學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域課堂視頻研究的方法論審視

□鄭太年

一、推進(jìn)課堂視頻分析的方法論發(fā)展成為重要的理論命題

在課堂教學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究中，視頻分析受到越來越多的關(guān)注。課堂視頻能全面記錄教學(xué)過程，可以提供對教學(xué)過程進(jìn)行多視角、深度、細(xì)化分析所需的數(shù)據(jù)源。課堂視頻呈現(xiàn)教學(xué)過程的直接性、直觀性、精細(xì)性，為抽象理論的生動詮釋和抽象模式的具象呈現(xiàn)提供了便利。因而，這種方法和相應(yīng)的技術(shù)在理論研究和模式構(gòu)建中可以發(fā)揮重要的支撐作用，在教師教育——無論是職前還是在職教師教育中——也受到歡迎。尤其值得注意的是，視頻分析在學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用更為廣泛，據(jù)統(tǒng)計，《學(xué)習(xí)科學(xué)期刊》（Journal of the Learning Sciences）自2010年以來發(fā)表的論文中，有一半以上的研究運(yùn)用了課堂視頻（Derry et al.，2018，p.489）。里基·戈德曼等人（2021）甚至認(rèn)為，每一個學(xué)習(xí)科學(xué)專業(yè)點都應(yīng)提供視頻研究方法的課程。

但是，視頻本身內(nèi)蘊(yùn)的可挖掘數(shù)據(jù)的豐富性，以及研究視角與分析單位的多重可能性，使得研究者更容易被數(shù)據(jù)淹沒，這是當(dāng)前課堂視頻研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。對此，有學(xué)者建議從理論層面來探討這一問題，因為理論驅(qū)動的問題能夠幫助研究者保持聚焦，而不會陷入細(xì)節(jié)的海洋之中（Derry et al.，2018，p.490）。同時，在實際的研究過程中，研究者還會面臨問題的調(diào)整、重新界定甚至改變等挑戰(zhàn)。相應(yīng)地，針對時常變動不居的研究問題，研究者還要考慮在課堂視頻中挖掘什么樣的數(shù)據(jù)，以支持其展開和論證。作為數(shù)據(jù)源，課堂視頻的一個直接“誘惑”就是師生行為的海量細(xì)節(jié)及其在不同分析單位上的多種組合，例如從師生的一句話、一個表情、一個動作、一次問答到一節(jié)課甚至一個教學(xué)單元的整體安排。在大數(shù)據(jù)思維的驅(qū)動下，研究者時常會有窮盡師生行為的沖動，以至陷入“以有涯遂無涯”的危險境地。實際上，研究者必須做出判斷，這些直接指向表層行為的數(shù)據(jù)能夠在多大程度上支持我們理解教與學(xué)這樣一個多層、多面、互動的行為，以及我們所界定的理論驅(qū)動的問題？我們應(yīng)深入思考：如何能更好地挖掘數(shù)據(jù)以深入探索師生表層行為背后的深層結(jié)構(gòu)，如課堂的活動結(jié)構(gòu)、教學(xué)過程的權(quán)力結(jié)構(gòu)、師生語言的意義結(jié)構(gòu)，或者典型活動的類型、方式及其特征，從而更好地回答通常具有理論性和概括性的問題？

針對上述問題，本文將對課堂視頻研究的對象選擇和分析單位進(jìn)行概括和梳理，探察不同取向研究的設(shè)計思路、對象選擇和分析單位，深刻剖析各種研究得以有效支持研究問題展開的條件，以期推進(jìn)課堂視頻分析的方法論發(fā)展。

二、聚“點”：指向表層行為的課堂視頻研究

1.指向表層行為的課堂視頻研究的方法要點

相對于以觀察者的直觀感受和記憶為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)課堂研究，視頻分析最為直接的優(yōu)勢就是可以呈現(xiàn)更完整、更詳細(xì)的過程，而且可以借助技術(shù)的支持對教學(xué)過程各部分、各細(xì)節(jié)進(jìn)行反復(fù)觀看、記錄、編碼、分類和分析，并展開質(zhì)性和量化研究。因而，在課堂教學(xué)研究及教師專業(yè)發(fā)展活動中，課堂視頻可謂數(shù)據(jù)寶藏。在面對課堂視頻時，觀察者和研究者首先面對的是可看見或可聽到的教師和學(xué)生的具體行為及語言。對于這些外顯的、表層的教學(xué)行為的記錄和分析，也就成為課堂視頻分析的重要進(jìn)路。從早期的微格教學(xué)到目前仍在廣為采用的弗蘭德斯互動分析，都是基于對表層教學(xué)行為的記錄和分析開展的。

在微格教學(xué)中，觀察者通常借助錄像手段，對參加培訓(xùn)的師范生或在職教師的教學(xué)實錄片段進(jìn)行討論和反思，特別是通過回顧和分析教學(xué)方法和教學(xué)細(xì)節(jié)等可見要素，來提升參訓(xùn)教師在具體環(huán)節(jié)上的特定教學(xué)技能。在挖掘和利用課堂視頻數(shù)據(jù)時，關(guān)注點主要是表層的教學(xué)行為，特別是具體而微小的教學(xué)行為。這亦是稱之為“微格”的主要原因。這種教師培訓(xùn)方式主要是基于行為主義心理學(xué)，側(cè)重于通過對外顯行為的強(qiáng)化或糾正以促進(jìn)教師對“合理”的教學(xué)技能和教學(xué)方式的掌握。

弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)及其各種改進(jìn)版（Amatari，2015），是課堂視頻分析中應(yīng)用很廣的分析框架。這一方法的基礎(chǔ)性設(shè)計是：將教學(xué)過程切分成短時間段，每段3秒鐘，對每個3秒時間段內(nèi)的師生交互行為進(jìn)行分析，并歸入教師的言語行為、學(xué)生的言語行為、沉寂情況這三個大類及若干細(xì)分的小類中；而后對整個課堂中各種類型的師生言語行為表現(xiàn)及互動狀況進(jìn)行量化統(tǒng)計，由此來反映整節(jié)課或某個片段中師生互動行為的總體狀況。不少學(xué)者在弗蘭德斯互動分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對其言語行為分類進(jìn)行了調(diào)整，或者對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步深化處理以做出新的解釋和概括。總體而言，這種模式的核心是對課堂教學(xué)過程中不同類型的具體行為進(jìn)行統(tǒng)計匯總，以反映師生互動的整體狀況。

基于這一思路的研究設(shè)計還有很多。比如，在研究教師提問這一主題時，對所有的問題進(jìn)行捕捉、記錄和分析，如分析教師所提問題的類型和數(shù)量、提問對象、問題之間的聯(lián)系、教師提問與學(xué)生回答之間的聯(lián)系，由此分析教師所提問題的深度、質(zhì)量和方式。這實質(zhì)上是對表層行為加以拓展，并對其意義進(jìn)行類型分析。再如，在研究課堂中的公平問題時，可以通過對教師提問對象的分析來研判教師是不是公平地對待不同學(xué)業(yè)水平、不同種族背景以及不同性別的學(xué)生。類似地，也可以通過匯集教學(xué)過程中學(xué)科術(shù)語出現(xiàn)的時機(jī)、頻次、分布及準(zhǔn)確性等方面的數(shù)據(jù)，來研究課堂上學(xué)生是否很深入地投入到學(xué)科學(xué)習(xí)過程中以及對學(xué)科認(rèn)識論的領(lǐng)會情況。概言之，對于一個具體問題的研究，研究者可以通過對課堂視頻數(shù)據(jù)的挖掘，擷取體現(xiàn)這一問題特征的外在行為表現(xiàn)數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。

2.指向表層行為的課堂視頻分析方法的反思與改進(jìn)

這一取向下的研究在選取關(guān)于表層行為的數(shù)據(jù)時，某種意義上說是從有完整意義的課堂活動中去境脈化地擷取出了某些數(shù)據(jù)，用于分析研究問題和論證觀點。因而這就需要考量視頻中擷取的數(shù)據(jù)能否有效地顯示研究現(xiàn)象的特征，進(jìn)而論證研究者所要得出的觀點。比如，有一項研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在流行音樂的序曲時間比1970 年代音樂的序曲時間平均要短15 秒鐘，由此推論，現(xiàn)在人們聽音樂更急于“直奔主題”。從邏輯上看，這一音頻時間的數(shù)據(jù)能夠較好地支持該論點。同樣，當(dāng)研究的主題就是課堂教學(xué)的可見表現(xiàn)時，或者當(dāng)表層行為能很好地顯示其之于研究主題的意義時，這種研究方法是適用的。又如，如果是研究學(xué)生是否在課堂上積極提問，那么記錄下學(xué)生積極提問的行為就可以作為有效的論據(jù)。在研究班級管理時，也可以從課堂視頻中獲得班級管理時間及分布、具體方法等方面的數(shù)據(jù)，以支持對于班級管理的判斷。

但是，教學(xué)的復(fù)雜度往往會高很多。我們假設(shè)在研究課堂教學(xué)活動的性別公平問題時，選擇將不同性別學(xué)生被提問的頻次作為指標(biāo)，來判斷教師是否公平地對待不同性別的學(xué)生。被提問頻次是典型的表層行為，但是男女生被提問次數(shù)相同并不簡單地意味著這方面的公平性就更好。且不說公平概念本身的復(fù)雜性和多元性，細(xì)究一下問題和問題之間的差別，以及在師生活動進(jìn)程中不同階段提問的指向、不同學(xué)生在當(dāng)時的學(xué)習(xí)狀態(tài)表現(xiàn)、教學(xué)內(nèi)容掌握程度及學(xué)習(xí)動機(jī)上的差別，就知道采用脫離課堂活動境脈的提問頻次分布這一指標(biāo)是多么地缺乏效度。從師生的表層行為來研究課堂教學(xué)，往往面臨類似的風(fēng)險。

解決這一潛在問題的一個方向是通過視頻量和數(shù)據(jù)量的增加來探尋整體的特征或者規(guī)律性。比如，通過提取課堂視頻中師生用到的學(xué)科術(shù)語相關(guān)數(shù)據(jù)，分析其頻次和在時間上及使用者中的分布情況，以此來研究教學(xué)過程中對于學(xué)科知識論的重視程度。在技術(shù)上還可以利用人工智能的語音識別技術(shù)對課堂視頻進(jìn)行自動分析，從而更好地反映某個教師、學(xué)校甚至地區(qū)的教學(xué)特征。但是，這一取向的研究設(shè)計面臨的最大約束是研究者難以對數(shù)量很多的課堂視頻資料進(jìn)行獲取和分析。

概而言之，這種從師生課堂活動中擷取關(guān)聯(lián)性表層行為數(shù)據(jù)的方法，面臨著方法論上的兩難：既不能像質(zhì)性研究那樣完整地呈現(xiàn)研究對象的境脈及其完整的演進(jìn)歷程，也難以像量化研究那樣通過較大樣本的統(tǒng)計分析來概括特征和探尋規(guī)律。

面對這一兩難困境，課堂視頻研究在方法論上的努力是尋求更有意義的表層行為數(shù)據(jù)，從而做出更有意義的推論。例如，在弗蘭德斯互動分析中，3秒鐘的時間劃分顯然沒有充分考慮表層行為數(shù)據(jù)的意義問題，但是當(dāng)數(shù)據(jù)量增加以后，從邏輯上看雖然能反映表層行為的分布狀況，但仍難以對更深層的學(xué)生認(rèn)知發(fā)生及師生互動特征作出推論。而如果以師生對話中一個完整的互動（如一次I-R-E/F，即提問—反應(yīng)—評價/反饋）為分析單位，那么每一個數(shù)據(jù)就變得更有意義，匯集起來的數(shù)據(jù)在推理過程中也更有說服力。

應(yīng)對這一挑戰(zhàn)的另一個方法是將特定的表層行為數(shù)據(jù)和課堂活動的境脈結(jié)合起來，比如與學(xué)生的認(rèn)知及社會過程，以及與教師教學(xué)指導(dǎo)的類型分析結(jié)合起來，從而讓境脈賦予表層行為數(shù)據(jù)以意義。羅賓·亞歷山大（Robin Alexander）構(gòu)建了一種包含三個部分的比較教學(xué)研究框架：一是教學(xué)可觀察的外部行為，二是指導(dǎo)這些行為的觀念，三是將課堂行為通過課程鏈向國家政策的宏觀—微觀關(guān)系（Alexander，2009）。這一框架試圖從更廣的境脈中理解教學(xué)過程中師生的外部行為，并對不同文化背景中的教學(xué)形態(tài)和內(nèi)隱價值進(jìn)行了分類，這亦為指向表層行為的課堂視頻分析方法提供了新的拓展思路。

總而言之，表層行為的分析單位是“點”狀的。聚焦師生外部表層行為的課堂視頻分析，是最初探索通過課堂視頻進(jìn)行教學(xué)研究的重要路徑，對于開啟研究的新方法和新領(lǐng)域的重要性不言而喻。在這個取向的研究中，當(dāng)具體的外顯行為數(shù)據(jù)從視頻中被抽取出來時，保持這些數(shù)據(jù)與所要揭示的內(nèi)在意義的一致性，是開展這類研究的合理性前提。換言之，當(dāng)基于外部行為表現(xiàn)對課堂視頻進(jìn)行分析時，實則已假定了這種外部行為的意蘊(yùn)，從而試圖以這種行為代表或揭示某種活動設(shè)計或教學(xué)進(jìn)程的意向和特征。比如，課堂上教師的獨白語言多，由此推斷課堂教學(xué)是教師主導(dǎo)的直接教學(xué)；教學(xué)進(jìn)程中任務(wù)數(shù)量多、任務(wù)之間轉(zhuǎn)換快，由此推斷學(xué)習(xí)探究的深度有限；課堂上學(xué)科術(shù)語出現(xiàn)的頻次多，由此推斷注重學(xué)科概念化知識。這個從數(shù)據(jù)到結(jié)論的推理過程，需要堅實的理論和充分的實證研究來支持。當(dāng)同樣的外顯行為和要指向的意義不一致時，就需要重新考慮分析對象和分析單位的設(shè)計，調(diào)整析取數(shù)據(jù)的粒度，或者將數(shù)據(jù)重新境脈化，從而提升數(shù)據(jù)與意義的一致性。

對基于教學(xué)過程中表層行為的課堂視頻分析的合理性追問，有助于研究者結(jié)合教育數(shù)據(jù)挖掘和學(xué)習(xí)分析學(xué)這些新興研究理路和相應(yīng)技術(shù)，更好地優(yōu)化研究設(shè)計。這也可引發(fā)研究者去探索更多樣化的研究主題，設(shè)計更為周密合理的研究方案，從而推動課堂視頻研究不斷深入。

三、繪“面”：探尋教學(xué)整體結(jié)構(gòu)的課堂視頻研究

1.探尋教學(xué)整體結(jié)構(gòu)的課堂視頻研究的方法要點

超越特定的、具體的、單個的表層行為而將整個一節(jié)課甚至更長時間段內(nèi)的教學(xué)活動納入課堂視頻分析之中，是課堂視頻分析研究較早就有的一個探索方向。國際數(shù)學(xué)和科學(xué)學(xué)習(xí)趨勢研究（Trends in International Mathematics and Science Study，TIMSS）的視頻分析就是經(jīng)典的案例。TIMSS 由國際教育成就評價協(xié)會（International Association for the Evaluation of Educational Achievement，IEA）發(fā)起和組織，1995 年第一次實施，最初主要針對參與國四年級和八年級學(xué)生的數(shù)學(xué)和科學(xué)成績進(jìn)行測評（National Center for Educational Statistics， 2022）。TIMSS 視頻研究的團(tuán)隊在1995 和1999 年先后進(jìn)行了兩輪課堂教學(xué)國際比較研究，其中1995 年的研究收集和分析了日本、德國和美國的231節(jié)課的課堂視頻，1999年的研究（TIMSS-R）收集了7個國家或地區(qū)八年級的數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)的課堂視頻，總量達(dá)到1000 節(jié)課以上。這項視頻研究是由美國教育部的國家教育統(tǒng)計中心聯(lián)合國際教育成就評價協(xié)會和加州洛杉磯LessonLab 公司開展的。TIMSS 視頻分析的研究目的包括：調(diào)查美國課堂的數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)實踐；比較美國與表現(xiàn)優(yōu)秀國家的教學(xué)實踐；發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)和科學(xué)教學(xué)的新理念；為教師專業(yè)發(fā)展開發(fā)新的研究方法和工具；創(chuàng)設(shè)教學(xué)圖景的數(shù)字圖書館，為美國教育決策服務(wù)；激發(fā)和聚焦在教育者、決策者和公眾之間關(guān)于教學(xué)實踐的討論。從這些目標(biāo)可以看出，這項視頻研究的重點指向了課堂教學(xué)的整體狀況，整體活動結(jié)構(gòu)成為其研究的核心問題。施蒂格勒等人（Stigler et al.，1999）針對德國、美國和日本的231節(jié)八年級數(shù)學(xué)課堂視頻，在視頻轉(zhuǎn)錄和編碼的基礎(chǔ)上展開分析，并結(jié)合問卷調(diào)查等方式，比較了不同國家課堂上的課程內(nèi)容和活動組織的差異。該研究主要回答了如下四個方面的問題：（1）課堂活動結(jié)構(gòu)及其組織過程；（2）課堂中呈現(xiàn)出什么類型的數(shù)學(xué)；（3）學(xué)生在課堂中的數(shù)學(xué)思維是怎樣的；（4）教師如何看待改革。該研究主要對課堂的結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容（包括情境、任務(wù)、教師代替解決問題、學(xué)生生成解決方法、原理、屬性和定義等）、課堂對話（包括全班與個別對話、教師話語與學(xué)生話語等）等進(jìn)行了視頻編碼和分析。研究發(fā)現(xiàn)，處于不同文化情境下的課堂結(jié)構(gòu)是不同的，在美國與德國的課堂中，教師往往以“解決問題”作為最終的目標(biāo)；而在日本的課堂中，“理解數(shù)學(xué)”是首要目標(biāo)，“解決問題”僅僅是為了更好地“理解數(shù)學(xué)”而設(shè)計的一種情境。該研究還發(fā)現(xiàn)，美國和德國的課堂結(jié)構(gòu)包括初始獲取階段和隨后的應(yīng)用階段；而日本的課堂組織方式則以解決問題、反思問題、分享他們想到的解決問題的方法、共同努力形成對該問題或概念的理解等為重心。同時日本的課堂更具有連貫性和一致性，而美國的課堂則常常被打斷。此外值得注意的是，日本課堂上的問題較少，因而學(xué)生用于解決每一個問題的時間更長（Stigler et al.，2009）。曹一鳴等（2011）基于TIMSS 的視頻資源著重對2 位教師20節(jié)課的“連續(xù)性課堂結(jié)構(gòu)”以及教師教學(xué)的特點進(jìn)行了分析，并獲得了關(guān)于初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的互動特點，同時還提出了改進(jìn)師生互動以提高有效教學(xué)的針對性建議。

研究者對整體活動結(jié)構(gòu)研究的另一個典型例子是對師生參與類型的分析?；谡n堂教學(xué)的3個核心要素（教師、學(xué)生與學(xué)科知識）構(gòu)成的三角形，3條邊可分別代表3種不同的活動類型：“教師—學(xué)科知識”一邊代表了教師對于學(xué)科知識的呈現(xiàn)和解釋；“學(xué)生—學(xué)科知識”一邊代表了學(xué)生對于學(xué)科知識的學(xué)習(xí)，包括探索、同伴討論、作業(yè)等；“教師—學(xué)生”一邊代表教師和學(xué)生之間的討論與對話?；谶@種活動類型的劃分，可以研究一節(jié)課上三大類活動的分布情況，亦可據(jù)此對每一條邊上的活動進(jìn)行深入分析。這種方法看起來比弗蘭德斯互動分析更為“粗略”，因為弗蘭德斯分析系統(tǒng)是對每3秒鐘活動的兩層次分類，而此方法的分析單位是一次次持續(xù)進(jìn)行的活動，且類型上也只有3類。但是，這種數(shù)據(jù)顆粒度比較大的分析也有其獨特的優(yōu)勢，即可以更為直接地分析整節(jié)課的教學(xué)與互動情況。例如，基于對一節(jié)課或若干節(jié)課的分析可以這樣報告結(jié)論：有30%的時間是教師在講授，10%的時間是師生在互動，60%的時間是學(xué)生在自學(xué)。從內(nèi)容分析上講，這種針對整體結(jié)構(gòu)的研究對于觀察課堂教學(xué)設(shè)計及分析教師教學(xué)風(fēng)格及特征這類問題更有意義。比如，我國的課程改革強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主開展探究活動，而采用上述數(shù)據(jù)粒度的分析就能很直接地回答此類活動在課堂上的時間占比，進(jìn)而結(jié)合不同大類活動的具體安排（如在教師講授之前是否有學(xué)生探究、學(xué)生探究的時間及活動方式）判斷課堂活動結(jié)構(gòu)的變化情況。

在一項關(guān)于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的研究中，研究者以課堂教學(xué)的基本環(huán)節(jié)和數(shù)學(xué)任務(wù)作為分析單位，通過分析各教學(xué)環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)任務(wù)的組織方式，以期從整體上認(rèn)識數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的展開方式和核心特征（仝玉婷等，2021）。具體而言，在教學(xué)任務(wù)上，通過對課堂教學(xué)進(jìn)程中的每一個獨立任務(wù)和其中包含的子任務(wù)進(jìn)行編碼，統(tǒng)計每節(jié)課上任務(wù)/子任務(wù)的數(shù)量和持續(xù)時間，由此考察教學(xué)活動的密度。在教學(xué)環(huán)節(jié)上，通過考察課堂視頻分析過程中每個環(huán)節(jié)（復(fù)習(xí)引入、探究新知、運(yùn)用新知、小結(jié)等）的時間分布和循環(huán)結(jié)構(gòu)（如有幾個輪次的“探究新知＋運(yùn)用新知”）以及對各個環(huán)節(jié)中具體任務(wù)的組織方式進(jìn)行扎根研究，從而來深入分析其教學(xué)組織方式及其分布情況。比如，在探究新知環(huán)節(jié)的具體活動方式包括：教師講授為主的知識傳授、教師主導(dǎo)的師生對話、學(xué)生主體的動手操作、學(xué)生主體的討論交流、師生對話的新知探索，并在課堂視頻分析過程中分析每種具體組織方式出現(xiàn)的頻次、持續(xù)時間及占比，以揭示數(shù)學(xué)課堂的活動展開結(jié)構(gòu)。該研究通過考察課程改革進(jìn)程中課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)變化發(fā)現(xiàn)，從2006年到2016年，初中數(shù)學(xué)課堂的整體結(jié)構(gòu)和主要形式保持相對穩(wěn)定，課堂教學(xué)在活動結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)出較高的同質(zhì)性，學(xué)生自主探究的空間有所增加，突出表現(xiàn)為課堂活動的節(jié)奏有所放緩（平均而言每節(jié)課的數(shù)學(xué)任務(wù)數(shù)量有所下降），以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)行為在次數(shù)、時長和時間占比上均有所增加。

另外，還有研究者從認(rèn)知需求角度研究了數(shù)學(xué)任務(wù)之間的關(guān)系，以進(jìn)一步揭示課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)性特點（Tong et al.，2019）。該項研究在標(biāo)定課堂教學(xué)中的任務(wù)和子任務(wù)的基礎(chǔ)上，關(guān)注任務(wù)數(shù)量并對任務(wù)之間認(rèn)知需求的變化進(jìn)行了分析，即通過比較兩個相鄰的任務(wù)，以明確其在認(rèn)知需求上是提升、降低還是維持不變。如果與前一個任務(wù)相比出現(xiàn)了以下情況，即呈現(xiàn)出新的知識、任務(wù)以其他方式呈現(xiàn)、需要學(xué)生調(diào)用已有的相關(guān)知識、需要用不同的方式方法完成任務(wù)、需要將具體任務(wù)抽象成更為通用的規(guī)則、需要增加工具來解決問題，則編碼為認(rèn)知需求等級上升；反之則定義為下降。如果后一任務(wù)同前一任務(wù)相比，只是要求學(xué)生重復(fù)使用先前學(xué)到的數(shù)學(xué)知識、重復(fù)先前運(yùn)用的程序、在復(fù)雜性和模糊性上也沒有差異，就將其定義為認(rèn)知需求等級不變。該研究還基于對某地區(qū)若干課堂教學(xué)視頻的分析發(fā)現(xiàn)，課堂教學(xué)的活動密度很高，節(jié)奏很快，表現(xiàn)為每節(jié)課平均有5個以上的獨立任務(wù)，任務(wù)之間通常有較明確的關(guān)聯(lián)，而且?guī)缀趺恳粋€任務(wù)在認(rèn)知需求的等級上都在提高。學(xué)生在越來越具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)中不斷學(xué)習(xí)新的知識并在后來的任務(wù)中應(yīng)用和強(qiáng)化這些知識，非常有利于他們掌握數(shù)學(xué)核心知識和技能。但是另一方面，這種高密度、快節(jié)奏的課堂活動結(jié)構(gòu)也在知識基礎(chǔ)、思維活動、理解能力、注意力等方面對學(xué)生提出了較高要求，因而也帶來了部分學(xué)生掉隊的風(fēng)險。

2.探尋教學(xué)整體結(jié)構(gòu)的課堂視頻分析方法的反思與改進(jìn)

與前節(jié)所討論的聚焦“點”上的具體行為的研究進(jìn)路不同，指向整體活動結(jié)構(gòu)的課堂視頻研究呈現(xiàn)出的最突出特征是：分析所指向的是更具相對獨立意義的活動在整節(jié)課“面”上的分布，如一個教學(xué)環(huán)節(jié)、一個具體的學(xué)習(xí)任務(wù)、一次完整的師生對話。以某一教學(xué)環(huán)節(jié)為例，其要求鞏固新學(xué)習(xí)的知識，共花費(fèi)了5分鐘時間，在此過程中教師有課堂巡回指導(dǎo)。表面上看，該分析單位的顆粒度較粗糙，而不像有的分析單位那樣富含技術(shù)、數(shù)據(jù)充足、結(jié)果呈現(xiàn)酷炫。但是，當(dāng)我們將這些有意義的分析對象疊加起來用于顯示一節(jié)課的整體狀況時，就能彰顯和判斷整節(jié)課的結(jié)構(gòu)性特征。這一研究取向下的結(jié)果描述可能是：一節(jié)課的新知學(xué)習(xí)以教師講授為主要形式，每一次的講授伴隨提問和練習(xí)加以鞏固；或者是一節(jié)課的新知學(xué)習(xí)以學(xué)生圍繞教師設(shè)定的系列問題和任務(wù)而展開，且占據(jù)了一半以上的課堂時間。我們甚至還可以將一個單元或更大單位的對象納入到研究之中。這一取向下的研究呈現(xiàn)出的課堂教學(xué)的展開方式及其結(jié)構(gòu)化特征，對于教師理解、認(rèn)識、反思和優(yōu)化教學(xué)具有較強(qiáng)的適切性和鮮明的實踐意蘊(yùn)。

因此，這種以“面”為分析單元的研究取向既適用于對課堂教學(xué)整體狀況的分析，也適用于對教師教學(xué)水平及風(fēng)格的研究。特別是對于課堂教學(xué)中可見的活動狀況的分析，這種研究取向的視頻分析方法更具優(yōu)勢。

我們應(yīng)當(dāng)看到，這種研究所獲取的數(shù)據(jù)主要還是關(guān)于外部表現(xiàn)的，而活動形式這種外部表現(xiàn)往往難以有效揭示教學(xué)是否真正有效地進(jìn)行。我們研究教學(xué)的目的歸根結(jié)底是要研究學(xué)生的學(xué)習(xí)以及教師是否對學(xué)生學(xué)習(xí)給予了有效的支持和引導(dǎo)。在教學(xué)形式和活動結(jié)構(gòu)大致相同的課堂上，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也可能大相徑庭。特別是這種注重活動結(jié)構(gòu)的課堂研究，常常無法觀照到影響學(xué)習(xí)的一些關(guān)鍵因素，如學(xué)生的先前知識經(jīng)驗。在教學(xué)改革的實踐中，我們也經(jīng)?？吹揭恍┙處熢诮虒W(xué)中采取了政策提倡或理論主張的新形式，但是實際效果卻并不顯著。因而，這一取向下的研究應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步考慮和課堂活動具體進(jìn)程的細(xì)節(jié)分析相結(jié)合。

四、分“段”：聚焦教學(xué)事件/任務(wù)語義分析的課堂視頻研究

1.聚焦教學(xué)事件/任務(wù)語義分析的課堂視頻研究的方法要點

不同于聚“點”指向的表層行為研究和繪“面”指向的整體結(jié)構(gòu)研究，在課堂視頻分析的發(fā)展歷程中還有另外一種進(jìn)路，即通過典型性的片段或場景來對教學(xué)—學(xué)習(xí)的進(jìn)程進(jìn)行深度的語義分析。視頻數(shù)據(jù)的真實性、豐富性、完整性及其與教學(xué)活動實際進(jìn)程的一致性，都為這一研究進(jìn)路提供了可能。

在針對師生對話的研究中，選取一段典型視頻進(jìn)行分析的方法日益普遍。比如，研究者選取包含其研究要素的視頻片段，具體分析在這一過程中哪些要素導(dǎo)致一種狀況或者結(jié)果的出現(xiàn)，具體的互動是如何展開的，從而揭示某一個發(fā)生機(jī)制或?qū)Κ毺噩F(xiàn)象進(jìn)行深描與解釋。在話語分析中，研究者通常采用某種理論指導(dǎo)下的分析框架，對話語中體現(xiàn)出的某一方面的特征進(jìn)行概括和詮釋，比如在批判性話語分析中分析話語進(jìn)程所體現(xiàn)的權(quán)力關(guān)系，或者在關(guān)于教育公平問題的微觀研究中分析不同背景學(xué)習(xí)者的文化特征是否被重視、師生語言中使用何種語碼結(jié)構(gòu)，以及這種語言形式是否利于文化背景不利者的理解、參與和知識建構(gòu)等。

視頻分析和微觀發(fā)生法相結(jié)合，能很好地揭示被捕捉到的發(fā)生時刻/時段中更為細(xì)致的活動過程。在此類研究中，研究者利用視頻，記錄和分析每一位/組學(xué)習(xí)者在解決復(fù)雜問題過程中是如何應(yīng)用多元策略進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的，以此來挖掘教學(xué)中的關(guān)鍵事件。而這種對學(xué)習(xí)者多元策略的識別和支持是促進(jìn)學(xué)習(xí)者自主探究問題解決的重要途徑。學(xué)習(xí)科學(xué)領(lǐng)域的研究者亦采用微觀發(fā)生法來研究學(xué)習(xí)者如何“在一段時間內(nèi)逐漸學(xué)習(xí)具有挑戰(zhàn)性的概念和策略”，他們“非常緊密地追蹤這些學(xué)習(xí)事件，以便當(dāng)學(xué)習(xí)發(fā)生變化的時候能夠探測它們，這樣研究者就能理解學(xué)習(xí)發(fā)生的詳細(xì)軌跡，以及每時每刻促進(jìn)學(xué)生成長的關(guān)鍵性事件”（卡拉克·A.欽等，2021）。

經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）新近開展的題為“全球教學(xué)視點”（Global Teaching Insights，GTI）的教學(xué)視頻研究項目，很好地例示了如何以課堂教學(xué)中的有意義片段作為分析單位，對課堂教學(xué)的展開方式進(jìn)行分析和評價（OECD，2020）。在這項研究中，每一位參與的教師（共有來自8個國家/地區(qū)的700 名中學(xué)數(shù)學(xué)教師）均需錄制兩節(jié)一元二次方程的課堂視頻，然后由兩名觀察者對錄制的視頻進(jìn)行評分。評分采用項目統(tǒng)一的觀察編碼體系（Observation Codes，即測評工具），編碼體系包括班級管理、社會情感支持和教學(xué)3個領(lǐng)域。每個領(lǐng)域又包括幾個子領(lǐng)域，如教學(xué)領(lǐng)域包含話語、學(xué)科內(nèi)容質(zhì)量、學(xué)生認(rèn)知參與、對學(xué)生理解的評價和反應(yīng)4個子領(lǐng)域。每一個子領(lǐng)域又包含若干要素和相應(yīng)的指標(biāo)，如學(xué)科內(nèi)容質(zhì)量包含的要素有明確連接、明確的類型和概括，包含的指標(biāo)有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)、準(zhǔn)確性、與真實世界的連接、連接數(shù)學(xué)主題、數(shù)學(xué)概括、表征的類型、程序性教學(xué)的組織。在評分過程中，評分者要在課堂教學(xué)的中間暫停，即每隔16分鐘需對要素進(jìn)行評分或者每隔8分鐘需對各指標(biāo)進(jìn)行評分。這種設(shè)計方式保留了課堂教學(xué)活動的整體真實性和連貫性。該研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)科內(nèi)容質(zhì)量這個子領(lǐng)域的得分是整個課堂視頻研究所有子領(lǐng)域中得分最低或者第二低的，由此反映出各國在數(shù)學(xué)教學(xué)中對學(xué)科內(nèi)容質(zhì)量的關(guān)注普遍不足，這一研究結(jié)果對于實踐的改進(jìn)具有重要的參考價值。

希爾等人（Hill et al.，2022）開發(fā)的“數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量項目”（Mathematical Quality of Instruction，MQI）采用了類似的研究設(shè)計。研究者先將錄制的課堂視頻劃分為等長（5 分鐘或7.5 分鐘）的片段，然后由兩位評分者根據(jù)研究確定的5個維度對這一片段以及整節(jié)課進(jìn)行評分。研究確定的5 個維度分別是：學(xué)生實踐與共同核心內(nèi)容的一致性，面對學(xué)生和數(shù)學(xué)，數(shù)學(xué)的豐富性，面對錯誤和不精確，課堂活動和數(shù)學(xué)的關(guān)聯(lián)性。比如，第一個維度考察學(xué)生以何種方式學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)內(nèi)容，與共同核心標(biāo)準(zhǔn)是否一致，包括學(xué)生是否就數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行提問和推理，學(xué)生是否提出數(shù)學(xué)解釋，具體任務(wù)的認(rèn)知要求是什么（如是否讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)類型、建立聯(lián)系、決定數(shù)學(xué)概念的意義、解釋和論證他們的結(jié)論）。評分者對這些維度進(jìn)行評分時，也要根據(jù)針對研究主題（包括領(lǐng)域/維度、要素等不同的主題“粒度”）開發(fā)的評價量規(guī)，對一個按照固定時間長度劃分的教學(xué)活動進(jìn)行判斷和評定。

2.聚焦教學(xué)事件/任務(wù)語義分析的課堂視頻分析方法的意義與前瞻

這種取向下的研究，是在相關(guān)理論和研究主題的引領(lǐng)下，以課堂視頻中的獨立片段為分析單位和數(shù)據(jù)對象而展開的，最大程度地保留了課堂教學(xué)活動和師生行為的復(fù)雜性和完整性。表面上看，這種研究方式不是富含技術(shù)的——視頻分析總?cè)菀鬃屓讼氲胶图夹g(shù)的關(guān)聯(lián)（比如對復(fù)雜細(xì)節(jié)的計量分析），但是，事實上對這種課堂活動片段的深度挖掘和多視角分析，既需要充分利用課堂視頻數(shù)據(jù)承載的信息，也需要保留視頻片段的真實性和意義性。課堂視頻研究主要面臨兩大挑戰(zhàn)，一是分析費(fèi)時，二是如何選擇具有代表性的視頻。這兩個方面的挑戰(zhàn)有一個共同的源頭，即對所謂“科學(xué)化”的追求，特別是試圖借鑒自然科學(xué)研究的方法進(jìn)行隨機(jī)實驗、代表性抽樣、變量控制等（理查德·沙沃森等，2006），但實際上對于復(fù)雜性更高的社會活動而言，這些方法并不完全適合，尤其是針對那些課堂互動和教學(xué)設(shè)計類的主題。在課堂互動研究中，描述性方法和案例分析仍是主要的方法；而教學(xué)設(shè)計類研究則有無窮多的變式，有學(xué)者分析指出，一個知識主題的教學(xué)可以有多達(dá)205 萬億種選擇（帕特里夏·K.庫爾等，2021），教學(xué)設(shè)計空間之巨大，以致難以通過分類概括的方式進(jìn)行分析。研究者基于課堂視頻分析對師生互動和教學(xué)設(shè)計進(jìn)行研究時，也無法沿著“科學(xué)化”的方向去追求樣本代表性或進(jìn)行分類概括及統(tǒng)計分析。因此，當(dāng)以自然的、真實的課堂教學(xué)為對象展開視頻分析時，研究者可以采取的途徑是，從中選取具有指示意義的片段，對其中的師生行為、教學(xué)事件等進(jìn)行記錄、闡釋和評價，對案例中的經(jīng)驗進(jìn)行概括，或者展開小樣本間的對比，這樣課堂視頻片段就既包含了教學(xué)過程之諸細(xì)節(jié)，又保持了其完整性，而且也使得研究對象置身于教學(xué)的真實境脈之中。

在OECD 開展的關(guān)于GTI 的課堂視頻研究中，研究設(shè)計考慮到不同國家、不同教師、不同課堂的教學(xué)方式之差異，在劃分課堂教學(xué)的片段時也按照統(tǒng)一的時長進(jìn)行劃分，這既有助于降低評分工作的難度，也利于提升工作效率和評分的信度。MQI項目的片段劃分也有類似的考慮。但是，這種切段方法仍較為“武斷”，難以反映不同課堂在時間分配上的結(jié)構(gòu)性差異。在筆者參與設(shè)計的一系列課堂視頻研究中，我們按照“自然段落”對課堂教學(xué)活動進(jìn)行切分并將其作為分析單位，以進(jìn)一步凸顯分析單位中研究對象的意義。比如，針對語文閱讀課堂上師生對話的視頻分析（陳偉東等，2021），研究者首先按照師生對話所討論的問題進(jìn)行切分，將對一個問題的完整討論劃分為一個獨立片段；進(jìn)而對這個片段中的問題類型（如理解性問題、評價性問題、創(chuàng)造性問題）和師生對話的方式（如教師主導(dǎo)的對話、師生互動的對話、學(xué)生的討論等）進(jìn)行編碼；最后基于編碼數(shù)據(jù)將一節(jié)課中各片段的分析結(jié)果匯總起來，由此就可以看到一節(jié)課中的活動結(jié)構(gòu)：所討論問題的類型及其分布、師生對話的主要方式，進(jìn)而可以對課堂教學(xué)進(jìn)行整體畫像。根據(jù)這些研究，一節(jié)課上通常會有6個左右的任務(wù)，每個任務(wù)完成的時間長短不一，但卻構(gòu)成了適于分析的“自然段落”。OECD 的GTI 項目中針對指標(biāo)的編碼以8分鐘為一個分析單元；MQI項目的研究中典型的時長為5～7.5分鐘，7.5分鐘的時長也比較接近自然段落的時長。因而，我們在研究中更傾向于用“段落”（Episode）（或稱為“事件”或“任務(wù)”）來標(biāo)識研究對象和分析單位，而不是用“片段”（Segment）。

選擇“段落”作為分析單位，并展開語義分析，實質(zhì)上更利于對學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程進(jìn)行研究。外在行為和課堂整體結(jié)構(gòu)的研究本質(zhì)上是對教學(xué)活動的外在分析，而針對段落的語義分析則可以對學(xué)生的理解程度、思維方式及進(jìn)程展開研究，這種研究更趨深入且更有意義。當(dāng)前的教學(xué)改革日益強(qiáng)調(diào)對學(xué)生高階能力的培養(yǎng)和以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)，運(yùn)用視頻分析的方法，可以深入揭示課堂教學(xué)中關(guān)鍵“段落”或“事件”中學(xué)生在面對學(xué)習(xí)任務(wù)及在小組合作、師生對話活動中的具體表現(xiàn)，由此即可探察學(xué)生在認(rèn)知進(jìn)程、社會情感能力、表達(dá)能力等方面的狀況及變化。換言之，借助課堂視頻的豐富數(shù)據(jù)，可以追蹤分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進(jìn)階，以及在此過程中學(xué)習(xí)者得到的支持。因而，追蹤“段”中學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)階過程中的關(guān)鍵行為，定位學(xué)生在關(guān)鍵目標(biāo)上的進(jìn)展，分析教學(xué)過程中使其何以如此的因素，可在更精微的層面上展開教與學(xué)之間的動態(tài)互動分析?；诖耍覀兛梢园l(fā)展出以“段”中之各“點”（即學(xué)習(xí)進(jìn)階的關(guān)鍵點）發(fā)展歷程的“線”型追蹤方法。類同施密特（Schmidt，1992）用整體性課程分析工具——“主題追蹤圖”（Topic Trace Mapping，TTM）追蹤課程內(nèi)容的發(fā)展，這種“段”中尋“點”、由“點”繪“線”，進(jìn)而追蹤學(xué)習(xí)發(fā)生發(fā)展及其支持機(jī)制的研究，或許是未來課堂視頻研究的重要趨向。

五、結(jié)語：尋求有意義的研究對象和分析單位

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，課堂視頻的采集、儲存、分析都變得更為便捷，這為深度研究真實的課堂活動提供了新的數(shù)據(jù)源和研究方法。在進(jìn)行基于課堂視頻的教學(xué)研究中，如何使課堂視頻的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有效指明師生行為的信息，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為定義或標(biāo)明教學(xué)過程之特征或品質(zhì)的分析結(jié)果，是研究者自始至終需要思考的問題。

課堂視頻中豐富的數(shù)據(jù)和對教學(xué)的分析判斷之間有很長的環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)作為論證某一論點的原始材料，其自身要有明確的意義。教學(xué)活動作為一個復(fù)雜的系統(tǒng)，單一數(shù)據(jù)的意義和其所標(biāo)識的對象所處的活動境脈是不可分割的。境脈與對象之間有著共存關(guān)系，境脈是意義的賦予者。將可見的表層行為單獨剝離開來——這是一種以“點”為分析單位、將“點”加以聚合的路徑，就使得數(shù)據(jù)可能存在喪失意義的風(fēng)險。而將這些“點”數(shù)據(jù)加以計量和匯總，實則是基于表層行為論證教學(xué)之特征，這種情況下的數(shù)據(jù)分析與論證是需要審慎判斷的。

指向課堂整體結(jié)構(gòu)的視頻分析則是指向“面”的路徑。這一路徑力圖反映課堂教學(xué)的整體性和結(jié)構(gòu)化特征，其支持基礎(chǔ)是有意義的課堂教學(xué)事件（即“段”）的整體匯總分析。在研究目標(biāo)指向課堂教學(xué)的整體狀況時，以有意義的“段”為組件勾勒課堂的整體特征是可行且有效的。將研究的重點放在“段”（即自然段落、事件、任務(wù)以及按照時間切分的片段）上，并基于段落中教學(xué)活動的展開方式對其某一方面進(jìn)行分析、評級、詮釋、概括，既能使基于課堂視頻的教學(xué)研究在方法論上更可行（即易于操作且具有較高的信度），也更利于將教學(xué)實踐過程之微觀分析與關(guān)于教學(xué)的理論和實證研究成果結(jié)合起來。因而，如何更好地切分“段”并以有意義的“段”為分析單位和研究對象，是優(yōu)化課堂視頻分析設(shè)計的重要方向。從已有研究看，對視頻的編碼和分析具有高度的編碼者依賴特征，數(shù)據(jù)的詮釋、編碼及其信度問題，以及視頻分析費(fèi)時費(fèi)力問題，均是課堂視頻研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。而以有意義的“段”為分析單位和研究對象，則有望有效地應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。這是因為對于各“段”之中學(xué)習(xí)進(jìn)階之“線”的追蹤，更能將對教學(xué)的研究重點轉(zhuǎn)向“學(xué)”，同時也支持從學(xué)習(xí)者中心的視角分析課堂教學(xué)。

若此，對于課堂視頻研究來說，對大樣本大數(shù)據(jù)的潛隱追求則可轉(zhuǎn)向小樣本大數(shù)據(jù)的探索了。教學(xué)活動是極其復(fù)雜的，在一個知識內(nèi)容的教學(xué)方式有眾多可能的情況下，再小的樣本數(shù)都能挖掘出無盡的大數(shù)據(jù)。課堂視頻分析有著無限的可能，值得研究者持之以恒地去探索。