教育信息处理[4]讲义

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1、第一节 概述,4.1.1 什么是教学分析,1.分析的含义： 通过对某一个事物、系统的分解，明确构成该事物、系统的成分、要素或侧面。例如：我们在医院做验血就是一种分析。通过对血液的检测，查出病症的根源。,2.教学分析的含义 教学分析是通过对教学（教学过程）的分解，明确构成教学、或使教学成立的各种成分，要素，侧面，以对教学系统有一个明确的认识、理解和评价。例如：我们会对学生、教师作出分析，找出他们的特性，或者是分析教学环境，看它是否符合教学要求等，这些都是教学分析。,4.1.2 教学分析方法,1. 为了分析、评价教学，首先要进行教学测试。,2. 信息技术的发展为教学过程提供了有利的条件，方便我们记

2、录以及处理教学中的各种信息。,例如可以以时间的顺序记录教师何时讲解教学内容，何时提出问题，何时进行总结等；同时也可以记录学生对问题思考的时间，回答的时间等。,3.根据如何将教学过程中，教师、学生的有关信息变换为教学分析有关数据的方法不同，教学分析方法主要有： (1). 逐语记录法 (2). 分类分析法 (3). 时序列分析法,逐语记录法 这是一种将教师、学生的发言，按品词进行分类，并基于这种分类进行数据的记录和处理的教学分析方法。也就是将教师、学生的发言的内容，按照词性归类，得出频率出现的高低顺序，确定那些是认知性内容。,分类分析法 这是一种按照预先制定的行为分类标准，对教学过程中的教师、学生

3、行为进行分类，并通过分类数据对教学进行记录和处理的教学分析方法。它是把教师、学生的行为分类，将教学行为分为一系列的单元行为，找出教师的发言中哪些内容对学生产生直接影响，哪些产生间接影响。,时序列分析法 教学过程、教学过程中的教师、学生行为都是一种时间序列。时序列分析是基于时间序列对教学过程进行记录和处理的教学分析方法。如以时间的顺序记录教师何时讲解教学内容，何时提出问题，何时进行总结等；同时也可以记录学生对问题思考的时间，回答的时间等。,1. 在进行逐语记录时，首先应对教师、学生发言中的各种品词进行分类。分类的方法视分析的目标和要求而定。,4.2.1 代码教学数据,2. 如何进行逐语记录？ (

4、1). 对于记录在磁带上的教师、学生的发言，首先变换为相应的文本记录，并在每一品词前冠以表示该品词的代码，由此将教师、学生的发言变换为代码教学信息。,4.2.1 逐语记录,(2). 在代码教学信息中，为区分教师、学生的发言，应在教师发言以前冠以T，学生发言以前冠以学生名，并以括号表示。,(3). 代码教学数据完成以后，应以文件的形式保存。根据需要，以一定的方式进行处理。,4.2.2 处理方法 用于逐语记录的处理方法有： 1. 品词出现频度图（图4-1）。,(1). 在品词类别排列时，为了易于识别教学的特点，频度应按从大到小的序位排列。,(2). 按语言的功能来看，高位的品词属于认知性的品词，低

5、位的品词属于情感性的品词。,(3). 品词出现频度图告诉我们，这是一种用于知识的传授，具有认知倾向的教学过程。,词性.词类. 语法上对单词按性质和功能进行分类的用语,2. 熵的计算 根据单词出现的顺序位i及其频度p(i)的计算，可计算出对应教学过程的信息熵H。式中，N为品词总的类别数，i为顺序位。,例如：根据图4-1，我们可以得到： 教师的品词出现的累计数 =（410+364+98+36+44）=1087,H = -410 / 1087（log2410/1087） - 364/1087（log2364/1087）- -36/1087（log236/1087） - 44/1087（log244/

6、1087） = 1.948,3. A、B的估计 设单词使用频度的顺序位为n,相应的频度为f(n),其间具有： 式中，a,b,c为常数，令c=0, 可求出a(=A)、logb(=B)。,例如：以教师的品词出现频率为例，将等式两边取对数， c=0 得到 f(n) = b - an 当n =1时 f(1) = b b = f(1) = 410 / 1087 = 0.3772 当n =2时 f(2) = b - a2 a = b - f(2) / 2 = f(1) - f(2) / 2 = （410/1087）- （364/1087） / 2 =（0.3772 - 0.3349）/ 2 = （-0.9

7、750 + 1.0940）/ 0.6931= 0.1717,第三节 分类分析,4.3.1 分类表 1. 分类分析的重要特点。 对教师、学生的行为进行分类（如分为教师行为与学生行为），并根据这种分类，将教学过程分为一系列的单元行为。,2. 分类分析法是把教学过程简化为图4-2所示的这种单纯化的行为模型。,例如：Flanders的行为分类表如表4-2所示。表中，将教师的行为分为两类：一类是对学生间接产生影响的行为，一类是对学生直接产生影响的行为。,4. 过程中的行为记录 (1). 采样。通过采样，可以得到教学过程的分类行为数据序列。 (2). 分组,为了考察单元行为间的迁移，我们将两个相邻的行为分

8、为一组，从教学的开始，一直到结束，顺序地进行这样的划分。,3. 教学过程中的单元行为根据行为者的不同可以分为两类：教师行为、学生行为。这些单元行为由行为分类表所设定。,按一定的时间间隔，例如3秒钟或4 秒钟进行采样的。,例如：经过处理后的分类行为数据序列为：,4.3.2 迁移矩阵 1. 分类分析法是将分类行为数据通过图4-3这样的迁移矩阵进行处理和分析的。,2. 迁移矩阵的制作： (1). 统计行为组出现次数。 (2). 将这些统计的数据填入迁移矩阵，既得到图4-3的结果。 (3). 在迁移的基础上，可进行比例分析、领域分析、相关分析等等。,教师讲话、学生发言及沉寂或混乱的比例,一般课堂上教师

9、讲话的时间约占68%，学生发言约占20%，沉寂或混乱的时间约为11%至12%,间接影响与直接影响的比率。,第1、2、3、4列的合计数除以第5、6、7列的合计数即得出此项比率，如果比率大于或等于1，则表明教师倾向于对学生施加间接影响，他的行为一般与学生的意愿为转移，,积极强化与消极强化之比率,第1、2、3列的合计数除以第6、7列的合计，比率大于1，表明教师注重对学生的学习施与积极的强化，,稳态格,整合格与缺陷格。,第四节 时序列分析,分类分析法的缺点。 分类分析法中，仅考虑了两个相邻行为（项目）间的迁移关系，没有考虑多个项目、多个项目组成的序列间的相互关系。在分类分析中，有关这部分的信息全部没有

10、考虑，全部丢失。由此，人们提出时序列分析方法。,4.4.1 时序列的方法 1. 分类行为的时序列表示。 如图4-4所示，这是一种以时间轴为横轴，行为类别为纵轴的图形。,第四节 时序列分析,4.4.1 时序列的方法 2. 以时间轴为横轴的时序列的局限性。 在图4-4中，横轴表示时间的量度，但纵轴没有表示行为的类别，更没有表示类别的量度。,3. 以时间轴为横轴的时序列的局限性的解决方法。 (1). 可以将教学过程以若干个时间序列，或时间序列的组合表示。 (2). 可以将若干个时间序列的组合作为教学过程中的一种新的要素来考虑。 (3). 可以在这种部分组合序列的基础上构成分析序列，由此实现复杂教学系

11、统的教学分析。,4.4.2 过程-成果模型 1. 教学分析与教学设计有密切的关系。教学分析应充分考虑教学设计的思想和要求。,2. 时序列分析是基于教学的过程-成果模型对教学过程进行记述和分析的。,3. 教学流程是根据教学策略所决定的，而且基本流程应在教学设定时决定。,4. 教师的个人意志对教学流程的设计具有十分重要的作用，教学分析使应对此予以充分地注意。,4.4.2 过程-成果模型 1. 教学分析与教学设计有密切的关系。教学分析应充分考虑教学设计的思想和要求。,2. 时序列分析是基于教学的过程-成果模型对教学过程进行记述和分析的。,4.4.3 用于分析的数据 1. 时序列分析的资料主要来源：,

12、2. 行为数据的记录方法：图4-6（a）。行为数据的数据结构：图4-6（b）。 3. 采样点的选择可以是非定时的（图a），也可以是定时的（图b）。,3. 采样点的选择可以是非定时的（图a），也可以是定时的（图b）。 4. 作为采样的数据，应包括采样的时刻、行为者和行为的类别。 5. 基于采样的数据，我们可以做出各种行为的时序列数据。 (1). 可以是每一行行为者的行为时序列。 (2). 可以是某一行行为的时序列。 (3). 可以是教学过程中各种行为的总的时序列。,6. 为了便于数据的收集和处理，往往使用计算机构成教学分析系统。 内容扩展 图4-7是这样的一个实例:该系统中，由于VTR与计算机相

13、连接，可以做到一边看图像，一边制作相应的数据。,。,7. 基于图像制作的数据的存储。 基于图像制作的数据以一定的文件形式进行存储，文件的存储形式应有利于各种时序列的制作与形成。,7. 基于图像制作的数据的存储。 基于图像制作的数据以一定的文件形式进行存储，文件的存储形式应有利于各种时序列的制作与形成。,4.4.4 分析方法 用作教学分析的主要分析方法。 1. 对行为类别体系的分析。 2. 在各种行为类别的时序列中，找出其中的公共部分，并将它定为部分序列进行分析。 3. 将若干个部分时序列定义为分析序列，对教学系统进行分析,第五节 S-T分析,4.5.1 S-T分析的基本思想,1. 教学受着多种

14、因素的影响，所以我们很难仅从一个方面，以一维的方式进行研究。,2. 我们在参观、评价教学时，往往带有主观的感觉因素，这样仅能对完善教学提出带有感想性的意见，而不能起到实质性的作用。,3. S-T分析为获取具有共识的、客观信息提供了一种有效的方法。,4. S-T分析可用于对教学过程及其分析，进行定量地处理、评价，这是把握教学、完善教学的重要一步。,5. 分类分析的缺点。,6. S-T分析的优点,4.5.2 行为类别,1. 表4-4给出了S-T中行为类别的定义，S-T分析中的行为仅有T行为S行为两类。,2. 教学过程中，T行为主要有：,(1). 听觉的: 教师的讲话行为.,(2). 视觉的: 教师

15、的板书、演示等行为。,3. 教学过程中，T行为的具体表现为：,解说,示范,板书,利用OHP等各种媒体进行提示,提示与点名,评价、反馈,4. S行为包括T行为以外的所有行为。,5. S行为多发生在以下的场合：,(1). 学生的发言。,(2). 学生的思考、计算。,(3). 学生记笔记。,(4). 学生做实验或完成作业。,(5). 沉默。,4.5.3 S-T数据的收集,1. 以手工的方式制作S-T数据，并将观察的结果填入图4-8这样的S-T数据记录卡片。,(1). 设定采样的间隔。,(2). 在观察的过程中，每到采样的间隔选取一个样本。若该时刻为教师行为，则在表中记入T，否则记入S。,例如：设定采样的间隔为30秒。在观察的过程中，每隔30秒选取一个样本。对于50分钟的教学，应有100个样本，记录表中应有100个S或T符号,4.5.4 教学模式,1. 基于S-T分析，指定教学的教学模式的两种表示方法。,(1). 以S行为、T行为随时间变化的S-T图所表示。,(2). 以表示教学性格（类型）的Rt-Ch图所表示。,2. S-T图,(1). S-T图的两种不同的类型,A. 计划S-T图：描述教学设计结果的S-T图 B. 实测S-T图：描述实际教学过程的S-T图。,(2). 计划S-T图的描绘方法。,S-T图应在S-T教学分析卡上描绘。图4-10给出了一种实际应用于描绘S-T