基于学习分析的数字化课堂交互行为研究

鲁圆圆 徐冬

摘要：随着我国智能化教育技术的发展，智慧教室数字化课堂教学得到廣泛应用。数字化教室融入先进的信息技术，能更好地分析教学交互行为，而课堂教学交互行为作为课堂教学内的重要组成部分，能反馈教师教学质量和学生的个性化学习需求。因此，本文通过对数字化课堂交互行为的数据进行处理与分析，评估教师在课堂教学中的行为，基于学习分析技术，提出课堂教学交互行为分析模型，旨在帮助教师更好地开展课堂教学活动，提高互动频率，丰富互动内容，提高课堂互动的整体质量。

关键词：数字化课堂;学习分析;交互行为;教学质量;交互模型

中图分类号：G434 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（201 9128-0156-02

1引言

人工智能被广泛认为是继信息技术革命之后的新一轮生产力革命。发展智能教育，用智能技术驱动人才培养、教学改革是《新一代人工智能发展规划》提出的新要求，以信息化引领教育理念和模式的创新，利用信息化技术，推动精准测评、个性化教学。

2数字化课堂和教学互动

2.1数字化课堂

数字化课堂是以教学过程设计和教学资源整合为核心的新型教学模式，以“事后反馈”为目的。融进先进的信息处理、加工和呈现技术，在数字化课堂环境下，教师与学生借助多种教学资源、媒体、技术、工具而进行的多项信息传递活动，从而达到构建教学模型的目的，具体体现各种教学交互形式的可观察、记录与分析的行为。

2.2课堂教学交互行为

课堂是教学活动的主要场所，教师和学生是课堂教学交互行为的主体。教学交互的本质是为了展现教与学的过程，在教学过程中，师生通过交流、互动，帮助学生对教学内容进行意义构建。教学交互是学习过程的基本功能属性，通过对交互行为进行分析，能够客观地反映课堂教学活动、师生互动行为的实情，帮助教师分析教学过程，改进以后的教学方法。

3学习分析技术

学习分析是利用数据挖掘和建模的方式，对数字化课堂的数据进行收集和分析，发现学习规律，预测学习者的学习行为与学习效果。主要包括数据挖掘、聚类、预测、提取数据和构建模型，利用学习分析技术，进行个性化、自适应、趋势分析等方面的应用。

3.1数据来源

在数字化学习环境下，通过移动技术、互联网服务等工具实时监测收集数据，数据既可以通过手机终端、APP及学习管理系统进行记录，也可以通过用户输入方式获得，如利用视频进行课堂观察、考试成绩录入等。

3.2数据处理

由于从数字化学习平台收集的数据往往含有噪声、数据不一致、不完整等问题，在进行数据分析前，要对数据进行预处理，主要是为了去除噪声和无关数据，将不同的数据按照一定的数据集合存储到数据库中，转换成适合分析挖掘的数据格式。常见的数据与处理方法有：数据清洗、数据集成、数据变换和数据规约。

3.3数据分析

数据分析可通过无监督学习聚类分析，主要是依赖数据的相似性，进行特征分析，进而发现学习行为的相关性;通过序列或关联规则来进行预测，推断学习者的个性特征，构建学生个性化推荐模型;通过分类，对其所在的类别进行预测等。学习分析技术中常见的数据分析技术有内容分析法、声音分析法，对文字、视频和声音进行处理。

3.4结果呈现

对于教师而言，学习分析技术能有效反馈课堂教学评估，及时发现课堂教学中出现的问题，为精准化教学评价提供有力的支撑。将学习分析技术引人数字化课堂，利用设备及信息化技术，及时获取课堂中产生的交互行为数据，精准测评教学进度和学生需求，以便教师调整教学方法和策略，提高课堂效率和学生满意度。

4基于学习分析的数字化课堂交互行为模型

基于学习分析技术的数字化课堂交互行为模型，主要从课堂互动行为的数据为基础，进行数据收集、处理、分析及评价分析四个步骤，从而构建教学交互行为分析模型（如图1所示），包括数据收集层、行为分析层和教学应用层。

4.1数据收集

数字化课堂中教学交互行为数据是分析当前教学状态和学习情况的主要依据，通过移动终端、APP、学习平台、人工记录等获取学习过程中的数据，主要包含两类，一类是在学习过程中产生的互动数据，包括声音、图像、文本、反应等;一类是学习结果类数据（即结果性评价），包括问卷、测验、作品、投票、教师评价、学生互评等收集的数据。最终对收集的各类数据进行整合，分析数字化课堂中的数据。

4.2行为分析

行为分析是以学习分析技术为核心，通过对数据进行存储、处理、分析，最后进行结果呈现。依托于数据处理、学习设计和精准教学进行理论支持和指导，并利用数据挖掘、可视化和云技术进行技术支持和实现。

4.3教学应用

教学应用即辅助教师根据数据分析结果，定位学生的风格喜好、成绩情况等，根据学生的学习特征和轨迹，帮助教师掌握教学状态，进而进行精准互动。根据课堂现状调整教学方式和教学进度，多样化数字化课堂教学互动形式。

5结语

基于学习分析的数字化课堂交互行为研究，主要是结合大数据技术、数据挖掘等，在课堂教学互动、精准评价等理论的指导下，对采集的课堂互动数据进行收集、处理与分析的过程，帮助教师改进教学方法和教学手段，通过课堂交互行为，对学生的学习情况进行有效跟踪定位，并辅助教师采取有效的互动干预和教学方式调整，最终完成教学目标，满足学生的学习需求。