摘要：随着我国教育信息化的推进，数字化课堂教学得到实践，但本应为课堂互动现状带来显著改变的技术并未能发挥应有的潜能。该文通过课堂实录视频分析和问卷调查了解了当前数字化课堂的互动现状，并从学习分析的视角切入提出了数字化课堂互动的优化框架，以研究如何应用技术对数字化课堂互动行为数据进行收集、处理和分析，从而实时获知并预估学生的状态和行为，为教师把握课堂互动开展的精准时机和精准对象，采取有效教学干预与策略调整提供有效支撑。接着，研究通过案例设计、原型开发与专家访谈对框架进行了有效性验证。基于学习分析的数字化课堂互动优化框架作为一项通用框架，为提高课堂互动有效性提供了新的技术方法与路径；而其通过加强信息技术与课堂教学的深度融合促进深度学习发生的指导思想，将能很好助力数字化课堂的建设。
关键词：数字化课堂,学习分析,课堂互动,精准教学,视频分析
一、引言
课堂互动(ClassroomInteraction)是课堂教学活动中最活跃的组成因素，直接影响着课堂教学的效果和质量。相比于传统课堂，1:1数字化课堂除了同样具备传统的师生、教材、桌椅等元素外，更多地融进了先进的信息处理、加工和呈现技术，搭建了一个更能满足师生互动教学需求的泛在技术环境和新型学习空间。课堂的有效互动能有力促进课堂深度学习的发生。虽然当前以电子书包项目为代表的信息技术产品已深入课堂，大大丰富了课堂互动的形式和渠道，但在这些数字化课堂上，课堂互动并没有像我们所期盼的那样发生本质转变；课堂互动的调控权仍集中在教师手上，比如分组、监控、点评等，学生在忙碌于各种工具的使用和交流外，技术在支撑师生、生生互动的“胜任力”方面作为并不显著。因此，即使有着技术的装配，以教师一人之力仍难以在课堂互动有限的时间里既要掌控全局，又要关注个体；既要完成统一预设目标，又要满足班级差异需求。本文将以1:1数字化课堂教学环境为研究环境，基于学习分析技术对课堂互动开展优化研究，旨在通过对课堂互动行为的分析建模和互动状态的可视化呈现，以有效解读课堂互动中的问题与需求，协助教师精准把握课堂互动的时间和对象，做出恰当的决策，从而促进课堂教学的有效互动以及增强课堂深度学习的发生。
二、数字化课堂及其互动现状与优化设想
(一) 数字化课堂及其有效互动
泛在互联网络以及移动学习终端的迅猛发展，使得以课堂丰富互动为特征的人手一机即“一对一(One-to-One，简称1:1)”的新型数字化课堂教学环境成为可能。随着数字校园和智慧校园在现阶段的大力推进，数字化课堂作为建设中的重要环节，受到越来越广泛的关注和应用。数字化课堂体现了信息技术在课堂教学活动中的进一步应用渗透与深度融合，引发了教学理念以及教学方式的极大改变。也有学者在不同语境下将其称之为未来课堂、智慧课堂等，本文在此不对它们一一加以概念区分，而统一称为“数字化课堂”。数字化课堂一般包含三个核心特征：每位老师和学生配备一部具有丰富软件(通常配有互动教学平台)的移动设备；课堂能覆盖方便师生使用的无线网络；师生利用移动设备以及其他课堂交互媒体(比如交互式电子白板等)完成课堂教学任务。
课堂互动是指围绕教学目标的实现，调动课堂教学中的各项主要参与因素，以形成彼此间良性交互作用的整体性动态生成过程。课堂的有效互动可从三个方面加以诠释，即有效率、有效果、有效益。有效果指互动结果符合教学预期目标；有效率指较少的投入获得了较高的产出，在较短的时间内获得较多的发展；有效益指在保证效率和效果的基础上，实现整个活动系统的和谐发展。相对于传统课堂互动较多关注人与人之间的交互，数字化课堂的互动还包括人与技术的互动、人与资源的互动、人与环境的互动、技术与技术的互动、技术与资源的互动、环境与资源的互动、资源与资源的互动等。由于数字化课堂更多地融进了先进的信息处理、加工和呈现技术，数字化课堂下的互动行为相比传统课堂更加多样、准确、快速，技术支持下的有效互动应当更为精准，更能促进深度学习的发生。因此，本文将数字化课堂互动的有效研究定位在互动的精准性上，不仅注重课堂互动结果的有效性，更注重课堂上互动过程的有效性，即在恰当的互动时机，面对准确的互动对象(学生、教师、内容或技术)。而要实现数字化课堂的有效互动，一方面需要借助数字化移动设备对学习者在课堂上产生的互动学习行为轨迹进行全面记录和动态追踪，同时还需要结合学习分析技术，对课堂互动开展的精准时机和精准对象进行有效把握，从而实现及时有效的决策支持和交互干预。在这一过程中，目标学习者的精准定位、学习需求的分析和精准预测、内容推送的精准可控和学习效果的精准反馈四个方面，是实现数字化课堂有效互动的充分条件。
(二) 数字化课堂互动现状分析
为了发现和梳理当前数字化课堂互动中存在的问题以及教师的实际需求，本文一方面基于实录视频对1:1数字化课堂互动进行编码分析，另一方面对1:1数字化课堂授课教师进行问卷调查，然后以此作为依据，开展基于学习分析的数字化课堂互动优化研究。
1. 基于实录视频的数字化课堂互动现状分析
早期课堂互动观察体系(如FIAS、S-T等)的评价因素主要着眼于语言、情感和认知，应用环境主要聚焦在传统课堂。随着技术的发展和资源多样化，交互式电子白板、互动教学支持平台、便携式移动终端等数字设备越来越广泛地在数字化课堂教学中得到应用，因此对于课堂互动分析体系的研究也逐渐加入了对技术、媒体、资源因素的考虑，更聚焦在“行为”上。本文通过整合已有研究结果，在TIMSS录像分析法(编号1)、ITIAS编码系统(编号2)、ICOT量表(编号3)、面向智慧教室的中小学课堂互动观察工具(编号4)与基于人—技术—环境的互动分析编码系统(编号5)的基础上，对个别要素加以细分和重新描述，从教学环节、互动主体、互动形式、互动媒介、使用功能、互动内容、技术支持度以及互动参与度八个维度设计了数字化课堂互动行为分析体系，以编码分析数字化课堂实录视频中的互动问题。
