基于TIMSS課堂分析的信息技術(shù)學(xué)科質(zhì)量提升對策研究

王蕾

教學(xué)現(xiàn)場

課堂教學(xué)效益的提升，始終是教師個人發(fā)展的重要需求之一，而教師在不斷反思教學(xué)過程時，可以獲取最佳的行為方式。但問題存在于反思的途徑，即如何尋找合適的工具，進(jìn)而提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，是提升教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。

問題分析

教學(xué)反思是備課中的重點環(huán)節(jié)，借助一定的工具，可以反復(fù)觀察教學(xué)細(xì)節(jié)，將其中有益的環(huán)節(jié)放大，有憾的部分修正，以達(dá)到優(yōu)化教學(xué)過程、提升教學(xué)效益的目標(biāo)。

TIMSS課堂分析的理論溯源與概念界定

TIMSS全稱為The Trend of International Mathematics and Science Study，簡稱TIMSS。它是由國際教育成就評估協(xié)會主持，美國波士頓學(xué)院TIMSS國際研究中心設(shè)計和實施的教育研究項目。2003年，TIMSS更名為“國際數(shù)學(xué)和科學(xué)趨勢研究”，并沿用至今。具象在課堂教學(xué)中，TIMSS歸結(jié)為課堂教學(xué)錄像法，即借助攝錄設(shè)備將課堂教學(xué)的全過程拍攝下來，由教師本人或研究團(tuán)隊對教師的課堂教學(xué)行為進(jìn)行分析，通過對課堂教學(xué)視頻或微視頻的分析，提高教師課堂教學(xué)效能。TIMSS是一種分析定量化研究，其編碼系統(tǒng)設(shè)有二級、三級編碼方式，使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更加細(xì)致明確。

信息技術(shù)作為一門歷史較短的學(xué)科，一線教師急需尋求有效的工具，提升自我的教學(xué)效益。筆者發(fā)現(xiàn)在信息技術(shù)課堂教學(xué)中，為提高教師的教學(xué)效益，可借鑒TIMSS教學(xué)錄像課編碼系統(tǒng)的特色，在iFIAS編碼系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對TIMSS編碼系統(tǒng)進(jìn)行課程化改進(jìn)，并將編碼系統(tǒng)分為教師語言編碼和學(xué)生語言編碼，對同步互動專遞課堂中的教學(xué)行為進(jìn)行探究分析，研究傳遞課堂中師生言語的特點。

信息技術(shù)課堂教學(xué)現(xiàn)狀與主要問題

從教師教學(xué)的角度分析，有以下一些突出的問題：信息技術(shù)課時緊張（多數(shù)省市每周1課時），課程內(nèi)容更新速度較快，教師可鉆研教材時長不足。在整體課時有限的情況，為了解決以上問題，教師急需適宜的觀測工具，通過設(shè)定有效的觀測點、借助適宜的數(shù)據(jù)分析，用以提升教學(xué)效益。

從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度分析，信息技術(shù)學(xué)習(xí)活動多采取知識點局部探究、動態(tài)認(rèn)知過程、作品呈現(xiàn)方式、半開放式作品拓展、腳手架式作業(yè)輔助等形式進(jìn)行。但是在實際的學(xué)習(xí)過程中，師生自身某些慣性思維和行為方式，會讓學(xué)習(xí)過程陷入例行過程中，缺乏一定的創(chuàng)新思維。

TIMSS課堂分析可以為教師提供良性的反思空間，即借助錄制設(shè)備和數(shù)據(jù)源，給教師提供客觀的數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化的反思材料，進(jìn)而采用最為便捷、高效的形式來指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。通過符合學(xué)情和教學(xué)硬件環(huán)境的實踐操作，讓學(xué)習(xí)效能最大化。在此基礎(chǔ)上，教師可以調(diào)整教學(xué)行為，將教學(xué)設(shè)計突出思維的開放性和學(xué)習(xí)過程的動態(tài)性，強(qiáng)調(diào)通過具有高性價比的手段進(jìn)行學(xué)科教學(xué)，摒棄為了體現(xiàn)設(shè)計“亮點”而刻意采用的具有較高教學(xué)成本或占用較長時間的設(shè)計過程。

基于TIMSS課堂分析的教學(xué)設(shè)計包括兩個部分：觀察角度的選擇和反思教學(xué)的運(yùn)用。教學(xué)策略的選擇是指對教學(xué)過程的合理安排，選擇富有建設(shè)性的、符合學(xué)生學(xué)習(xí)要求的策略。學(xué)習(xí)工具的運(yùn)用是適宜的技術(shù)手段和媒體的應(yīng)用，以符合學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣、提升學(xué)習(xí)力為原則，選擇高產(chǎn)出低要求的學(xué)習(xí)工具和媒體。

TIMSS課堂分析的研究方向

方向一：確定表現(xiàn)性目標(biāo)

基于TIMSS課堂分析的研究方向之一是確定表現(xiàn)性目標(biāo)。在常見的課題中，教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)過程容易偏離，以致產(chǎn)生目標(biāo)和行為剝離的尷尬狀況。教師深陷其中，往往不自知。通過對錄制視頻觀察，將目標(biāo)進(jìn)行顯性的分析，觀察其表現(xiàn)性的實施狀況。反思后，進(jìn)行教學(xué)第二環(huán)節(jié)的重構(gòu)教學(xué)中，教師借助必要的設(shè)計方式，將煩瑣的過程精簡化，將其中過于復(fù)雜的部分進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，突出重點。

（1）原設(shè)計

《走近人工智能》一課是近期的熱點內(nèi)容之一，在諸多的教研課中均有所涉及。在本課的常規(guī)教學(xué)過程中，教師慣常的做法是：通過實物案例導(dǎo)入課題→學(xué)生觀看生活中的人工智能應(yīng)用（如視頻、動畫等素材）→觀察其中的工作方式→揭示課題：認(rèn)識人工智能+機(jī)器學(xué)習(xí)→介紹相關(guān)機(jī)器學(xué)習(xí)的工作原理。自此完成導(dǎo)入與新授部分的教學(xué)。然而，觀察后發(fā)現(xiàn)，超半數(shù)學(xué)生的作品與主題不符，甚至出現(xiàn)無作品的尷尬情況。

（2）思考焦點

通過基于TIMSS的課堂分析，教師發(fā)現(xiàn)過程中的表現(xiàn)性目標(biāo)偏離：此設(shè)計看似從實際出發(fā)，結(jié)合了學(xué)生的生活經(jīng)驗，有一定的認(rèn)知聯(lián)動性。但是在授課中不難發(fā)現(xiàn)，生活中的人工智能包括聲控樓道燈、人體感應(yīng)樓道燈、智能家電等多種形式，學(xué)生往往不能立刻領(lǐng)悟到人工智能和生活實踐之間的感性聯(lián)系，使得認(rèn)知過程中目標(biāo)模糊。另外，在傳統(tǒng)設(shè)計中，教師建立目標(biāo)、學(xué)生達(dá)成目標(biāo)的學(xué)習(xí)模式，不利于學(xué)生進(jìn)行作品創(chuàng)新，因而深度學(xué)習(xí)的創(chuàng)新設(shè)計理念無法落實。

（3）改進(jìn)型設(shè)計

依據(jù)視頻分析，教師及時調(diào)整教學(xué)層次，將表現(xiàn)性目標(biāo)進(jìn)行具象化，通過更加貼近生活實際的方式，優(yōu)化教學(xué)過程。教學(xué)建議如下：

教師播放生活中的人工智能工具，如小度音響、天貓精靈等，讓學(xué)生暢談使用體驗。并提問：你還能舉出哪些實例？

學(xué)生聯(lián)想到生活中的其他實例。

教師歸納實例中的共同特點，即機(jī)器具有一定的自動性。點題“人工智能”，并通過實物提出共性特征有哪些。

生：智能識別、智能轉(zhuǎn)換、有效判斷。

師：初步了解AI的工作原理后，今天可以設(shè)計什么樣的智能作品呢？

（學(xué)生小組討論后，進(jìn)行匯報）

組1：智能夜燈→提示嬰兒已經(jīng)睡醒，呼喚家長。

組2：智能電話→轉(zhuǎn)換中文英文，達(dá)到無障礙通話的目的。

……

教學(xué)評析：在該教學(xué)過程中，教師將“記住人工智能”的過程，改為通過實踐進(jìn)行物化;“人工智能的深度學(xué)習(xí)”改為三個基本的功能體，并由學(xué)生自主選擇體驗項目。這樣不但能縮短教學(xué)時間，還能將教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行表現(xiàn)性的整理，突出其對學(xué)習(xí)難點的理解程度，獲得了教學(xué)效益的最大化。

方向二：優(yōu)化教學(xué)過程

基于TIMSS課堂分析的研究方向之二是優(yōu)化教學(xué)過程。教學(xué)過程的優(yōu)化是實現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體，在具體的教學(xué)實踐中，教師常會在情境的設(shè)置和作品的呈現(xiàn)中進(jìn)退兩難。而選擇能夠涵蓋全部的知識點的作品形式，整合零碎的情境過程，可以更為鮮明地突出學(xué)習(xí)主題。

（1）原設(shè)計

《機(jī)器人滅火》一課的常規(guī)設(shè)計中，導(dǎo)入部分一般選擇相關(guān)視頻導(dǎo)入，如教師播放一段消防員滅火的視頻，引出本課主題，完成導(dǎo)入環(huán)節(jié)。新授環(huán)節(jié)中，教師指出，可以滅火的機(jī)械裝置為風(fēng)扇，檢測火源的傳感器為火焰?zhèn)鞲衅?，再帶領(lǐng)學(xué)生了解這兩部分內(nèi)容。教學(xué)過程乏善可陳，缺乏亮點，平鋪直敘，課堂氣氛不夠活躍。

（2）思考焦點

常規(guī)過程中，三個主題看似涵蓋了全部的知識點，但缺乏統(tǒng)一的命題。沒有共同的情境主題，各個作品之間在制作目標(biāo)上是割裂的、沒有前后關(guān)聯(lián)的。這樣的設(shè)計形式會導(dǎo)致學(xué)生完成三個作品之后，缺乏整體的認(rèn)知概念，不明白本課的知識主鏈，所以教學(xué)過程更多地流于形式。

（3）改進(jìn)型設(shè)計

通過基于TIMSS的課堂分析，教師發(fā)現(xiàn)課堂氣氛不夠活躍的原因，其中之一是活動主題不符合學(xué)生的認(rèn)知習(xí)慣，以致于學(xué)生參與不積極。于是二次重構(gòu)中，教師設(shè)置一個游戲“祝你生日快樂”，讓學(xué)生感受吹蠟燭的方式，引出本課的第一個任務(wù)：如何巧用風(fēng)扇吹滅蠟燭？

游戲?qū)牒?，引出舵機(jī)功率和程序的話題，帶領(lǐng)學(xué)生觀察真實風(fēng)扇及舵機(jī)的結(jié)構(gòu)，并嘗試如何優(yōu)化及安裝。出示第一個任務(wù)——搭建與優(yōu)化，同時給出相應(yīng)的思考問題，供學(xué)生對認(rèn)知過程進(jìn)行反思：

問題一：風(fēng)扇如何能準(zhǔn)確地滅火？（思考機(jī)械結(jié)構(gòu)的原理）

問題二：滅火需要多長時間？（思考電機(jī)驅(qū)動的原因）

問題三：舵機(jī)的速度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速之間有什么關(guān)聯(lián)？（為下一輪編程奠定基礎(chǔ)）

教學(xué)評析：優(yōu)化后的教學(xué)過程強(qiáng)調(diào)作品的集成性，通過這三個具體的小主題，讓知識點按需分配，在每一個教學(xué)過程中具有層次地串聯(lián)，既避免知識點的遺漏，又能夠強(qiáng)化不同知識內(nèi)容之間的梯度。這樣不但能夠引發(fā)學(xué)生的思考，還能夠幫助學(xué)生最終實現(xiàn)“生日快樂”的大主題，達(dá)到了形式與內(nèi)容的統(tǒng)一。這樣的設(shè)計過程，貼近生活，又不失情趣，符合兒童的認(rèn)知習(xí)慣。

方向三：關(guān)注教學(xué)事件

基于TIMSS課堂分析的研究方向之三是關(guān)注教學(xué)事件。在信息技術(shù)學(xué)習(xí)過程中，教學(xué)事件看似偶然，卻是決定一節(jié)課成敗的關(guān)鍵。通過課堂分析，教師可以選擇適宜的策略來支撐教學(xué)活動。在課堂上，一個有效又簡單的事件處理方式，可以降低學(xué)習(xí)的成本，減輕認(rèn)知負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生輕松地掌握技巧，并能靈活地進(jìn)行操作。

（1）原設(shè)計

“美化文檔”常規(guī)設(shè)計中，從尚未美化的文檔和美化后的文檔對比，引出主題，教師講解插入文檔的方法之后，演示如何插入，再讓學(xué)生通過學(xué)案練習(xí)，嘗試制作小報或其他作品形式，進(jìn)行技能訓(xùn)練。在教學(xué)中，學(xué)生出現(xiàn)多種問題：有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生完全模仿教師的范本;有學(xué)生無意識地進(jìn)行文檔的編輯，卻毫無美感;當(dāng)教師追問學(xué)生某一操作的意思或功能時，經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生說不清或者說錯的情況。

（2）思考焦點

以上問題是典型的技術(shù)控制教學(xué)出現(xiàn)的情況，雖然同屏技術(shù)能夠?qū)⒓?xì)節(jié)放大，但是教學(xué)事件反射出的是教學(xué)過程的矛盾。技能強(qiáng)化導(dǎo)致以偏概全，讓局部控制了整體;美化徒有其名，進(jìn)而影響了學(xué)習(xí)效率;缺少推進(jìn)指引，會在實際操作中出現(xiàn)文不符題的情況。以上導(dǎo)致教學(xué)過程在此擱置，教師不得不停止任務(wù)推進(jìn)轉(zhuǎn)而處理教學(xué)事件。

（3）改進(jìn)型設(shè)計

通過基于TIMSS的課堂分析，教師將教學(xué)事件進(jìn)行分類解析，找到共性的原因做出預(yù)設(shè)，并實踐到教學(xué)過程中。建議教學(xué)過程如下：

教師帶領(lǐng)學(xué)生分析：怎樣才算是“美化的文檔”？為了美化，我們應(yīng)該如何做？引出文本編輯工具，介紹其工作原理，再通過觀察經(jīng)典作品，找到其共性點，再分析其成功之處，讓學(xué)生充分感受到“美化”的真實目的。之后進(jìn)入到試練階段，學(xué)生通過關(guān)鍵點的解析，達(dá)到技能掌握的目的。教師適時地組織討論，讓學(xué)生加深印象，得到更為豐富的結(jié)構(gòu)化的框架?；究蚣苋缦拢?/p>

原事件1：學(xué)生照搬教師范例。

處理方式：提供經(jīng)典解析，拓展學(xué)生素材供給。

原事件2：學(xué)生無意識地“美化”操作。

處理方式：提供步驟圖，給學(xué)生半成品框架。

原事件3：學(xué)生缺乏反思過程。

處理方式：提供多種評價標(biāo)準(zhǔn)，幫助學(xué)生反思作品，提高作品質(zhì)量。

原事件4：學(xué)生無法實現(xiàn)某些預(yù)計的功能。

處理方式：提供多種已加工的素材，能及時、便捷地加入到文檔中去。

……

教學(xué)評析：通過對教學(xué)事件的關(guān)注，其實從學(xué)生認(rèn)知需求的角度，放大了信息技術(shù)教學(xué)的附加價值，將必要的相似過程進(jìn)行合并，突出一致性，節(jié)約相應(yīng)的授課時間。增加拓展性的環(huán)節(jié)，將“作品的改進(jìn)和反思”作為授課的重點內(nèi)容，將設(shè)計的文檔變?yōu)檎嬲饬x上的“美化文檔”。

基于TIMSS課堂分析的前瞻性思考

基于TIMSS的課堂分析是一種“去繁為簡”的課堂觀察形式，觀察的結(jié)果是多層次的、多角度的。在觀察的過程中，教師能夠通過必要的途徑，對教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化，既能突出整節(jié)課的教學(xué)優(yōu)勢，也能創(chuàng)設(shè)必要的主題氛圍，將知識內(nèi)容進(jìn)行具體的細(xì)化。在實際的教學(xué)中，對教學(xué)設(shè)計反思的方式還有很多，如以減輕認(rèn)知負(fù)擔(dān)為重點的“學(xué)習(xí)塔”、以拓展應(yīng)用途徑為目的的“微型講壇”、以激發(fā)有效合作為目的的“學(xué)習(xí)方陣”等，都能成為提升教學(xué)效益的腳手架，為師生搭建適宜的教學(xué)過程。

基于TIMSS的課堂分析作為一種有效的課堂觀察形式，并非是放之四海而皆準(zhǔn)的金規(guī)玉律，在具體的教學(xué)內(nèi)容中，應(yīng)根據(jù)教學(xué)對象進(jìn)行針對性的處理，才能達(dá)到必要的教學(xué)需要。

首先，合理選擇適宜的錄制平臺。常規(guī)的基于TIMSS的課堂分析是采用DV等錄制設(shè)備。隨著新技術(shù)的更新，微格教室、流媒體在線技術(shù)等更為便利的技術(shù)已經(jīng)走進(jìn)了學(xué)校。利用這些有效資源，在當(dāng)前技術(shù)手段較為豐富的情況下，教師不妨多接觸一些新鮮的事物，同時也吸取傳統(tǒng)方式的優(yōu)勢，用拿來主義的原則對多種手段進(jìn)行整合，達(dá)到最佳途徑的目的。例如，在線問卷系統(tǒng)有基于PC終端的、有基于移動終端的，具體的方式和軟件要根據(jù)教學(xué)要求來選擇。

其次，嘗試多樣性的反思形式。本文中涉及的教學(xué)過程均由前后兩節(jié)課的內(nèi)容組成，在教學(xué)中，反思教學(xué)絕不僅僅是在兩節(jié)課中得以完全解決的。優(yōu)化教學(xué)過程沒有唯一的答案，教師可以通過多種方式來探尋突破教學(xué)重難點的方法，不拘泥于某一種固定的形式。對于不同的知識內(nèi)容，其選擇的教學(xué)方式不盡相同，可以有針對性地進(jìn)行嘗試。

最后，觀察因生而置。各地區(qū)、各學(xué)校在教學(xué)硬件環(huán)境和軟件支持方面均有不同，觀察要因生而為。教師需要根據(jù)生源的情況，選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)匦枨蟮男问竭M(jìn)行教學(xué)觀察。尤其是不能給學(xué)生造成過重的技術(shù)使用負(fù)擔(dān)，應(yīng)選擇易于掌握、直觀即時的途徑或平臺，助力學(xué)生學(xué)習(xí)。例如，同樣是編程認(rèn)知內(nèi)容，可采用紙質(zhì)學(xué)習(xí)單或修改已有程序的方式。殊途同歸，需要教師合理選擇，提升教學(xué)效能。