基于VICS課堂教學行爲的實時診斷系統

媒介

長期以來，若何對教學過程進行客觀地量化處理，從而避免人爲身分的幹擾，忠實而灵敏地反應課堂教學结果，是教育技術人一向追尋的目標之一。很多學者嘗試從分歧的角度去量化課堂教學過程，進而獲得客觀的評價，本辅助主假如基于"VICS課堂行爲分類模型"與"信息熵"來對課堂行爲進行評價，試圖把浑沌複雜的┞穘堂行爲進行分類量化，實時輸出課堂量化結果，反饋給教學人員，並最終達到改良教學的目标。

辅助利用指南：

第一步：設置好【采樣間隔】，如有需要，還可以自行添加所需要的教學行爲；

第二步：点击【開始測評】；

第三步：點擊分歧的教學行爲便可。

本系統的創新點：

結果實時反饋：相较于以往的讲堂评价系统，需要等候讲堂结束后，才能对讲堂行动进行评价，经常不克不及及时地改进讲堂讲授结果，属于总结性评价。本辅助采取了构成性評價的概念，每当一個讲授行动产生时，系统便可和时地计较出当前产生的讲堂行动环境，反馈给讲授职员，讲授职员按照及时阐发的信息，动态改进讲授使讲堂讲授达到最好状况。

自定義課堂行爲：VICS教學行爲分類系统原则上是十個讲授行动，但是随着多媒体在讲堂中的应用，同时，按照分歧类型的讲堂，可能存在诸多個性化的讲授行动，传统的VICS分类系统已不克不及满足需求，这时候辰用户可以经过过程自定义讲授行动的编制，自行添加相干的讲授行动，从而达到個性化讲授行动的目标，如此便可以打造属于本身的讲堂讲授分类系统。

科普几個概念：

VICS教學行爲分類系系统

VICS(Verbal Interaction Category System)分类系统是基于教师和学生的言语行动而提出的一套分类系统，本质上是对教师和学生在讲堂上的行动进行采样，然后对采样数据进行量化，从而给出分歧的结论。

VICS分类系统包含下方10個分类行动，别离是[1]：

1.“提示”與“唆使”

教師的提示：指对学生的思唯有开导性的说话，比如学生在答复题目或是上台操纵时，教师为了指导学生得出精确成果而表示出的说话行动。教師的提示是成立在学生思想勾当根本之上的。

教師的唆使：指近似于讲授和指导的说话，比如教师奉告学生该做甚么，讲授生一步步地去达成讲授方针；如对某個题目的讲述。教師的唆使首要成立在本身思想勾当根本之上。

2.“狹義提問”與“廣義提問”

教師的狹義提問：指教师提的有唯一精确答案的题目。比如说“中国的首都在哪里？”

教師的廣義提問：指教师提的有多种可选答案的题目。比如说“谁是最可爱的人？”

3.“接管”與“拒否”

教師的接管：指教师对学生的答复完全承认。

教師的拒否：指教师对学生的答复不承认或不完全承认。比如教师以为学生的答复不精确或不是很周全。此行动有时还可以利用于为拓展学生思想与判定能力，对精确的答复专心加以否定，开导学生的自我评判。

4.“反應、應答”

“學生向其他學生的反應”、“學生向教師的應答”：指学生在听到教师或其他同窗的题目或谈吐后所表示出的言语行动，是一种被动行动。

5.“發言”

“學生向教師的發言”、“學生向其他學生的發言”：指学生向教师或其他同窗讲述本身的不雅点或观点，是一种主动行动。

行爲信息熵

熵在热力学中用于左证某一物理系统的无组织或混乱程度。1948年，喷鼻农把它奉行到信息论范畴，提出了信息熵的概念，并将其定义为离散系统的不確定性，当系统各個随机事务的呈现概率不异时，系统的不確定性最大年夜。最大年夜熵道理指出，在必然的束缚条件下，系统的熵总是朝着不竭增大年夜的标的目标成长，至最大年夜时系统趋于均衡。本文所研究的行爲信息熵是根据分类系统所求得的讲授系统中讲授行动子系统的信息熵。[2]

构成性評價

构成性評價(formative evaluation) 是指在讲授过程中为体味学生的进修环境，及时发现讲授中的题目而进行的评价。经过过程构成性評價，教师可以随时体味学生在进修上的进展环境，获得讲授过程中的持续反馈，为教师随时调剂讲授打算、改进讲授编制供给参考。构成性評價是指在勾当运行的过程中，为使勾当结果更好而批改其本身轨道所进行的评价。构成性評價的首要目标是为了明白勾当运行中存在的题目和改进的标的目标，及时点窜或调剂勾当打算，以期获得加倍抱负的结果。

工作道理：

工作道理的核心是通過對課堂行爲的捕捉，然後操纵VICS模型進行分類並進行信息熵計算，得出結果後，實時反饋至教學者，過程圖以下方所示。

第一步：課堂教學啓動；

第二步：行爲汇集：實時觀察課堂教學過程，對此中出現的┞穘堂行爲進行捕捉與登記；

第三步：行爲歸類與統計：根據VICS分類模型，對捕捉到的信息進行分類，統計各行爲情況；

第五步：信息熵計算：操纵各行爲信息，進行信息熵運算；

第六步：結果輸出：把運算結果輸出到交互界面上；

第七部：動態反饋與改進：教學者根據實時運算信息進行課堂行爲改進。

几個首要的计较公式：

信息熵：N为讲授事务個数(含教师和学生讲授事务)，Pi是某讲授事务呈现的概率

最大年夜信息熵：N为讲授事务個数(含教师和学生讲授事务)

應用展望：

在師範學生改良本身教學能力方面，特别是微格教學實驗中，該辅助具有較大年夜的優勢，其突出特點在于，學生能夠根據本身的表現，實時地獲得得分並改良教學風格等。在多次利用該辅助進行同一堂課的評測後，學生不僅能夠提升對課堂教學的┞菲控程度，同時能夠讓課程加倍立體與豐富。

本辅助操纵纯JS代码实现，可完全兼容PC、移动、Pad端，若经过过程python等说话来丰富，同时连系opencv等动态行动捕捉库，可以实现讲堂行动的智能化动态捕捉。别的，可以实现更多近似数据大年夜屏、及时监控、及时反馈的数据可视化子系统，使其成为一個综合性的大年夜型系统，有時間我会做一個近似的综合性系统，先包管头发不掉落光再说！

模型不足之處：

1.操纵VICS模型與信息熵阐发課堂行爲並不克不及涵蓋所有的┞穘堂行爲，課堂行爲除教師與學生的言語行爲以外，還可能存在其他類型的行爲，該模型在課堂行爲覆蓋面上具有改良空間；

2.为了达到信息熵最大年夜值，要求各行动保持划一的呈现的概率。但是实际的讲堂里中，各讲授行动与學生行爲的呈现实在不成能完全概率相等，分歧类型的讲堂，各讲授行动也可能呈现的概率不相等，导致信息熵得分较低，但实在不克不及下结论为该讲堂是存在重大年夜短处。是以操纵VICS分类模型与信息熵评价讲堂行动只反应各讲授行动呈现概率趋近于均衡，从而让讲堂更加丰富。

3.在构成性評價过程中，教师为了让信息熵最大年夜化，可能会可以做出某些行动进而逢迎数值的提升，忽视了讲堂行动自有的特别规律，是以，可能呈现一批为"创新分"而可以存在的讲堂行动。

參考資料：

[1] 杨平坦,刘娟文,罗平.关于讲授行动分类系统VICS的会商.教师理论研究

[2] 杨平坦,罗平.行爲信息熵在讲授过程量化阐发中的利用探析.教研教改