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        整合型弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)iFIAS軟件設計與開發(fā)

        2015-04-02 12:28:38陳宏
        軟件導刊 2015年2期

        摘要:在介紹和比較弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)(FIAS,F(xiàn)landers Interaction Analysis System)和各種擴展FIAS的基礎上,設計開發(fā)了整合型FIAS輔助編碼分析軟件iFIAS(Integrated Flanders Interaction Analysis System),該軟件不僅可以提供多種已知編碼方式的選擇,還可以由用戶添加自定義編碼,為教師利用弗蘭德斯進行課堂教學分析提供了工具。

        關鍵詞關鍵詞:弗蘭德斯;iFIAS;課堂教學分析

        DOIDOI:10.11907/rjdk.143782

        中圖分類號:TP311

        文獻標識碼:A文章編號文章編號:16727800(2015)002010403

        基金項目基金項目:2013年度國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目(ZC317013159)

        作者簡介作者簡介:陳宏(1991-),男,浙江杭州人,杭州市富陽中學教育集團中學二級教師,研究方向為教育軟件工程、現(xiàn)代遠程教育、信息技術與課程整合。

        0引言

        美國教育家弗蘭德斯在20世紀60年代提出了弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)FIAS[1]。作為教師課堂評價過程中重要的信息反饋工具,F(xiàn)IAS廣泛應用于師生在課堂言語互動過程中的觀察和分析。

        國內外學者對FIAS系統(tǒng)進行了多次改善[2],但由于FIAS利用手動編碼進行課堂分析,效率較低,再加上編碼輔助分析軟件共享度較低[3],導致FIAS分析系統(tǒng)未廣泛應用于教師專業(yè)發(fā)展實踐中。本文嘗試開發(fā)一款整合各種弗蘭德斯互動分析理論的輔助軟件,幫助教師提高課堂互動分析效率,促進教師專業(yè)發(fā)展。

        1FIAS及其擴展

        1.1FIAS互動分析系統(tǒng)

        FIAS源于弗蘭德斯的一種觀念:在一堂課的所有教學行為中,語言行為大約占80%,是一種主要的課堂教學行為。因此,對課堂內的師生語言行為進行互動分析是評價一堂課的最好方法。

        完整的FIAS互動分析系統(tǒng)由3部分構成:①一張量表,描述課堂互動行為的分類,用于編碼;②一個說明,制定了觀察和記錄編碼維度的標準;③一個遷移矩陣,用于編碼數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)與分析,這些都有效客觀地記錄了課堂交互行為。FIAS互動分析量表及遷移矩陣如表1所示。

        表1FIAS課堂教學師生言語行為互動類別

        注:資料來源文獻[4]。

        弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)包含10個維度、3個類別。前7個維度都屬于教師語言,其中1~4為教師施加間接影響,5~7為教師施加直接影響;而學生語言分為學生被動應答和學生主動發(fā)言。在課堂觀察中,要求每3秒記錄一次,對每3秒的課堂語言活動都按編碼系統(tǒng)規(guī)定的意義賦予一個編碼號作為觀察記錄。這樣,一節(jié)課的教學活動大約40-50分鐘,共有800~1 000個編碼,它們表達著活動中按時間順序發(fā)生的一系列事件,進而表現(xiàn)出課堂教學的結構、教師的行為模式和教學風格[5]。

        1.2FIAS互動分析系統(tǒng)的擴展及比較

        自FIAS互動分析系統(tǒng)應用以來,國內外學者從研究需求出發(fā),對FIAS提出了多種改進,主要對FIAS 的10個維度進行了細分和擴充。

        Amidon將弗蘭德斯互動分析編碼系統(tǒng)的部分交互行為加以細分,將編碼總數(shù)擴充至24個,最終形成弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)的修改提議,但由于編碼類別大量增加,這套編碼系統(tǒng)較難掌握和應用。

        顧小清和王煒[6]提出了IFIAS編碼系統(tǒng):IFIAS(information technologybased interaction analysis system)對FIAS系統(tǒng)在多個方面進行了改進。如對教師語言活動中提問的細分、增加學生言語行為的類別、增加技術的類別來反應技術在課堂教學中的意義等。

        方海光在IFIAS的基礎上,針對IFIAS系統(tǒng)編碼類別多、編碼難度大以及互動類型難以判斷的問題對IFIAS系統(tǒng)做了部分改進[7],整合了相似的編碼維度,在編碼時仍分別計數(shù),但是在數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析時僅在特定需要時加以區(qū)分,同時還原了傳統(tǒng)FIAS分析矩陣中利用閉環(huán)判斷教學模式的功能。改進后的IFIAS系統(tǒng)編碼維度變?yōu)?4個,共16個觀察維度。

        2iFIAS設計與開發(fā)

        實踐反思是教師專業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路,筆者根據(jù)弗蘭德斯互動分析系統(tǒng),設計開發(fā)了整合型弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)iFIAS軟件,該軟件有效解決了數(shù)據(jù)處理復雜性問題,為數(shù)據(jù)分析提供了技術支持。通過數(shù)據(jù)分析,幫助師范生或教師了解與他人的差距,從而提出改善課堂師生互動狀況的建議,改進教學行為,加快教師師范技能提升,促進教師專業(yè)化發(fā)展。

        iFIAS致力于整合現(xiàn)有FIAS分析系統(tǒng),設計并開發(fā)便于用戶操作的半自動編碼、一鍵生成圖形化分析結果的弗蘭德斯編碼分析系統(tǒng)。

        2.1iFIAS原型設計

        iFIAS系統(tǒng)包含3個主要模塊:①FIAS編碼方式設置;②視頻采集編碼;③視頻分析和交流評價。iFIAS系統(tǒng)原型設計如圖1所示。其中,視頻采集編碼和視頻分析是本系統(tǒng)的核心功能,而FIAS編碼方式的設置則是本系統(tǒng)的特色功能。

        圖1iFIAS系統(tǒng)原型設計

        2.2iFIAS數(shù)據(jù)分析功能設計

        數(shù)據(jù)分析是iFIAS編碼分析系統(tǒng)的核心功能。FIAS編碼系統(tǒng)提供了若干分析公式,但這些公式僅適用于10維度的FIAS編碼。前期研究發(fā)現(xiàn),可以通過維度分析實現(xiàn)對其它編碼統(tǒng)計公式的推導。其中,維度分析指教師語言、學生語言、教師對學生積極或消極的影響、沉默、技術應用等不同維度的分類統(tǒng)計,由此實現(xiàn)多種編碼方式的整合。

        2.2.1課堂結構分析

        課堂結構分析是指一節(jié)課中,對教師語言、學生語言、沉默、技術應用等所占比例進行統(tǒng)計和運算。將統(tǒng)計結果生成直觀餅圖,其計算公式如表2所示。

        2.2.2動態(tài)交互比率分析

        動態(tài)交互比率與課堂結構有相似之處。課堂結構包括教師語言、學生語言、沉默、技術應用,而動態(tài)交互比率僅涉及到教師和學生,它強調教師與學生的交互在每分鐘所占比例以及連續(xù)時間內的動態(tài)變化,是根據(jù)弗蘭德斯互動分析代碼記錄,經(jīng)過統(tǒng)計分析繪制的分布圖,縱坐標表示一分鐘內師生語言行為比率,橫坐標代表時間,此坐標系中的圖像可以直觀反映出師生語言行為持續(xù)、銜接和變化。計算出每分鐘比率后添加到各自的曲線上,最后呈現(xiàn)出動態(tài)變化。

        2.2.3教師教學傾向分析

        通過分析教師對學生直接、間接影響以及積極、消極影響,客觀呈現(xiàn)教師課堂教學傾向。其中,間接、直接影響值>1,表示教師傾向多采用引導性的語言影響學生,<1表示教師對學生的回答缺乏引導;積極、消極影響值>1,表示教師傾向對學生的回答施加積極強化,<1表示消極強化,即批評。教學傾向計算公式如表3所示。

        2.2.4師生情感氣氛

        通過對矩陣的統(tǒng)計分析,呈現(xiàn)師生交互狀態(tài)下的穩(wěn)定程度,即穩(wěn)態(tài)格;積極格表示教師與學生之間的氣氛融洽,反之,缺陷格表示教師與學生之間有情感交流隔閡,計算公式如表4所示。

        2.3iFIAS主要模塊設計及實現(xiàn)

        系統(tǒng)主界面如圖2所示。用戶進入系統(tǒng)后,首先進行FIAS編碼方式設置。本系統(tǒng)集成了諸如FIAS、iFIAS、改進后的iFIAS在內的多種FIAS編碼方式,用戶可以在其基礎上進行修改或直接添加新的FIAS編碼方式,以適應研究、分析的需要。iFIAS編碼方式界面如圖2所示。

        完成設置后,選擇“載入視頻”開始對視頻進行采集和分析。采集是對課堂實錄視頻的起始點和終止點進行定位,目的是忽略由于錄制原因導致的無效視頻片段。在采集時,如果該視頻不是第一次編輯,可以選擇加載之前定義好的視頻位置,以降低前后幾次編碼的誤差。點擊“完成”按鈕后結束對視頻的采集。

        iFIAS系統(tǒng)可以同時加載多個視頻。編碼時,主界面的視頻列表中選擇相應的視頻,點擊“開始編碼”進入編碼記錄。本系統(tǒng)根據(jù)FIAS理論要求,實現(xiàn)每3秒自動暫停視頻并彈出維度列表,要求用戶對該3秒的師生交互行為進行編碼選擇。在記錄編碼維度的同時,還可以輸入簡短的實時評價,以方便修改編碼或分析。

        在編碼過程中,用戶可以通過直接單擊單元格定位到對應的視頻節(jié)點位置,系統(tǒng)將自動把視頻定位到該位置并重放,此時用戶可以對編碼進行修改。

        視頻播放結束即可完成編碼,此時可以重復上一步操作,修改編碼,待確認后可以保存編碼數(shù)據(jù)或點擊“分析矩陣”,系統(tǒng)將對編碼數(shù)據(jù)進行重組編碼,重組后導出分析矩陣,同時直接呈現(xiàn)課堂結構,分析矩陣如圖3所示,也可以導入Excel原始編碼文件直接呈現(xiàn)分析矩陣。根據(jù)分析矩陣,用戶可以選擇分析交互動態(tài)比率、教師教學傾向、師生情感氣氛,或直接導出編碼數(shù)據(jù)。

        對遷移矩陣的數(shù)據(jù)分析是本系統(tǒng)最為重要的部分,在功能上,可以“一鍵生成”所需的分析結果;本系統(tǒng)可以根據(jù)用戶選擇的不同編碼方式,采用不同的統(tǒng)計計算方式以適應不同用戶的多種需要。

        3結語

        (1) iFIAS在教學研究中的優(yōu)勢。iFIAS是對同類軟件的整合與補充,它可以實現(xiàn)教師利用FIAS理論進行課堂分析所需的大多數(shù)功能。 iFIAS是對FIAS的擴展,教師可以根據(jù)實際需求,對FIAS的編碼維度實現(xiàn)個性化擴展,形成自己的一套FIAS編碼維度量表用于課堂分析評價或研究。在這兩方面的共同促進下,幫助教師完成課堂互動分析,了解自身或他人的優(yōu)勢與不足,取長補短,從而在累積實踐性經(jīng)驗的基礎上使教師自身專業(yè)能力得到更好發(fā)展。

        (2) iFIAS存在的不足及改進方向?,F(xiàn)有的FIAS分析系統(tǒng),包括本系統(tǒng)在內,大多是單機版,雖然功能較為完善,但軟件資源很難在網(wǎng)上搜索并下載。同時,現(xiàn)有系統(tǒng)中,對分析視頻的要求都是本地視頻,使FIAS應用有局限性。綜上所述,iFIAS系統(tǒng)的改進方向將是依托網(wǎng)絡平臺,以外鏈或上傳視頻的方式實現(xiàn)在線分析。此外,iFIAS系統(tǒng)應在B/S架構下,融合Web2.0技術提供一個簡易的SNS服務,通過對比、討論、分享、反思,更有效地利用課堂分析數(shù)據(jù)。

        參考文獻參考文獻:

        \[1\]FLANDERS, NED INTENT.Action and feedback:a preparation for teaching[J].Journal of Teacher Education, 1963,3(14):25260.

        [2]張兆弟,楊松耀.基于現(xiàn)代教育技術的課堂語言分析——“Flanders互動分析系統(tǒng)輔助軟件”應用實例[J].浙江教育技術,2007 (5):165168.

        [3]林禮洪.弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)的驗證性研究[J].高等函授學報,2010,8(8):8893.

        [4]高巍.Flanders課堂教學師生言語行為互動分析系統(tǒng)的實證研究[J]. 教育科學,2009(4):5963.

        [5]林禮洪.弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)的驗證性研究[J].高等函授學報:哲學社會科學版,2010(8):6769.

        [6]顧小清,王煒.支持教師專業(yè)發(fā)展的課堂分析技術新探索[J].中國電化教育,2004(7):1821.

        [7]方海光,高辰柱,陳佳.改進型弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)及其應用[J].中國電化教育,2012(10):109113.

        責任編輯(責任編輯:杜能鋼)

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