AI賦能小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的實(shí)踐探索

李瑩

【摘 要】隨著以人工智能為代表的新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)，信息技術(shù)與教育教學(xué)的融合逐步深入，促進(jìn)教育發(fā)生著革命性變化。如何利用人工智能技術(shù)提升課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的科學(xué)性、客觀性和實(shí)效性，成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)；如何推動(dòng)人工智能技術(shù)提升課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的效果和質(zhì)量，也成為當(dāng)前基礎(chǔ)教育領(lǐng)域亟需研究和解決的問題。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)評(píng)價(jià)；人工智能；小學(xué)數(shù)學(xué)

【中圖分類號(hào)】G434? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2023）09-070-02

課堂是學(xué)校教育的主陣地，課堂教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系著基礎(chǔ)教育發(fā)展和人才培養(yǎng)水平，而課堂教學(xué)評(píng)價(jià)是影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2020年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案》，突出強(qiáng)調(diào)評(píng)價(jià)在教育發(fā)展中的指揮棒作用，要求強(qiáng)化過程性評(píng)價(jià)，充分利用信息技術(shù)提高教育評(píng)價(jià)的科學(xué)性、專業(yè)性、客觀性[1]。人工智能與課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的深度融合，可以有效提升課堂教學(xué)評(píng)價(jià)效率和質(zhì)量。

課堂教學(xué)評(píng)價(jià)是指對(duì)教學(xué)活動(dòng)的準(zhǔn)備、實(shí)施和結(jié)果進(jìn)行觀測(cè)、分析、價(jià)值判斷的過程，衡量教師是否有明確的教學(xué)目標(biāo)并能否依據(jù)教學(xué)目標(biāo)安排和組織教學(xué)[2]。2022年9月，北京市潤(rùn)豐學(xué)校參與了由中國(guó)教育科學(xué)研究院主持的“基于新課標(biāo)的人工智能課堂教學(xué)評(píng)價(jià)研究”的課題研究。本課題研究以課堂為主要研究場(chǎng)景，通過對(duì)課堂教學(xué)過程中的教師教學(xué)行為和學(xué)生學(xué)習(xí)行為的結(jié)構(gòu)化分析，實(shí)現(xiàn)聚焦課堂教學(xué)質(zhì)量和教師專業(yè)素養(yǎng)評(píng)價(jià)。

課堂教學(xué)診斷依據(jù)——CFS教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)量規(guī)

如何做好課堂評(píng)價(jià)，首先要有一份非常好的評(píng)價(jià)量規(guī)。項(xiàng)目組提供的CFS（China Future School）教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)量規(guī)細(xì)致詳實(shí)，它從理解教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)法、理解學(xué)生等6個(gè)維度出發(fā)，涵蓋了教學(xué)設(shè)計(jì)中每一個(gè)具體的環(huán)節(jié)，包括對(duì)教學(xué)目標(biāo)的分析、對(duì)教材的分析、對(duì)學(xué)情的分析等。這6個(gè)維度中分別給出了4個(gè)不同水平等級(jí)的具體評(píng)價(jià)量規(guī)。每一個(gè)等級(jí)的評(píng)價(jià)量規(guī)內(nèi)容都很豐富，包含不同的方面，且每一個(gè)等級(jí)下面都有相應(yīng)的舉例說明。有了這份詳實(shí)的評(píng)價(jià)量規(guī)，就可以對(duì)教師的教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行較為全面、具體的評(píng)價(jià)。

課堂教學(xué)實(shí)踐案例AI分析

以“異分母分?jǐn)?shù)加減法”一課為例，筆者基于課堂教學(xué)評(píng)價(jià)量表及教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力量表，通過人工智能課堂教學(xué)評(píng)價(jià)工具對(duì)課堂教學(xué)過程中的教師教學(xué)行為和學(xué)生學(xué)習(xí)行為的過程性數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、挖掘，實(shí)現(xiàn)基于人工智能的課堂教學(xué)質(zhì)量和教師專業(yè)素養(yǎng)診斷。

1.教師能力綜合分析

（1）教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力等級(jí)分析

教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力主要評(píng)價(jià)教師備課分析能力。參照CFS教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力評(píng)價(jià)量規(guī)，綜合各維度等級(jí)分析得出教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力的綜合等級(jí)。綜合等級(jí)共分為4個(gè)等級(jí)，數(shù)值越大等級(jí)越高。本節(jié)課教師教學(xué)設(shè)計(jì)能力綜合等級(jí)為：3級(jí)。

（2）教師教學(xué)素養(yǎng)能力、教師新課標(biāo)理解能力、教師未來教育理解能力分析

教師教學(xué)素養(yǎng)能力從理解學(xué)生、理解課程、理解技術(shù)和理解教學(xué)四個(gè)維度進(jìn)行分析。教師新課標(biāo)理解能力從學(xué)生成長(zhǎng)視角、課程目標(biāo)視角、教學(xué)策略視角、思維發(fā)展視角和學(xué)科應(yīng)用視角五個(gè)維度進(jìn)行分析。教師未來教育理解能力從聚焦學(xué)習(xí)、聚焦環(huán)境和聚焦技術(shù)三個(gè)維度進(jìn)行分析。教師可以通過頁(yè)面雷達(dá)圖查看所有維度下的教師能力指標(biāo)分析。通過分析，教師可以清楚地認(rèn)識(shí)到自己在哪個(gè)能力目標(biāo)維度做得如何，便于進(jìn)行自我反思。

2.課堂教學(xué)過程分析

（1）課堂教學(xué)整體分析

課堂教學(xué)整體分析從學(xué)習(xí)品質(zhì)、學(xué)習(xí)支持、組織管理支持、技術(shù)支持和社會(huì)情感支持五個(gè)維度進(jìn)行分析。由分析得出，本節(jié)課在學(xué)習(xí)品質(zhì)這一維度較好，在組織管理支持這一維度較弱，還有很大可以提升的空間。從細(xì)化的指標(biāo)來看，本節(jié)課學(xué)生興趣濃厚、參與度高，但是在問題設(shè)計(jì)、理解學(xué)生、情境創(chuàng)設(shè)以及交流與反饋等方面做得還不夠。

除了以上數(shù)據(jù)分析外，AI報(bào)告中還有從老師和學(xué)生兩個(gè)角度錄制的課堂視頻，并對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過程觀察的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，包含教師講授、合作學(xué)習(xí)、獨(dú)立學(xué)習(xí)、展示匯報(bào)等，教師可以查看相應(yīng)課堂教學(xué)片段。

（2）問題設(shè)計(jì)觀察數(shù)據(jù)、思維活動(dòng)數(shù)據(jù)

由分析得出，教師在課堂上提出的單點(diǎn)結(jié)構(gòu)和多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的問題較多，關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)問題較少，沒有提出拓展抽象結(jié)構(gòu)問題。學(xué)生的思維活動(dòng)在記憶、理解層面較多，分析層面涉及較少。

（3）課堂教學(xué)詞云及課堂交流與反饋行為統(tǒng)計(jì)

由課堂教學(xué)詞云分析得出，本節(jié)課教師圍繞著教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，關(guān)鍵詞計(jì)算、方法、轉(zhuǎn)化等重點(diǎn)內(nèi)容均有體現(xiàn)。從課堂交流與反饋行為統(tǒng)計(jì)來看，教師關(guān)注學(xué)生的問題補(bǔ)充及啟發(fā)教學(xué)，但是在引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑方面做得還不夠。

基于AI數(shù)據(jù)分析的自我反思提升

1.構(gòu)建“問學(xué)課堂”，依托問學(xué)單創(chuàng)造良好的問學(xué)氛圍

從本節(jié)課的問題設(shè)計(jì)觀察數(shù)據(jù)、思維活動(dòng)數(shù)據(jù)來看，課堂上提出的關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)問題較少，沒有提出拓展抽象結(jié)構(gòu)問題。今后要落實(shí)“問學(xué)課堂”理念。例如，課前通過問學(xué)單讓學(xué)生帶著“異分母分?jǐn)?shù)加減法怎樣計(jì)算”“怎樣計(jì)算更簡(jiǎn)便”等思考開始這節(jié)課的學(xué)習(xí)。課中關(guān)注學(xué)生的疑問，讓學(xué)生在質(zhì)疑中明晰算理。課后更要注重讓學(xué)生從知識(shí)和數(shù)學(xué)思想方法兩方面進(jìn)行提升與反思。

2.給“核心概念”以核心地位，巧用生成對(duì)比辨析

整節(jié)課以“分?jǐn)?shù)單位”為核心進(jìn)行教學(xué)，最后設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對(duì)比整數(shù)、小數(shù)和分?jǐn)?shù)計(jì)算的計(jì)算方法，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)間的聯(lián)系，無論是整數(shù)、小數(shù)還是分?jǐn)?shù)，其實(shí)都是把相同的計(jì)數(shù)單位進(jìn)行加減。在今后的教學(xué)中，還要注重捕捉學(xué)生生成的精彩瞬間，及時(shí)鼓勵(lì)、帶動(dòng)學(xué)生積極思考。例如，本節(jié)課當(dāng)學(xué)生借助已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用數(shù)形結(jié)合、通分、分小互化等方法計(jì)算出結(jié)果后，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比發(fā)現(xiàn)不同方法之間的區(qū)別和聯(lián)系，從而深入理解算理，滲透轉(zhuǎn)化思想，使學(xué)生將計(jì)算的算理理解得更透徹。

3.構(gòu)建智慧課堂，擅用小組合作探究提高思維品質(zhì)

根據(jù)本節(jié)課教學(xué)行為和學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)占比數(shù)據(jù)可以看出，教師講授時(shí)間較長(zhǎng)，將近占了整堂課的40%。今后，要提高自己的課堂監(jiān)控能力，在如何做好一名引導(dǎo)者的身份上再多下功夫。例如，可以多利用小組合作探究，讓學(xué)生在碰撞思維火花的過程中提高思維品質(zhì)。多給學(xué)生展示的機(jī)會(huì)，讓數(shù)學(xué)課堂中的“質(zhì)疑”與“補(bǔ)充”更豐富，營(yíng)造“積極、活躍、和諧”的數(shù)學(xué)課堂氛圍，切實(shí)做到以學(xué)生為主體。

AI賦能的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)助力教師專業(yè)發(fā)展

課堂教學(xué)評(píng)價(jià)的有效性直接關(guān)系著優(yōu)質(zhì)課堂的創(chuàng)建和教育教學(xué)質(zhì)量的提升，是教學(xué)方式的調(diào)節(jié)器和專業(yè)發(fā)展的助推器[3]。通過人工智能課堂教學(xué)評(píng)價(jià)工具對(duì)課堂教學(xué)有效提問和高階思維引導(dǎo)問題的捕捉與回溯，可以診斷教師在常態(tài)化課堂教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生高階思維培養(yǎng)的情況，結(jié)合教學(xué)設(shè)計(jì)中的情境創(chuàng)設(shè)等指標(biāo)和課堂師生反饋及學(xué)生活躍度等數(shù)據(jù)，對(duì)教師在常態(tài)化課堂教學(xué)中是否開展有效的拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)進(jìn)行診斷，并基于診斷結(jié)果和過程性數(shù)據(jù)開展針對(duì)性的提升與改進(jìn)。

人工智能課堂教學(xué)評(píng)價(jià)工具通過長(zhǎng)周期的常態(tài)化課堂教學(xué)數(shù)據(jù)采集，建立了課堂教學(xué)數(shù)據(jù)常模，有助于分析課堂教學(xué)質(zhì)量提升點(diǎn)和教師專業(yè)素養(yǎng)生長(zhǎng)點(diǎn)，促進(jìn)課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)支撐教師專業(yè)發(fā)展和學(xué)科建設(shè)工作的科學(xué)、有效開展。

參考文獻(xiàn)

新華社.中共中央國(guó)務(wù)院深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案[EB/OL].（2020-10-13）[2023-06-16].http：//www.moe.gov. cn/jyb_ xxgk/moe_1777/moe_1778/202010/t20201013_494381.html.

羅生全，張玉.“雙減”與“雙提”：教學(xué)變革的邏輯轉(zhuǎn)換與理念重構(gòu)[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2022（2）： 3-10.

崔允漷，王少非. 學(xué)校課程實(shí)施過程中的評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)初探[J]. 教育研究，2020（1）： 43-49.

作者單位：北京市潤(rùn)豐學(xué)校

編? ?輯：徐靖程