基于事理图谱的优质信息技术课堂行为演化分析

关键词：事理图谱；滞后序列；社会网络

0 引言

事理图谱是一种围绕事件为核心构建的图谱，它不仅描绘了事件本身的信息，并深入剖析了事件之间错综复杂、多样化的相互关系[1]，而且深刻揭示现实世界中事件的动态演化模式及其内在发展逻辑，为理解和预测事件走向提供有力支撑[2]。通过建立事理图谱，可识别出所研究领域中的关键节点和相似节点，通过不同的演变路径，能深度识别事件形成本质和发展缘由，进而管控和引导事件发展的方向。近年来，随着事理图谱技术的不断成熟与深化，其应用边界也在不断拓展，吸引了研究者们探索其在教育领域的可能。单晓红[3]等通过精心构建网络舆情事件的事理图谱，成功地运用这一工具推理出事件的潜在演化方向及其发生的概率，从而实现了对网络舆情事件的精准预测。刘忠宝[4]等依托BERT模型与LSTM-CRF模型，提出了针对《史记》这一巨著的历史事件及其关键组成元素的抽取方法，随后，他们利用这些方法构建了《史记》的事理图谱，为深入理解历史事件的脉络与逻辑提供支持。唐烨伟[5]等借助滞后序列分析方法，构建了教师信息技术应用能力测评的事理图谱，该图谱细致描绘了教师在各类教学活动中的信息技术应用行为，基于这些行为能够对教师的能力进行全面而深入的评价，为提升教师的专业素养与技能水平提供参考。詹泽慧[6]等利用iBCM算法实现面向计算思维的事件编码框架和事件关系抽取，并构建出基于事理图谱的计算思维评价方式。事理图谱通过将完整思维或知识的变化过程以有向循环图的方式表征，帮助教育工作者了解教学活动中各要素的演化规律并实现微观精确分析。综上可知，基于事理图谱分析优质课堂行为演化，有助于了解有效课堂行为特征，并从数据科学视角重新解读了课堂行为的变化过程和规律。

1 研究设计

1.1 数据获取

本研究是以中国教育技术协会在2022年举办的高中信息技术优质课展示活动特等奖中，随机挑选的9例课堂实录视频作为研究样本（见表1） 。该活动每两年举办一次，目前是国内信息技术学科较高级别的比赛，其优质课堂具有较强的科学性和借鉴意义。

1.2 研究工具

本研究所使用的视频分析和滞后序列分析工具分别为OKC（Observed Known on Classroom） 和GSEQ。编码参考张海[7]团队开发的“教育技术交互行为分析系统（ETIAS） ”中有关课堂行为的部分，并根据本研究的课堂特点进行了适应性调整。如：部分样本课堂上使用了纸质教育资源，因此将B14编码由学生自主使用数字资源改为学生使用线上和线下教育资源，具体编码分类见表2。

1.3 研究方法

本研究首先使用了视频分析方法对样本视频进行行为编码记录，其次使用滞后序列分析方法评估信息技术课堂显著性行为以及其随着时间发生的概率，并基于此构建事理图谱。当某一行为路径的序列间转换率所计算出的Z-score 值大于1.96，则这一行为在统计学上被视为具有显著意义（P 值小于0.05） [8]，即表明该行为路径的出现并非偶然，而是存在一定的规律和趋势。最后借助社会网络分析中的中心度算法量化各节点（即课堂教学元素或行为主体）之间的关联强度及网络中的集中趋势，挖掘教学元素间的关联结构，展现信息技术课堂行为的演变规律。其中相对中心度算法R（ f ） i [9]如下：

Mi，j为M节点在某一时刻的邻接矩阵，Cmax（M）为M 节点在某一时刻的最大相对中心度。相对中心度是指在某一时刻，某节点在网络结构中的显著程度与整体连接重要性的指标，在序列矩阵中，节点越重要，则它对应的相对中心度越高。

2 基于事理图谱的信息技术课堂行为演化

2.1 课堂行为序列事理图谱

通过使用GSEQ统计分析课堂教学过程中具有显著意义的行为序列，计算信息技术课堂编码表中每个行为序列发生频次的Z 分数，得到调整后的残差表（见表3） 。其中表中的列表示起始的课堂行为，行表示起始行为结束后随即发生的课堂行为；浅灰色填充处为Z 分数>1.96，即具有显著性的行为序列。

由表3可知，课堂行为显著性水平排前九位的是B4-B11、B11-B2、B6-B13、B6-B12、B4-B10、B9-B5、B12-B2、B6-B15、B6-B1。结合图1课堂行为序列事理图谱（箭头的方向代表转换的顺序，而箭头的粗细和线条上的数字，则代表转换的显著性，箭头越粗、数字越大，表明显著性越强）可知：优质信息技术课堂的核心教学行为是提问（B4） 、表扬或鼓励（B2） 、指导或指令（B6） 、交互促进或强调（B9） 、学生回答（B11、B10） 和学生进行演说或演示（B12） ，围绕所形成的显著行为序列，可提炼出以下几种教学模式：

（1） 提问—积极应答—正向反馈

教师在进行提问（B4） 后，课堂上通常会面临三种情况：学生主动发言（B11） 、被动发言（B10） 和沉默混乱（B16） 。其中B4-B11（Z=16.3） 、B4-B10（Z=7.77） ，说明在优质课堂上，教师提问后，学生经常会主动回答问题，而当优质课堂出现沉默混乱（B16） 事件后，教师则多会采取学生演示（B12） 的方式了解学情，在学生演示过程中给予指导（B6） 和表扬（B3） ，促进学生深度思考和课堂参与度；除此之外，教师也会采取点名提问，学生被动回答（B10） 的方式指定某名同学回答问题，从而促进师生互动，打破课堂沉默。在学生被动回答之后，教师同样会给予学生表扬或鼓励（B2） ，建立师生互动的正向反馈机制。

（2） 指导—团队协作—展示

教师在给予指导（B6） 后，通常会出现六种课堂行为：学生协作（B13） 、演示或演说（B12） 、学生创造作品（B15） 、接受正面情感（B1） 、学生自主使用教育资源（B14） 和借助媒体或教具的实践活动（B8） 。在优质信息技术课堂上，教师通常会指令学生以小组协作（B13） 的形式完成项目或者单元问题，小组内融合多个个体的知识、技能和经验，成员之间共同解决问题、完成任务或达成目标。在小组任务完成后，教师会邀请小组成员演示或演示（B12） 协作内容。

（3） 指导—自主探究—展示

高质量的信息技术课堂，其核心在于鼓励学生进行自主的实践探索。优质课堂教师充分践行了“以学生为中心”的教学理念，引导（B6） 学生通过自主创造个性化作品（B15） 或自主使用教育资源（B14） 解决学习难题和完成学习任务，促进学生独立思考与自主探究的能力，帮助学生在这一过程中获得直接或间接经验。而后教师也会指令（B6） 学生展示并阐述（B12） 他们自主探究的成果或作品，这一环节不仅加深了学生对所学知识的理解，还有效锻炼了语言表达能力。

2.2 课堂行为演化

通过滞后序列和事理图谱分析，明确了显著性行为序列及其特征，为了进一步挖掘优质课堂的有效教学行为及其演变特征，接下来利用社会网络分析中的相对中心度（RC） 进行分析。但由于课例数量较多，本研究将从整合分析和个案分析两个层面展开。

整合A1-A9的课堂行为演化图可知，在优质课堂上，教师的交互（B9） 、讲解（B5） 、指导（B6） 、提问（B4） 等行为一般是交叉进行的。并且师生交互、促进或强调（B9） 、教师讲解（B5） 、提问（B4） 、表扬（B2） 和指导或指令（B6） RC值相对较高，说明这些课堂行为不仅贯穿整个教学进程，是优质课堂的主要教学行为，而且与其他行为具有较强的关联性。其中B9的RC曲线水平展现了优质课信息技术课堂师生交互性强，课堂活跃度高的特点。通过观察优质课堂前期，可以看出：教师多使用表扬（B2） 激励学生，通过对学生有效的教学评价，提高整个课堂进程的参与热情，利用言语不断地鼓励学生调整学习过程、优化学习策略。在优质课堂教学中期：除A1课堂外，其余优质课堂的指导或指令（B6） 行为中心度逐渐升高，处于较高水平。说明在优质课堂中期阶段，教师开始围绕新授内容对学生进行指导（B6） 或布置课堂任务。在优质课堂教学后期：A1至A5的课堂上，教学从教师讲解逐渐过渡至学生操作练习，其中交互、促进或强调（B9） 学生协作（B13） 、创造作品（B15） 行为RC值逐渐上升，教师指导（B6） 、讲解（B5） 行为趋于平缓。说明教学后半段主要对新知识进行巩固实践，课堂以小组协作学习、自主创作为主，学生的课堂参与度高。在A6-A9课堂上，教师主要通过讲解（B5） 、指导或指令（B6） 等课堂行为强化教学，学生进行演说或演示（B12） RC 值逐渐增大。教师关注学生在进行演说或演示（B12） 时是否深入研究相关主题，从不同角度审视问题，形成独到见解。通过这一课堂行为培养学生的批判性思维和语言组织能力。

个案以A1为例。在A1课堂上，教师接受正面的感情（B1） 和给予指令或指导（B6） 的RC值在课堂初期即呈现峰值，该阶段主要表现为：教师发出上课指令、师生进行简单的问候；随着课堂的推进，课堂由教师指导（B6） 的RC值逐渐下降并趋于相对平缓的波动状态，课堂逐渐转换为由学生控制，如：学生演说或演示（B12） 、学生主动发言（B11） 的RC值逐渐提高。同时，A1教师善于利用表扬（B2） 促进师生互动（B9） ，激发学生的学习动机。即表现在整个课堂进程中，表扬或鼓励（B2） 的相对中心度都呈现出较高水平，也正说明了教师在不断地借助表扬（B2） 激发学生的学习兴趣与热情。

3 结束语

通过深入分析信息技术课堂行为的显著序列与事理图谱，发现优质信息技术课堂具有以下显著教学特征。（1） 善用表扬策略。此类课堂中的教师擅长运用表扬策略，显著促进了课堂活跃度的提升与师生互动的深化。在教师积极正向的激励下，学生表现出更高的学习主动性，具体体现为发言频次的显著增加，这也印证了表扬策略在高年级的教学中依然有效。（2） 重视技术应用。鉴于信息技术课程的实践导向性，技术的有效应用成为教学过程中的关键环节。教师们不仅深刻理解技术支持下自主学习与实践操作的重要性，还高度重视这些活动对学生知识内化与技能提升的关键作用。这种对技术融合教育的深刻理解，体现了教师在教学设计上的前瞻性与创新性。（3） 重视学生全面发展。通过分析可以发现，优质信息技术教师在关注学生知识与技能培养的同时，亦不忽视学生的全面发展。他们通过组织协作学习项目、鼓励学生进行演示与演讲等方式，有效提升学生的团队合作能力、语言表达能力等综合素养，为培养具有创新精神与实践能力的高素质人才奠定基础。（3） 关注学生思想政治教育。结合课堂视频可以发现：优质信息技术课堂普遍融入了课程思政。这一做法不仅有助于学生能够客观认识信息技术学科的价值与意义，还促进了学生数字素养与信息社会责任感的提升，体现了信息技术与思想政治教育深度融合的教育理念。综上可知，这些优质信息技术课堂显著课堂特征，在提升教育教学质量和促进学生全面发展等方面都能够提供重要参考借鉴与指导。