大數(shù)據(jù)背景下科學(xué)課教師的教學(xué)行為評(píng)析*
——以兩節(jié)小學(xué)科學(xué)同課異構(gòu)課為例

陳俊強(qiáng)　連陽梅　馮　濤

（1．廈門市思明區(qū)觀音山音樂學(xué)校，福建廈門 361009；2．廈門市前埔北區(qū)小學(xué)，福建廈門 361008；3．首都師范大學(xué) 教育技術(shù)系，北京 100048）

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大數(shù)據(jù)背景下科學(xué)課教師的教學(xué)行為評(píng)析*
——以兩節(jié)小學(xué)科學(xué)同課異構(gòu)課為例

陳俊強(qiáng)1連陽梅2馮濤3

（1．廈門市思明區(qū)觀音山音樂學(xué)校，福建廈門 361009；2．廈門市前埔北區(qū)小學(xué)，福建廈門 361008；3．首都師范大學(xué) 教育技術(shù)系，北京 100048）

摘要：文章對(duì)大數(shù)據(jù)背景下科學(xué)課教師的教學(xué)行為評(píng)析進(jìn)行了探討，提出了針對(duì)課堂教學(xué)行為評(píng)析的研究結(jié)論：對(duì)課堂教學(xué)行為的數(shù)據(jù)分析，能夠幫助教師發(fā)現(xiàn)和解決課堂教學(xué)問題，促進(jìn)教師改進(jìn)課堂教學(xué)行為；結(jié)合課堂教學(xué)行為大數(shù)據(jù)進(jìn)行定量與定性相結(jié)合的綜合分析，能夠豐富課堂教學(xué)評(píng)析的手段、提高評(píng)析質(zhì)量；結(jié)合大數(shù)據(jù)對(duì)科學(xué)課進(jìn)行全面綜合的分析是教育信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是今后進(jìn)行課堂教學(xué)研究的新方向。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；科學(xué)課；教學(xué)行為評(píng)析

一　研究背景

長期以來，作者使用“經(jīng)驗(yàn)分析法”對(duì)小學(xué)科學(xué)探究式教學(xué)中的教學(xué)行為進(jìn)行評(píng)析研究，但往往因評(píng)析依賴主觀經(jīng)驗(yàn)，缺乏客觀數(shù)據(jù)的支持，對(duì)教育科研的科學(xué)性、課例評(píng)析的準(zhǔn)確性產(chǎn)生了一定程度的制約。為提升課例評(píng)析的科學(xué)性，作者參加了由首都師范大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開展的“教師在線實(shí)踐社區(qū)COP”課題研究，在對(duì)課例進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)式分析的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了基于大數(shù)據(jù)的課堂教學(xué)行為觀察分析方法，以期通過課堂觀察數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)行為的內(nèi)在規(guī)律，從而揭示教學(xué)行為的意義。本研究利用上述兩種分析方法，針對(duì)小學(xué)科學(xué)“照鏡子”一課，采用同課異構(gòu)的形式進(jìn)行了教師教學(xué)行為的評(píng)析研究。

二　分析方法簡介

1 經(jīng)驗(yàn)分析法

經(jīng)驗(yàn)分析法（又稱“因素分析法”）是指根據(jù)課例選擇應(yīng)考慮的各種因素，憑借分析人員的經(jīng)驗(yàn)集體研究確定選擇對(duì)象的一種方法［1］。它是一種定性分析的方法，依據(jù)分析人員經(jīng)驗(yàn)做出選擇，簡便易行，特別是在被研究對(duì)象彼此相差較大以及時(shí)間緊迫的情況下比較適用。經(jīng)驗(yàn)分析法的缺點(diǎn)是缺乏定量依據(jù)，準(zhǔn)確性較差。

2 基于課堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法

基于課堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法主要以課堂中的師生互動(dòng)行為為主要研究對(duì)象，通過觀看課堂錄像并對(duì)其編碼，將課堂中的行為信息量化，以發(fā)現(xiàn)課堂中的師生行為規(guī)律，揭示課堂中的教學(xué)活動(dòng)結(jié)構(gòu)的研究方法［2］。

本研究使用了結(jié)構(gòu)編碼體系S-T觀察分析方法（下文簡稱S-T分析法）和記號(hào)體系觀察分析方法。其中，S-T分析法適用于對(duì)教學(xué)過程及其活動(dòng)進(jìn)行分析，包括定量處理和定性評(píng)價(jià)［3］。S-T分析法利用S-T圖和Rt-Ch圖進(jìn)行教學(xué)結(jié)構(gòu)分析，Rt是教師行為占有率，Ch是師生行為轉(zhuǎn)換率。根據(jù)Rt和Ch值，將課堂教學(xué)模式分為練習(xí)型、混合型、講授型和對(duì)話型四類。記號(hào)體系觀察分析方法是利用記號(hào)（如“正”字），針對(duì)課堂中某個(gè)維度的教學(xué)行為進(jìn)行記錄的觀察方法。本研究針對(duì)課堂教學(xué)中的“有效性提問”、“對(duì)話深度”和“四何問題”等三個(gè)維度進(jìn)行了觀察記錄。

三　課程簡介

本研究針對(duì)小學(xué)科學(xué)“照鏡子”一課，采用“同課異構(gòu)”的形式分別開展了兩次課堂教學(xué)，并以這兩節(jié)課作為評(píng)析研究對(duì)象。在本研究中，兩節(jié)課分別命名為“照鏡子1”和“照鏡子2”。

“照鏡子”一課要求學(xué)生完成四個(gè)方面的學(xué)習(xí)任務(wù)：①了解平面鏡可以改變光的傳播方向；②了解平面鏡的構(gòu)造特點(diǎn)；③知道平面鏡能成像，像與物體的左右相反；④了解平面鏡的用途。兩節(jié)公開課的教學(xué)內(nèi)容相同，但教學(xué)對(duì)象不同——“照鏡子1”是國家級(jí)公開示范課，教學(xué)對(duì)象是來自城區(qū)中心校的學(xué)生，他們有一定的科學(xué)探究學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)；“照鏡子2”是一堂送教下鄉(xiāng)課，教學(xué)對(duì)象是鄉(xiāng)村中心校的學(xué)生，他們平時(shí)沒有專職的科學(xué)教師任課，缺乏科學(xué)探究學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。

基于學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的差異，教師采用了不同的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。兩節(jié)課詳細(xì)的教學(xué)活動(dòng)流程如圖1所示，可以看出：“照鏡子1”在教學(xué)環(huán)節(jié)的把握、教學(xué)材料的設(shè)計(jì)以及期待學(xué)生達(dá)成的認(rèn)知深度上，要遠(yuǎn)高于“照鏡子2”；“照鏡子1”注重實(shí)驗(yàn)探究，“照鏡子2”側(cè)重游戲感知。

圖1　兩節(jié)課的教學(xué)流程示意圖

四　教師教學(xué)行為分析

因?qū)W生學(xué)習(xí)水平的不同，教師應(yīng)采用與之相應(yīng)的教學(xué)模式和方法進(jìn)行教學(xué)，做到因材施教。為了能夠評(píng)析教師的教學(xué)行為是否積極有效，本研究將分別采用經(jīng)驗(yàn)分析法和基于課堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法對(duì)這兩節(jié)課進(jìn)行評(píng)析。

1 以經(jīng)驗(yàn)分析法對(duì)兩節(jié)課進(jìn)行評(píng)析

經(jīng)驗(yàn)分析法以評(píng)課教師的已有經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，可在當(dāng)堂課后及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，能比較全面地反映出課堂的一些情境，且易于操作。利用經(jīng)驗(yàn)分析法對(duì)兩節(jié)課進(jìn)行評(píng)析，得出如下結(jié)果：

（1）認(rèn)知目標(biāo)達(dá)成過程不同?！罢甄R子1”力圖從事物的科學(xué)原理方面來引導(dǎo)探究，具有一定的高度；“照鏡子2”是學(xué)生在游戲中達(dá)成對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的認(rèn)知。所以，“照鏡子1”的教學(xué)活動(dòng)要比“照鏡子2”豐富，且有教師的“強(qiáng)勢(shì)”干預(yù)對(duì)話，如教師連續(xù)提出諸如“人的眼睛為什么能看到物體”、“物體能成像，成像的規(guī)律是什么”此類具有一定難度的問題，若沒有教師的指導(dǎo)與支持，學(xué)生將很難完成學(xué)習(xí)任務(wù)。相比之下，“照鏡子2”則多以游戲觀察活動(dòng)為主，教師通過講解、啟發(fā)和演示等行為，引導(dǎo)學(xué)生達(dá)成認(rèn)知目標(biāo)。

（2）教學(xué)材料組織的復(fù)雜度不同?！罢甄R子2”選擇的材料是反光性強(qiáng)的塑料板，材料單一，便于學(xué)生快速掌握使用；“照鏡子1”不僅采用了鏡子，還有煙霧式的實(shí)驗(yàn)箱和激光筆等，實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，但能夠豐富實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的多元化，同時(shí)也需要教師具有較強(qiáng)的課堂實(shí)驗(yàn)控制能力。所以在課堂教學(xué)中，要提倡設(shè)計(jì)使用“能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一定思考，并能自己動(dòng)手解決問題”的結(jié)構(gòu)性教學(xué)材料。

（3）教學(xué)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同?！罢甄R子2”的教學(xué)設(shè)計(jì)側(cè)重游戲感知，教學(xué)材料簡單易用，面對(duì)不同的學(xué)生，認(rèn)知目標(biāo)達(dá)成較為容易。而“照鏡子1”采用合作探究式教學(xué)模式，更適用于學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、具有一定實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生。

（4）前概念水平和最近發(fā)展區(qū)。兩個(gè)班的學(xué)生在上課前對(duì)“照鏡子”的認(rèn)知水平基本相同；在目標(biāo)達(dá)成上，兩個(gè)班的學(xué)生也都獲得了一些關(guān)于“照鏡子”方面的初步知識(shí)。但是，“照鏡子1”在教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)上具有一定的層次性和深度，學(xué)生在成像原理層面有更多的認(rèn)識(shí)。因此，利用最近發(fā)展區(qū)，根據(jù)學(xué)生的能力水平增強(qiáng)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，有利于學(xué)生達(dá)到較高的認(rèn)知目標(biāo)。

2 以基于課堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法對(duì)兩節(jié)課進(jìn)行評(píng)析

兩節(jié)課在教學(xué)設(shè)計(jì)上的差異，必然會(huì)導(dǎo)致教師在課堂教學(xué)過程中的教學(xué)行為發(fā)生變化。通過課堂教學(xué)行為的觀察獲得教師行為的數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行評(píng)析，有助于更客觀地對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行研究。下面利用課堂觀察數(shù)據(jù)對(duì)兩節(jié)課進(jìn)行評(píng)析，以發(fā)現(xiàn)和研究蘊(yùn)含在教師行為中的教學(xué)特點(diǎn)。

圖2　S-T圖

（1）利用“S-T分析法”進(jìn)行分析

如圖2所示，兩節(jié)課分別呈現(xiàn)出不同的教學(xué)進(jìn)程——“照鏡子1”的“S行為”占47.62%（“照鏡子2”僅占34.15%），且圖內(nèi)中間部分有較多的鋸齒線，說明教師給予“照鏡子1”的學(xué)生更多的實(shí)驗(yàn)探究時(shí)間，同時(shí)通過對(duì)話給予更多的干預(yù)與支持；而“照鏡子2”圖內(nèi)有較多的平直線，說明這堂課更多的是通過教師的講解與指導(dǎo)來完成教學(xué)。兩堂課的教學(xué)模式如圖3所示，分別為對(duì)話型課和混合型課。為什么會(huì)有這樣的差異？這兩個(gè)數(shù)據(jù)恰恰反映了因?qū)W生能力的不同而采取了不同的教學(xué)設(shè)計(jì)，從而導(dǎo)致教師行為的差異——在“照鏡子1”課堂上，對(duì)于學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生，教師可以安排較多的學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的時(shí)間和活動(dòng)，通過提問對(duì)話啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)習(xí)，給學(xué)生提供干預(yù)和支持；而在“照鏡子2”課堂上，教師要發(fā)揮主導(dǎo)性，通過講解、演示和啟發(fā)對(duì)話等形式，促進(jìn)、引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

圖3　RT-CH圖

（2）利用師生“對(duì)話深度”進(jìn)行分析

記號(hào)體系對(duì)話深度分析法是對(duì)課堂中師生連續(xù)對(duì)話的深度進(jìn)行記錄與分析的一種聚焦式課堂觀察方法［4］。對(duì)話深度指教師采用追問的形式連續(xù)向?qū)W生提問，這些問題具有相關(guān)性且難度與深度層級(jí)遞進(jìn)。如圖4所示，兩節(jié)課都具有較高的對(duì)話深度（分別達(dá)到5級(jí)和4級(jí)），說明兩節(jié)課都對(duì)提問對(duì)話進(jìn)行了層次性設(shè)計(jì)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)搭建了問題支架，使之與學(xué)生的認(rèn)知能力相匹配。再進(jìn)一步看，“照鏡子1”的對(duì)話深度2、深度3和深度5都高于“照鏡子2”，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況？如前所述，“照鏡子1”注重實(shí)驗(yàn)探究和在成像原理層面的理解，具有一定的深度和難度，為使學(xué)生達(dá)成目標(biāo)，教師要及時(shí)抓住學(xué)生的難點(diǎn)，動(dòng)態(tài)生成問題，通過追問引導(dǎo)學(xué)生思考，消解認(rèn)知壓力，扶助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，這體現(xiàn)了教師的教學(xué)主導(dǎo)性和機(jī)智應(yīng)變能力。

圖4　對(duì)話深度

（3）利用“四何問題”進(jìn)行分析

記號(hào)體系四何問題分析法是對(duì)課堂中教師所提問題的類型進(jìn)行記錄與分析的一種聚焦式課堂觀察方法［5］。四何問題是將問題按照引導(dǎo)詞劃分為“是何”、“為何”、“如何”、“若何”四種類型。對(duì)“四何問題”的統(tǒng)計(jì)，可以分析對(duì)話中所蘊(yùn)含的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以及所能達(dá)成的目標(biāo)層次。

如圖5所示，“照鏡子2”的“是何”和“為何”問題之和占到了約91%且遠(yuǎn)高于“照鏡子1”的數(shù)據(jù)，但缺少“若何”問題；“照鏡子1”的四種問題類型皆有出現(xiàn)，其中“如何”和“若何”問題占據(jù)了一定的比例——這說明“照鏡子2”的對(duì)話側(cè)重事實(shí)性知識(shí)和推理性知識(shí)的學(xué)習(xí)；而“照鏡子1”以記憶與理解為基礎(chǔ)，更注重策略性知識(shí)和創(chuàng)造性知識(shí)的學(xué)習(xí)。

圖5　四何問題

圖6　有效性提問

（4）利用“有效性提問”進(jìn)行分析

記號(hào)體系有效性提問分析法是對(duì)課堂中教師提出的問題和采用的提問策略進(jìn)行記錄與分析的一種聚焦式課堂觀察方法［6］。其中，“有效性提問”的問題類型反映了對(duì)學(xué)生思維的訓(xùn)練程度。如圖6所示，兩節(jié)課中各類型問題所占比例相近，而且“推理性”問題占比最高，也具有一定比例的“創(chuàng)造性”問題，這說明兩節(jié)課都注重學(xué)生推理性思維和創(chuàng)造性思維的發(fā)展，符合科學(xué)課對(duì)學(xué)生邏輯性思維和開放創(chuàng)造性思維培養(yǎng)的特點(diǎn)。但進(jìn)行具體的比較，可知“照鏡子1”的“常規(guī)管理性問題”和“記憶性問題”比“照鏡子2”低11.08%，“照鏡子1”的“推理性問題”和“創(chuàng)造性問題”則比“照鏡子2”高11.08%，這說明“照鏡子1”課堂教學(xué)更具有開放性和創(chuàng)造性。因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)能力的不同，“照鏡子2”中教師要通過一定數(shù)量的淺層次對(duì)話幫助學(xué)生建構(gòu)基礎(chǔ)的知識(shí)，而“照鏡子1”中教師更多地將問題推向高階思維的發(fā)展。

3 經(jīng)驗(yàn)分析法和基于課堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法的討論

基于以上評(píng)析過程，可以發(fā)現(xiàn)：經(jīng)驗(yàn)分析法具有即時(shí)評(píng)價(jià)、分析全面、能夠?qū)φn堂教學(xué)進(jìn)行整體評(píng)價(jià)的優(yōu)點(diǎn)，其不足之處在于缺乏有效數(shù)據(jù)的支持，且依賴于主觀經(jīng)驗(yàn)?；谡n堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法聚焦教學(xué)行為，提供客觀數(shù)據(jù)，能揭示蘊(yùn)含在教學(xué)行為中各個(gè)教學(xué)要素間的量化關(guān)系。但數(shù)據(jù)和圖表通常是“生硬”的，其背后所隱含的教學(xué)問題，仍需要分析者依據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行充分的解讀和正確的評(píng)判。所以本研究將這兩種分析方法有機(jī)結(jié)合，并充分利用課堂大數(shù)據(jù)，對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行了定量與定性相結(jié)合的系統(tǒng)化綜合分析。

五 結(jié)論

本文就“照鏡子”一課采用經(jīng)驗(yàn)分析法和基于課堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法相結(jié)合的方式，對(duì)科學(xué)課教師的教學(xué)行為評(píng)析進(jìn)行了探討，得出：

①課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)正在改善教學(xué)的三大核心要素：反饋、個(gè)性化和概率預(yù)測(cè)［7］，借助大數(shù)據(jù)，可使科學(xué)課的評(píng)析變得量化且直觀。對(duì)課堂教學(xué)行為的數(shù)據(jù)分析能夠?yàn)榻處熃虒W(xué)行為的改進(jìn)提供數(shù)據(jù)上的指導(dǎo)，也能夠幫助教師找到解決課堂教學(xué)問題的途徑。

②應(yīng)當(dāng)融合應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分析法和基于課堂觀察數(shù)據(jù)的分析方法，進(jìn)行定量與定性相結(jié)合的系統(tǒng)化綜合分析。

③對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析是信息時(shí)代的一種進(jìn)步，也是一種必然的趨勢(shì)。結(jié)合大數(shù)據(jù)對(duì)科學(xué)課進(jìn)行全面綜合的分析，是本研究今后要探索的新方向。

“教師在線實(shí)踐社區(qū)COP”課題為研究者指明了一個(gè)通過大數(shù)據(jù)進(jìn)行課例研究的方向，持續(xù)不斷地進(jìn)行基于教學(xué)行為大數(shù)據(jù)的研究，將有可能發(fā)現(xiàn)更多的課堂教學(xué)規(guī)律，從而更好地改善課堂教學(xué)評(píng)析的“同質(zhì)性”傾向。而關(guān)注評(píng)析的“異質(zhì)性”，做到評(píng)課時(shí)“一個(gè)尺寸適合一類教師”，并以這種方式促進(jìn)教師自身專業(yè)的發(fā)展，將有助于教育教學(xué)優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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編輯：小米

Analysis of Instructional Behavior of Science Teachers under the Background of Big Data——A Case of Two Open Classes in a Heterogeneous Pattern

CHEN Jun-qiang1LIAN Yang-mei2FENG Tao3

（1. Guan Yinshan Primary School， Xiamen， Fujian， China 361009；2. North of Qianpu Primary School， Xiamen， Fujian， China 361008；3. Department of Educational Technology， Capital Normal Univerisity， Beijing， China 100048）

Abstract：The instructional behaviors of science teachers were analyzed and discussed， and conclusions were drawn as follows： the data analysis of instructional behaviors can help teachers identify and resolve their instructional problems in the classroom， and also promote teachers to improve their instructional behavior； the combination of quantitative and qualitative analysis of big data of instructional behaviors can enrich the means of classroom teaching evaluation and improve the quality of evaluation； the comprehensive analysis of the science class combined with big data was an inevitable trend of the development of educational informatization， as well as a new direction of the study on the classroom teaching in the future.

Keywords：big data； science class； analysis of instructional behavior

【中圖分類號(hào)】G40-057

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009—8097（2016）05—0044—06 【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2016.05.007

*基金項(xiàng)目：本文受教育部人文社會(huì)科學(xué)研究2013年度規(guī)劃基金項(xiàng)目“教師在線實(shí)踐社區(qū)中的知識(shí)管理與知識(shí)創(chuàng)新”（項(xiàng)目編號(hào)：13YJA880077）、福建省普通教育教學(xué)研究室2015年度福建省基礎(chǔ)教育課程教學(xué)研究立項(xiàng)課題“基于培養(yǎng)學(xué)生探究能力的教學(xué)行為研究”（項(xiàng)目編號(hào)：MJYKT2015-046）資助。

作者簡介：陳俊強(qiáng)，副校長，小學(xué)高級(jí)教師，本科，研究方向?yàn)樾W(xué)科學(xué)教育，郵箱為cjqxm@126.com 。

收稿日期：2015年11月30日