基于智慧課堂的教學(xué)行為數(shù)據(jù)分析研究

周順 王益華 馮鑫華

摘 ? 要：教師的教學(xué)行為蘊(yùn)藏著海量的具有研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值的數(shù)據(jù)。文章在分析當(dāng)前教師行為數(shù)據(jù)研究不足之處的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了基于智慧課堂的教師行為數(shù)據(jù)指標(biāo)模型，通過課前、課中、課后21個(gè)行為指標(biāo)最終構(gòu)建了基于智慧課堂的教師行為分析系統(tǒng)。通過單項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比分析和教師畫像分析為教師教研和學(xué)校教研提供了科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。最終通過合肥市某數(shù)學(xué)教師課堂行為數(shù)據(jù)分析應(yīng)用案例展示了該系統(tǒng)的可行性和實(shí)踐價(jià)值。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;教師教學(xué)行為;教學(xué)行為數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2020）11-0071-05

一、問題的提出

教師的專業(yè)發(fā)展和綜合素質(zhì)提升始終是當(dāng)前教育改革的核心任務(wù)之一。早在2001 年，國(guó)家就基于三大基本理念（關(guān)注學(xué)生發(fā)展、強(qiáng)調(diào)教師成長(zhǎng)、重視以學(xué)定教）開始啟動(dòng)新世紀(jì)基礎(chǔ)教育課程改革。而后，2010年更是制定《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》，把建設(shè)高素質(zhì)專業(yè)化教師隊(duì)伍作為保障教育發(fā)展改革的戰(zhàn)略任務(wù)[1]。在2019年印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》中更是進(jìn)一步明確要建設(shè)高素質(zhì)專業(yè)化創(chuàng)新型教師隊(duì)伍。由此可見，教師成長(zhǎng)與發(fā)展始終是當(dāng)前教育發(fā)展的核心問題。

教學(xué)研究始終是教師成長(zhǎng)和發(fā)展這一問題的核心關(guān)注點(diǎn)，也是促進(jìn)教師成長(zhǎng)和發(fā)展的重要途徑。當(dāng)然，教學(xué)并非是教師的單向行為，它是連接教師與學(xué)生之間的橋梁，教師行為與學(xué)生行為構(gòu)成了教學(xué)活動(dòng)這個(gè)行為系統(tǒng)[2]。當(dāng)前在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，主體已由教師逐漸轉(zhuǎn)向?qū)W生，諸多的研究者更是將研究重心放在學(xué)生行為這個(gè)問題上，但是不可否認(rèn)的是當(dāng)前教學(xué)質(zhì)量提升的關(guān)鍵仍然寄托于教師的素質(zhì)以及優(yōu)質(zhì)的教學(xué)活動(dòng)安排。隨著信息化教育的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)教育領(lǐng)域中的教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)行為類型、實(shí)施方式都發(fā)生了巨大的變化，因此我們更應(yīng)當(dāng)對(duì)信息化環(huán)境下的教學(xué)行為有更清楚的了解和認(rèn)知，為教師核心素養(yǎng)的提升，以及教師教學(xué)行為、教學(xué)方法和教學(xué)技能的形成、掌握和提高提供依據(jù)[3]。

在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教育教學(xué)變革的大數(shù)據(jù)時(shí)代，教師的教學(xué)行為蘊(yùn)藏著海量的具有研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用價(jià)值的數(shù)據(jù)。如何建立科學(xué)的工具收集教師行為數(shù)據(jù)并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析是當(dāng)前提升教師素質(zhì)和教學(xué)質(zhì)量亟需解決的一個(gè)重要問題。

綜上所述，本文基于教學(xué)行為大數(shù)據(jù)新視角，探究如何利用智慧課堂的教學(xué)行為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)豐富教學(xué)行為數(shù)據(jù)采集指標(biāo)。并通過不同應(yīng)用場(chǎng)景的劃分以及指標(biāo)體系的建立構(gòu)建符合智慧課堂環(huán)境的分析應(yīng)用模型。最終通過合肥市XX中學(xué)的典型案例，探究智慧課堂環(huán)境下的教師行為數(shù)據(jù)如何指導(dǎo)教師重構(gòu)智慧課堂，以期優(yōu)化智慧課堂教學(xué)模式，設(shè)計(jì)新的學(xué)習(xí)路徑，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

二、相關(guān)研究綜述

1.智慧課堂相關(guān)研究

目前學(xué)界對(duì)于智慧課堂的研究成果斐然，在智慧課堂技術(shù)與課堂實(shí)踐融合、智慧課堂推進(jìn)策略、智慧課堂應(yīng)用下的大數(shù)據(jù)研究等諸多領(lǐng)域都有著豐碩的研究成果。但當(dāng)前智慧課堂的構(gòu)建源自于不同的技術(shù)，尤其是在實(shí)踐層面，有基于電子書包的初代智慧課堂[4]，還有基于物聯(lián)網(wǎng)和教育云端等新技術(shù)于一體的新一代智慧課堂[5]，所以對(duì)智慧課堂的定義尚未形成統(tǒng)一的結(jié)論。基于本研究案例實(shí)踐的現(xiàn)實(shí)情況，本研究無意對(duì)智慧課堂進(jìn)行定義，而主要關(guān)注教師使用智慧課堂所帶來的教學(xué)行為數(shù)據(jù)。這些教學(xué)行為數(shù)據(jù)使用和分析成為智慧課堂研究中亟待解決的問題。

2.教學(xué)行為分析研究

20世紀(jì)中期，課堂教學(xué)行為研究隨著教學(xué)改革的推進(jìn)從其他教學(xué)問題中獨(dú)立出來，成為研究者關(guān)注的問題。教師行為的研究始于克瑞茲（Kratz）對(duì)優(yōu)良教師品質(zhì)的意見調(diào)查，至此之后雖歷經(jīng)50余年的發(fā)展，但始終只是一種間接研究。到20世紀(jì)60年代開始，國(guó)外教師行為研究產(chǎn)生巨大轉(zhuǎn)向，開始研究課堂教學(xué)行為與教學(xué)效果之間的關(guān)系，探討教學(xué)行為因素，為改進(jìn)教學(xué)效能提供參考。尤其是瑞安斯通過鑒定課堂中的教師行為而得出的“教師有效/無效行為分辨表”，為后來的“過程—結(jié)果法”奠定了一定的基礎(chǔ)[6]。

在課堂教學(xué)行為中，師生之間的互動(dòng)是課堂教學(xué)中的本質(zhì)性行為[7]。對(duì)于教學(xué)互動(dòng)行為的研究始終沒有中斷過，隨著技術(shù)的更新，教學(xué)互動(dòng)行為的分析研究方法更是進(jìn)一步發(fā)展。弗蘭德斯分析法（FIAS）以師生間的言語互動(dòng)為分析元素，通過對(duì)師生間的言語互動(dòng)行為進(jìn)行編碼、記錄、定量分析，結(jié)合課堂觀察中的對(duì)教學(xué)描述的分析，從而得出較為全面的教師行為和學(xué)生學(xué)習(xí)之間的關(guān)系 。S-T教學(xué)分析法通過觀察課堂教學(xué)過程，按一定的頻率對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行采樣，將課堂行為分為教師行為和學(xué)生行為，最終通過形成S-T數(shù)據(jù)和S-T曲線確定教學(xué)模式。顧小清等人通過改進(jìn)弗蘭德斯課堂互動(dòng)分析系統(tǒng)，通過增加學(xué)生語言和技術(shù)的互動(dòng)行為設(shè)計(jì)出了基于信息技術(shù)的互動(dòng)分析系統(tǒng)（ITIAS）。穆肅等人通過對(duì)課堂教學(xué)行為的分類與總結(jié)，利用定時(shí)抽樣編碼建立數(shù)據(jù)矩陣的方式設(shè)計(jì)了基于教學(xué)活動(dòng)的課堂教學(xué)行為分析系統(tǒng)（TBAS）。

這些系統(tǒng)運(yùn)用“過程—結(jié)果法”的課堂教學(xué)行為研究方法，通過一些課堂觀察工具以及量化統(tǒng)計(jì)和分析，極大豐富了教學(xué)行為研究的成果。但是仍然存在不少問題，最重要的問題就是教師的教學(xué)行為被置于一個(gè)狹義的概念范疇下進(jìn)行，當(dāng)前教學(xué)行為已經(jīng)不僅僅局限于課堂場(chǎng)景，教學(xué)行為已逐步延伸至全環(huán)節(jié)。

三、智慧課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)

1.智慧課堂大數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)總體框架

智慧課堂數(shù)據(jù)挖掘分析的關(guān)鍵是獲取海量的教學(xué)行為數(shù)據(jù)以及如何對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析。[8]基于智慧課堂開展的教學(xué)過程復(fù)雜且從單一的授課環(huán)節(jié)延展至備課、作業(yè)等課前和課后環(huán)節(jié)。過往研究中以問卷、視頻分析等方式收集和分析數(shù)據(jù)，難以體現(xiàn)整個(gè)智慧課堂教學(xué)的全環(huán)節(jié)。所以，為更針對(duì)智慧課堂大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用，本文重點(diǎn)圍繞整體學(xué)習(xí)的影響因素和海量教學(xué)行為數(shù)據(jù)獲取及建模分析等關(guān)鍵問題，構(gòu)建了智慧課堂大數(shù)據(jù)收集分析系統(tǒng)框架，如圖1所示。

整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)層級(jí)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及模型層、大數(shù)據(jù)智能分析能力層以及應(yīng)用與服務(wù)層。在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及模型層，除了用戶數(shù)據(jù)、考試數(shù)據(jù)以外，系統(tǒng)會(huì)收集和挖掘各種結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化乃至非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，根據(jù)教學(xué)智慧課堂的不同教學(xué)階段建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)倉庫。大數(shù)據(jù)智能分析能力層主要是應(yīng)用技術(shù)層，涉及大數(shù)據(jù)和人工智能這兩個(gè)領(lǐng)域的諸多技術(shù)應(yīng)用。而整個(gè)系統(tǒng)最為核心的是應(yīng)用和服務(wù)層，本層將針對(duì)不同的角色建立相應(yīng)的應(yīng)用專題，不同的角色可根據(jù)自身的需求從本層的各個(gè)主題實(shí)現(xiàn)角色所需的功能。

在整個(gè)系統(tǒng)中，無論是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及模型層還是應(yīng)用與服務(wù)層的構(gòu)建都需要完整的數(shù)據(jù)指標(biāo)。由于智慧課堂的教學(xué)貫穿教學(xué)全環(huán)節(jié)和全場(chǎng)景，所以在課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)中會(huì)累積大量的數(shù)據(jù)，可能來自于老師、學(xué)生、學(xué)校管理者、家長(zhǎng)。這些數(shù)據(jù)有過程性數(shù)據(jù)也有結(jié)果性數(shù)據(jù)，伴隨式采集所有埋點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)駁雜且難以進(jìn)行分析，所以針對(duì)系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)，綜合考慮功能性、結(jié)構(gòu)性、應(yīng)用性、角色性等多重因素。筆者將整個(gè)系統(tǒng)所需要構(gòu)建的指標(biāo)模型拆分成以教師教學(xué)為主導(dǎo)的教學(xué)行為數(shù)據(jù)，以學(xué)生學(xué)習(xí)為主導(dǎo)的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)以及管理層管理與建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與建設(shè)、監(jiān)管數(shù)據(jù)這三個(gè)子模型。對(duì)每個(gè)子模型所需要的指標(biāo)進(jìn)行分聚類分析和單獨(dú)建模，最終滿足應(yīng)用層的使用。

2.智慧課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)指標(biāo)構(gòu)建

為保證構(gòu)建全方位、多維度的教學(xué)行為模型。研究者前期通過智慧課堂使用教師的需求調(diào)研，重點(diǎn)分析影響智慧課堂教學(xué)的各項(xiàng)因素，對(duì)智慧課堂實(shí)踐運(yùn)用中的老師進(jìn)行觀察，設(shè)計(jì)出一套觀察指標(biāo)。具體來說觀察內(nèi)容包括教授、提問、提示、反饋與評(píng)價(jià)、討論、預(yù)習(xí)、板書、演示/展示、作業(yè)指導(dǎo)、作業(yè)布置、互動(dòng)管理等十余項(xiàng)指標(biāo)。

由于智慧課堂教學(xué)相比傳統(tǒng)教學(xué)更為復(fù)雜，涉及到更多的教學(xué)流程，所以在教學(xué)行為數(shù)據(jù)收集與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就開始以多維視角進(jìn)行考慮，一方面考慮到智慧課堂教學(xué)貫穿課前、課中、課后的全過程，通過三階段全方位的教師行為分析研究，去選取合適的埋點(diǎn)數(shù)據(jù);另一方面考慮智慧課堂平臺(tái)自身的特點(diǎn)，即可視化呈現(xiàn)、立體化互動(dòng)、及時(shí)化評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)化決策等特點(diǎn)構(gòu)建模型。不僅如此，在研究過程中筆者分析了智慧課堂教師的典型需求，總結(jié)出教師自身有以下幾個(gè)典型需求：①能夠?qū)⒔處熢谡n前、課中、課后使用智慧課堂的行為及結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)行分場(chǎng)景展示。②能夠?qū)⒆约汉屯昙?jí)同科下其他教師的使用情況進(jìn)行對(duì)比呈現(xiàn)，了解自己在整體中的使用情況。③智慧課堂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不僅包括自己的行為，也包括和學(xué)生的課堂互動(dòng)、作業(yè)、輔導(dǎo)和分享等行為統(tǒng)計(jì)。④能夠?qū)⑺鶐О嗉?jí)學(xué)生參與課堂互動(dòng)、作業(yè)完成的情況進(jìn)行例舉呈現(xiàn)。

結(jié)合多維視角的考慮以及教師典型需求的分析，筆者構(gòu)建了基于智慧課堂課前、課中、課后三大模型，囊括21項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)的教學(xué)行為數(shù)據(jù)模型，如圖2所示。

課前指標(biāo)主要包括備課資源下載/上傳、備課資源優(yōu)化/修改這兩項(xiàng)業(yè)務(wù)模型。智慧課堂在發(fā)展過程中特別注意資源建設(shè)，根據(jù)當(dāng)前主流教材版本，建立一套包括教學(xué)設(shè)計(jì)、知識(shí)講解、知識(shí)探究、拓展素材、測(cè)試訓(xùn)練、師范課例，覆蓋教師備課、授課、考試測(cè)評(píng)及教研進(jìn)修等全應(yīng)用場(chǎng)景的體系化教學(xué)資源庫。在課前環(huán)節(jié)，教師的教學(xué)行為會(huì)緊緊圍繞這些資源進(jìn)行開展，通過不同種類的資源下載、上傳、修改、優(yōu)化數(shù)據(jù)可以看到教師的信息化備課情況，累積數(shù)據(jù)也可生成備課趨勢(shì)分布，看到教師的備課重點(diǎn)。通過不同教師間的數(shù)據(jù)堆疊，更能看到校內(nèi)備課排名分布情況。

課中指標(biāo)模型主要關(guān)注課本/課件同屏、授課內(nèi)容板書、師生交流互動(dòng)和重點(diǎn)問題講評(píng)四個(gè)環(huán)節(jié)。教師課前所備的各種資源包括智慧課堂系統(tǒng)中本身包括的各種資源，課件的使用情況能直接體現(xiàn)教師課堂教學(xué)的豐富性。不同的學(xué)科有不同的學(xué)科工具，比如語文和英語學(xué)科的點(diǎn)讀與跟讀評(píng)測(cè)、聚焦重點(diǎn)句和翻翻卡，數(shù)學(xué)學(xué)科的網(wǎng)絡(luò)畫板、函數(shù)畫圖，化學(xué)和物理學(xué)科的電子實(shí)驗(yàn)等等。通過對(duì)白板、學(xué)科工具、語音助手等工具和模塊使用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)能夠分析出教師信息化素養(yǎng)以及本堂課中教師的授課情況。不僅如此，結(jié)合立體化的交流互動(dòng)數(shù)據(jù)，如搶答、分組討論、PK板、投票等多樣化的互動(dòng)方式及其數(shù)據(jù)，我們可以分析出智慧課堂教師所使用的教學(xué)模式。

課后指標(biāo)主要包括作業(yè)布置、資源共享和重難點(diǎn)講評(píng)。課后的作業(yè)考慮到學(xué)生用眼保護(hù)以及學(xué)生平板管理和作業(yè)批改效率，智慧課堂有兩種不同的作業(yè)可供選擇：一種是傳統(tǒng)紙質(zhì)作業(yè);另外一種是電子作業(yè)。教師可根據(jù)作業(yè)類型以及作業(yè)性質(zhì)進(jìn)行選擇，但是無論選擇哪一種都可以將數(shù)據(jù)同步到系統(tǒng)里。紙質(zhì)作業(yè)既可以通過網(wǎng)閱（即先掃后改），也可以通過手閱（先批改后掃描）進(jìn)行，這樣通過教師批改后既保留了批改的痕跡，又有電子化數(shù)據(jù)保證每個(gè)學(xué)生的學(xué)業(yè)情況和過程性數(shù)據(jù)。同時(shí)在教師行為這一側(cè)，可以看到教師布置不同類型題目的行為數(shù)據(jù)也可以看到這些不同類型題目的完成情況。此外，通過智慧課堂所配置的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，教師能夠進(jìn)行高效、及時(shí)的課后輔導(dǎo)，而通過行為數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)既可以收集教師在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間進(jìn)行輔導(dǎo)的量化統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)又可以保留每一個(gè)數(shù)據(jù)背后的具體輔導(dǎo)內(nèi)容。

3.智慧課堂教學(xué)行為分析方法構(gòu)建

上述囊括21項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)的教學(xué)行為數(shù)據(jù)模型營(yíng)建了智慧課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。但如何充分利用教學(xué)行為數(shù)據(jù)模型構(gòu)建全方位、全過程的智慧課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)分析模型，讓單一的數(shù)據(jù)指標(biāo)變得更具統(tǒng)計(jì)學(xué)價(jià)值才是教學(xué)行為數(shù)據(jù)應(yīng)用的核心問題。唯有將這些數(shù)據(jù)處理、分析建模才能更方便教師深度了解課堂教學(xué)數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的價(jià)值，從經(jīng)驗(yàn)決策到數(shù)據(jù)決策，為教師改進(jìn)教學(xué)行為提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支撐，真正實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)的教育。

（1）智慧課堂互動(dòng)指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

師生互動(dòng)是智慧課堂區(qū)別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的重要標(biāo)志，基于智慧課堂可以輕松完成多種傳統(tǒng)課堂中難以實(shí)現(xiàn)的互動(dòng)方式。智慧課堂通過長(zhǎng)期使用，用戶老師會(huì)積累大量互動(dòng)數(shù)據(jù)，通過對(duì)互動(dòng)行為數(shù)據(jù)挖掘，構(gòu)建互動(dòng)指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，能夠全面展示教師使用智慧課堂進(jìn)行互動(dòng)的情況。其基本框架在于：首先通過對(duì)平臺(tái)所產(chǎn)生的教師和學(xué)生行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，選擇適應(yīng)的師生互動(dòng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于直接對(duì)行為指標(biāo)進(jìn)行分析較為繁瑣，所以運(yùn)用因子分析法即大量樣本數(shù)據(jù)的采集來確定各層評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算出互動(dòng)指標(biāo)體系的權(quán)重。最后基于互動(dòng)指標(biāo)體系及權(quán)重模型，運(yùn)用實(shí)際產(chǎn)生行為數(shù)據(jù)，計(jì)算出教師與學(xué)生的互動(dòng)指數(shù)并進(jìn)行可視化展示。具體框架如圖3所示。

（2）教師教學(xué)行為特質(zhì)分析

特質(zhì)是指一種可表現(xiàn)于許多環(huán)境的、相對(duì)持久的、一致而穩(wěn)定的思想、情感和動(dòng)作，它反映一個(gè)人的人格特點(diǎn)和行為傾向，具有抽象性、 穩(wěn)定性、 結(jié)構(gòu)層次性和相對(duì)性等性質(zhì)。教師的特質(zhì)是其專業(yè)知識(shí)、品格、思想與行為的集中體現(xiàn)。在教師特質(zhì)中，教學(xué)行為特質(zhì)是其中最為突出的外在體現(xiàn)，利用智慧課堂平臺(tái)中的各類教學(xué)行為數(shù)據(jù)指標(biāo)對(duì)教師教學(xué)行為進(jìn)行特質(zhì)分析有利于教師的專業(yè)發(fā)展。由于單一教學(xué)行為數(shù)據(jù)指標(biāo)在不同程度上指向某一特質(zhì)，簡(jiǎn)單的歸納無法真實(shí)體現(xiàn)教師特質(zhì)。所以首先對(duì)眾多行為指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單篩選，利用R型聚類分析，根據(jù)數(shù)據(jù)指標(biāo)的相關(guān)性形成連接樹狀圖，最后根據(jù)近30天的實(shí)際數(shù)據(jù)歸一化在指定的特質(zhì)里并進(jìn)行可視化展示。具體框架如圖4所示。

（3）基于智慧課堂的S-T分析

S-T分析法即Student-Teacher分析法，是眾多課堂分析方法中能對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行可視化定量分析的有效方法。此種方法將課堂教學(xué)行為分成教師行為（T行為）和學(xué)生行為（S行為）兩種。智慧課堂平臺(tái)利用語音收集、平板埋點(diǎn)和課堂實(shí)錄三個(gè)模塊，每30秒鐘的采集一次數(shù)據(jù)。然后將采集的數(shù)據(jù)記錄導(dǎo)入相應(yīng)數(shù)據(jù)模板，以原點(diǎn)為教學(xué)的起始時(shí)刻，將測(cè)得的 S、T數(shù)據(jù)順序地在 S 軸、T 軸上繪制S-T圖，然后計(jì)算Rt值（教師行為占有率）和Ch值（行為轉(zhuǎn)化率），最后由計(jì)算得到的Rt 和Ch 值可以得到Rt-Ch 圖，該圖將教學(xué)劃分為四種不同的教學(xué)模式：練習(xí)型、講授型、對(duì)話型和混合型，如圖5所示。

（4）逐語記錄與教學(xué)行為時(shí)間序列分析

在學(xué)校教研中，為了保證教師尤其是新教師更加深入了解如何更好地開展課堂教學(xué)，往往會(huì)采取跟課學(xué)習(xí)，利用課堂觀察方法去捕獲課堂教學(xué)中的實(shí)踐性知識(shí)。這是教師改進(jìn)教學(xué)行為、促進(jìn)專業(yè)發(fā)展的重要途徑。由于學(xué)校教師各類工作安排繁重，難以持續(xù)跟課聽課，所以許多學(xué)校采取錄屏的方式，通過視頻的課堂教學(xué)觀察方法去彌補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)聽課的一些缺陷。無論是現(xiàn)場(chǎng)觀察還是視頻觀察，最大的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)處煹恼n堂語言安排以及教學(xué)行為序列進(jìn)行有效學(xué)習(xí)和分析觀察。

課堂觀察法觀察內(nèi)容的核心有三個(gè)，分別是教師課堂語言藝術(shù)、教學(xué)課件的設(shè)計(jì)以及教師教學(xué)過程的安排。為了更大程度上對(duì)教師課堂進(jìn)行分析，智慧課堂平臺(tái)充分構(gòu)建了課堂逐語記錄和教學(xué)行為事件序列分析的系統(tǒng)。智慧課堂平臺(tái)利用智能麥克風(fēng)對(duì)教師的聲音進(jìn)行采集并且利用智能語音技術(shù)將視頻中的教師講解內(nèi)容進(jìn)行文本化處理，并依據(jù)事先制定好的規(guī)則提取語義，進(jìn)行語義分析。利用錄屏技術(shù)和基于PPT翻頁的關(guān)鍵幀打點(diǎn)技術(shù)對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效捕捉和錄制。而智慧課堂也會(huì)對(duì)教師通過智慧課堂教師端的操作時(shí)間序列進(jìn)行記錄。在一堂課完成后，系統(tǒng)根據(jù)PPT課件、教師課堂逐語記錄的文本內(nèi)容以及智慧課堂教師端的操作行為能夠?qū)φ谜n進(jìn)行有效分析和記錄。

四、智慧課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)分析應(yīng)用案例

在上述的教學(xué)行為數(shù)據(jù)分析方法中，S-T分析方法是最為常用的課堂交互行為分析方法，利用智慧課堂非入侵式、伴隨式的數(shù)據(jù)采集方法，使課堂教學(xué)行為分析實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、常態(tài)化、規(guī)?；蔀榭赡躘9]。筆者以S-T分析為例，詳細(xì)闡述智慧課堂分析模型與實(shí)踐應(yīng)用過程。

1.數(shù)據(jù)的來源與采集方法

本研究數(shù)據(jù)來源于合肥市某中學(xué)老師利用科大訊飛暢言智慧課堂系統(tǒng)進(jìn)行的數(shù)學(xué)講評(píng)課。利用系統(tǒng)的智能麥克風(fēng)與教師端Pad，對(duì)本堂課教師視覺、聽覺的信息傳遞行為進(jìn)行采集。以30秒的時(shí)間間隔對(duì)課堂過程進(jìn)行采樣，并根據(jù)采樣樣本點(diǎn)的行為類別，以相應(yīng)的符號(hào)S或T編碼并記錄，從而構(gòu)成S-T數(shù)據(jù)序列。

2.編碼規(guī)則及指標(biāo)構(gòu)建

基于智慧課堂實(shí)踐過程中的一般行為與S-T分析模型的一般定義，主要對(duì)在使用智慧課堂上課過程中一般性出現(xiàn)的T行為進(jìn)行識(shí)別，分為T1聽覺行為和T2視覺行為，課堂中的T行為和S行為的具體含義如表1所示。

3.結(jié)果呈現(xiàn)

根據(jù)教師的教學(xué)語言以及教學(xué)板書，系統(tǒng)操作自動(dòng)記錄了師生行為，并對(duì)師生行為進(jìn)行了相對(duì)的識(shí)別。利用識(shí)別的結(jié)果計(jì)算生成師生互動(dòng)曲線并判定課堂教學(xué)模式。設(shè)定教師行為（T）的個(gè)數(shù)為Nt，學(xué)生行為（S）的個(gè)數(shù)為Ns，連續(xù)同一行為的連數(shù)為g，得到課堂中教師行為占有率Rt如公式1所示，得到師生行為轉(zhuǎn)換率Ch如公式2所示：

利用改進(jìn)型 Rt-Ch 圖教學(xué)模式及其標(biāo)準(zhǔn)條件可以判定教學(xué)模式，如表2所示。

系統(tǒng)根據(jù)S-T分析模型以及最終采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)計(jì)算并繪制了Rt-Ch圖，如圖6所示，展示了合肥市某中學(xué)老師所授的數(shù)學(xué)講評(píng)課的師生互動(dòng)情況。Rt-Ch圖反映了本次課的教學(xué)模式類型為混合型課堂。

系統(tǒng)所收集的S-T師生互動(dòng)數(shù)據(jù)使課堂教學(xué)行為分析形成常態(tài)，利用系統(tǒng)可以對(duì)所有歷史授課類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并支持按照日期范圍查看歷史授課類型分布。教師在進(jìn)行教研時(shí)能更加充分利用歷史累積數(shù)據(jù)，通過與優(yōu)秀老師的橫向比較，也通過歷史數(shù)據(jù)縱向比較來發(fā)現(xiàn)自身授課的不足之處，促進(jìn)教師的真正發(fā)展。

五、結(jié)束語

本研究在分析當(dāng)前教師行為數(shù)據(jù)研究不足之處的基礎(chǔ)上構(gòu)建了基于智慧課堂的教師行為數(shù)據(jù)指標(biāo)模型，通過課前、課中、課后21個(gè)行為指標(biāo)最終構(gòu)建了基于智慧課堂的教師行為分析系統(tǒng)。在未來，筆者將繼續(xù)在以下幾方面開展工作：持續(xù)迭代更新教師教學(xué)行為指標(biāo)，建立更加完善的指標(biāo)模型;加入基于語音、文本、視頻分析等教師行為的數(shù)據(jù)分析方式;通過課堂實(shí)錄改進(jìn)教學(xué)。

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（編輯：王曉明）