廣西大學(xué)行健文理學(xué)院 吳 璇

一、課堂交互系統(tǒng)簡(jiǎn)介

課堂交互系統(tǒng)又稱課堂互動(dòng)反饋系統(tǒng)、課堂應(yīng)答系統(tǒng)、教學(xué)應(yīng)答系統(tǒng)及互動(dòng)反饋系統(tǒng)等，在英文中常見(jiàn)的 表 述 有Classroom Response System（簡(jiǎn) 稱CRS）、Classroom Communication System（簡(jiǎn)稱CCS）、Audience Resource System（簡(jiǎn) 稱ARS）、Interactive Response System（簡(jiǎn)稱IRS），通稱Clicker。它是一種現(xiàn)代教學(xué)輔助技術(shù)，可以幫助教師快速收集、分析學(xué)生的答題數(shù)據(jù)，并迅速把結(jié)果反饋給教師。

從硬件組成上，Clicker 系統(tǒng)由答題器（又稱無(wú)線發(fā)射器，學(xué)生通過(guò)它進(jìn)行投票并由它發(fā)出信號(hào)）、接收器（利用紅外、射頻或無(wú)線WiFi 技術(shù)接收信號(hào)）和數(shù)據(jù)采集處理服務(wù)設(shè)備構(gòu)成。課堂使用Clicker 系統(tǒng)的一個(gè)典型場(chǎng)景是由教師呈現(xiàn)課前準(zhǔn)備好的問(wèn)題（通常是判斷題或者選擇題），學(xué)生通過(guò)答題器投票，接收系統(tǒng)收到數(shù)據(jù)后立刻進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（一般可以得到描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果，生成直方圖、餅圖等），并反饋給教師，教師根據(jù)學(xué)生的答題情況具體制訂下一步教學(xué)計(jì)劃，決定是否對(duì)該知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)講解、是否組織小組討論等。

1966 年，Clicker 由斯坦福大學(xué)首次引入課堂教學(xué)，由于該系統(tǒng)價(jià)格昂貴、操作復(fù)雜、教學(xué)效果不佳，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有得到很好的發(fā)展。1991 年，Clicker 開(kāi)始商業(yè)化并經(jīng)歷了三代技術(shù)發(fā)展，第一代系統(tǒng)被稱為Classtalk，需要教室安裝特定的有線網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備，成本依然居高不下，難以普及。1999 年，第二代系統(tǒng)借助紅外、射頻技術(shù)，變得簡(jiǎn)易可靠，美國(guó)開(kāi)始掀起Clicker 的應(yīng)用和研究熱潮。這代系統(tǒng)需要配置特殊應(yīng)答器，英文叫Clicker，Clicker 也因此成為課堂互動(dòng)系統(tǒng)的代名詞。伴隨著無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及，第三代Clicker 利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WiFi 進(jìn)行通信，學(xué)生使用可以接入互聯(lián)網(wǎng)的筆記本、平板電腦或智能手機(jī)作為輸入端，不再依賴特殊硬件，更便于使用和推廣。

二、國(guó)內(nèi)Clicker 系統(tǒng)最新研究進(jìn)展

2009 年，蔡天芳教授將Clicker 引入北京交通大學(xué)的物理課堂，Clicker 在中國(guó)的應(yīng)用和研究由此展開(kāi)。相較于美國(guó)的研究熱潮，國(guó)內(nèi)圍繞Clicker 的研究不多，近幾年研究數(shù)量還略有下降。以Clicker、課堂互動(dòng)反饋系統(tǒng)、課堂應(yīng)答系統(tǒng)為關(guān)鍵詞在中國(guó)知網(wǎng)進(jìn)行檢索，時(shí)間設(shè)定為2015—2020 年11 月，返回發(fā)表的中文期刊論文約50 篇，其中應(yīng)用研究約40 篇，焦點(diǎn)主要集中在Clicker 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、教學(xué)實(shí)踐研究和教學(xué)效果評(píng)估三方面。

（一）Clicker 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

國(guó)內(nèi)近5 年自主研發(fā)的Clicker 系統(tǒng)中，較為常見(jiàn)的是手機(jī)App 的開(kāi)發(fā)，如王凌燕小組自主研發(fā)的課堂交互系統(tǒng)手機(jī)App；王春艷小組開(kāi)發(fā)并在四川大學(xué)全校范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用的手機(jī)App“愛(ài)課堂”；張毅等開(kāi)發(fā)的基于Android 平臺(tái)的課堂互動(dòng)應(yīng)答系統(tǒng)；朱貴寶設(shè)計(jì)并應(yīng)用于高職院校的課堂效果及時(shí)反饋系統(tǒng)App；黃珊等設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的教師、學(xué)生、教學(xué)管理三者協(xié)作參與課堂互動(dòng)和教學(xué)管理的Mlicker。也有一些學(xué)者利用現(xiàn)有的開(kāi)源課程學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)平臺(tái)，如使用Moodle 平臺(tái)、Sakai 系統(tǒng)搭建屬于自己的Clicker 系統(tǒng)。有的系統(tǒng)使用時(shí)不需要額外安裝應(yīng)用軟件，如駱正新等人開(kāi)發(fā)的CRS 系統(tǒng)，教師通過(guò)嵌入PPT 的SWF 發(fā)布問(wèn)題，學(xué)生登錄網(wǎng)絡(luò)頁(yè)面或手機(jī)短信作答。以上系統(tǒng)都使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)WiFi 或3G/4G 信號(hào)進(jìn)行通信。除此之外，還有一些學(xué)者在通信上使用ZigBee、無(wú)線射頻技術(shù)（RF）開(kāi)發(fā)Clicker 系統(tǒng)。

（二）教學(xué)實(shí)踐研究

1.Clicker 系統(tǒng)總體使用情況

從答題器設(shè)備來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)大部分學(xué)生使用智能手機(jī)作為答題器；也有學(xué)校給學(xué)生配置了專用答題器，答題器在中小學(xué)課堂上更為多見(jiàn)。從使用平臺(tái)來(lái)看，除了上述自主研發(fā)的Clicker 系統(tǒng)，還有一些教師使用商業(yè)課堂在線互動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，具體有中國(guó)大學(xué)慕課平臺(tái)、游戲化的課堂應(yīng)答系統(tǒng)Kahoot!和華中師范大學(xué)國(guó)家數(shù)字化中心研發(fā)的StarC 云端一體化學(xué)習(xí)平臺(tái)。中國(guó)大學(xué)慕課、游戲化教學(xué)和StarC 云端一體化學(xué)習(xí)等平臺(tái)這幾年在國(guó)內(nèi)有不少實(shí)踐研究，關(guān)注點(diǎn)在Clicker 上的研究?jī)H上述幾篇。從學(xué)校類別和應(yīng)用學(xué)科來(lái)看，Clicker 系統(tǒng)在各類學(xué)校都有應(yīng)用。高等院校中，大學(xué)物理、大學(xué)英語(yǔ)課堂報(bào)告案例最多，臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)中的血液學(xué)、生物化學(xué)，土木工程、攝影基礎(chǔ)等課堂也有案例報(bào)告，總體以大班教學(xué)的基礎(chǔ)課為主，理工科課堂更為常見(jiàn)。中小學(xué)課堂的數(shù)學(xué)、物理、政治、地理等學(xué)科均有案例報(bào)告。

2.教學(xué)方法研究

（1）同伴教學(xué)法

1991 年，美國(guó)哈佛大學(xué)教授Eric Mazur 將Clicker 引入大班物理學(xué)教學(xué)課堂，同時(shí)以合作學(xué)習(xí)理論為基礎(chǔ)創(chuàng)立了同伴教學(xué)法（Peer Instruction，簡(jiǎn)稱PI）。之后，Mazur 小組不斷對(duì)同伴教學(xué)法進(jìn)行實(shí)踐和改進(jìn)，形成了一套完整的教學(xué)流程：教師課前設(shè)計(jì)一套概念測(cè)試題（Concept Tests，通常是選擇題或判斷題），這些題目主要用于幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)并糾正自己在物理學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤概念，并引導(dǎo)學(xué)生深入思考和探索。課堂上，教師向?qū)W生提問(wèn)，學(xué)生利用Clicker 系統(tǒng)投票，教師根據(jù)Clicker 系統(tǒng)提供的學(xué)生答題結(jié)果了解學(xué)生對(duì)該問(wèn)題的掌握情況，進(jìn)而確定下一步教學(xué)任務(wù)。一般來(lái)說(shuō)，如果學(xué)生答題正確率不到30%，教師需要重新講解該知識(shí)點(diǎn)概念；如果學(xué)生正確率在30%—80%，教師就針對(duì)該知識(shí)點(diǎn)組織學(xué)生開(kāi)展小組討論，討論結(jié)束后請(qǐng)學(xué)生重新投票；如果正確率在80%以上，教師就直接公布答案，進(jìn)入下一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)（如圖所示）。同伴教學(xué)法取得了很好的教學(xué)效果，在美國(guó)的課堂上，尤其是在大班教學(xué)的大學(xué)物理、大學(xué)化學(xué)課堂得到了非常廣泛的應(yīng)用，掀起了Clicker 的研究熱潮。Clicker 系統(tǒng)2009 年進(jìn)入中國(guó)也是在大學(xué)物理課堂。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)Clicker 系統(tǒng)的教學(xué)方法研究大部分是圍繞同伴教學(xué)法展開(kāi)的，且主要集中于大學(xué)物理課堂。一些與高校合作的中學(xué)課堂也有報(bào)告使用同伴教學(xué)法的Clicker 教學(xué)案例，如李艷等在初中物理教學(xué)中的應(yīng)用，李美紅等在高中數(shù)學(xué)、歷史課堂上的應(yīng)用。

一些實(shí)踐研究中，雖然沒(méi)有點(diǎn)明同伴教學(xué)法，但仔細(xì)閱讀其教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)際也是同伴教學(xué)法的標(biāo)準(zhǔn)流程，分別是在土木、機(jī)械學(xué)科專業(yè)電工學(xué)課堂、醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)課堂、大學(xué)物理研討課和大學(xué)英語(yǔ)課堂。

（2）問(wèn)題支架式教學(xué)

Clicker 系統(tǒng)可以為問(wèn)題支架式教學(xué)法提供更好的輔助。問(wèn)題支架式教學(xué)是基于建構(gòu)主義的一種教學(xué)方法，主要教學(xué)思路是在解決復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，把問(wèn)題分解為多個(gè)小步驟，利用各種教學(xué)策略作為支架，像建房子從底層搭建腳手架那樣，由教師引導(dǎo)學(xué)生一步一步建構(gòu)知識(shí)。當(dāng)學(xué)生的認(rèn)知形成了穩(wěn)定的知識(shí)結(jié)構(gòu)后，又像房子蓋好后撤去腳手架那樣拆去支架。此方法能幫助學(xué)生掌握解決問(wèn)題的步驟方法，以獨(dú)立解決類似問(wèn)題。在此教學(xué)方法中，支架問(wèn)題的搭建非常重要，Clicker 系統(tǒng)可以幫助教師在搭建每一個(gè)支架的環(huán)節(jié)及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)。

（3）教學(xué)中的靈活運(yùn)用

Clicker 系統(tǒng)的核心功能是為教師提供所有學(xué)生答題結(jié)果的即時(shí)反饋，在課前、課中、課后均可根據(jù)教學(xué)需要靈活運(yùn)用。王春燕、劉翠和孫曉玲分別分享了他們?cè)诖髮W(xué)課堂、小學(xué)科學(xué)課堂、美國(guó)弗洛里達(dá)大學(xué)使用Clicker 輔助教學(xué)的案例。課前，教師利用Clicker 布置預(yù)習(xí)題，根據(jù)學(xué)生的答題反饋，了解學(xué)生舊知識(shí)的掌握情況，預(yù)測(cè)學(xué)生新知識(shí)的學(xué)習(xí)情況。課中，教師利用Clicker 組織開(kāi)展各種形式的教學(xué)互動(dòng)，如搶答、分組學(xué)習(xí)、隨堂測(cè)驗(yàn)等。課后，教師通過(guò)系統(tǒng)組織測(cè)評(píng)，了解教學(xué)效果，在數(shù)據(jù)的幫助下進(jìn)行更好的教學(xué)反思。

3.Clicker 使用效果評(píng)估

訪談和調(diào)查顯示，學(xué)生對(duì)使用Clicker 系統(tǒng)輔助教學(xué)是歡迎滿意的。王春艷調(diào)查顯示，85%—90%的學(xué)生愿意接受手機(jī)輔助課堂互動(dòng)教學(xué)。Clicker 對(duì)教學(xué)效果的幫助主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）出勤率

莫文玲等連續(xù)兩年使用Clicker 輔助教學(xué)，學(xué)生出勤率從傳統(tǒng)課堂的90%提高到了98%以上。

（2）課堂參與和互動(dòng)

多項(xiàng)實(shí)踐研究報(bào)告顯示，使用Clicker 輔助教學(xué)能提高學(xué)生上課時(shí)的注意力和專注力。Clicker 開(kāi)發(fā)的初衷就是增加課堂中師生互動(dòng)和生生互動(dòng)的機(jī)會(huì)和提高互動(dòng)效率，實(shí)踐證明，Clicker 系統(tǒng)對(duì)課堂教學(xué)互動(dòng)確實(shí)有很大程度的幫助。李成豐以FIAS 分析法為參考改編了一套“師生教學(xué)行為分析系統(tǒng)”，使用這套系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)課堂和使用Clicker系統(tǒng)的物理研討課進(jìn)行觀察記錄和編碼。結(jié)果顯示，在物理研討課上，學(xué)生的參與度明顯提升。各項(xiàng)學(xué)生調(diào)查顯示，絕大多數(shù)學(xué)生認(rèn)可Clicker 系統(tǒng)對(duì)教學(xué)互動(dòng)的幫助，如薛勝蘭報(bào)告，92%的學(xué)生認(rèn)為使用Clicker 系統(tǒng)對(duì)增加師生互動(dòng)有幫助和比較有幫助；王春艷報(bào)告，75%的大學(xué)生認(rèn)為使用Clicker 系統(tǒng)能夠增強(qiáng)課堂的參與感和積極性；李智遠(yuǎn)報(bào)告，98%的學(xué)生認(rèn)為Clicker 系統(tǒng)能夠增強(qiáng)互動(dòng)，教師在Clicker 案例中報(bào)告，在課堂上學(xué)生課堂參與度增加。

在Clicker 系統(tǒng)的輔助下，學(xué)生會(huì)更主動(dòng)地思考問(wèn)題，更積極地參與課堂活動(dòng)。首先，使用Clicker 輔助教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高。何苗嫚調(diào)查顯示，在使用Clicker 系統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)班上，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣達(dá)到95%以上，而傳統(tǒng)班只有50%。在薛勝蘭的調(diào)查中，80%的學(xué)生贊同Clicker對(duì)提高學(xué)習(xí)興趣有幫助或較有幫助。其次，靈活使用Clicker 可以激發(fā)學(xué)生好勝心和好奇心。再次，傳統(tǒng)課堂上由于時(shí)間限制，只有少數(shù)學(xué)生可以獲得發(fā)言機(jī)會(huì)，Clicker輔助教學(xué)可以克服這一缺點(diǎn)，讓所有學(xué)生都可以獲得發(fā)言機(jī)會(huì)。同時(shí)，思考較慢的學(xué)生也不會(huì)被前面回答問(wèn)題學(xué)生的答案干擾，是教育公平性的體現(xiàn)。最后，在Clicker 系統(tǒng)中學(xué)生通常都是匿名發(fā)言，不用擔(dān)心發(fā)言傷害自尊，更愿意積極發(fā)言。

（3）成績(jī)

成績(jī)是教學(xué)效果的最直接體現(xiàn)，莫文玲、于中根、李智遠(yuǎn)、何苗嫚進(jìn)行了使用Clicker 教學(xué)的實(shí)驗(yàn)班與采用傳統(tǒng)講授式教學(xué)的對(duì)照班的教學(xué)效果對(duì)比研究，均報(bào)告實(shí)驗(yàn)班學(xué)生成績(jī)顯著高于對(duì)照班。何苗嫚還報(bào)告實(shí)驗(yàn)班學(xué)生成績(jī)的離散度降低，學(xué)生之間的差異縮小。在彭亮等進(jìn)行的學(xué)生訪談中，學(xué)生報(bào)告Clicker 教學(xué)課堂上發(fā)生了對(duì)知識(shí)的積極建構(gòu)，復(fù)習(xí)時(shí)沒(méi)有普通教學(xué)吃力。

（4）元認(rèn)知和認(rèn)知負(fù)荷

于中根使用元認(rèn)知量表和NASA 任務(wù)負(fù)荷指數(shù)量表，對(duì)比實(shí)驗(yàn)班和對(duì)照班學(xué)生的元認(rèn)知水平和認(rèn)知負(fù)荷，發(fā)現(xiàn)課程結(jié)束后，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生元認(rèn)知水平有顯著提高，認(rèn)知負(fù)荷有顯著降低，而傳統(tǒng)班學(xué)生元認(rèn)知水平和認(rèn)知負(fù)荷沒(méi)有發(fā)生改變。實(shí)驗(yàn)班學(xué)生也報(bào)告Clicker 幫助自己對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)、管理和監(jiān)督。李成豐用“師生教學(xué)行為分析系統(tǒng)”，分析了學(xué)生思考物理問(wèn)題時(shí)的思維過(guò)程，發(fā)現(xiàn)同伴教學(xué)法可以幫助學(xué)生轉(zhuǎn)換認(rèn)識(shí)、整合知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生思考時(shí)的自我意識(shí)，有效促進(jìn)了學(xué)生元認(rèn)知技能的發(fā)展。

4.對(duì)教師的幫助

教師通過(guò)Clicker 系統(tǒng)提供便捷形象的實(shí)時(shí)反饋，可以即時(shí)準(zhǔn)確地了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，發(fā)現(xiàn)課堂中尤其是大班課堂中的教學(xué)方案、過(guò)程和活動(dòng)中存在的問(wèn)題，開(kāi)展形成性評(píng)價(jià)，也使教師上課能夠有的放矢。在Clicker 課堂上，教師從知識(shí)講述者變成互動(dòng)教學(xué)者，師生雙向互動(dòng)有了質(zhì)的改變，有的教師還在使用Clicker 與學(xué)生的互動(dòng)中發(fā)現(xiàn)自身的概念錯(cuò)誤。

5.Clicker 的使用經(jīng)驗(yàn)

首先，多個(gè)教師強(qiáng)調(diào)題庫(kù)的重要性。王燕凌等認(rèn)為難度系數(shù)適中，答題時(shí)間在2—6 分鐘的題目適合課堂答題時(shí)使用，而難度系數(shù)較大，答題時(shí)間在4—10 分鐘的題目不適合在課堂上使用。李艷認(rèn)為題目要有層次、有重點(diǎn)和難點(diǎn)劃分，側(cè)重點(diǎn)要合理。其次，如果需要進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，學(xué)生小組人數(shù)不宜過(guò)多，控制在3—4 人較為合適，小組之間可以設(shè)置競(jìng)爭(zhēng)。最后，Clicker 進(jìn)入課堂的早期，學(xué)生有新鮮感，學(xué)習(xí)熱情顯著提高，但是在使用后期，學(xué)生興奮感降低，開(kāi)始敷衍答題，不利于教學(xué)效果的提升。張歡等建議課堂中可以靈活設(shè)置多種投票形式，如搶答、小組競(jìng)賽等。

三、未來(lái)Clicker 研究的啟示

Clicker 近二十年風(fēng)靡于美國(guó)課堂，也是國(guó)際上教學(xué)輔助技術(shù)領(lǐng)域的研究熱門(mén)，它進(jìn)入中國(guó)僅數(shù)十年的時(shí)間，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用研究，尤其是教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)估方面的研究還有很大發(fā)展空間。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)教學(xué)法的研究主要集中在同伴教學(xué)法，而國(guó)外近幾年新出現(xiàn)的學(xué)生互動(dòng)教學(xué)方法，如Dufresne 提出以問(wèn)題為驅(qū)動(dòng)的“Assessing-to-Learn（A2L）”的教學(xué)法，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用研究中還未見(jiàn)涉及。當(dāng)前，“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)新形態(tài)的背景為Clicker 提供了更大的舞臺(tái)，如何將其有效融入MOOC、Spoc、翻轉(zhuǎn)課堂等新型課堂，將會(huì)是今后Clicker 研究的重點(diǎn)方向。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)Clicker 系統(tǒng)的教學(xué)效果評(píng)估方法和角度均比較單一，主要以師生調(diào)查和訪談為主，今后的研究可以引進(jìn)和開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)工具，從認(rèn)知加工、情緒等更多角度進(jìn)行教學(xué)效果的評(píng)估。