智慧教室环境下协作学习的异常行为特征分析
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作者:何文涛 王良辉 朱玲林 毛刚
摘要：在智慧教室教学实践不丰富的情况下，如何在智慧教室中开展常态化教学是一个亟待解决的问题，而智慧教室中常态化教学的开展需充分了解该环境下教学真相。异常教学行为是反映教学真相的一个方面，异常教学行为的消除对增加教学的确定性、获得良好的预期教学效果具有很大帮助，然而目前却少有人涉及异常教学行为方面的研究。为此，文章选择以协作学习为切入口，通过对比常规教室与智慧教室下协作学习的异常行为特征来积累消除异常教学行为的经验。通过对比分析发现：媒体技术的使用对协作学习的异常行为分布结构影响较小，并不能像期望的那样能有效减少协作学习中的异常行为，协作学习中异常行为的消除主要依赖协作学习活动的设计，而研究介入异常随实验持续逐渐减少，但无法完全消除。因此，面对智慧教室中的智能化技术产品，我们应首先关注它的实际教学功能，然后考虑如何根据实际教学需要选择恰当的智能产品，让智能技术为教学赋能，以减少异常教学行为的发生，而不是为技术所累，为所谓的“智慧好课堂”表演而去刻意使用一些智能技术产品来哗众取宠。
关键词：智慧教室;协作学习;异常行为分析;智能技术;媒体技术
中图分类号：G434
文献标识码：A
文章编号：1006-9860（2020）06-0088-07
一、引言
目前，学界主要关注智慧教室的概念界定、功能设计和交互研究等方面，对智慧教室的标准体系、教学模式、实践案例、评价标准等方面研究较少。这是因为智慧教室的研究刚刚起步，还处在理论探索之中，缺乏足够的教学实践进行验证。在智慧教室教学实践不丰富的情况下，如何在智慧教室中开展常态化教学便成为一个亟待解决的问题，国内外虽有这方面的个案研究，但数量极少，不足于解释智慧教室环境下的教学到底会发生什么、有何新的教学需求、如何开展和评价教学及如何检验智慧教室特定功能的教学适用性。随着智慧教室建设的推进，当前迫切需要对智慧教室环境下的课堂教学进行全方位的探索。而小组协作学习是一种特殊的课堂教学形式，相比其他形式的教学，协作学习无论是活动设计、角色分工，还是活动开展所需的学习环境都较为复杂。如我们能搞清楚智慧教室环境下的协作学习特征，智慧教室下其他形式的教学真相也将会迎刃而解。因此，分析智慧教室下的协作学习特征是探究智慧教室下教学实践真相的突破口。
目前，关于协作学习的分析研究主要集中在协作学习的交互分析上，大致分为结果取向和过程取向两种研究视角圈。结果取向的协作学习交互分析主要关注评估交互效果的指标体系构建和影响协作学习交互效果的因素探索，如Manu Kapu认为同类问题情况下，组员参与度可作为预测小组绩效的指标;Newman等认为可用重要性、相关性、创造性等几个交互认知水平层次来考量交互效果;Jeong等用小组共同知识的提升程度来衡量交互的效果;Fush认为2人或4人的小组规模对学生的参与度无明显影响;而Schellens则认为协作学习中，规模较小组的整体知识建构水平高于规模较大的组;Ding发现全男组和男女混搭组的学习效果差别不大，但明显低于全女生组的学习效果;De Wever认为协作学习中的总结者比其他角色组员的知识建构水平更高;Paul A.Kirschner发现教师参与的协作学习，学生的学习效果更好。但以效果为抓手来研究协作学习质量会遇到归因困难。因为教学效果是多种教学因素临场相互作用的结果，难以确定影响因素与效果之间的因果联系，将教学效果的取得归因于某影响因素是不恰当的。而过程取向的协作学习交互分析则主要关注协作学习的交互结构与行为特征，如Andreas Harrer认为协作学习交互是一个由交互行为序列集合及行为集合的有机组合形成的二层结构会话网络;Hee-Jeon Suh将协作学习交互行为分为三大类九小类，包括理解与解释（提供信息、迁移综合、问题回答）、协作与协调（整合、同意、建议）、其他（冲突、管理、应用技术）;Maria Francisca把交互行为分为交流、冲突、协商、同意、忽视、问题解决、帮助、反思，并用此行为分类分析了面对面的协作学习。目前，协作学习的交互行为分析多研究协作过程中发生了哪些常规行为、表现为何种行为特征，但少有人关注协作学习中的异常行为，而异常协作行为的发生直接影响优良协作学习过程的获得。
不同于常规教室，智慧教室配备了人性化的空间设置和智能化的媒体交互设备，具有丰富的信息感知与加工处理功能，可为小组协作学习提供更多的可施展空间。那智慧教室中的这些“高大上”媒体功能设置能否有效克服如搭便车、隐客等异常行为呢？如果不在智慧教室环境下开展常态化的协作学习教学实践并对其进行异常行为特征分析，我们其實并不清楚智慧教室环境下的协作学习中会出现哪些异常行为及表现出何种特征？但目前有关智慧教室环境下协作学习异常行为方面的研究并不多，何文涛、杨开城等人虽在相关研究中提到过协作学习异常行为，但其研究缺乏系统性，未涉及智慧教室环境下协作学习的异常行为构成、异常行为的具体表现形式及其解决策略等重要方面。而这些方面的研究对我们积累智慧教室环境下开展常态化教学的直观经验、增加智慧教室下教学真相的了解、理智看待智能化技术产品的教育功能等方面具有很大帮助。
二、智慧教室环境下协作学习的异常行为特征分析
（一）数据取样
智慧教室在本质上与普通教室并无差别，因为它们都是教育术语。教育术语没有本质内涵，只有外延特征。从智慧教室的外延特征来看，“智慧教室是指配有先进的多样化媒体技术产品的以供课堂教学使用的智能化物理信息空间，具有空间布局灵活、支持多类电脑终端网络互联、可多角度呈现、所有个体可进行互联网信息的检索分析与呈现等特征”。基于此，本文在实验校多功能教室和校园网硬件配置的基础上，通过增加平板和有道云笔记、问卷星等软件，搭建了满足上述要求的智慧教室。搭建的智慧教室具备在线发布、电子笔记、搜索、拍照、上传、截图、投放、云同步共享、协作交流、在线测试、数据统计与分析等功能。为获取分析智慧教室环境下协作学习异常行为特征的实验样本，样本采集时由相同的教师与协作组分别在常规教室下和智慧教室下各进行一次同质协作学习活动，并将协作学习过程录制下来。以组为采样单位，同一协作组完成一对同质协作活动便可获得1对样本，共收集了32对样本，其中有效样本26对，样本信息如表1所示。 （二）研究方法
教学行为编码是描述教学过程的一种手段，对解释教学现象起到一定的辅助作用。教学行为编码相对开放，允许研究者根据研究需要开发个性化的教学行为编码系统，如较为成熟的VICS行为分类、iFIAS、ITIAS等行为编码系统。但少有研究者涉及异常教学行为编码及异常教学行为分析方面的研究，而异常教学行为的分析与克服更有利于课堂教学的改进。基于此，本文通过协作学习的课堂观察，归纳总结出了协作学习过程中可能会出现的异常行为类型，如表2所示。
判定协作学习中的异常教学行为时，首先以各类异常行为的内容描述信息为标准，对协作学习的交互文本内容进行质性分析，然后以异常行为类型的变化为编码时机，在对应的交互文本后面标注上异常行为编码。
（三）数据处理
为对比分析常规教室下与智慧教室下协作学习在异常教学行为方面的异同，需对26对有效样本进行如下处理：（1）分别将26对协作学习视频样本转录成文本，并对各样本的转录文本进行异常行为编码;（2）分别统计每个样本中出现的各类异常行为频次;（3）分别汇总两种教室下样本的各类异常行为总频次，并找出每个样本中各个异常行为所对应的交互文本。
（四）研究结果
1.两种教室下协作学习中各类异常行为的频次分析
异常行为的每次出现都可能会直接中断协作学习的正常讨论，异常行为的出现频次直接影响协作学习过程的质量，能直观反映出其在协作学习中的真实作用。因此，分析协作学习的异常行为出现频次更有价值。两种教室下协作学习中出现的各类异常行为的总频次及所占百分比，如表3所示。
表3频次数据显示，智慧教室下协作学习中的异常行为在总量上多于常规教室下的异常行为，出现这一现象的原因可能与智慧教室增加了协作学习环境的复杂性有关。其中，智慧教室下出现的搭便车（DC）、媒体介入异常（MT）、分工带来的异常（FG）、人际关系异常（RJ）、应发而未发的异常（WF）、无关学习异常（WG）和指导评价异常（ZP）明显多于常规教室，媒体介入异常行为（MT）出现的最多。可见，智慧教室下媒体技术的使用并不能减少其他异常行为的出现，反而因媒体自身引发更多媒体介入异常。常规教室下搭便车异常行为（DC）出现的频次為0，搭便车是指组员未主动思考而依赖其他组员或其他组来获得学习成果，搭便车行为隐蔽性较强，辨别难度较大，加之常规教室下协作组之间的物理空间阻隔，在一定程度上减少了组间搭便车行为的发生。而智慧教室下组间可通过云协作功能进行实时交流或浏览它组学习成果，为组间搭便车提供了极大便利，所以智慧教室下出现的搭便车多是组间的搭便车。两种教室下的隐客行为（YK）出现频次虽都显示为0，但真实情况并非这样。因为，在采集样本中，我们经常发现有些协作组的学生很少参与小组讨论，表现出明显的隐客行为。另外，虽然我们采集样本时尽最大可能地减少教学实验对教学现场的改变，但由于研究者和研究设备的进入也带来了一些因研究而产生的异常行为。研究介入引发的异常行为（YJ）在常规教室下出现的频次多于智慧教室，这与样本采集时先常规教室后智慧教室开展活动的顺序有很大的关系。
如表3百分比数据显示，智慧教室下媒体异常行为高达46%，从课堂观察和教师访谈中得知，这一现象是由新媒体设备的使用引起的，如设备落后、网络不稳定或使用不熟练等原因，这些问题一旦得到解决，新媒体技术设备的使用将进入常态化，媒体异常行为必然会随之减少。研究介入异常行为（YJ）是由于研究介入而引发的新异常行为类型，研究介入异常在真实的协作学习中并不存在，所以常态化协作学习过程可以不考虑这类异常行为。常态的协作学习中，无论智慧教室下还是常规教室下协作学习中多会出现无关异常（WG）、分工异常（FG）、人际关系异常（RJ）、总结评价异常（ZP）、应发未发异常（WF），较少出现媒体介入异常（MT）、设计异常（SJ），而搭便车（DC）和隐客（YK）也会出现，但由于搭便车和隐客行为比较隐蔽，在协作学习过程中难以被辨别，监督或克服这两类异常行为比较困难。
2.两种教室下协作学习中各异常行为的差异性分析
两种教室下各相同异常行为之间是否存在显著差异仅通过两种教室下协作学习各异常行为的出现频次是难以判别的，还需对两种教室下各相同异常行为的出现频次进行差异性分析。通过对异常行为变量数据进行正态分布检验发现，只有智慧教室下媒体介入异常行为（MT）量成正态分布，为此本文选择对两种教室下相同异常行为之间的差异性进行配对样本非参检验，结果如表4所示。
由表4数据可知，两种教室下的协作学习只在搭便车（DC）、媒体介入异常（MT）、指导评价异常（ZP）上存在显著差异，其他异常行为间均无显著差异。智慧教室下协作学习的搭便车异常明显多于常规教室的原因是云协作功能为小组间搭便车提供了便利，而媒体介入异常多于常规教室的原因可能与智慧教室大量引入现代媒体设备有关。而出现智慧教室下的指导评价异常明显多于常规教室的现象出乎我们的预料，因为智慧教室中不仅为协作组提供了组间交流工具，还为小组提供了微课、电子素材等自主学习的材料，理想状态下可大大减少教师评价指导次数，教师的指导评价次数减少在一定程度上可降低指导评价异常行为的发生概率。
3.协作学习中各类异常行为的表现形式与解决策略
鉴别并克服协作学习中的异常行为需要了解每类异常行为的具体表现，只有这样才能提出或采取有效的具有针对性的教学干预，促进良好协作学习过程的发生。
（1）搭便车与隐客行为
搭便车行为是协作学习过程中常见的不良行为，是指组员表面上是在参与学习活动，有可能还会表现得比较积极，但思想上并不主动思考，坐享其成，窃用或共用他人的学习成果来完成活动任务。搭便车可分为组内搭便车和组间搭便车。组内搭便车一般是某个组员“偷懒”，其他组员则积极投入协作学习。组内搭便车，隐蔽性强，识别难度大，难以施以直接的教学干预及时制止，但可通过明确角色分工、培养小组荣誉感与凝聚力、增强组员学习动机来加以克服。 组间搭便车行为则是小组集体偷懒。组间搭便车在常规教室中表现得比较明显，如跑到他组偷看结果或直接向他组索要结果，这些行为很容易被老师发现并及时制止，所以常规教室下组间搭便车很少发生。以防万一，增加小组之间的间距可降低组间搭便车的发生概率。智慧教室中一些本来为了增加小组间交流或便于成果分享而增设的云协作或云笔记同步等媒体产品功能，反而为组间搭便车提供了方便。这样一来，智慧教室下的组间搭便车就变得更加隐蔽，老师无法监控，这种搭便车行为的消除只能从源头抓起，如在任务要求里规定“组员要积极思考、不能剽窃他人的学习成果，一旦发现扣小红花”，也可通过淡化奖励、激发学生动机来克服学生功利之心、激发学生的好奇心以淡化小组间的竞争意识，使学生的关注点放到协作任务本身上来，同时要求组长行使好监督权利，发现搭便车要及时制止。
隐客表现为小组内某个成员长期不说话或不积极参与活动。这类异常行为在协作学习中经常发生，但监控难度较大，如学生长时间认真思考协作问题，虽发言很少，但每次发言都能推动协作学习朝着正确的方向发展，仅看学生的外在行为和隐客行为没什么区别，而这种现象并非隐客。而那些不参与活动而且还干扰活动开展的隐客较好鉴别。出现这类情况，如教师不在场一般发现不了，但组长可立马察觉并加之制止，这就需要要求组长履行好监督职责。
另外，还有一种不怎么发言也不参与活动的隐客行为。如智慧教室下刘老师推导圆柱体体积公式一课，第1组中共发言529次，1号和3号组员每人只贡献了30条左右的信息，由此怀疑1号和3号组员属于隐客，根据1号和3号组员发言内容可以确定他们属于隐客。教师在巡视时如发现这类隐客行为，可对这类隐客进行及时干预。但教师不可能时刻在场，所以隐客行为的克服一方面要从角色分工人手，另一方面组长要做好调度分工，明确组员各自职责，做到“人人有事干”。另外，学习动机很强的学生一般不会选择做隐客，因此激发学生学习动机有利隐客行为的消除。
（2）媒体介入异常
媒体介入异常行为是指因媒体的使用而引发的不良行为，分为媒体功能（工具）不熟悉引发的异常、设备问题引发的异常、网络不稳定引起的异常和其他无关媒体功能带来的异常四类。前文分析发现，无论常规教室下还是智慧教室下协作学习中都存在媒体介入异常行为。常规教室下的媒体介入异常行为主要表现为功能不熟悉和设备问题引起的异常等。智慧教室下四类媒体介入异常行为都有存在。媒体使用的异常行为的消除相对容易，可通过软件使用培训、更新设备、提高网络稳定性、增加带宽和屏蔽與学习无关功能等措施来解决。
（3）学习无关异常与角色分工异常
无关异常行为是指在协作学习中讨论与学习主题无关的相关言语或行为。协作学习中无关异常行为的出现频次较高，这类异常行为的消除需要教师和组员共同努力，如教师在巡视过程时如发现此类异常可及时制止并引导学生回到协作学习的主题讨论上来，组员尤其是组长还要做好监督工作，各自履行好角色职责。
分工异常行为是指因分工不当造成的一人独揽、一些人没事做、不知道谁做什么或不会做等现象。在协作学习过程中，因分工不当引发的异常行为很多。为克服分工异常的发生，在角色分工时需要明确每个人的职责，确保组员在清楚各自职责的基础上能协助他人完成学习任务，做到互帮互助。
（4）指导评价异常
指导评价引发的异常行为是指因教师提问或指导不当而引起学生混乱或困惑的不良行为，具体表现为5个方面：第一，教师在回答学生问题时缺乏耐心，解决方式粗暴;第二，教师对学生的回答回应不当或语义含混，如学生回答“水中球为什么浮起来”时的老师回应“跟乌鸦喝水是一个道理”，对话中的“乌鸦喝水”和“水中球浮起”是两个完全不同的现象，但教师并未明确指出学生的回答错误或给予正确解答;第三，教师对学生的指导或回应缺乏完整的知识语义，甚至多次重复，不具有指导作用;第四，教师因指导或回应时机不当引发学生混乱或干扰学生讨论;第五，教师未随机应变给予恰当的指导而带来的混乱。
指导评价异常的克服并没有什么快捷的方法，需教师多方面积累，如：在工作中不断提高专业知识技能，多积累好的问题或事实范例，以应对教学过程中的各种突发情况;在处理师生关系时，要充分包容学生，这样在指导学生时才能不急不躁;充分相信学生，戒除控制欲，给学生自由发挥的空间。
（5）未发异常与人际关系异常
未发异常是指本该发生而未发生的行为，如学生多次提问后未得到教师或组员的回应，这便是一个未发异常行为。人际关系异常是指由组员交往过程中产生的相互诋毁、孤立、轻视、不待见或不信任对方等人际冲突行为。未发异常和人际关系异常的克服需要组员相互合作、彼此尊重信任及建立良好的学习伙伴关系。
（6）活动设计异常与研究介入异常
活动设计引发的异常是指活动设计本身的缺陷或任务表述不清晰而引发的如学生不知道怎么做或做什么，或某些设计引发学生不满等异常行为。活动设计异常可通过协作学习活动的缺陷分析加以克服。
研究介入异常表现为研究设备或旁观者的进入教学现场所带来学习干扰。在教学实验中无论如何控制外部条件，都无法消除研究介入对课堂教学的影响。而这类异常行为在常态协作学习中并不存在，对它的研究实践价值较小，因此本文不再对此类异常进一步赘述。
三、讨论与反思
（一）媒体技术的使用并非像期望的那样能有效减少协作学习中的异常行为
从分析数据来看，总体上智慧教室下协作学习中出现的异常行为普遍比常规教室下出现的异常行为要多。从各类异常行为的出现的平均频次来看，智慧教室下出现的搭便车、媒体介入异常和指导评价异常明显多于常规教室，分工带来的异常、人际关系异常、应发而未发的异常和无关学习异常也多于常规教室。其中，媒体使用引起的异常行为出现最多，智慧教室下媒体介入异常所占比高达46%，几乎占了智慧教室下异常行为的一半。虽然，研究介入异常和活动设计异常少于常规教室，但这并不是媒体技术使用的功劳，而是分别由师生逐渐适应研究介入的实验环境和协作学习活动的设计优化引起的。协作学习中引入有道云笔记的初衷是为了增加组间交流、实时共享小组学习成果，但此功能为协作学习带来便利的同时也增加了组间搭便车行为的发生概率，智慧教室下共出现了15次搭便车行为，占智慧教室下总异常行为频次的2%。而两种教室下的协作学习只在搭便车、媒体介入异常、指导评价异常的出现频次上存在显著差异，在其他异常行为数量上并无明显差异。从以上分析可知搭便车异常和媒体介入异常存在差异是由媒体技术的使用引起的，而两种指导评价异常之间的差异暂无法证明与媒体使用有关，但媒体技术的使用并未减少智慧教室下指导评价异常行为的出现。 （二）媒体技术的使用对协作学习的异常行为分布结构影响较小
智慧教室下的媒体异常行为多是由设备落后、网络不稳定或功能使用不熟练等原因造成的，这些问题一旦得到解决，新媒体技术设备的使用将进入常态化，媒体异常行为也会随之减少。而研究介入异常是由于教育研究实验需要而人为制造的新的异常行为类型，在常态化的协作学习教学实践中并不存在。所以，智慧教室下与常规教室下的常态化协作学习中的异常行为分布终将趋于一致，即多出现无关异常、分工异常、人际关系异常、总结评价异常、应发未发异常几类异常行为，较少出现媒体介入异常和设计异常，有时也会出现搭便车和隐客异常，媒体技术的使用并未改变协作学习中的异常行为分布结构。
（三）研究介入异常随实验持续逐渐减少，但无法完全消除
任何教育实验都需要遵循研究伦理，即使是教师本身作为研究者进行的教学研究也需要告知当事人并征求当事人的同意。一旦研究者或研究设备进入教学现场，常态的教学环境就会遭到破坏，师生必定会受到一定程度的影响，致使课堂教学中常会发生一些本该不会发生的言谈或举止。这些本该不会发生的行为便是由研究介入引起的异常行为。本文的教学实验顺序是先常规教室后智慧教室，常规教室下研究介入异常占异常行为总数的10%，而到了智慧教室则减少到了2%。可见，随着实验的不断推进，师生会逐渐适应研究者或研究设备的存在，研究介入异常行为也会随着逐渐减少，但我们无法完全消除教学实验中的这种异常行为，即使在教学实验中进行了严格的污染控制。因为在私人化的教学中，一旦有外人在场，师生总会感觉不自在，常态下可能会出现的不良学习行为也会被过滤掉，就像男女恋爱时一样，总想把好的或别人想看的一面展现出来，师生被迫变成了“群演”，这样一来课堂教学变得不再像平时“过日子”那样常态，有时甚至会变成“表演”。
（四）多数异常行为可通过活动设计加以克服
如协作学习中常出现的无关异常、人际关系异常、应发未发异常、搭便车和隐客等异常行为，可通过任务要求设计来加以克服，如“在协作学习中不可讨论无关话题，本组成员要相互尊重、通力合作、互通有无共同完成学习任务，如组员观点产生冲突需要耐心沟通，不可相互诋毁”这样的任务要求。在协作活动设计时，如注重小组组建、角色分工，可有效提高小组成员的职责意识，对消除分工异常行为大有帮助;而规范活動任务内容的表述、设计活动的实施环境或调整任务的先后顺序等措施能有效减少活动设计引起的异常。虽然协作学习的总结评价异常行为的克服主要依靠教师的专业素养和个人智慧，但通过尽可能多地预设协作学习中可能出现的突发情况，然后精心设计解决突发情况的教学范例也能在一定程度上减少这类异常行为的发生。提升设备配置、稳定网络、提高师生信息素养和提升功能的易用性虽是减少媒体介入异常行为的主要策略，但在活动设计时就为师生选择好顺手的、简单易用的恰当媒体工具也能减少此类异常行为的发生。所以，在某种程度上说，协作学习中出现的各种异常行为都能从活动设计层面上为其找到相应的规避方法。
四、结语
智慧教室的空间布局、智能技术产品功能无论多么炫酷，其本质仍是教室，它的主要教学功能还是为课堂教学提供场所或技术服务，而如何在该环境下开展常态化的课堂教学是研究智慧教室的归宿。在教育技术领域，每逢新媒体技术的出现，人们总是迫不及待地把这些新媒体技术引入到教学中来，期望利用新媒体技术的优势改良教学或解决教学中的问题，我们对装配了多种智能化技术产品的智慧教室这种新事物更是如此。为增加教学的确定性，获得良好的预期教学效果，我们期望通过智慧教室中的智能技术产品来消除课堂教学中的异常教学行为。本文通过分析常规教室和智慧教室下协作学习的异常行为特征发现，我们并未如偿所愿：协作学习中异常行为的消除主要依赖协作学习活动的设计，而非智慧教室中媒体技术的使用，媒体技术的使用对协作学习的异常行为分布结构影响较小，并不能像期望的那样能有效减少协作学习中的异常行为。因此，面对智慧教室中的智能化技术产品，我们应首先关注它的实际教学功能，然后考虑如何根据教学需要选择使用恰当的智能产品，让智能技术真正地为教学赋能，以减少异常教学行为的出现，而不是为技术所累，为所谓的“智慧好课堂”表演而去刻意使用一些智能技术产品来哗众取宠。
收稿日期：2020年1月11日
责任编辑：赵云建
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