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摘 要：随着我国近代科技的飞速发展，当代大学生课堂注意力受信息化与网络化的影响越来越显著。基于此，文章首先总结分析了提高当代大学生课堂注意力的方式;其次介绍了课堂应答系统的内涵;然后提出了基于雨课堂应答系统的问答方案设计方法;最后将文章提出的问答方案设计方法应用到实际教学中。通过问卷方式，调查了学生对问答方案提升注意力效果的看法，并总结了多名授课教师对本次实施方案的评价。
关键词：当代大学生;课堂注意力;课堂应答系统
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）22-0062-04
Abstract： The classroom attention of contemporary college students is increasingly affected by the globalization and information of the network. For this reason， this paper firstly analyzed and summarized existing strategies to improve the classroom attention of college students， and secondly introduced the class response system， and then proposed the design principle of the question-answer scheme based on the rain class response system， and finally applied the question-answer scheme in actual teaching. Additionally， the view of the college students on the effect of the question-answer scheme on the classroom attention was investigated， and the evaluation of the teachers on the question-answer scheme was summarized.
Keywords： contemporary college students; classroom attention; class response system
课堂注意力是学生发挥其记忆力、观察力、思维力、想象力的前提和基础。因此，课堂注意力的高低决定了学生接受和吸收课堂讲授内容的效率，也决定了他们的学习成绩[1]。吴琼[2]和吴思展等人[3]的研究表明，影响当代大学生课堂注意力的主要因素有家庭环境、社会环境、教育环境、学生个人注意力持续性以及网络因素等。尤其随着我国近代科技的飞速发展，当代大学生课堂注意力受信息化与网络化的影响越来越显著。
一、提高当代大学生课堂注意力的方式
通过对现有文献总结，作者发现目前针对高校课堂注意力的改善策略主要分为物理信号监控以及教学环境改善两方面，如图1所示。其中，物理信号监控主要分为脑电信号监控[4]和眼动信号监控[5]，教学环境改善主要分为物理环境改善和心理环境改善。
脑电信号监控和眼动信号监控这两种方法，分别主要通过读取脑电信号和眼球微移动速率来实时分析学生的注意力状态及学习情况，并将分析结果反馈给授课教师和学生，以期达到课堂注意力实时反馈的效果，进而提升学生的课堂注意力[6-7]。但是以上方法均需安装专门的监测仪器，因设备成本高、操作不便（需学生穿戴传感器等）以及監测准确性有待提高等问题而难以普及。
物理环境改善主要是指保持良好的教室环境，如适宜的温度、光线、声音、座椅等[8];心理环境改善主要是指保持良好的师生关系，如师生在课堂中的信任、配合、互动等[9]。为了改善学生学习的物理环境和心理环境，很多学者在翻转课堂、问题学习、团队学习等教学模式上进行了积极探索，对于提高学生课堂注意力、课堂积极性以及课堂参与度等确有好处。但是，这些教学模式的显著缺点是教学效率相对低下[10]。除此之外，这些教学模式在学生人数较少的时候相对适用，在学生人数超过50时则难以开展[11]。
二、基于雨课堂的课堂应答系统
区别于传统点名式提问，课堂应答系统（Class Response System，简称CRS）能够使每位学生都参与到课堂互动中来，能够记录学生出勤，即时反馈学生对教师提出问题的解答情况， 同时记录答题信息供课后进行课堂数据分析和开展教学研究[12]。因此，将CRS与现有教学模式相结合，可有效提升大学生的课堂注意力和学习效果。
传统CRS包含发送系统、传输系统、接收系统以及显示系统等一系列硬件及软件系统[10]，存在与物理信号监控方法类似的设备成本高、操作不便等问题。近年来诞生的智慧教学工具——雨课堂，因其操作简便，学生只需用手机关注雨课堂公众号，加入相应的班级即可进行学习，因其有诸多优点，雨课堂逐渐在高校中普及开来[13-14]。由于雨课堂具有点名、问答、投票、课堂测验以及课后总结等CRS功能，同时克服了传统CRS设备成本高、操作不便等缺点，因此可作为提高当代大学生课堂注意力的重要手段。
三、基于雨课堂应答系统的问答方案设计
如图2所示，注意力和刺激之间的关系可由一个倒U 形曲线表示，其中横轴代表受到的刺激水平，纵轴代表注意力高低。在刺激水平过低和过高时（曲线两端），人们的注意力水平均较低。而只有在刺激水平适宜时（曲线中间），人们的注意力水平才会较高[15]。由图2可知，利用课堂问答系统设置问题提升学生的注意力时，问题总数以及问题间隔都应保持在适当水平，这样才能保证学生的注意力处于最佳状态。 由脑科学研究的注意维持10分钟法则可知，学生的注意力维持时间一般为10分钟左右，所以一般情况下单个微课的时间也控制在10分钟左右，因此总体上应保持每个问题的间隔为10分钟左右[13]。考虑到一节课的时长约45分钟，因此每节课设置4～5个问题为宜。
（一）单节课中问题的设置间隔
如图3所示，除了刺激之外，大学生的注意力与时间也存在一定关系[16]。其中，横轴代表单节时间，纵轴代表注意力水平。由图3可知，在完整的一节课中，学生在前5分钟左右注意力相对集中，在中间20分钟左右处于注意力分散期，在结束前的5分钟左右注意力回升。从大学生注意力随时间变化规律可知，教师可以利用课堂问答系统将提问时机着重设置在学生注意力分散期，从而刺激学生提升注意力。
结合大学生注意力与时间关系曲线可知，大学生的课堂注意力在第10分钟附近达到低谷，因此可以将第一个问题设置在第8分钟附近，避免学生注意力跌至谷底;由于第10～15分钟是整节课注意力最低阶段，第二个问题与第一个问题的时间间隔可适当缩短，这里设置为5分钟，因此第二个问题设置在第13分钟附近;15分钟以后注意力逐渐回升，提问时间间隔延长至7分钟，即第三个问题设置在20分钟;后面以10分钟为间隔时间，第四个和第五个问题分别设置在第30、第40分钟，如图4所示。
从图4可以看出，五个问题不仅依据学生注意力是否集中而合理分布，还可以将45分钟的课程自动分割为长度5～10分钟不等的微课，提升学生注意力的同时，还能实现碎片化教学，从而进一步提升教学效果。
（二）多节课中问题的设置间隔
根据大学生在一节课中的注意力变化规律设置问答能够提高学生在单节课中的注意力和学习效果，但是学生掌握的知识会随着时间的变化逐渐降低[16]。因此，为了进一步提高教学效果，还应对多节课间进行问答设置来提高学生在整门课中的注意力和记忆力。
由艾宾浩斯遗忘曲线可知，人们在学习新知识后，随着时间推移会有7个记忆周期，如图5所示。其中，前三个周期为短时记忆周期，后四个周期为长时记忆周期。考虑到一般情况下，一小节课约45分钟;一大节课为两小节或三小节组成，时长约1-2小时;一周内大节课间隔约2-4天;一门课持续1-4月不等。结合艾宾浩斯遗忘曲线，可将问题间隔设置如下：每大节的最后一小节结束后集中测试（节测），每周第一次上课集中测试上周题目（周测）;每月第一次上课集中测试上月题目（月测），如图6所示。
四、问答方案效果分析
为了了解基于雨课堂应答系统的问答方案对提升大学生课堂注意力的效果，我们首先将问答方案引入到机械设计基础II（48学时，5-6周，8-14周，每周两大节课，其中第一大节3小节，第二大节2小节）的教学中;然后通过问卷的方式，调查学生对问答方案提升注意力效果的看法;最后总结了多名授课教师对本次实施方案的评价。
（一）实施方案
问答方案设计如图7所示，每小节课（45分钟）设置5个问题，提问时间依次为第8、13、20、30和40分钟;节测设置在每大节课的最后一小节，测试时间设置在第30分钟（此小节的第30分钟和第40分钟的题目取消）;周测设置在每周第一大节的第一小节，测试时间设置在第30分钟（此小节的第30分钟和第40分钟的题目取消）;月测设置在第9周和第14周的最后一大节课的最后一小节，测试时间设置在此小节的第20分钟（此小节的第20分钟、第30分钟和第40分钟的题目取消）。
（二）问卷调查结果
利用雨课堂问答系统，对学习机械设计基础II课程的全班67名学生进行了问卷调查，调查结果如图8所示。其中55.2%的同学（67人参与投票）认为使用雨课堂问答系统回答问题非常方便;52.4%的同学（63人参与投票）认为基于雨课堂的问答方案（问题的数量及提问时间）非常合理;96.8%的同学（63人参与投票）认为基于雨课堂的问答方案可提高自己的课堂注意力，其中63.5%的同学认为课堂注意力得到明显提升。
（三）授课教师评价
在传统的点名式提问中，仅个别同学能够获得回答机会，若对多名同学提问，则问答时间会成倍增加，大大降低授课时间。而雨课堂应答系统的引入，每位同学均能获得回答机会且不会延长答题时间，促使学生的参与度大大提高。授课过程中可以感觉到，引入本文提出的问答方案后，多数学生在课堂中的总体参与度与注意力明显提升。
五、结束语
基于以上研究，利用注意力与刺激关系曲线以及调查问卷方式确定了单节课中问题的数量，利用注意力与时间关系曲线确定了单节课中问题提问的时间，利用艾宾浩斯遗忘曲线确定节测、周测和月测的时间。将基于雨课堂应答系统的问答方案嵌入到现有教学中，可有效提高当代大学生的课堂注意力，增加学生的课堂积极性，提高教学效果。
参考文献：
[1]丁莹莹.谈注意力曲线与学习金字塔理论对课堂教学设计的启示[J].才智，2018（8）：39-40.
[2]吴琼.高校课堂注意力的研究现状及改善策略[J].教育教学论坛，2020（28）：98-100.
[3]吴思展，张福星.浅析高校课堂教学中学生注意力缺失的原因与对策[J].考试周刊，2014（73）：159-160.
[4]禹东川.基于脑电的课堂注意力监测：构建“可视化”教学生态[J].中小学管理，2016（7）：18-19.
[5]Go R， Wu J， Yang L， et al. Cognitive Psychological Study on The Occurrence of Microsaccades in Visual Spatial Attention[C]// 2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation （ICMA）. IEEE， 2018.
[6]黄丽亚，王圣贤，黄徐铭，等.基于脑电信号的学习注意力评价系统[P].中国：CN108670276A.2018-10-19.
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[8]田慧生.教學环境论[M].南昌：江西教育出版社，1996：47-58.
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[10]陈欣虹.引入课堂应答系统“唤回”学生注意力[J].中国现代教育装备，2019（19）：74-75.
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[15]蒋荣泉.应用翻转课堂教学模式提高学生记忆力的策略[J].中国校外教育，2020（17）：92-93.
[16]何善亮.注意力曲线的内涵及其教学意蕴[J].教育科学研究，2017（5）：46-50.
关键词：当代大学生;课堂注意力;课堂应答系统
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）22-0062-04
Abstract： The classroom attention of contemporary college students is increasingly affected by the globalization and information of the network. For this reason， this paper firstly analyzed and summarized existing strategies to improve the classroom attention of college students， and secondly introduced the class response system， and then proposed the design principle of the question-answer scheme based on the rain class response system， and finally applied the question-answer scheme in actual teaching. Additionally， the view of the college students on the effect of the question-answer scheme on the classroom attention was investigated， and the evaluation of the teachers on the question-answer scheme was summarized.
Keywords： contemporary college students; classroom attention; class response system
课堂注意力是学生发挥其记忆力、观察力、思维力、想象力的前提和基础。因此，课堂注意力的高低决定了学生接受和吸收课堂讲授内容的效率，也决定了他们的学习成绩[1]。吴琼[2]和吴思展等人[3]的研究表明，影响当代大学生课堂注意力的主要因素有家庭环境、社会环境、教育环境、学生个人注意力持续性以及网络因素等。尤其随着我国近代科技的飞速发展，当代大学生课堂注意力受信息化与网络化的影响越来越显著。
一、提高当代大学生课堂注意力的方式
通过对现有文献总结，作者发现目前针对高校课堂注意力的改善策略主要分为物理信号监控以及教学环境改善两方面，如图1所示。其中，物理信号监控主要分为脑电信号监控[4]和眼动信号监控[5]，教学环境改善主要分为物理环境改善和心理环境改善。
脑电信号监控和眼动信号监控这两种方法，分别主要通过读取脑电信号和眼球微移动速率来实时分析学生的注意力状态及学习情况，并将分析结果反馈给授课教师和学生，以期达到课堂注意力实时反馈的效果，进而提升学生的课堂注意力[6-7]。但是以上方法均需安装专门的监测仪器，因设备成本高、操作不便（需学生穿戴传感器等）以及監测准确性有待提高等问题而难以普及。
物理环境改善主要是指保持良好的教室环境，如适宜的温度、光线、声音、座椅等[8];心理环境改善主要是指保持良好的师生关系，如师生在课堂中的信任、配合、互动等[9]。为了改善学生学习的物理环境和心理环境，很多学者在翻转课堂、问题学习、团队学习等教学模式上进行了积极探索，对于提高学生课堂注意力、课堂积极性以及课堂参与度等确有好处。但是，这些教学模式的显著缺点是教学效率相对低下[10]。除此之外，这些教学模式在学生人数较少的时候相对适用，在学生人数超过50时则难以开展[11]。
二、基于雨课堂的课堂应答系统
区别于传统点名式提问，课堂应答系统（Class Response System，简称CRS）能够使每位学生都参与到课堂互动中来，能够记录学生出勤，即时反馈学生对教师提出问题的解答情况， 同时记录答题信息供课后进行课堂数据分析和开展教学研究[12]。因此，将CRS与现有教学模式相结合，可有效提升大学生的课堂注意力和学习效果。
传统CRS包含发送系统、传输系统、接收系统以及显示系统等一系列硬件及软件系统[10]，存在与物理信号监控方法类似的设备成本高、操作不便等问题。近年来诞生的智慧教学工具——雨课堂，因其操作简便，学生只需用手机关注雨课堂公众号，加入相应的班级即可进行学习，因其有诸多优点，雨课堂逐渐在高校中普及开来[13-14]。由于雨课堂具有点名、问答、投票、课堂测验以及课后总结等CRS功能，同时克服了传统CRS设备成本高、操作不便等缺点，因此可作为提高当代大学生课堂注意力的重要手段。
三、基于雨课堂应答系统的问答方案设计
如图2所示，注意力和刺激之间的关系可由一个倒U 形曲线表示，其中横轴代表受到的刺激水平，纵轴代表注意力高低。在刺激水平过低和过高时（曲线两端），人们的注意力水平均较低。而只有在刺激水平适宜时（曲线中间），人们的注意力水平才会较高[15]。由图2可知，利用课堂问答系统设置问题提升学生的注意力时，问题总数以及问题间隔都应保持在适当水平，这样才能保证学生的注意力处于最佳状态。 由脑科学研究的注意维持10分钟法则可知，学生的注意力维持时间一般为10分钟左右，所以一般情况下单个微课的时间也控制在10分钟左右，因此总体上应保持每个问题的间隔为10分钟左右[13]。考虑到一节课的时长约45分钟，因此每节课设置4～5个问题为宜。
（一）单节课中问题的设置间隔
如图3所示，除了刺激之外，大学生的注意力与时间也存在一定关系[16]。其中，横轴代表单节时间，纵轴代表注意力水平。由图3可知，在完整的一节课中，学生在前5分钟左右注意力相对集中，在中间20分钟左右处于注意力分散期，在结束前的5分钟左右注意力回升。从大学生注意力随时间变化规律可知，教师可以利用课堂问答系统将提问时机着重设置在学生注意力分散期，从而刺激学生提升注意力。
结合大学生注意力与时间关系曲线可知，大学生的课堂注意力在第10分钟附近达到低谷，因此可以将第一个问题设置在第8分钟附近，避免学生注意力跌至谷底;由于第10～15分钟是整节课注意力最低阶段，第二个问题与第一个问题的时间间隔可适当缩短，这里设置为5分钟，因此第二个问题设置在第13分钟附近;15分钟以后注意力逐渐回升，提问时间间隔延长至7分钟，即第三个问题设置在20分钟;后面以10分钟为间隔时间，第四个和第五个问题分别设置在第30、第40分钟，如图4所示。
从图4可以看出，五个问题不仅依据学生注意力是否集中而合理分布，还可以将45分钟的课程自动分割为长度5～10分钟不等的微课，提升学生注意力的同时，还能实现碎片化教学，从而进一步提升教学效果。
（二）多节课中问题的设置间隔
根据大学生在一节课中的注意力变化规律设置问答能够提高学生在单节课中的注意力和学习效果，但是学生掌握的知识会随着时间的变化逐渐降低[16]。因此，为了进一步提高教学效果，还应对多节课间进行问答设置来提高学生在整门课中的注意力和记忆力。
由艾宾浩斯遗忘曲线可知，人们在学习新知识后，随着时间推移会有7个记忆周期，如图5所示。其中，前三个周期为短时记忆周期，后四个周期为长时记忆周期。考虑到一般情况下，一小节课约45分钟;一大节课为两小节或三小节组成，时长约1-2小时;一周内大节课间隔约2-4天;一门课持续1-4月不等。结合艾宾浩斯遗忘曲线，可将问题间隔设置如下：每大节的最后一小节结束后集中测试（节测），每周第一次上课集中测试上周题目（周测）;每月第一次上课集中测试上月题目（月测），如图6所示。
四、问答方案效果分析
为了了解基于雨课堂应答系统的问答方案对提升大学生课堂注意力的效果，我们首先将问答方案引入到机械设计基础II（48学时，5-6周，8-14周，每周两大节课，其中第一大节3小节，第二大节2小节）的教学中;然后通过问卷的方式，调查学生对问答方案提升注意力效果的看法;最后总结了多名授课教师对本次实施方案的评价。
（一）实施方案
问答方案设计如图7所示，每小节课（45分钟）设置5个问题，提问时间依次为第8、13、20、30和40分钟;节测设置在每大节课的最后一小节，测试时间设置在第30分钟（此小节的第30分钟和第40分钟的题目取消）;周测设置在每周第一大节的第一小节，测试时间设置在第30分钟（此小节的第30分钟和第40分钟的题目取消）;月测设置在第9周和第14周的最后一大节课的最后一小节，测试时间设置在此小节的第20分钟（此小节的第20分钟、第30分钟和第40分钟的题目取消）。
（二）问卷调查结果
利用雨课堂问答系统，对学习机械设计基础II课程的全班67名学生进行了问卷调查，调查结果如图8所示。其中55.2%的同学（67人参与投票）认为使用雨课堂问答系统回答问题非常方便;52.4%的同学（63人参与投票）认为基于雨课堂的问答方案（问题的数量及提问时间）非常合理;96.8%的同学（63人参与投票）认为基于雨课堂的问答方案可提高自己的课堂注意力，其中63.5%的同学认为课堂注意力得到明显提升。
（三）授课教师评价
在传统的点名式提问中，仅个别同学能够获得回答机会，若对多名同学提问，则问答时间会成倍增加，大大降低授课时间。而雨课堂应答系统的引入，每位同学均能获得回答机会且不会延长答题时间，促使学生的参与度大大提高。授课过程中可以感觉到，引入本文提出的问答方案后，多数学生在课堂中的总体参与度与注意力明显提升。
五、结束语
基于以上研究，利用注意力与刺激关系曲线以及调查问卷方式确定了单节课中问题的数量，利用注意力与时间关系曲线确定了单节课中问题提问的时间，利用艾宾浩斯遗忘曲线确定节测、周测和月测的时间。将基于雨课堂应答系统的问答方案嵌入到现有教学中，可有效提高当代大学生的课堂注意力，增加学生的课堂积极性，提高教学效果。
参考文献：
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