基于人工智能課堂觀察數(shù)據(jù)的職初教師教學分析與對策
——以小學語文一年級下冊《荷葉圓圓》為例

郭 敏

上海中醫(yī)藥大學附屬閔行薔薇小學

一、 研究背景

課堂觀察指研究者或觀察者帶著明確的目的，憑借自身感官和有關(guān)輔助工具，直接或間接從課堂情境中收集資料，并依據(jù)資料做相應研究的一種教育科學研究方法。在教學實踐中，課堂觀察更多的是建立在教學理論與觀察者自身經(jīng)驗相結(jié)合的基礎(chǔ)上，往往缺少客觀的數(shù)據(jù)支撐，觀察者的主觀判斷會影響觀察結(jié)果的科學性、準確性和統(tǒng)一性，從而影響執(zhí)教者教學反思的有效性。長此以往，不利于教師的課堂改進與專業(yè)成長。

隨著“智慧教育”的深入推進和大數(shù)據(jù)在教學中的廣泛應用，筆者所在校與華東師范大學上海智能教育研究院合作，在智慧課堂分析系統(tǒng)（EduMaster）環(huán)境下，運用人工智能對教師的課堂教學進行科學的、有針對性的觀察與分析。本文基于Flanders分析系統(tǒng)與S-T分析法得出的數(shù)據(jù)，對兩位職初教師執(zhí)教的小學語文一年級下冊《荷葉圓圓》一課進行分析研究。

二、 研究工具和方法

智慧課堂分析系統(tǒng)（EduMaster） 通過人工智能技術(shù)，記錄并分析教師授課過程中的行為語言表現(xiàn)和學生的反饋。通過Flanders分析系統(tǒng)與S-T分析法自動產(chǎn)生數(shù)據(jù)，實現(xiàn)AI助力教研、促進教師提升教學效果的目的。

（一） Flanders分析系統(tǒng)

Flanders課堂師生言語分析系統(tǒng)是美國課堂研究專家弗蘭德斯（Ned Flanders）于20世紀60年代開發(fā)出的。系統(tǒng)運用10類行為編碼對課堂上的師生言語互動進行數(shù)據(jù)采集，每三秒記錄課堂中教師和學生的行為，再通過制作“互動分析矩陣”，統(tǒng)計比率，對課堂進行分析和研究。10類行為編碼如表1所示。

表1 課堂觀察表

（二） S-T分析法

S-T分析法是一種以直觀的圖形方式分析教學個性的教學分析方法，它將教學過程中各種復雜的行為分為 T（教師）行為和S（學生）行為兩個類別，對教學過程中的這兩類行為作定性、定量分析。首先，記錄數(shù)據(jù)，按固定間隔采樣，教師行為記為T，否則記為S；再繪制S-T圖；然后計算Ch值與Rt值；最后得到Rt-Ch圖。S-T分析法減少了教學觀察中觀察者主觀經(jīng)驗的模糊性，提高了分析過程和記錄結(jié)果的客觀性與可靠性。各種教學模式在Rt-Ch圖中所對應的位置如圖1所示。

圖1 Rt-Ch圖與教學模式

三、 課例樣本選取

本文選取了教學內(nèi)容相同的兩節(jié)不同課例（表2）進行對比研究，以期通過信息技術(shù)，透過課堂師生互動的“現(xiàn)象”更深層次地解析課堂本質(zhì)，達到促進職初教師專業(yè)發(fā)展和提高教研水平的目標。

表2 課例基本信息表

四、 觀察結(jié)果分析

（一） 基于Flanders分析系統(tǒng)的觀察結(jié)果與數(shù)據(jù)

1. 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

Z老師課堂數(shù)據(jù)如圖2所示，Q老師課堂數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖2 Z老師課堂數(shù)據(jù)

圖3 Q老師課堂數(shù)據(jù)

根據(jù)Flanders系統(tǒng)的分析結(jié)果，筆者對照10類師生行為編碼課堂觀察表（表1），將兩位教師課堂教學的數(shù)據(jù)進行了比對，形成數(shù)據(jù)比對表（表3）。

表3 數(shù)據(jù)比對表

經(jīng)過Flanders系統(tǒng)的分析，可以看出兩位教師的課堂言語比例都偏低，說明課堂和諧開放；兩堂課的學生言語比例偏高，說明學生積極參與；課堂沉寂比率偏低，說明課堂教學利用率較高，課堂氣氛活躍。

2. 原因分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)比較，筆者進一步發(fā)現(xiàn)Z老師的課堂教師言語總和比例高于Q老師，學生的言語總和比例低于Q老師。為了探究數(shù)據(jù)背后的本質(zhì)原因，筆者結(jié)合兩位教師的教學實錄進行了深入分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)差異背后表現(xiàn)出的是兩位年輕教師在處理教學時的優(yōu)勢與不足。

（1） 精簡而有深度的課堂提問更能夠提高教學有效性

通過對表3的分析，筆者發(fā)現(xiàn)Z老師的教師言語總和中，“提問”的比例是10.3%，Q老師的“提問”比例在教師言語總和中占5.5%。結(jié)合兩位教師的教學實錄發(fā)現(xiàn)，Z老師的提問占比過高，主要原因是教學環(huán)節(jié)中設(shè)置的問題存在連問、碎問、提問層次淺等現(xiàn)象。以課文第四小節(jié)的教學片段為例，比較兩位教師的授課，如表4所示。

表4 課文教學片段對比表

由上面教學片段的對比，我們發(fā)現(xiàn)Z老師提出了一連串的問題，目的是希望學生能夠說出教師板書中的關(guān)鍵詞“蹲”和“歌唱”。然而，這些問題的答案在文中是顯而易見的，這樣的問題缺少一定的深度，不能激發(fā)學生的高階思維。Q老師在這個環(huán)節(jié)中，花了更多的時間指導學生朗讀這段話，通過同學和教師的示范，提示大家讀出一定的語氣和感情，經(jīng)過反復朗讀，學生就很自然地把教師提出的問題回答完整了，因此Q老師在該環(huán)節(jié)的教學效率更高。

（2） 精磨細研的教學語言更有助于學生對學習內(nèi)容的理解

在表3中，筆者發(fā)現(xiàn)Z老師的教師言語總和中，“講授”的比例是8.9%，高于Q老師的4.2%。所謂講授，是指就教學內(nèi)容或步驟提供事實或教師的見解，表達教師自己的觀念，或者引述某位權(quán)威者（非學生）的看法。

筆者認為，在語文課堂上，教師的引導和講授是必不可少的，能夠幫助學生更準確地理解文本內(nèi)容，體會作者的情感表達，涵泳語言文字的魅力。因此，Z老師的“言多”，對于學生理解文本是起到一定的促進作用的。我們通過兩位教師對于漢字“美”的教學片段分析來說明（表5）。

在表5的片段中，Z老師對“美”這個漢字從字理上進行了講解和引導，又通過說句子讓學生進一步運用詞語，在練習表達的過程中加深理解。筆者認為這樣的教學是比較扎實有效的。

表5 漢字“美”的教學片段對比

（3） 具有學生立場的教師才能實現(xiàn)“為了學生的學”而教

筆者注意到兩節(jié)課的學生言語總和中，“學生自發(fā)發(fā)言”的比例均為0%?！皩W生自發(fā)發(fā)言”是指課堂上學生主動提問或者與同伴討論。年輕教師往往按照教案的設(shè)計按部就班地實施教學，容易忽視學生的學習需求和學習中的動態(tài)變化。學生時常被動地跟著教師事先設(shè)想好的問題開展學習，造成學生學習興趣減退、學習積極性不高等問題。

（二） 基于S-T分析法的觀察結(jié)果與數(shù)據(jù)

1. 數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

圖4、圖5分別是Z老師和Q老師的課堂S-T分析圖，分別表示兩位教師各自課堂中師生行為隨時間變化的曲線，其中豎直線段表示學生的學習行為，水平線段表示教師的教學行為，斜線段表示師生的互動行為。由圖4、圖5可見兩節(jié)課的 S-T 曲線基本平行于45度線，表示教師與學生互動比較平衡。Z老師的課堂師生互動比較頻繁的時間段為第10分鐘—第17分鐘，Q老師的課堂師生互動最頻繁的時間段為第24分鐘—第28分鐘。

圖4 Z老師S-T分析圖

圖5 Q老師S-T分析圖

進一步分析兩節(jié)課的Rt值（教師行為占有率）和Ch值（師生行為轉(zhuǎn)換率），得出兩位教師的授課方式方別為混合型與練習型，如圖6、圖7所示。

圖6 Z老師Rt-Ch圖

圖7 Q老師Rt-Ch圖

2. 原因分析

筆者將兩位教師的課堂Flanders系統(tǒng)分析結(jié)果與S-T分析結(jié)果進行比對，發(fā)現(xiàn)兩位教師呈現(xiàn)出不同的授課方式，而這一結(jié)果在Flanders系統(tǒng)分析的數(shù)據(jù)中就可以得到充分的說明。Z老師的課堂中，師生言語比例之間的差距小于Q老師的課堂教學中師生言語比例之間的差距，師生之間的互動轉(zhuǎn)換更加頻繁，屬于“混合型”的教學方式；Q老師的教學中，教師的言語比例遠低于學生的言語比例，課堂上學生行為占比更大，因此更偏向于“練習型”的教學方式。

結(jié)合兩位教師的課堂教學實錄，筆者發(fā)現(xiàn)除了上述原因，還有一個因素使得兩位教師在執(zhí)教同一內(nèi)容時呈現(xiàn)出兩種不同的授課方式。Z老師的課堂互動較為頻繁，不過教師更傾向于與學生整體之間的互動，而Q老師課堂上的師生行為轉(zhuǎn)換更多的是發(fā)生在教師與學生個體之間。我們通過表6中教學片段授課方式的對比來說明。

表6 教學片段授課方式對比

筆者認為，無論是師生的整體互動，還是師生的個體互動，都需要以教學目標為前提，以班級的學情為基礎(chǔ)。教師與班級學生個體之間的互動，雖然有利于教師掌握每一個學生的學習情況并做出相應評價，但是過程比較耗費時間。而教師與班級整體之間的互動則可以提高教學效率，不足之處是不利于教師掌握每一個學生的情況。對于新授的內(nèi)容和教學難點，建議教師多運用與學生個體互動的方式；對于學生已經(jīng)掌握或者學習層次不復雜的內(nèi)容，可以多運用整體互動的形式。職初教師在備課的時候要合理分配，以達到最佳的教學效果。

五、 教學對策及建議

通過對數(shù)據(jù)進行分析，筆者認為這兩堂課各有以下優(yōu)點和不足。

第一，Z老師的教學語言更為流暢、完整，善于通過講授和引導幫助學生理解文本內(nèi)容，這種對話式的師生互動使教師的教學更具有親和力。然而，Z老師的課堂提問比較瑣碎，且提問質(zhì)量不高，不能很好地啟發(fā)學生進行深層次的思考。

第二，Q老師的課堂語言比較簡練，提出的問題能夠聚焦教學重點，同時教師十分注重與學生個體的互動，使得更多的學生在課堂上得到了表達的機會。然而，Q老師在教授重難點的時候，缺少了必要的講授、解釋和過渡，使得教學環(huán)節(jié)的推進比較生硬，教師本身的教學語言還需要進一步錘煉。

第三，兩位教師課堂中的“學生立場”體現(xiàn)得還不夠充分，更多的是教師帶著學生學。兩位教師需要在發(fā)揮學生學習主動性方面有所突破。對此，筆者提出以下教學建議。

（一） 精磨細研，提高語文教師教學語言的思維度、精準度和優(yōu)美度

語文教師在課堂上說的每一句話都反映出教師的基本功，我們的教學語言要像教材中的課文一樣成為學生學習的范例。因此，教師在備課時要不斷打磨自己的教學語言。

1. 精心設(shè)計教學語言

職初教師在教學初期，容易出現(xiàn)教學風格刻板、教學流程不夠流暢的問題。筆者基于大量觀課發(fā)現(xiàn)，職初教師出現(xiàn)以上問題，都有一個共性的原因，那就是教學語言生硬、啰唆、缺少美感，教學中缺少必要的引導語、過渡語和總結(jié)語。要解決以上問題，筆者有以下幾點建議：①備課時，避免“拿來主義”，可以參考他人的優(yōu)秀教學設(shè)計，但不要照搬他人的教學語言。職初教師在模仿優(yōu)秀課例的同時，更需要弄清楚他人的設(shè)計意圖，轉(zhuǎn)化成自己的教學思路，提煉出適合自己的話語系統(tǒng)。②備課時，在明確教學設(shè)計大環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，寫下自己的每一句教學語言，劃分出引導語、過渡語和總結(jié)語。對照教學目標和重難點，提煉教學語言。基于文本細讀，優(yōu)化教學語言，使之更貼近文本和文體的風格。③課后回看自己的教學視頻，記錄課堂教學語言，羅列出啰唆、生硬的語言和口頭禪，避免在以后的教學中再出現(xiàn)。④ 注重平時的閱讀積累，提升文學素養(yǎng)，積累人文底蘊，提高對語言的敏感度，讓自己的教學語言成為學生學習語文的范例。

2. 精心設(shè)計課堂提問

語言的基礎(chǔ)是思維，語文教師的課堂提問要精心設(shè)計，問題要具有一定的啟發(fā)性和深刻性，能夠促使學生沉入文本，讀懂文字背后的含義。建議教師可以從以下幾個方面入手：①在認真解讀教材的基礎(chǔ)上，反復打磨自己的教學語言，提高課堂教學效率。②在教學中要少提或者不提封閉式、回憶式、判斷式的問題，多提開放式問題、闡述式問題和比較式問題。調(diào)動學生的多種思考方式，促使學生把新舊知識、文本情境與自己的體驗進行聯(lián)結(jié)。高質(zhì)量的問題能夠打開學生的思維空間，使他們對問題進行深入的思考。③發(fā)展思維的深刻性，教師還要善于在教學中連續(xù)提出“系列問題”，這些問題通常是環(huán)環(huán)緊扣的，具有啟發(fā)性。因此有效的“系列問題”好比鉆頭，能夠?qū)W生的理解和表達帶入更深層次的思維空間。

3. 精心設(shè)計課堂理答

職初教師初站講臺，固然要能夠按照教學設(shè)計把既定的教學內(nèi)容上完，但課堂存在諸多不確定性，學生更是具有獨立思想和個性的個體，因而課堂上如何開展師生之間的有效互動也是職初教師在備課時需要重點關(guān)注的內(nèi)容。對此，筆者的建議是：①上課前做好學情分析和預設(shè)，將每一個教學環(huán)節(jié)中學生可能作出的種種回答羅列出來，教師要根據(jù)這些回答做好預設(shè)的評價。②重視課堂上的理答，避免“好”“真好”“非常好”這樣毫無指向性和指導意義的回應。課堂上，職初教師要學會傾聽學生的發(fā)言，多角度理解學生的發(fā)言，以開放的心態(tài)面對學生的表現(xiàn)。③面對課堂上的突發(fā)情況以及教師沒有預設(shè)的回答，職初教師要能夠隨機應變，及時引導和轉(zhuǎn)換，同時肯定學生的學習態(tài)度。

（二） 以生為本，教學時心中和眼中都要裝著學生

如前文所述，語文教師需要擁有“學生立場”。職初教師要能夠從學生的需求出發(fā)，采取最適合學生的教學方式。基于學情的教學策略才是最佳的，因此在教學設(shè)計爛熟于心的同時，教師還要在教學對象上多下功夫。

1. 制定適切而恰當?shù)慕虒W目標

學生已有的水平和可能達到的水平之間有一段距離，這段發(fā)展空間就是學生的“最近發(fā)展區(qū)”。教學目標的制定要基于學生已有的水平，讓學習行為在“最近發(fā)展區(qū)”中產(chǎn)生作用。因此，學生已經(jīng)會的不用教，教了也不會的不能教。以《荷葉圓圓》一課為例，筆者注意到兩位教師制定的教學目標第一條是一致的——指導學生學習生字、詞語，學會書寫漢字。然而，課文中要求識記的生字中，有一些字大多數(shù)學生在入學前就已經(jīng)會認、會讀，甚至會寫。不同班級的學生之間也存在著一定的差異。因此，教師不妨在課前進行一個前測，了解班級學生對本課生字的掌握情況，以便選定適合班級學生學習的教學內(nèi)容，制定適切恰當?shù)慕虒W目標。

2. 把學習的主動權(quán)交給學生

課例中，兩堂課的“學生自發(fā)發(fā)言”比例均為0%，原因是教師并沒有把話語權(quán)交給學生。年輕教師總是擔心學生的自主發(fā)言會打亂自己的教學節(jié)奏。長此以往，既不利于學生語文素養(yǎng)的提升，也不利于教師教學能力的提高。教師要以更加開放的心態(tài)，信任學生，鼓勵學生大膽提問、發(fā)表觀點，展開課堂討論，深化學習內(nèi)容，提升學習品質(zhì)。案例中，在教授課文第四自然段的時候，教師不妨引導學生提出問題，比如可以問：“同學們在讀到這個自然段的時候，有什么問題嗎？”在教師充分預設(shè)的基礎(chǔ)上，讓學生在課堂上主動發(fā)問、大膽交流。從低年級開始，教師就有意識地把課堂的話語權(quán)交給學生，相信班級學生在思維深度和語言表達方面會有長足的進步。

六、 總結(jié)

筆者充分感受到：運用人工智能課堂觀察方法和工具對課堂行為進行觀察，能夠獲得更為客觀的觀察數(shù)據(jù)和結(jié)果，從而使觀察者可以提出更有針對性的對策。這些數(shù)據(jù)和結(jié)果更加清晰地反映出教師在教學過程中的優(yōu)點和不足，為執(zhí)教者進一步改進課堂教學提供了科學依據(jù)。這樣的課堂觀察，有利于教師總結(jié)經(jīng)驗，提高教學水平，在專業(yè)發(fā)展上取得長足的進步。