学习环境下互动行为的论文数量在逐步增加。2016之后文献量开始减少,在2018年教育出台了《教育信息化2.0行动计划》,提倡教育与人工智能、大数据等技术结合,研究热度又大幅度的增高。截至2021年10月,2021年论文篇数为24篇。

2.2 互动行为研究的知识图谱及其分析

2.2.1 关键词分析

中心性较高的词汇有“师生互动”“教学模式”“课堂互动”等,验证了互动与智慧学习环境下提高绩效密不可分。赵雪梅[3]等认为在课堂教学中,最关键部分之一是交互,而多模态信息协同的交互则是激发学生更深入学习、高阶思维发展的最有效途径。如何根据智慧教学互动的情况促进学生学习绩效的提升是当前的研究热点之一。

2.2.2 互动行为的时序趋势和阶段

本文根据Cite Space软件所呈现的3个关键词“未来课堂”“翻转课堂”“智慧课堂”,将智慧学习环境下课堂行为互动研究分为3个发展阶段。

第一阶段是2011—2014年未来课堂的提出,在分析以往课堂互动缺陷的基础上,通过使用新技术与课堂整合满足学生的学习需求,提出未来课堂概念,其中包括人与人、人与环境、人与资源等的互动,属于比较早期的智慧学习环境互动。

第二阶段是2015—2017年,参与式教学模式翻转课堂的提出,根据弗兰德斯互动系统,在师生言语互动、学生活跃程度以及教学效果等方面显现出智慧学习环境下翻转课堂对提高教育教学绩效的正相关影响。

第三阶段是2018年至今,随着我国教育信息化的推进,课堂逐渐向现代化的智慧课堂转型,通过收集、处理和分析智能技术对课堂互动行为的数据,教师能实时了解学生的状态和行为,把握课堂互动的时间和目标,采取有效的教学干预和策略调整,加强信息技术与课堂教学的深度融合,促进学生深度学习。

2.3 智慧学习环境下互动行为的定义及主要观点

2.3.1 智慧学习环境下互动行为的方式

陈卫东[4]等人研究智慧学习环境下互动行为的形式和特性有助于建设学习环境,更好地满足学习者的需要,打造符合未来人才培养需要的课堂。宋宇[5]等人开发了面向知识构建的课堂对话编码系统,并利用关联规则挖掘等方法分析了课堂对话的数据序列,对提高言语交互的有效性、提高课堂教学质量具有一定的借鉴意义。在智能技术的支持下,人工智能视觉交互将给教育学科带来全新的教学模式、体验和效果。例如汪存友[6]等和陈凯泉[7]等所描述的虚拟现实技术、增强现实技术带来的视觉体验。

2.3.2 智慧学习环境下行为的互动模式

余燕芳[8]等提出在O2O翻转课堂模式中,教师从传授知识转变为随时随地与学生互动,通过学生的互动反馈在课堂上进行更有针对性的讲解。方海光[9]等人改进了弗兰德斯的交互数据分析模型,使分析过程更加简便,可操作性更强。李红美[10]等人通过分析教学响应系统对课堂互动的影响,构建了智慧学习环境下ARS互动教学模式。经过多次的互动反馈提高学生的学习绩效。

2.3.3 智慧学习环境下互动行为的分析技术

教师交互是现代课堂的本质特征,韩后[11]等人通过互动资源、可视化互动技术等及时收集教学中人与人、人与技术的互动反馈,缩短课堂沉默或者混乱的时间,让学生有更多的时间参与课堂。张屹[12]等通过分析智慧学习环境下小学课堂互动行为的特征,智慧学习环境下可提高学生的主体性、情感参与度、行为参与度,教学互动的形式更加丰富,互动更加高效。宋宇[13]等人采用序列模式挖掘方法,通过对比分析初级教师、中级教师等在不同课堂中的互动行为,为教师如何在教学进行行为交互优化课堂教学模式提供建议,从而促进教师的专业能力发展,建设教师有热情、学生有兴趣的课堂。

2.3.4 智慧学习环境下互动行为的评价

周楠[14]等运用人工智能技术手段捕捉学习者动作和表情并做出教育评估,分析和评估教学流程和成果做数据,为教育者在教育决定时提供依据。彭林华[15]等采用滞后序列分析方法分析课堂教学行为,提出智能课堂教学行为的优化策略,提高教师在智能课堂环境下的信息技术应用能力。

3 智慧学习环境下互动行为的特点

根据以上所呈现的内容可以看出,智慧学习环境下互动行为呈现出以下特点。

3.1 研究热度逐渐升温

2011—2021年期刊中以课堂互动行为为主题的发文数量总体呈现上升的趋势,以2012年和2018年为分界线,可分为3个阶段,分别是未来课堂、翻转课堂、智慧课堂的研究。关于课堂互动行为的研究将越来越受到教育界的关注,从而提高教育教学绩效。

3.2 研究内容从概念层面转向应用层面

从研究范式来讲,课堂互动研究从概念理论层面转向行为分析机制、互动反馈促进教学等应用层面。2018年后,行为追踪、表情识别等技术在课堂中的发展应用,多模态交互机制、视觉交互逐渐成为研究的新趋势,开始从宏观层面转向微观层面。

3.3 研究机构多是各大高校专业团队

本研究检索出的244篇文献,多为各大高校专业团队所发表,学者们大都从概念、环境、技术、模式等方面开展研究,从事中小学教师的研究成果较少。

随着智能技术、深度学习等理论的发展,在智慧学习环境下课堂互动的过程中,传统的语言互动逐渐转变成视听觉、触觉等多方面互动模式。在图像识别、语音识别、行为识别等技术的支撑下,可以根据学生的互动反应,及时调整教学内容和提供学习服务,促进学生有效深入地学习。

同时,关于行为识别等技术的实践应用也受到诸多因素影响,主要包括技术落后、成本高昂、师资薄弱、课堂创新等。

在未来的研究过程中,智慧学习环境下的互动行为的研究会逐步走向成熟,相关问题还需社会各界支持以及专家学者不断完善。

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