本發(fā)明屬于教育信息化
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種基于課堂教學(xué)互動行為云的教學(xué)模式分析方法。
背景技術(shù)：
：教學(xué)模式是指建立在一定的教學(xué)理論或教學(xué)思想基礎(chǔ)上，為實現(xiàn)特定的教學(xué)目的，將教學(xué)的諸要素以特定的方式組合成具有相對穩(wěn)定且簡明的教學(xué)結(jié)構(gòu)理論框架，并具有可操作性程序的教學(xué)模型。對教學(xué)模式的量化分析典型的方法是學(xué)生-教師(Student-Teacher，S-T)分析法。S-T分析法核心思想是關(guān)注教師和學(xué)生的行為主體性，分析課堂教學(xué)中教師學(xué)生的言語行為特征及其轉(zhuǎn)換規(guī)律。該方法將課堂教學(xué)交互行為分解為教師行為和學(xué)生行為，并通過計算教師行為的占有率和教師學(xué)生行為的轉(zhuǎn)換率之間的關(guān)系，將教學(xué)模式劃分為講授型、練習(xí)型、對話型和混合型。作為S-T分析方法的發(fā)展，課堂教學(xué)交互行為云模型將課堂教學(xué)交互行為劃分為“言語—活動”和“教師—學(xué)生”兩個維度，并建立16類行為編碼體系，借助雷達圖構(gòu)建課堂教學(xué)交互行為云，如圖1所示。與S-T分析法比較，課堂教學(xué)交互行為云具有行為主體(教師、學(xué)生)與行為方式(言語、活動)兩個維度的關(guān)聯(lián)性，對課堂教學(xué)模式的判定和量化評價提出新的技術(shù)課題。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明在課堂教學(xué)行為云的基礎(chǔ)上，通過課堂教學(xué)特征參數(shù)計算、教學(xué)模式邏輯圖構(gòu)成和教學(xué)模式的常模標(biāo)定等過程，提出了一套新穎的、基于課堂教學(xué)交互行為云的教學(xué)模式量化判定方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于課堂教學(xué)互動行為云的教學(xué)模式分析方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：計算課堂教學(xué)交互行為云的重心；建立主體與行為方式兩個維度的坐標(biāo)體系，所述主體包括教師、學(xué)生，所述行為方式包括言語、活動；計算課堂教學(xué)交互行為云的重心；步驟2：教學(xué)模式邏輯圖構(gòu)成；通過計算課堂教學(xué)行為云的重心，確認(rèn)每個課堂教學(xué)行為云的重心值標(biāo)定范圍；步驟3：教學(xué)模式的常模標(biāo)定；定義講授型、練習(xí)型、活動型、混合型和對話型5類基本教學(xué)模式，在教學(xué)模式邏輯圖中標(biāo)定教學(xué)模式的取值范圍，為課堂教學(xué)單元的教學(xué)模式判定提供比較的標(biāo)準(zhǔn)量數(shù)。作為優(yōu)選，步驟1的具體實現(xiàn)包括以下子步驟：步驟1.1：計算不同教學(xué)行為類型的統(tǒng)計值的概率；以每種教學(xué)行為的累積時間統(tǒng)計值與所有教學(xué)行為的累積時間統(tǒng)計值之比為基準(zhǔn)，將不同教學(xué)行為的時間累積統(tǒng)計值轉(zhuǎn)換為概率分布值：Xi′=XiΣi=116Xi;]]>其中，Xi表示教學(xué)行為的累積時間統(tǒng)計值，1≤i≤16；所述不同教學(xué)行為包括教師言語行為、教師活動行為、學(xué)生言語行為和學(xué)生活動行為；其中教師言語行為包括講授行為、提問行為、指示行為、反饋與評價行為，教師活動行為包括個別指導(dǎo)或參與活動行為、觀察或巡視行為、演示或展示行為、板書行為，學(xué)生言語行為包括主動提問行為、應(yīng)答行為、對話行為、討論行為，學(xué)生活動行為包括思考行為、實踐或?qū)嶒炐袨椤⒐P記或聯(lián)系行為、觀察行為；步驟1.2：評定值計算；課堂教學(xué)行為的概率值分布于[0，1]區(qū)間。然后對課堂教學(xué)行為的概率值采用z-score標(biāo)準(zhǔn)化，即Z得分，也叫標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化；經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，即均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1，其轉(zhuǎn)化函數(shù)為：zi=xi-x‾Sx;]]>其中xi表示一組數(shù)據(jù)中的第i個數(shù)據(jù)；為所有樣本數(shù)據(jù)的平均值，Sx為所有樣本數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；步驟1.3：多級評定值計算；將每一個教學(xué)行為劃分成11級；將11個等級用同心圓表示，從內(nèi)向外依次賦予不同的分值。以評定值范圍為0～10的11級評定標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，確定1～11的11級評定值；該評定值以所有樣本數(shù)據(jù)的平均值為中心，以標(biāo)準(zhǔn)偏差1/2倍的范圍為基準(zhǔn)進行擴展，具體實現(xiàn)過程如下：首先求出一組數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差Sx；以平均值為中心，將其上、下延伸令和范圍內(nèi)的得分為評定值6；接著以評定值6的上、下限為準(zhǔn)，分別延伸在此范圍的得分分別確定為評定值7和5；再以評定值為7的得分為基準(zhǔn)向上延伸在此范圍的得分確定為評定值8；再以評定值8為基準(zhǔn)向上延伸在此范圍的得分確定為評定值9；以評定值9為基準(zhǔn)再向上延伸在此范圍的得分確定為評定值10；同理，以評定值5為基準(zhǔn)，分別下延伸、Sx、所對應(yīng)的范圍分別確定為評定值4、3、2；最后將高于評定值10的得分確定為評定值11，低于評定值2的確定為評定值1；步驟1.4：課堂教學(xué)交互行為云的繪制；以課堂教學(xué)交互行為云的幾何中心為原點，某一種教學(xué)行為的多級評定值為半徑，相鄰兩種教學(xué)行為的夾角為圓心角，按逆時針方向繪制一個圓心角為π/8的扇形，將扇形作為一個云片；最終獲得由16塊扇形云片組成的課堂教學(xué)交互行為云；步驟1.5：課堂教學(xué)交互行為云的重心計算；設(shè)扇形i的半徑為ri，圓心角為θ，面積為Si，重心為Gi，i取值1～16；則扇形i的面積Si：Si=116πri2;]]>設(shè)重心Gi到原點的距離為OG，OG與x軸的夾角為α，則OG的長度為：OG=2risinθ3θ;]]>從而得到扇形重心Gi的坐標(biāo)為：Gxi=OG*cosαGyi=OG*sinα;]]>同理，可以逐一計算每個扇形的面積，并確定每個扇形的重心坐標(biāo)。設(shè)課堂教學(xué)交互行為云的幾何中心為坐標(biāo)原點，課堂教學(xué)交互行為云的重心坐標(biāo)為面積為S，總力矩為因為課堂教學(xué)交互行為云是由各個扇形組合而成的，所以課堂教學(xué)交互行為云的總面積與各個扇形面積之和相等，課堂教學(xué)交互行為云的力矩與各個扇形力矩之和相等；課堂教學(xué)交互行為云的力矩等于各個扇形云片的力矩之和，從而可得課堂教學(xué)交互行為云的總的力矩：Mx‾=Σi=116wxi=Σi=116Si*GxiMy‾=Σi=116wyi=Σi=116Si*Gyi]]>進而，計算出課堂教學(xué)交互行為云的重心坐標(biāo)Gx‾=Mx‾SGy‾=My‾S]]>依據(jù)課堂教學(xué)交互行為云的重心坐標(biāo)，精確確定課堂教學(xué)交互行為云的重心所在的具體位置。作為優(yōu)選，步驟2的具體實現(xiàn)過程為：在主體與行為方式兩個維度的坐標(biāo)體系中，構(gòu)建一個四邊形，四邊形的四個頂點到云的幾何中心的距離為四邊形的外接圓的半徑，取四邊形的內(nèi)接圓作為云的重心的邏輯范圍。作為優(yōu)選，步驟3的具體實現(xiàn)包括以下子步驟：步驟3.1：定義講授型、練習(xí)型、活動型、混合型和對話型5類基本教學(xué)模式；步驟3.2：在教學(xué)模式邏輯圖中標(biāo)定教學(xué)模式的取值范圍；定義半徑R表示課堂教學(xué)交互行為云的重心到云中心的距離，角度θ表示課堂教學(xué)交互行為云的重心與“教師-學(xué)生”維度水平軸的逆時針方向夾角；則五種教學(xué)模式的取值范圍如表1所示；表1不同課堂教學(xué)模式取值范圍參考其中，θ取值范圍為0π～2π，以水平方向為起點，逆時針旋轉(zhuǎn)一周為終點，起點與終點重合。本發(fā)明采用了一種新的課堂教學(xué)交互行為云的教學(xué)模式分析方法，實現(xiàn)課堂教學(xué)模式的參數(shù)計算，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。附圖說明圖1：本發(fā)明實施例的課堂教學(xué)交互行為云示意圖；圖2：本發(fā)明實施例的扇形重心計算示意圖；圖3：本發(fā)明實施例的課堂教學(xué)行為云的重心“四邊形”邏輯范圍；圖4：本發(fā)明實施例的課堂教學(xué)行為云的重心“圓形”邏輯范圍；圖5：本發(fā)明實施例的課堂教學(xué)交互行為云的教學(xué)模式劃分。具體實施方式為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)描述，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的實施示例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明提供的一種基于課堂教學(xué)交互行為云的教學(xué)模式分析方法，包括以下步驟：步驟1：計算課堂教學(xué)交互行為云的重心；以每種教學(xué)行為的累積時間統(tǒng)計值與所有教學(xué)行為的累積時間統(tǒng)計值之比為基準(zhǔn)，將不同教學(xué)行為的時間累積統(tǒng)計值轉(zhuǎn)換為概率分布值：Xi′=XiΣi=116Xi;]]>其中，Xi表示教學(xué)行為的累積時間統(tǒng)計值，1≤i≤16；所述不同教學(xué)行為包括教師言語行為、教師活動行為、學(xué)生言語行為和學(xué)生活動行為；其中教師言語行為包括講授行為、提問行為、指示行為、反饋與評價行為，教師活動行為包括個別指導(dǎo)或參與活動行為、觀察或巡視行為、演示或展示行為、板書行為，學(xué)生言語行為包括主動提問行為、應(yīng)答行為、對話行為、討論行為，學(xué)生活動行為包括思考行為、實踐或?qū)嶒炐袨?、筆記或聯(lián)系行為、觀察行為；課堂教學(xué)行為的概率值分布于[0，1]區(qū)間，然后對課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)采用z-score標(biāo)準(zhǔn)化，即Z得分，也叫標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化；經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，即均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1，其轉(zhuǎn)化函數(shù)為：zi=xi-x‾Sx;]]>其中xi表示一組數(shù)據(jù)中的第i個數(shù)據(jù)；為所有樣本數(shù)據(jù)的平均值，Sx為所有樣本數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差；2)多級評定值計算。將每一個教學(xué)行為劃分成11級；將11個等級用同心圓表示，從內(nèi)向外依次賦予不同的分值。以評定值范圍為0～10的11級評定標(biāo)準(zhǔn)(即C得分標(biāo)準(zhǔn))為基礎(chǔ)，確定1～11的11級評定值。該評定值以所有樣本數(shù)據(jù)的平均值為中心，以標(biāo)準(zhǔn)偏差1/2倍的范圍為基準(zhǔn)進行擴展，具體實現(xiàn)過程如下：首先求出一組數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差Sx；以平均值為中心，將其上、下延伸令和范圍內(nèi)的得分為評定值6；接著以評定值6的上、下限為準(zhǔn)，分別延伸在此范圍的得分分別確定為評定值7和5；再以評定值為7的得分為基準(zhǔn)向上延伸在此范圍的得分確定為評定值8；再以評定值8為基準(zhǔn)向上延伸在此范圍的得分確定為評定值9；以評定值9為基準(zhǔn)再向上延伸在此范圍的得分確定為評定值10；同理，以評定值5為基準(zhǔn)，分別下延伸、Sx、所對應(yīng)的范圍分別確定為評定值4、3、2；最后將高于評定值10的得分確定為評定值11，低于評定值2的確定為評定值1；3)課堂教學(xué)交互行為云的繪制。以課堂教學(xué)交互行為云的幾何中心為原點，某一種教學(xué)行為的多級評定值為半徑，相鄰兩種行為的夾角(π/8)為圓心角，按逆時針方向繪制一個圓心角為π/8的扇形，可將扇形作為一個云片。圖1所示的是由16塊扇形云片組成的課堂教學(xué)交互行為云示意圖，由于扇形的半徑大小不一，故構(gòu)成的課堂教學(xué)交互行為云是由多個扇形組成的不規(guī)則圖形。4)課堂教學(xué)交互行為云的重心計算。由于扇形的數(shù)量一定，且圓心角相等，每個扇形的圓心角是固定的，即π/8。在已知扇形的半徑和圓心角的前提下，可以方便地計算出扇形的面積，并求出該扇形的重心坐標(biāo)。如圖2，設(shè)扇形i的半徑為ri，圓心角為θ，面積為Si，重心為Gi，i取值1～16；則扇形i的面積Si：Si=116πri2;]]>設(shè)重心Gi到原點的距離為OG，OG與x軸的夾角為α，則OG的長度為：OG=2risinθ3θ;]]>從而得到扇形重心Gi的坐標(biāo)為：Gxi=OG*cosαGyi=OG*sinα;]]>同理，可以逐一計算每個扇形的面積，并確定每個扇形的重心坐標(biāo)。設(shè)課堂教學(xué)交互行為云的幾何中心為坐標(biāo)原點，課堂教學(xué)交互行為云的重心坐標(biāo)為面積為S，總力矩為由于課堂教學(xué)交互行為云是由各個扇形組合而成的，所以課堂教學(xué)交互行為云的總面積與各個扇形面積之和相等，課堂教學(xué)交互行為云的力矩與各個扇形力矩之和相等。表2扇形云片的面積、重心、力矩表云的力矩等于各個扇形云片的力矩之和，從而可得課堂教學(xué)交互行為云的總的力矩：Mx‾=Σi=116wxi=Σi=116Si*GxiMy‾=Σi=116wyi=Σi=116Si*Gyi]]>進而，計算出課堂教學(xué)交互行為云的重心坐標(biāo)Gx‾=Mx‾SGy‾=My‾S]]>依據(jù)課堂教學(xué)交互行為云的重心坐標(biāo)，可精確確定課堂教學(xué)交互行為云的重心所在的具體位置，從而確定課堂教學(xué)行為的一種整體分布傾向，為教學(xué)模式的判定提供依據(jù)。步驟2：教學(xué)模式邏輯圖構(gòu)成；課堂教學(xué)交互行為云的重心是課堂教學(xué)傾向的一種圖形化的體現(xiàn)。顯然，不同的課堂教學(xué)會有不同的行為云，其重心的位置各異。重心是課堂教學(xué)的教學(xué)模式典型特征體現(xiàn)。圖3中的陰影部分是課堂教學(xué)交互行為云的重心存在的邏輯范圍，即一般教學(xué)過程的重心應(yīng)落在陰影的范圍。由于扇形云片是課堂教學(xué)交互行為云的基本組成元素，根據(jù)扇形的重心計算公式可知，扇形的重心到課堂教學(xué)交互行為云的中心點的距離為當(dāng)扇形的半徑取得最大值11時，扇形的重心到課堂教學(xué)交互行為云的中心點的距離約為7.15(保留兩位小數(shù))；四邊形的四個頂點到課堂教學(xué)交互行為云的重心的距離為11，超出了課堂教學(xué)交互行為云的重心的可能范圍。進一步考察可以發(fā)現(xiàn)，四邊形四條邊到課堂教學(xué)交互行為云的中心距離約為7.78(保留兩位小數(shù))，與扇形的重心到課堂教學(xué)交互行為云的中心點的距離較接近。因此，課堂教學(xué)交互行為云的重心的邏輯范圍應(yīng)在四邊形的內(nèi)接圓中，本發(fā)明取四邊形的內(nèi)接圓作為課堂教學(xué)交互行為云的重心的邏輯范圍，如圖4所示。橫軸表示了行為主體(教師、學(xué)生)傾向，縱軸表示行為方式(言語、活動)傾向。綜合考察兩個軸間的關(guān)聯(lián)，可將教學(xué)分為五種不同的教學(xué)模式：講授型、對話型、練習(xí)型、活動型和混合型。圖5中給出了這五種不同的教學(xué)模式的區(qū)域分布示意圖。(1)講授型。講授型教學(xué)模式的主要表現(xiàn)是教師的行為處于主導(dǎo)地位，教師的課堂教學(xué)言語行為和活動行為分布相對均衡。(2)對話型。對話型教學(xué)模式的主要表現(xiàn)是課堂教學(xué)言語行為所占比重較大，并且教師和學(xué)生的言語行為相對均衡。(3)練習(xí)型。練習(xí)型教學(xué)模式的主要表現(xiàn)是學(xué)生的活動行為處于主導(dǎo)地位，學(xué)生的言語行為和活動行為分布相對均衡。(4)活動型?；顒有徒虒W(xué)模式的主要表現(xiàn)是課堂教學(xué)活動行為所占比重較大，并且教師和學(xué)生的活動行為相對較均衡。(5)混合型?；旌闲徒虒W(xué)模式的主要表現(xiàn)是課堂教學(xué)活動行為重心偏離云中心相對較少，教師與學(xué)生的行為占有率、語言行為與活動行為的比重相對均衡。步驟3：教學(xué)模式的常模標(biāo)定；基于課堂教學(xué)交互行為云模型劃分教學(xué)模式可以作為描述教學(xué)風(fēng)格的一種方法。這種方法可以用于界定不同課堂教學(xué)的教學(xué)模式。為便于應(yīng)用過程中的實際操作，需要確定不同教學(xué)模式劃分的標(biāo)準(zhǔn)量數(shù)(常模)。依據(jù)圖5所示的教學(xué)模式示意圖，本發(fā)明可以用半徑R和角度θ兩個參數(shù)，對五種教學(xué)模式的區(qū)域進行區(qū)別。其中，半徑R表示課堂教學(xué)交互行為云的重心到課堂教學(xué)交互行為云中心的距離，角度θ為重心矢量與“教師-學(xué)生”維度水平軸的逆時針方向夾角。依據(jù)S-T分析的相關(guān)方法，參考Rt-Ch圖(行為占有率—行為轉(zhuǎn)換率)的教學(xué)模式劃分的經(jīng)驗標(biāo)準(zhǔn)條件，并通過大量計算統(tǒng)計出課堂教學(xué)交互行為云的重心(R,θ)對不同教學(xué)模式的取值參考范圍，如表1所示。表1不同課堂教學(xué)模式取值范圍參考說明：θ取值范圍為0π～2π，以水平方向為起點(0π)，逆時針旋轉(zhuǎn)一周(2π)為終點，起點與終點重合。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書未詳細(xì)闡述的部分均屬于現(xiàn)有技術(shù)。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對較佳實施例的描述較為詳細(xì)，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護范圍的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以做出替換或變形，均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)，本發(fā)明的請求保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁1 2 3