數(shù)據(jù)驅(qū)動的課堂觀察活動多元分析與改進(jìn)研究

王阿習(xí) 余勝泉 陳玲

摘要：線上線下相結(jié)合的課堂觀察活動具有跨越時空、支持大規(guī)模協(xié)同等優(yōu)勢，已成為促進(jìn)中小學(xué)教師專業(yè)發(fā)展的重要活動。但是，其在應(yīng)用中存在突出問題，如難以從大量非結(jié)構(gòu)化的多源反饋數(shù)據(jù)中及時發(fā)現(xiàn)教師集體共識信息，難以精確診斷與改進(jìn)教學(xué)問題，難以實(shí)現(xiàn)教師同伴之間互助學(xué)習(xí)。為解決上述問題，該研究依據(jù)觀察學(xué)習(xí)理論與學(xué)習(xí)分析技術(shù)，構(gòu)建了包含課堂觀察活動全過程數(shù)據(jù)采集、多元分析、可視化反饋報告、社會知識網(wǎng)絡(luò)自動推薦、精準(zhǔn)改進(jìn)等要素的課堂觀察多元分析與改進(jìn)模型，并開發(fā)了支撐系統(tǒng)。研究結(jié)果表明該模型實(shí)現(xiàn)了對教師教學(xué)知識技能、觀察參與行為與情感狀態(tài)的及時診斷，能夠推動課堂觀察向數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)決策與精準(zhǔn)改進(jìn)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)觀察者與被觀察者的協(xié)同發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)驅(qū)動；課堂觀察；多元分析；觀察學(xué)習(xí)；社會知識網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

* 本文系教育部人文社會科學(xué)青年項目“基于文本情感識別的教師教學(xué)問題智能診斷與改進(jìn)研究”（項目編號：20YJC880088）、北京聯(lián)合大學(xué)教育科學(xué)研究課題“基于社會知識網(wǎng)絡(luò)的U-S協(xié)同課例研究活動設(shè)計”（課題編號：Jk202003）階段性研究成果。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)分析等技術(shù)的快速發(fā)展與普及應(yīng)用，線上線下相結(jié)合的混合式課堂觀察活動（又稱為聽評課），因其能夠跨越時空障礙、支持大規(guī)模協(xié)同、便于教師智慧共建共享等而成為促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的重要活動。同時，中共中央、國務(wù)院于2018年發(fā)布的《關(guān)于全面深化新時代教師隊伍建設(shè)改革的意見》，指出要轉(zhuǎn)變教師培訓(xùn)方式，推動信息技術(shù)與教師培訓(xùn)的有機(jī)融合，實(shí)行線上線下相結(jié)合的混合式研修[1]。教育部于2019年發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新時代基礎(chǔ)教育教研工作的意見》，提出要創(chuàng)新教研工作方式，積極探索信息技術(shù)背景下的教研模式改革，提升教研工作的針對性與有效性[2]。然而，高效開展教研活動的先決條件是精確診斷教師教學(xué)中存在的關(guān)鍵問題、發(fā)現(xiàn)教師專業(yè)發(fā)展需求?；诖?，本研究以中小學(xué)教師參與較多的混合式課堂觀察活動為切入點(diǎn)，依據(jù)觀察學(xué)習(xí)理論與學(xué)習(xí)分析技術(shù)，采集課堂觀察活動全過程的大量非結(jié)構(gòu)化多源反饋數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的課堂觀察活動多元分析與改進(jìn)模型，以幫助教師從非結(jié)構(gòu)化反饋數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)、改進(jìn)教學(xué)問題，這對于提升教研工作的針對性與有效性、建設(shè)高素質(zhì)專業(yè)化創(chuàng)新型的教師隊伍具有重要的理論與應(yīng)用價值。

（一）課堂觀察工具的相關(guān)研究

課堂觀察，既作為一種教育科學(xué)研究的方法，也作為促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的活動。本研究采用崔允漷教授的界定，將課堂觀察作為聽評課的新型范式，是一種有組織、有準(zhǔn)備、有程序的專業(yè)活動，需要借助于一定的研究方法和工具[3]?；诓煌挠^察視角可以將課堂觀察工具分為不同的類別，本研究按照課堂觀察工具依據(jù)的媒介形態(tài)將其分為：基于量規(guī)的工具（包含量表）、基于標(biāo)記注釋的工具、基于綜合性觀察系統(tǒng)的工具。

基于量規(guī)的課堂觀察工具，這類課堂觀察工具的特點(diǎn)在于各個觀察指標(biāo)清晰可見、易于操作[4]。例如Robert Pianta教授團(tuán)隊領(lǐng)銜開發(fā)的Classroom Assessment Scoring System，是一種基于量表的課堂觀察工具，旨在幫助教師改進(jìn)課堂師生交互行為，以支持師生學(xué)習(xí)和發(fā)展。作為各個學(xué)科通用的課堂觀察工具，其信度與效度已經(jīng)過驗(yàn)證[5]；基于標(biāo)記注釋的工具，這類課堂觀察工具的特點(diǎn)在于需要借助編碼分析表和視頻等標(biāo)注工具實(shí)現(xiàn)，經(jīng)常用于觀察師生行為。例如，弗蘭德斯研發(fā)的互動分析系統(tǒng)（Flanders Interaction Analysis System， FIAS）[6]是一種典型的基于時間采樣的標(biāo)記注釋工具；基于綜合性觀察系統(tǒng)的工具，這類課堂觀察工具的特點(diǎn)在于將量表嵌入網(wǎng)絡(luò)平臺，研發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)端與移動端的綜合性課堂觀察工具。例如，王陸教授團(tuán)隊在S-T分析法的基礎(chǔ)上開發(fā)了課堂行為在線分析系統(tǒng)[7]，并借助于課堂教學(xué)行為大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，分析不同區(qū)域的教師課堂教學(xué)行為差異與特點(diǎn)，通過改進(jìn)課堂教學(xué)行為實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)質(zhì)量的提高[8]。朱雪梅教授團(tuán)隊將專門的課堂觀察量表嵌入網(wǎng)絡(luò)平臺，研發(fā)基于移動終端的課堂觀察系統(tǒng)，在聽課的過程中采集教與學(xué)的表現(xiàn)行為信息，從而為評課提供量化證據(jù)[9]。

課堂觀察自引入到教育領(lǐng)域以來，已得到國內(nèi)外的普遍關(guān)注，產(chǎn)生了一批有影響力的研究成果。例如，構(gòu)建了多樣化的課堂觀察模式、涌現(xiàn)出一批適用不同情境的課堂觀察系統(tǒng)[10]。與此同時，課堂觀察活動研究也存在突出的問題，主要表現(xiàn)在以下四個方面：現(xiàn)有的課堂觀察分析模型與工具，難以快速發(fā)現(xiàn)聽課者的集體共識信息，精準(zhǔn)診斷教學(xué)問題與教學(xué)特色；難以對教師的多次活動數(shù)據(jù)形成歷程分析[11]，發(fā)現(xiàn)教師知識與能力變化趨勢與規(guī)律；忽視聽課教師的關(guān)注點(diǎn)與發(fā)展需求，難以實(shí)現(xiàn)教師同伴互助學(xué)習(xí)；課堂觀察結(jié)果反饋滯后[12]，無法基于教學(xué)問題提供及時反饋與干預(yù)，難以實(shí)現(xiàn)多元主體參與的精準(zhǔn)改進(jìn)。

（二）學(xué)習(xí)分析過程模型與可視化相關(guān)研究

學(xué)習(xí)分析過程模型主要包含對利益相關(guān)者的數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用措施的實(shí)施兩大部分[13]。Brown根據(jù)學(xué)習(xí)分析的理論性概念，提出了學(xué)習(xí)分析過程的五個環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)收集、分析、學(xué)生學(xué)習(xí)、受益者和干預(yù)；Siemens提出了學(xué)習(xí)分析過程模型，確定了學(xué)習(xí)分析模型的基本要素，并基于學(xué)習(xí)分析的技術(shù)性和過程性闡述了學(xué)習(xí)分析的應(yīng)用步驟[14]；胡藝齡等以學(xué)習(xí)需求為導(dǎo)向，以理解和優(yōu)化學(xué)習(xí)為目標(biāo)，自底向上對在線學(xué)習(xí)行為過程進(jìn)行建模，將學(xué)習(xí)分析過程分為數(shù)據(jù)、機(jī)制、結(jié)果三部分[15]；國際學(xué)習(xí)分析研究協(xié)會的學(xué)者們設(shè)計了一種整合多個引擎的學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)由分析引擎、干預(yù)引擎、學(xué)習(xí)適應(yīng)與個性化引擎構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)的無縫銜接，能夠滿足學(xué)習(xí)者、教育者和管理者的發(fā)展需求[16]。

學(xué)習(xí)分析可視化研究主要借助于學(xué)習(xí)儀表盤技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)結(jié)果可視化、行為可視化和情感狀態(tài)可視化。關(guān)于學(xué)習(xí)結(jié)果可視化方面，姜強(qiáng)與趙蔚等從個人、他人及個人與班級等視角設(shè)計了學(xué)習(xí)分析儀表盤[17]，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)分析儀表盤能夠提高學(xué)習(xí)效率和動機(jī)，增強(qiáng)學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的滿意度；關(guān)于學(xué)習(xí)行為可視化方面，有研究者發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)行為可視化工具，不僅可以基于時間實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)者個體活動行為的可視化，而且可以實(shí)現(xiàn)小組活動行為的可視化[18][19]。教師能清晰地查看學(xué)習(xí)者的課程學(xué)習(xí)和參與情況，也便于監(jiān)控整個班級的學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)問題、及時指導(dǎo)；關(guān)于學(xué)習(xí)者情感狀態(tài)可視化方面，Leony等采集學(xué)生使用電腦編程的交互數(shù)據(jù)，設(shè)計了四種情感可視化方式：基于時間的情感可視化、基于情境的情感可視化、情感變化趨勢的可視化、信息匯聚的可視化，以改善學(xué)生學(xué)習(xí)中的情感意識、促進(jìn)自我反思，進(jìn)而驗(yàn)證了學(xué)生的情感結(jié)果與學(xué)習(xí)過程相關(guān)[20]。

綜上可以看出，學(xué)習(xí)分析過程模型的建構(gòu)一般從數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析、數(shù)據(jù)的可視化、干預(yù)和結(jié)果反饋等環(huán)節(jié)展開。學(xué)習(xí)分析的可視化主要包括學(xué)習(xí)結(jié)果可視化、學(xué)習(xí)行為可視化與情感狀態(tài)可視化。研究者們從各個角度探索了數(shù)據(jù)可視化的呈現(xiàn)方式，如借助學(xué)習(xí)儀表盤技術(shù)可視化學(xué)習(xí)者個體的學(xué)習(xí)結(jié)果、對比分析學(xué)習(xí)者個體與群體學(xué)習(xí)結(jié)果差異、提供基于時間線的評價與可視化反饋報告，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)洞悉學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的行為特點(diǎn)與規(guī)律，利用情感分析技術(shù)判斷學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)過程中的情感傾向、可視化學(xué)習(xí)者的情感狀態(tài)、挖掘隱含信息。學(xué)習(xí)分析的過程模型與數(shù)據(jù)可視化方式，為構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的課堂觀察分析模型提供了有力的技術(shù)支持，為設(shè)計課堂觀察可視化反饋報告提供了重要啟示。

已有研究表明：采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)是撬動教師專業(yè)學(xué)習(xí)與發(fā)展過程變革的有力杠桿，教師若長期采用基于數(shù)據(jù)的反饋，對透視教與學(xué)中存在的問題、改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐、完善自身知識與能力結(jié)構(gòu)大有裨益[21]。因此，為解決課堂觀察活動中存在的問題，本研究將依據(jù)觀察學(xué)習(xí)理論與學(xué)習(xí)分析技術(shù)為指導(dǎo)，構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動的課堂觀察活動多元分析與改進(jìn)模型，以期幫助教師快速發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)教學(xué)問題，推動課堂觀察向數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)決策與精準(zhǔn)改進(jìn)轉(zhuǎn)變。

構(gòu)建可操作的、行之有效的課堂觀察活動分析與改進(jìn)模型，需要依據(jù)科學(xué)的學(xué)習(xí)理論支持。課堂觀察是一種有組織、有準(zhǔn)備、有程序的教師學(xué)習(xí)活動，從屬于觀察學(xué)習(xí)范疇。因此，本研究主要以觀察學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)構(gòu)建課堂觀察活動分析與改進(jìn)模型。

（一）觀察學(xué)習(xí)理論的核心觀點(diǎn)

美國心理學(xué)家阿爾波特·班杜拉，在吸收和借鑒行為主義、認(rèn)知主義、人本主義等心理學(xué)派學(xué)術(shù)觀點(diǎn)的基礎(chǔ)上提出觀察學(xué)習(xí)理論。觀察學(xué)習(xí)理論是班杜拉社會學(xué)習(xí)理論的關(guān)鍵要素[22]，闡述了通過觀察習(xí)得新技能的四個先決條件。即觀察學(xué)習(xí)的四個子過程：學(xué)習(xí)者需要注意到相關(guān)行為；學(xué)習(xí)者需要將信息儲存到記憶中；學(xué)習(xí)者能夠重現(xiàn)觀察到的示范行為；學(xué)習(xí)者有實(shí)施新技能的動機(jī)。四個子過程需要在一個學(xué)習(xí)情境中進(jìn)行[23]，各子過程及其影響因素如圖1所示[24]。

觀察學(xué)習(xí)的注意過程決定了一個人在顯示給他們的大量范例中選擇什么來觀察，以及在這些示范原型中把哪些東西抽取出來；保持過程涉及對某個時刻所模仿活動的保持。影響保持過程的因素有：符號編碼、認(rèn)知組織、符號預(yù)演、動作預(yù)演；運(yùn)動再現(xiàn)過程是將符號的表象轉(zhuǎn)換成合適的行動。人們在建立自己的反應(yīng)時，若使它們與示范的模式在時間和空間上保持一致，就可以獲得行為的再現(xiàn)；動機(jī)過程，任何人都無法復(fù)演學(xué)過的所有動作，動機(jī)過程則決定哪種經(jīng)由觀察習(xí)得的行為得以表現(xiàn)[25]。影響動機(jī)過程的因素有：外部強(qiáng)化、替代強(qiáng)化和自我強(qiáng)化。強(qiáng)化在觀察學(xué)習(xí)中起著一定的作用，但主要是作為居先的而非繼后的影響發(fā)生作用的。事先告訴觀察者仿效行為的好處，比等待他們碰巧模仿了一個原型的動作然后給予獎賞，能夠更有效地獲得觀察學(xué)習(xí)[26]。

（二）觀察學(xué)習(xí)理論對課堂觀察活動分析與改進(jìn)的啟示

觀察學(xué)習(xí)理論強(qiáng)調(diào)行為習(xí)得過程中各種認(rèn)知活動與環(huán)境因素的交互作用和自我調(diào)節(jié)功能。強(qiáng)調(diào)觀察學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者系統(tǒng)參與注意過程、保持過程、運(yùn)動再現(xiàn)過程與動機(jī)強(qiáng)化四個子過程的連續(xù)，是依次進(jìn)行的，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、參與性。這為構(gòu)建課堂觀察活動的多元分析改進(jìn)模型提供了重要的啟示，具體表現(xiàn)在以下五個方面：

1.鼓勵教師、學(xué)科專家、教研員等多元參與對話，形成知識協(xié)同建構(gòu)的民主氛圍

課堂觀察活動應(yīng)該鼓勵教師與學(xué)科專家、教研員等協(xié)同參與對話，形成知識協(xié)同建構(gòu)的民主氛圍。因?yàn)橐延醒芯勘砻?，來自同伴的反饋更易促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展[27]，同伴反饋可以提供多樣的觀點(diǎn)幫助學(xué)習(xí)者進(jìn)行自我反思，并利于學(xué)習(xí)者從導(dǎo)師和同伴那里獲得認(rèn)可[28]。因此，本研究在構(gòu)建課堂觀察活動的多元分析改進(jìn)模型時，將建立由學(xué)科專家、教研員、教師、校長、學(xué)科組長等多種角色協(xié)同參與的對話機(jī)制，實(shí)現(xiàn)教師個體隱性知識顯性化，便于共享教師群體的實(shí)踐性知識，從而促進(jìn)教師個體與群體知識的協(xié)同建構(gòu)。

2.對多次課堂觀察活動數(shù)據(jù)進(jìn)行歷時分析，發(fā)現(xiàn)教師的知識變化趨勢與規(guī)律

已有研究表明：長期采用基于數(shù)據(jù)的反饋能夠顯著提高教師教學(xué)質(zhì)量[29]。而若要達(dá)到為教師提供可靠的建設(shè)性反饋的目標(biāo)，則至少需要觀察三次課[30]。本研究構(gòu)建的多元分析改進(jìn)模型需要采集教師參與課堂觀察活動的全過程數(shù)據(jù)，包括教師個體的單節(jié)課和多節(jié)課的上課記錄、聽課記錄與反思日志，教師群體的單節(jié)課與多節(jié)課的課堂觀察報告等。實(shí)現(xiàn)教師參與單次活動與多次活動的歷時性分析，發(fā)現(xiàn)教師的知識變化趨勢與規(guī)律。

3.建立具有共同價值追求的教師學(xué)習(xí)共同體，促進(jìn)教師智慧共建共享

情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為知識是內(nèi)含在團(tuán)隊或?qū)W習(xí)共同體中的，是同情境、空間密切相關(guān)的。學(xué)習(xí)不僅是個體在情境中建構(gòu)意義的過程，更是在一定的社會文化背景下，通過社會性的、實(shí)踐性的、以資源工具為中介的參與過程。本研究在構(gòu)建課堂觀察活動的多元分析改進(jìn)模型時，首先需要課堂觀察活動的參與者之間建立互信，形成具有共同價值追求的學(xué)習(xí)共同體。因?yàn)閷W(xué)習(xí)共同體中的參與者來自不同的學(xué)校、不同區(qū)域，這些各異的經(jīng)驗(yàn)背景本身就是一種寶貴的學(xué)習(xí)資源。教師通過觀察、模仿專家與同伴的行為，并結(jié)合親身實(shí)踐可以實(shí)現(xiàn)隱性知識的共享，完成隱性知識的社會化[31]，促進(jìn)教師智慧共建共享。

4.提供可動態(tài)進(jìn)化的教學(xué)支持服務(wù)，滿足教師專業(yè)持續(xù)發(fā)展需要

教師的教學(xué)知識與能力是隨著教學(xué)經(jīng)驗(yàn)地增加而不斷變化的，教師的教學(xué)關(guān)注點(diǎn)也是隨著自身專業(yè)技能地提高而不斷變化的，這就要求多元分析改進(jìn)模型提供的分析結(jié)果具有動態(tài)進(jìn)化的功能。本研究將構(gòu)建可持續(xù)進(jìn)化的學(xué)科教學(xué)知識本體庫、教學(xué)問題庫、教學(xué)模式庫。多元分析改進(jìn)模型將以學(xué)科教學(xué)知識庫、教學(xué)問題庫和資源庫為基礎(chǔ)，分析教師多次的教學(xué)行為、教學(xué)材料、學(xué)生學(xué)習(xí)情況等，發(fā)現(xiàn)教師專業(yè)發(fā)展需求，提供可動態(tài)進(jìn)化的教學(xué)支持服務(wù)，滿足教師專業(yè)持續(xù)發(fā)展需要。

5.提供及時的可視化反饋，促進(jìn)教師實(shí)現(xiàn)基于真實(shí)問題解決的深度學(xué)習(xí)

反饋有利于促進(jìn)學(xué)習(xí)者開展自我反思，有利于學(xué)習(xí)者識別需要改善的領(lǐng)域。觀察學(xué)習(xí)理論認(rèn)為行為習(xí)得有兩種不同的過程，一種是通過直接經(jīng)驗(yàn)獲得行為模式的過程，另一種是借助于間接經(jīng)驗(yàn)，通過觀察示范者的行為而習(xí)得行為的過程。在觀看了示范者的操作之后，觀察者能夠高度精確地描述行為，如果給予適當(dāng)?shù)恼T導(dǎo)與反饋，他們常常在第一次嘗試演習(xí)中就能正確地呈現(xiàn)行為[32]。這對構(gòu)建多元分析改進(jìn)模型的啟示是：需要在活動開展前告訴參與教師相關(guān)的激勵機(jī)制，提供及時的可視化反饋，實(shí)現(xiàn)基于問題解決的深度學(xué)習(xí)。

本研究基于觀察學(xué)習(xí)理論，遵循多元參與、歷時分析、協(xié)同知識建構(gòu)、動態(tài)進(jìn)化與及時反饋原則，構(gòu)建了包含課堂觀察活動全過程數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)多元分析、自動生成可視化反饋報告、自動生成面向教學(xué)問題改進(jìn)的社會知識網(wǎng)絡(luò)、多元主體協(xié)同參與改進(jìn)五個要素的課堂觀察多元分析與改進(jìn)模型（如圖2所示）。該模型以促進(jìn)“上課教師和聽課教師雙向分析、持續(xù)改進(jìn)”作為核心追求，將一個完整的課堂觀察活動過程分為課前準(zhǔn)備過程（即備課），包括制定觀察目標(biāo)、觀察任務(wù)，是觀察學(xué)習(xí)的注意過程；課中觀察過程（即聽課），包括觀察師生教與學(xué)的行為、撰寫觀察記錄，是觀察學(xué)習(xí)的保持過程；教學(xué)實(shí)踐過程（即上課），是觀察學(xué)習(xí)的運(yùn)動再現(xiàn)過程；課后研討與改進(jìn)過程（即評課），包含提供及時反饋、推薦學(xué)習(xí)資源等。觀察學(xué)習(xí)的動機(jī)過程貫穿課堂觀察的全過程，是實(shí)現(xiàn)課堂觀察活動精準(zhǔn)改進(jìn)的重要組成部分。

在課堂觀察活動的多元分析與改進(jìn)模型的基礎(chǔ)上，本研究設(shè)計與開發(fā)了數(shù)據(jù)驅(qū)動的課堂觀察活動多元分析與改進(jìn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在學(xué)習(xí)元平臺的基礎(chǔ)上開發(fā)而成的[33]，有網(wǎng)絡(luò)端的“教研空間”與移動端的“聽課本APP”構(gòu)成，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)多元分析模塊、可視化反饋報告自動生成模塊、社會知識網(wǎng)絡(luò)自動生成模塊、多元主體協(xié)同參與改進(jìn)模塊。通過上述功能模塊，本研究能夠采集教師參與課堂觀察活動的全過程數(shù)據(jù)，診斷教師的知識技能、課堂觀察活動參與行為和參與情感狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)課堂觀察活動以經(jīng)驗(yàn)判斷為主到基于證據(jù)的科學(xué)決策轉(zhuǎn)變。

（一）課堂觀察活動全過程的數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)，是確保課堂觀察活動結(jié)果分析客觀性與科學(xué)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在本研究中，備課、上課、聽課與課后研討等活動不是孤立的，數(shù)據(jù)在各個活動之間可以無縫流轉(zhuǎn)?；顒永碚撜J(rèn)為兩個活動系統(tǒng)之間以“學(xué)習(xí)者集體”和“高級學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)”可以建立聯(lián)系，形成更大的活動系統(tǒng)，以增加活動的開放性與活動之間的交互性[34]。備課與聽課活動本身具有共同的參與者集體和高級的學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)，二者共享教學(xué)設(shè)計、課件等教學(xué)制品類客體（如圖3所示）。因此，在制定數(shù)據(jù)采集機(jī)制時應(yīng)兼顧備課與聽課，統(tǒng)一兩類活動的開展規(guī)則，明確學(xué)習(xí)共同體內(nèi)各個成員的職責(zé)與任務(wù)分工，確保數(shù)據(jù)采集完整與規(guī)范，為開展多元分析奠定堅實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（二）構(gòu)建學(xué)科教學(xué)知識庫、教學(xué)領(lǐng)域語料庫、問題庫與資源庫

為分析教師的知識技能與課堂觀察參與情感，本研究構(gòu)建了學(xué)科教學(xué)知識庫、教學(xué)領(lǐng)域語料庫、教學(xué)問題庫、學(xué)習(xí)活動庫與學(xué)習(xí)資源庫。其中，學(xué)科教學(xué)知識庫由十位學(xué)科專家，經(jīng)過多輪的協(xié)商建構(gòu)而成；教學(xué)領(lǐng)域的語料庫是在依據(jù)已有的通用語料庫基礎(chǔ)上，整合教學(xué)領(lǐng)域的語料建構(gòu)而成的；教學(xué)問題庫的構(gòu)建主要是基于學(xué)科教學(xué)知識點(diǎn)，匯聚教師在備課、上課、聽課、評課與教學(xué)反思等課堂觀察活動過程中存在的典型教學(xué)問題，將教學(xué)問題逐一歸類到相應(yīng)的學(xué)科教學(xué)知識點(diǎn)；學(xué)習(xí)資源庫旨在為教師提供個性化的學(xué)習(xí)資源，其建構(gòu)流程包括清晰界定知識點(diǎn)及其語義關(guān)系、制作學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)資源語義屬性添加、學(xué)習(xí)資源評價方案創(chuàng)建。這種設(shè)計方式建立了學(xué)科教學(xué)知識、教學(xué)問題與學(xué)習(xí)資源之間的關(guān)聯(lián)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動記錄、評價學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)度，為教學(xué)問題自動改進(jìn)提供重要支持。

（三）課堂觀察活動的多元分析

大數(shù)據(jù)時代，對課堂教學(xué)的反思、優(yōu)化與評價，從基于經(jīng)驗(yàn)主義的主觀看法，轉(zhuǎn)向了基于行為數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)診斷[35][36]。為了精準(zhǔn)診斷教師的教學(xué)問題，本研究將把教學(xué)這個復(fù)合體的個別方面，孤立出來加以研究，以便于更細(xì)致更深入地研究它們各自的特點(diǎn)和規(guī)律，在分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合[37]。本研究的課堂教學(xué)行為分析將依據(jù)教育教學(xué)理論指導(dǎo)，采用學(xué)習(xí)分析技術(shù)與方法收集課堂教學(xué)行為各個要素的數(shù)據(jù)，分析教學(xué)行為的各個組成要素及其之間的關(guān)系。除此之外，本研究還從課堂教學(xué)知識技能、課堂觀察活動參與行為和情感狀態(tài)三個方面構(gòu)建診斷模型的分析維度和指標(biāo)體系，相應(yīng)的分析機(jī)制與技術(shù)如圖4所示。

以“知識技能維度”分析為例，本研究將采用學(xué)科教學(xué)知識庫、社會信任度模型、同伴反饋機(jī)制等，利用文本主題分析、語音識別與知識圖譜等技術(shù)分析教師的教學(xué)風(fēng)格、教學(xué)模式、提問技能、TPACK知識結(jié)構(gòu)。通過綜合采用多元分析機(jī)制與支持技術(shù)，本研究以促進(jìn)執(zhí)教教師與聽課教師雙向發(fā)展為核心追求，既關(guān)注教師的教學(xué)知識技能發(fā)展，又關(guān)注教師的課堂觀察參與行為，以及課堂觀察活動參與情感；既對教師執(zhí)教一節(jié)課的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，又對多節(jié)課的數(shù)據(jù)進(jìn)行歷時性分析，以促進(jìn)教師積極參與和深度互動，進(jìn)而診斷與改進(jìn)教學(xué)問題，增強(qiáng)教學(xué)特色，實(shí)現(xiàn)課堂觀察從單一分析走向多元參與的精準(zhǔn)改進(jìn)。

（四）自動生成可視化反饋報告

系統(tǒng)科學(xué)的反饋原理表明，任何系統(tǒng)只有通過信息反饋，才可能實(shí)現(xiàn)有效地控制，從而達(dá)到預(yù)期的目的[38]。課堂觀察作為一個特殊的系統(tǒng)，要保證觀察目標(biāo)的有效達(dá)成，就必須通過信息反饋，實(shí)現(xiàn)對課堂觀察過程的改進(jìn)。為滿足教師專業(yè)發(fā)展需求，本研究基于社會比較理論設(shè)計了便于交互的、可視化的反饋報告，并可實(shí)現(xiàn)反饋報告的自動生成。該反饋報告包括教師知識技能分析、課堂觀察參與行為分析和參與情感分析結(jié)果。

社會比較理論指出在某些方面與他人相似度高的學(xué)習(xí)者更易受到社會比較的影響[39]。因此在設(shè)計可視化反饋報告時，本研究重點(diǎn)體現(xiàn)兩個方面的對比：一個方面是實(shí)現(xiàn)教師個體與群體（同伴）之間的社會性比較，即個體與群體之間的橫向比較；另一個方面是實(shí)現(xiàn)教師個體過去的知識結(jié)構(gòu)與現(xiàn)在的知識結(jié)構(gòu)之間的歷史性比較，即教師的當(dāng)前知識結(jié)構(gòu)與過去知識結(jié)構(gòu)之間的縱向比較，促進(jìn)教師開展教學(xué)反思，揚(yáng)長補(bǔ)短[40]。

（五）自動生成面向教學(xué)問題改進(jìn)的社會知識網(wǎng)絡(luò)

發(fā)現(xiàn)教師的教學(xué)知識結(jié)構(gòu)短板與專業(yè)發(fā)展需求是開展教學(xué)改進(jìn)的前提。而對于如何開展有效的教學(xué)改進(jìn)，則需要專業(yè)的指導(dǎo)與學(xué)習(xí)資源的支持（既包括物化資源支持，又包括人力資源支持）。社會知識網(wǎng)絡(luò)融合了知識網(wǎng)絡(luò)與社會網(wǎng)絡(luò)，是促進(jìn)深度學(xué)習(xí)交互的有效支架，是促進(jìn)多層次交互行為有效發(fā)生的重要保障。基于社會知識網(wǎng)絡(luò)可以整合學(xué)習(xí)者和學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以更好地促進(jìn)學(xué)習(xí)者開展深度學(xué)習(xí)[41]。因此，本研究在構(gòu)建學(xué)科教學(xué)知識庫與問題庫的基礎(chǔ)上，診斷教師的教學(xué)問題，建立學(xué)科教學(xué)知識、教學(xué)問題與學(xué)習(xí)資源之間的關(guān)聯(lián)，形成了面向教學(xué)問題改進(jìn)的社會知識網(wǎng)絡(luò)。該社會知識網(wǎng)絡(luò)能夠可視化呈現(xiàn)教師的教學(xué)知識技能結(jié)構(gòu)；能夠可視化地呈現(xiàn)教師的教學(xué)問題與教學(xué)特色。借助于融合了物化資源與人力資源的社會知識網(wǎng)絡(luò)，教師不僅可以直接咨詢學(xué)科專家、隨時隨地獲得專業(yè)指導(dǎo)，而且能夠快速查閱與教學(xué)問題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)視頻、教學(xué)課件與可視化反饋報告等學(xué)習(xí)資源。這種連接教學(xué)問題、學(xué)科教學(xué)知識、物化學(xué)習(xí)資源與人力資源的整合設(shè)計方式，可以促進(jìn)教師個體實(shí)現(xiàn)基于教學(xué)問題解決的深度學(xué)習(xí)，可以促進(jìn)不同校際、區(qū)域的教師之間知識共享與知識創(chuàng)造。

（六）開展多元主體協(xié)同參與的精準(zhǔn)改進(jìn)

課堂觀察活動多元分析改進(jìn)模型的基本價值追求是促進(jìn)上課教師與聽課教師的協(xié)同發(fā)展。在數(shù)據(jù)采集與多元分析的基礎(chǔ)上，本研究從系統(tǒng)自動干預(yù)與人工干預(yù)兩個方面，開展區(qū)域教研員、校長、學(xué)科組長與學(xué)生等多元主體協(xié)同參與的精準(zhǔn)改進(jìn)（如圖5所示）。

系統(tǒng)干預(yù)措施包括實(shí)施基于可視化反饋報告的系統(tǒng)自動干預(yù)，可為教師提供詳實(shí)的分析結(jié)論與基于真實(shí)教學(xué)實(shí)踐問題的建設(shè)性反饋建議，促進(jìn)教師開展證據(jù)導(dǎo)向的持續(xù)改進(jìn)；實(shí)施基于教學(xué)問題改進(jìn)的社會知識網(wǎng)絡(luò)智能推薦干預(yù)，便于教師隨時隨地獲得學(xué)科專家與同伴的指導(dǎo)，及時獲得與教學(xué)問題相關(guān)的教學(xué)設(shè)計、課件等學(xué)習(xí)資源；實(shí)施基于個性化評價方案的系統(tǒng)自動干預(yù)，能夠?qū)崟r反饋教師的學(xué)習(xí)進(jìn)度，督促教師使用相關(guān)資源開展學(xué)習(xí)活動，保質(zhì)保量完成學(xué)習(xí)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)督促改進(jìn)的目的。

人工干預(yù)措施是實(shí)施多元主體協(xié)同參與改進(jìn)，區(qū)域教研員針對本區(qū)域教師教學(xué)中存在的規(guī)律性與個性化教學(xué)問題，開展專業(yè)指導(dǎo)，制定區(qū)域教師發(fā)展方案；校長圍繞學(xué)校的教師教研中存在的突出問題，制定學(xué)校課堂觀察制度，提供調(diào)課、派車、網(wǎng)絡(luò)與硬件設(shè)備等后勤保障；學(xué)科組長基于整個學(xué)科教師存在的教學(xué)問題，安排公開研討課，做出榜樣示范引領(lǐng)學(xué)科教師專業(yè)發(fā)展；學(xué)生反饋學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)教師調(diào)整教學(xué)策略。借助于教研員、校長、學(xué)科組長與學(xué)生等多元主體的協(xié)同干預(yù)[42]，最終實(shí)現(xiàn)教師教學(xué)問題的精準(zhǔn)改進(jìn)。

（一）研究設(shè)計與實(shí)施

本研究采用了調(diào)查研究方法和案例研究方法，分析課堂觀察活動的多元分析與改進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用效果。其中，調(diào)查研究方法主要用于調(diào)查教師對多元分析改進(jìn)系統(tǒng)的滿意度與科技接受度，案例研究方法主要用于深描多元分析改進(jìn)系統(tǒng)是如何、為何能夠促進(jìn)教師學(xué)科知識與互動行為等發(fā)生變化。本研究以小學(xué)語文教師的課堂觀察活動為例，組織來自河北省張家口市涿鹿縣與廣東省廣州市荔灣區(qū)等12所小學(xué)的55位語文教師，采用多元分析與改進(jìn)系統(tǒng)，于2018年9月至12月中旬，開展了為期三個月的課堂觀察活動。

（二）研究數(shù)據(jù)收集與結(jié)果分析

首先，為調(diào)查教師對多元分析改進(jìn)系統(tǒng)的滿意度與科技接受度，本研究收集了55名教師對課堂觀察活動多元分析與改進(jìn)系統(tǒng)的使用體驗(yàn)，發(fā)放55份問卷，剔除3份無效問卷，得到52份有效問卷。其次，本研究選擇了處于不同發(fā)展階段的八位教師，作為案例研究的對象，分析其應(yīng)用多元分析與改進(jìn)系統(tǒng)開展課堂觀察活動的效果。訪談與行為日志是此次案例研究收集資料的主要方法。在正式訪談之前，研究者依據(jù)研究目標(biāo)制定了半結(jié)構(gòu)化的訪談提綱，包含采用課堂觀察多元分析改進(jìn)系統(tǒng)開展觀察活動的優(yōu)勢、不足與改進(jìn)建議等。

研究結(jié)果表明教師比較認(rèn)可多元分析改進(jìn)系統(tǒng)，認(rèn)為使用課堂觀察分析系統(tǒng)開展觀察活動可以幫助其發(fā)現(xiàn)新的問題，比以前的課堂觀察活動更有趣味性（均值為4.03分，滿分為5分）。教師認(rèn)為多元分析改進(jìn)系統(tǒng)可以讓課堂觀察活動內(nèi)容更豐富（均值為3.92分），教師認(rèn)為采用多元分析改進(jìn)系統(tǒng)可以幫助其獲得有用的信息（均值為4.08分），可以讓課堂觀察活動開展的更好（均值為3.94分）。認(rèn)知有用性量表整體均值為3.95，認(rèn)知易用性量表整體均值為3.73。

調(diào)查研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)教師對系統(tǒng)的滿意度與科技接受度較高，能夠促進(jìn)教師發(fā)現(xiàn)與改進(jìn)教學(xué)問題，通過系統(tǒng)推薦的個性化學(xué)習(xí)資源提升教學(xué)知識技能。這從案例研究的結(jié)果中也可以看出，例如，關(guān)于可視化反饋報告的應(yīng)用效果方面，一位新手教師從自己作為執(zhí)教教師與聽課教師兩方面總結(jié)到：“作為執(zhí)教教師，我記得上節(jié)課有位老師給我提了很好的建議，那么就可以通過系統(tǒng)提供的這張圖，看到他提供的教學(xué)改進(jìn)建議。在我下次上課的時候，可以及時回看這些建議，而且很容易找到這位老師給我提供的改進(jìn)建議。作為聽課教師，我可以快速地瀏覽所有老師對這節(jié)課的評價，能夠拓寬我聽課的視角。我想如果以后我也上了這節(jié)課，我能很迅速地找到這些資源，包括完善后的教學(xué)設(shè)計與課件，對我來說，會非常方便”；課堂觀察多元分析與改進(jìn)系統(tǒng)能夠采集分析教師直接的行為數(shù)據(jù)，有利于減少課堂觀察中的社會惰化現(xiàn)象[43]，促進(jìn)教師積極參與和深入互動。這從教師訪談的結(jié)果中也可以看出，例如，一位骨干教師指出：“從系統(tǒng)里面的‘人際網(wǎng)絡(luò)圖’里邊我能看出來有多少位教師參與了活動，能夠一目了然看到自己所在的位置，越接近中心點(diǎn)，說明我的參與度越高。另外，這張圖也便于發(fā)現(xiàn)每節(jié)課的教師參與情況，尤其便于教研員督促老師們及時完成課堂觀察任務(wù)”。

盡管課堂觀察活動多元分析改進(jìn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對教師教學(xué)知識技能和活動參與行為的及時診斷，但是，由于此次研究選擇的觀察記錄數(shù)量較少，所以教學(xué)知識技能分析的準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高。正如一位骨干教師指出的可視化反饋報告的不足之處：“分析報告基本上是能夠正確反映的，但是對于其他的課，偶爾也可能會出現(xiàn)不太準(zhǔn)確的現(xiàn)象。例如，我執(zhí)教的《紙船與風(fēng)箏》一課，報告中提到評價反饋不及時，但是，因?yàn)槲抑饕O(shè)計的是學(xué)生之間互評互改。所以，這個時候報告中的結(jié)果跟我設(shè)計的課型不一致，就容易出現(xiàn)分析不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。就像咱們?nèi)メt(yī)院看病，做各種身體檢查的診斷，整體上的綜合診斷是比較客觀的，也有可能出現(xiàn)一個不太準(zhǔn)的指標(biāo)”。為解決此問題，后續(xù)研究需要選擇不同學(xué)科的觀察記錄、完善學(xué)科教學(xué)知識庫與優(yōu)化分析算法，進(jìn)一步提高系統(tǒng)準(zhǔn)確度。

本研究依據(jù)觀察學(xué)習(xí)理論與學(xué)習(xí)分析技術(shù)，構(gòu)建了數(shù)據(jù)驅(qū)動的課堂觀察活動多元分析與改進(jìn)模型。該模型能夠匯聚教師參與課堂觀察活動全過程的數(shù)據(jù)，采用學(xué)習(xí)分析技術(shù)從大量數(shù)據(jù)中挖掘教師的集體共識信息，診斷教師的教學(xué)問題；能夠?qū)Χ啻握n堂觀察活動數(shù)據(jù)進(jìn)行歷時分析，發(fā)現(xiàn)教師的知識能力變化趨勢與規(guī)律；能夠基于教師的課堂觀察記錄、教學(xué)反思等教學(xué)材料分析教學(xué)關(guān)注點(diǎn)與專業(yè)發(fā)展需求，促進(jìn)教師積極參與互動，實(shí)現(xiàn)教師同伴之間的互助學(xué)習(xí)。

本研究還從系統(tǒng)干預(yù)與人工干預(yù)兩個方面設(shè)計課堂觀察活動改進(jìn)方案，開展區(qū)域教研員、校長、學(xué)科組長與學(xué)生等多元主體協(xié)同參與改進(jìn)；構(gòu)建了學(xué)科教學(xué)知識庫、教學(xué)問題庫與學(xué)習(xí)資源庫，建立了學(xué)科教學(xué)知識、教學(xué)問題與學(xué)習(xí)資源之間的關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了面向教學(xué)問題改進(jìn)的社會知識網(wǎng)絡(luò)個性化推薦；形成了課堂觀察活動的雙向、歷時與多元分析機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對教師教學(xué)知識技能、觀察參與行為與情感狀態(tài)的及時診斷，推動課堂觀察以經(jīng)驗(yàn)判斷為主向數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學(xué)決策與精準(zhǔn)改進(jìn)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)觀察者與被觀察者的協(xié)同發(fā)展。

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作者簡介：

王阿習(xí)：講師，博士，研究方向?yàn)榻處熃逃?、課堂觀察工具設(shè)計與開發(fā)、在線課例研究。

余勝泉：教授，博士，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芙逃龖?yīng)用、移動教育與泛在學(xué)習(xí)、區(qū)域教育信息化、信息技術(shù)與課程整合。

陳玲：副教授，博士，研究方向?yàn)榧夹g(shù)支持下創(chuàng)新教學(xué)、技術(shù)支持下的教師專業(yè)發(fā)展。

Data-driven Multiple Analysis and Improvement of Classroom Observation Activities

Wang Axi1， Yu Shengquan2，3， Chen Ling2，3

（1.Teachers College， Beijing Union University， Beijing 100011； 2.Beijing Advanced Innovation Center for Future Education， Beijing Normal University， Beijing 100875； 3.Faculty of Education， Beijing Normal University， Beijing 100875）

Abstract： Online and offline classroom observation activities have the advantages of spanning time and space， supporting largescale collaboration， facilitating wisdom co-construction and sharing， etc.， and have become an important activity to promote the professional development of primary and secondary school teachers. However， there are prominent problems in its application， such as difficulty in timely discovering teachers’ collective consensus information from a large number of unstructured multi-source feedback data， difficulty in accurately diagnosing and improving teaching problems， and difficulty in realizing mutual learning among teachers. To solve the above problems， this study constructed the model on multiple analysis and improvement of classroom observation activities based on the theory of observational learning， including the whole process of data collection， multivariate analysis， visual feedback report， and the social knowledge network， multiple subjects collaborate to improve. This research realized the timely diagnosis of teachers’ teaching knowledge and skills， participation behavior and emotional state， promoted the transformation of classroom observation to scientific decision-making and accurate improvement based on data， and realized the collaborative development of the observers and the observed.

Keywords： data-driven； classroom observation； multivariate analysis； observational learning； social knowledge network

責(zé)任編輯：邢西深