《武汉工程大学学报》 2011年09期
84-87
出版日期：2011-09-30
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
基于ST分析法的教学分析软件
0引言教学过程是一种非常复杂的教师与学生之间动态的信息传递过程.教学分析就是寻找和解构教学过程中的诸要素及其相互关系，通过某种分析方法，对教学系统有一个明确的认识、理解和评价.然而，在教学过程中传递的教育信息大多有量度水平低、信息具有模糊性、采集样本少等特点，不利于直接定量进行研究和分析，因此传统的教学分析往往是让教学经验丰富的教师来听一次课，根据其经验做出定性的评价，然后再通过写评语或者讨论的方式反馈给教学者.这样的评价方式有经验传承的有利之处，但也存在定性评价很大程度上依赖于听课教师的主观经验和教学个性偏好的弊端，评价往往流于感想性的意见；而且评价结果也很难反映长期的过程中教学者的教学水平的变化.ST分析法是一种以直观的图形方式分析教学个性的教学分析方法，它将教学过程中各种复杂的行为分为S行为和T行为两个类别，与其他分析方法相比，大大减少了行为分析记述中记录者主观经验的模糊性，提高了分析过程和记录结果的客观性与可靠性.在ST分析法在数据采样过程中，采样者需要一边根据设定的采样时间间隔进行计时，一边对教学过程进行采样.若设定的采样时间间隔取得过长，那么在一次完整的教学过程中所采样数就会越少，采样者判断是S行为还是T行为就会较模糊困难，对后续的分析结果会产生一定影响；若采样的时间间隔取得过短，采样者就有可能因需要同时分心计时而错过采样，同样对分析结果会产生影响.另外，一个完整的教学时间通常大约有45分钟，以采样时间间隔为10秒一次来计算，记录的ST数据将会有270个，分析者若手工来计算ST数据以及绘制ST图和RtCh图将会十分繁琐，而且也不能即时得到分析结果做出及时反馈.因此，我们基于VB开发平台设计与开发了一个基于ST分析法的教学分析软件，来实现ST数据的实时采样以及分析的自动化.1ST教学分析软件的设计本软件设计了两个模块，分别对应ST数据的采样和ST数据的分析与输出两大功能，软件总体的系统结构图如图1所示.图1ST教学分析软件的系统总体结构图
Fig. 1Block diagram of the ST analysis software 由于本软件数据的记录和读取功能依赖Excel模块，所以在主窗体载入时需检查系统中是否装入了Excel软件，若没有则软件直接退出，软件的总体程序流程图如图2所示.图2ST教学分析软件的程序流程图
Fig. 2Flowchart of the ST analysis software1.1ST数据采样模块数据采样模块主要实现功能就是在教学过程中，能让采样者设定初始采样时间间隔，并及时准确地记录整个教学过程的ST数据，而不用担心记录过程中的计时误差或者漏记数据，最终还能将记录的ST数据存储为Excel格式的文件以备后续的分析利用.ST数据采样模块的总体框架主要包括用户输入、信息显示、提示音与记录显示三部分，如图3所示.图3ST数据采样模块结构图
Fig. 3Block diagram of the data sampling moduleST数据采样模块通过VB软件平台开发的界面设置如图4所示.图4ST数据采样模块界面设计图
Fig. 4Graphical interface of the data sampling module对ST数据采样模块中用到的对象进行属性设置，如表1所示.表1ST数据采样模块中的对象设置属性
Table 1Properties of the objects in the data sampling module对象名属性名属性值说明Command1Caption开始启动采样过程Command2CaptionS行为选择当前为S行为Command3CaptionT行为选择当前为T行为Command4Caption退出完成采样或退出本模块Command5Caption显示记录显示或隐藏已采样的ST数据Command6Caption提示音打开或关闭提示声音Label1Caption已采样数显示已经采样的数量Label2Caption当前行为显示上一次采样的值Label3Caption用时显示采样已花费的时间Label4Caption采样间隔显示当前采样间隔Option1Caption10秒选择表示采样间隔为10秒Option2Caption30秒选择表示采样间隔为30秒Timer1EnabelTrue用于控制采样间隔当载入数据采样模块时，“S行为”和“T行为”按钮为灰色禁用状态，初始采样间隔可在窗口右上选择，也可以按“退出”按钮直接退出模块.当按下“开始”按钮进入数据采样计时后，“开始”按钮将变为禁用状态.而“S行为”和“T行为”按钮将在采样时间到来时变为绿色可用状态，以等待采样者选择.在采样进行的过程中，为免采样者漏记数据，用户可点击切换“提示音/静音”按钮，使得采样时刻到来时发出声音提示采样者记录数据.切换“显示记录/隐藏记录”按钮可以用来打开查看或者关闭采样者已经记录下的ST数据.第9期李钱光，等：基于ST分析法的教学分析软件
武汉工程大学学报第33卷
1.2ST数据分析模块ST数据分析模块主要用来分析实时采集的或者已存储的ST数据，直接计算出采样总数、Rt值和Ch值等数据，绘制出ST图和RtCh图，并判断出该ST数据对应的教学过程属于什么类型的教学模式，最终还能将得到的数据分析结果以word文本的形式输出，以备记录存档，以利于教学者进行教学分析比较和完善改进.ST数据分析模块的使用界面设置如图5所示. 图5ST数据分析模块界面设计图
Fig. 5Graphical interface of the data analysis module 对ST数据分析模块中用到的对象进行属性设置，如表2所示.ST数据分析模块对载入的以Excel格式记录的ST数据进行分析的流程如图6所示.数据分析模块启动后会提示选择载入要进行分析的ST数据，点击“ST分析”按钮，首先绘制出ST图和RtCh图的框架，然后将载入的S、T数据进行统计，并根据统计得出的数据来绘制教学过程对应的ST图；同时还统计出整个过程中S行为和T行为转换的总数，进一步计算Rt值和Ch值，最终绘制出RtCh图，并根据标准条件反馈出该教学过程对应的教学模式.如果研究者需要将分析结果存档进行后续的研究分析，还可以点击“生成文档”按钮，模块自动地将所有的统计结果以及ST图和RtCh图都记录在新生成的word文档中.表2ST数据分析模块中的对象设置属性
Table 2Properties of the objects in the
data analysis module对象名属性名属性值说明Command1CaptionST分析点击将进行ST分析Command2Caption生成文档点击将生成分析文档Command3Caption退出点击以退出模块Label1CaptionRt：显示Rt的值Label2CaptionCh：显示Ch的值Label3Caption教学模式：显示教学模式Label4Caption采样总数：显示样本总数Label5Caption教师行为：显示数据中教师行为数Label6Caption学生行为：显示数据中学生行为数Picture1Backcolor&H8000000C&图片框的背景色设为灰色Picture2Backcolor&H8000000C&图片框的背景设设为灰色图6ST数据分析流程图
Fig. 6Flowchart of the data analysis module 2大学物理课堂案例实证研究本研究以孝感学院《大学物理》课程中“静电场”这一章节作为案例进行实证研究.我们选择采样时间间隔为30秒，45分钟的教学时间记录下89个ST采样数据，如表3所示.将表3中的ST数据载入到ST分析模块中，点击“ST分析”按钮进行自动分析，得到了如图7所示的分析结果图.在生成的分析结果中可以看出，此次教学过程中总采样次数为89个，其中教师行为63个，学生行为26个，教师占用教学时间比例达到70%，教师和学生的行为转换比例达到35%，教学模式被判定为讲授型.该软件还可以将分析结果通过该模块自动生成Word文档作为教学档案保存，可以对教学过程进行长期的比较研究，促进教学不断改进.分析报告如图8所示.表3大学物理课教学过程ST数据采样表
Table 3The sampleddata table for a college
physics course01234567890TTTSTTSTTT1TTSTSTTTTS2TTTSTTTTTT3TTSSTTTSTT4TTTTSTTTSS5STTTSSTTTS6STTTTSTTTT7TTTSTSSTTT8TTSSSSTTTT9TSSSSTTTT图7大学物理课堂教学ST分析图
Fig. 7ST analysis graphics for a college physics course图8大学物理课堂教学ST分析报告
Fig. 8ST analysis reports for a college physics course