数据驱动的智慧教室环境下学习交互与学习效果的机理研究

There is a surprising lack of research targeting on interaction mechanism and learning outcomes for students in smart classroom. This project aims to comprehensively examine mechanism of learning interaction and learning outcomes in a data-driven smart classroom, and proposes a human-computer learning interaction model and an interpersonal learning interaction model for learning interaction in smart classroom, with the purpose of providing theoretical and practical supports to figure out the mechanism and effect of learning interaction on learning outcomes in smart classroom. Firstly, this project aims to analyses the interaction between students and the online learning platform, in order to clarify students’ online learning interaction mechanism and learning behavior, and constructs a human-computer learning interaction behavior model. Secondly, students’ learning interactions with the physical classroom will be analyzed, and the interaction mechanism between teachers and students will be explained, in order to construct an interpersonal learning interaction model. Finally, mechanism and effect of learning interaction on learning outcomes in smart classroom will be explored through an experimental study. This project is a key way to solve the problems of insufficient interactive teaching, unclear interaction model, and poor learning outcomes in the smart classroom. The results of this project have important values for the popularity and application of smart classroom.

针对当前智慧教室环境下学习交互研究不足、学习效果不够明确等问题，本项目开展数据驱动的智慧教室环境下的学习交互与学习效果的机理研究，提出人机学习交互行为模型和人际学习交互行为模型，为探求智慧教室环境下的学习交互对学生学习效果的影响作用机制提供学理支撑和实践支持。首先，研究分析学生在线上与学习平台的交互，厘清学生在线学习的交互行为与机制，构建人机学习交互行为模型；同时分析学生在线下与实体课堂教学的交互，阐释学生与教师之间的交互行为与机制，构建人际学习交互行为模型；最后通过实验研究探讨智慧教室环境下学习交互对学习效果的影响作用机制。本项目研究是破解智慧教室环境下学习交互不足、交互模式不清、学习效果不佳的关键途径，研究成果对于推动智慧教室的普及与深入应用具有十分重要的意义。

以深度互动为其核心特征的智慧教室能够为学生提供多维度的学习交互，促成深度交互的实现，有利于培养学生的批判性和创造性思维，提升学生问题解决能力与信息技术应用能力，从而更有助于学生进行知识的主动建构，最终提高学生的学习效果。现有研究较少关注智慧教室环境下的学生交互行为机制与交互行为模型，无法解决智慧教室的交互式学习效果不理想的问题。本课题开展三方面的研究内容：1）探讨智慧教室环境下的人机学习交互，主要包括学生与线上的在线学习平台以及线下与智慧教室实体课堂中的信息化教学媒介的学习交互机制；2）探讨智慧教室环境下的人际交互，主要包括教师与学生以及学生与学生之间在实体课堂教学中的面对面的教学行为的交互机制；3）开展智慧教室环境下的学习交互实证研究，探索数据驱动的智慧教室环境下的学习交互对学生学习动因、学习成效和高阶思维能力的影响。研究结果表明，智慧教室环境下的学习交互能显著提升学生的学习成效，并对学生的学习动因，如自我效能、学习参与度、高阶思维能力等产生重要的积极影响。开展数据驱动的智慧教室环境下的学生交互行为研究，是破解智慧教室环境下教学交互不足、交互模式不清、教学效果不佳的关键途径，不仅有利于推动智慧教室环境下的教学的理论与应用实践研究，也有助于推动教师教育思想与教学观念的变革，并有助于提升师生的信息素养以及创新性综合型人才的培养。