依托智能研修平臺 優(yōu)化數(shù)學(xué)課堂教學(xué)

摘 要：隨著智能技術(shù)的發(fā)展，教育領(lǐng)域正在經(jīng)歷深刻變革。教師的教研能力變得至關(guān)重要，而智能研修平臺為學(xué)生提供新的學(xué)習(xí)路徑的同時，也有效提升了教師的教學(xué)研究能力。借助人工智能技術(shù)，中小學(xué)課堂教學(xué)教研實踐正朝著可視化、科學(xué)化、精準(zhǔn)化、規(guī)?；闹悄芫珳?zhǔn)教研模式轉(zhuǎn)變，而新一代信息技術(shù)，在推動教研新生態(tài)形成方面發(fā)揮著顯著作用。

關(guān)鍵詞：智能研修平臺;教師素養(yǎng);數(shù)據(jù)驅(qū)動;數(shù)學(xué)教學(xué)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

一、智能研修平臺項目實施背景

智能研修平臺項目的實施背景可追溯至近年來人工智能在教育教學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，這引發(fā)了對教研模式改變的思考[1] ?，F(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用使得記錄課堂教學(xué)過程、形成師生行為數(shù)據(jù)成為可能，為教師提供了操作可借鑒、經(jīng)驗可遷移、數(shù)據(jù)可循證的教研活動。在這一背景下，教育部教育技術(shù)與資源發(fā)展中心（中央電化教育館） 推出了智能研修平臺，旨在運(yùn)用人工智能技術(shù)支持教師的教研工作。該平臺借助智能錄播教室，通過采集、統(tǒng)計和分析執(zhí)教教師的課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)以及評價數(shù)據(jù)，生成精準(zhǔn)教研報告，協(xié)助教師進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)反思。同時，教育部于2021 年組織了智能研修平臺應(yīng)用試點工作，旨在推動人工智能技術(shù)與教師教育的融合，促進(jìn)數(shù)字校園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建新的教師研修生態(tài)，為教育教學(xué)領(lǐng)域帶來了全新的發(fā)展路徑。

在教育領(lǐng)域，智能研修平臺的推出標(biāo)志著教師教研能力提升的新篇章。通過利用現(xiàn)代信息技術(shù)，尤其是人工智能技術(shù)，記錄和分析課堂教學(xué)過程中的數(shù)據(jù)，平臺為教師提供了更全面、客觀的教學(xué)反饋[2] 。這種精準(zhǔn)教研報告不僅幫助教師深入理解自身的教學(xué)行為和效果，還為教師提供了可操作的改進(jìn)方案和指導(dǎo)建議。同時，智能研修平臺的推廣應(yīng)用也促進(jìn)了數(shù)字化校園基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，構(gòu)建了更加完善的教師研修生態(tài)[3] 。

二、基于智能研修平臺的信息化教研實踐

（ 一） 從個人認(rèn)識到數(shù)據(jù)演示的轉(zhuǎn)變

信息化智能研修平臺為提升教師教研能力的路徑探索提供了新的視角和方法。基于智能研修平臺的信息化教研實踐展現(xiàn)了一種從“說給你聽”到“指給你看” 的轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)了教研活動的可視化。這一實踐不僅是對教學(xué)過程的記錄，更是對教學(xué)行為的直觀呈現(xiàn)和分析。通過該平臺提供的七種圖示反饋，教師可以清晰地了解課堂中教學(xué)行為的分布、時序、互動關(guān)系以及學(xué)生參與度等方面的情況，從而更好地指導(dǎo)教學(xué)實踐和提升教學(xué)效果[4] 。

這種可視化教研活動不僅提高了教學(xué)反饋的客觀性和全面性，還使教研過程更加透明和可理解。教師可以通過觀察圖示，深入分析自己的教學(xué)行為和學(xué)生的反應(yīng)，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行調(diào)整改進(jìn)。同時，這種可視化教研活動也促進(jìn)了教師之間的交流與分享，激發(fā)了教學(xué)創(chuàng)新和提高的動力[5] 。

（1） 教學(xué)行為分布圖

教學(xué)行為分布圖是一種直觀展示課堂中師生各種行為時間占比的圖示工具，能夠全面評估課堂教學(xué)的合理性以及教學(xué)設(shè)計的實施情況。通過詳細(xì)分析這一圖示，教師可以清楚地了解課堂上不同教學(xué)行為的時間分布情況，從而更深入地評估教學(xué)設(shè)計與實施的一致性，以及是否與課型和學(xué)科特點要求相符合。

以“等量關(guān)系” 一課的教學(xué)行為分析圖為例，教學(xué)行為分布圖揭示了“等量關(guān)系”一課中教師和學(xué)生的行為比例（如圖1 所示）。教師行為中，師生互動占據(jù)了最大比例（27. 45%），這表明教師與學(xué)生之間的互動非常頻繁，可能包括提問、回答、解答疑惑等，有利于促進(jìn)學(xué)生的參與和思考。另外，講授（9. 87%） 和聽講（10. 75%）也占據(jù)一定比例，說明教師在傳授知識的同時， 學(xué)生也在認(rèn)真聆聽。然而， 板書（1. 73%）和巡視（1. 47%）的比例相對較低，可能需要教師更加注意板書內(nèi)容的清晰度和巡視學(xué)生的狀態(tài)，以確保教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

在學(xué)生行為方面，應(yīng)答（25. 03%）的比例最高，這顯示了學(xué)生對教師提出問題積極回答的態(tài)度，反映了他們的參與度和學(xué)習(xí)積極性。此外，舉手（2. 67%） 和聽講（10. 75%） 也有一定比例，表明學(xué)生在課堂上保持了一定的紀(jì)律和專注力。然而， 讀寫（ 0. 8%） 和生生互動（0. 67%）的比例較低，可能需要更多的激勵和引導(dǎo)，以提升學(xué)生之間的互動和合作氛圍。

綜合分析可以發(fā)現(xiàn)，教師在課堂中注重與學(xué)生的互動和應(yīng)答，但在板書和巡視方面還有提升空間;學(xué)生在課堂上表現(xiàn)出積極的回答態(tài)度，但需要加強(qiáng)讀寫和生生互動的比例。因此，教師可以根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)調(diào)整教學(xué)策略，更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)效果。

（2） 課堂教學(xué)行為時序圖

課堂教學(xué)行為時序圖是一種關(guān)鍵的圖示工具，它不僅準(zhǔn)確記錄了師生行為的時序，還詳細(xì)呈現(xiàn)了各種教學(xué)行為在時間上的分布。以“等量關(guān)系”一課的AI 數(shù)據(jù)分析為例，通過觀察時序圖，教師可以深入了解師生行為與時間的緊密關(guān)系（如圖2 所示）。在課堂的第10-20 分鐘和第30-40 分鐘這兩個時間段內(nèi)，師生互動頻繁，顯示出教師與學(xué)生之間的緊密聯(lián)系。這種情況可能包括提問、回答、解答疑惑等活動，有利于促進(jìn)學(xué)生的思考和參與。而在第1-10分鐘和第20-30 分鐘這兩個時間段，雖然互動次數(shù)也較多，但相較于前者略顯低一些。這種分析揭示了課堂教學(xué)中不同時間段的特點，有助于教師更好地評估教學(xué)過程中的變化和趨勢。教師可以注意到互動頻率的變化可能與教學(xué)內(nèi)容的復(fù)雜程度、學(xué)生的注意力持久性等因素相關(guān)。

時序圖不僅僅是記錄，更是教學(xué)改進(jìn)的重要依據(jù)。通過深入分析時序圖，教師可以精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的時間分配問題，并指導(dǎo)他們優(yōu)化教學(xué)策略和調(diào)整節(jié)奏，以提高教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如，教師可能會發(fā)現(xiàn)某一段時間內(nèi)學(xué)生參與度較低，這可能是教學(xué)內(nèi)容不夠吸引人或者學(xué)生需求未得到滿足的表現(xiàn)。通過對時序圖的深入分析，教師可以有針對性地改進(jìn)教學(xué)方法，使課堂教學(xué)更加富有成效和吸引力。

（3） 課堂類型分析圖

通過觀察S-T 曲線，教師可以評估教師行為和學(xué)生學(xué)習(xí)行為之間的轉(zhuǎn)換情況（如圖3 所示）。例如，當(dāng)教師引入一個新的等量關(guān)系實例時，S-T 曲線可能顯示出一個明顯的轉(zhuǎn)換點，這表示教師的介入引起了學(xué)生的思考和參與。另外，如果S-T 曲線持續(xù)保持較高的水平，表明學(xué)生在課堂中保持較高的專注度和參與度，可能與教師提供的活動和案例設(shè)計有關(guān)。

而在Rt-Ch 圖中，教師可以觀察到實時交互情況（如圖3 所示）。例如，在講解一個等量關(guān)系問題時，如果Rt-Ch 圖顯示學(xué)生的反應(yīng)較為遲鈍或缺乏積極性，可能意味著學(xué)生對該問題的理解不夠或缺乏興趣。這時，教師可以通過及時調(diào)整教學(xué)方法，例如提供更生動的案例、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維導(dǎo)圖或小組討論等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

通過綜合分析S-T 曲線和Rt-Ch 圖的數(shù)據(jù)，并結(jié)合具體的課堂案例，教師可以更全面地了解師生之間的互動情況，及時調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)評估方式為教師提供了有力的工具，幫助其更精準(zhǔn)地管理和優(yōu)化教學(xué)過程，不斷提升教學(xué)水平和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（4） 課堂分析曲線

通過綜合分析課堂參與度曲線、行為一致性曲線和抬頭率曲線的數(shù)據(jù)，教師可以全面了解學(xué)生在不同時間段的活躍度、表現(xiàn)水平和注意力集中程度。這有助于教師更好地調(diào)整教學(xué)策略，例如增加互動環(huán)節(jié)、改變講授方式或提供更多實例，從而提高課堂效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，推動教師教研能力的提升。

結(jié)合“等量關(guān)系” 課堂教學(xué)案例和綜合分析課堂參與度曲線、行為一致性曲線和抬頭率曲線的數(shù)據(jù)，教師可以全面了解學(xué)生在不同時間段的活躍度、表現(xiàn)水平和注意力集中程度（如圖4 所示）。舉例來說，在教學(xué)案例中，當(dāng)學(xué)生們進(jìn)行實際操作并進(jìn)行等量關(guān)系的實踐時，可以觀察到課堂參與度曲線的高峰;同時，通過行為一致性曲線的分析，教師可以評估學(xué)生對等量關(guān)系的理解程度和運(yùn)用能力;而通過抬頭率曲線，則可以看出學(xué)生在實驗過程中的注意力集中情況。這有助于教師更好地調(diào)整教學(xué)策略，例如增加互動環(huán)節(jié)、改變講授方式或提供更多實例，從而提高課堂效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性，推動教師教研能力的提升。

（ 二） 從傳統(tǒng)經(jīng)驗到數(shù)據(jù)驗證

在探索信息化智能研修平臺提升教師教研能力的過程中，我們不可忽視經(jīng)驗傳承向數(shù)據(jù)循證的關(guān)鍵變革。教師們在這個平臺上能夠積累并生成各類教學(xué)數(shù)據(jù)，包括個人備課、聽評課、教學(xué)反思等，這些數(shù)據(jù)成為了教研過程中不可或缺的準(zhǔn)確證據(jù)。通過平臺提供的智能管理功能，教師們得以處理這些數(shù)據(jù)，并生成相應(yīng)的教研管理報告，使整個教研過程更加科學(xué)化。

教師們可以根據(jù)個人需求自由選擇不同類型的教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，從中發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)改進(jìn)的關(guān)鍵，推動自身專業(yè)成長。同時，平臺也支持周期畫像研究，深入挖掘教師的專業(yè)活動特征和存在的薄弱環(huán)節(jié)，幫助他們?nèi)媪私庾约旱慕虒W(xué)表現(xiàn)。

最終，通過導(dǎo)出的數(shù)據(jù)分析報告，教師和教研員能夠展開更深入的教學(xué)反思和應(yīng)用，從而推動信息化教研過程更加科學(xué)有效。這種基于智能研修平臺的教研實踐不僅提升了教師的教學(xué)能力，也推動了教研工作的不斷發(fā)展和深化。

此外，平臺支持周期性的畫像研究，通過對教師專業(yè)活動特征和薄弱環(huán)節(jié)的深入挖掘，幫助教師更全面地認(rèn)識自己的教學(xué)表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)并解決存在的問題。通過導(dǎo)出的數(shù)據(jù)分析報告，教師們能夠進(jìn)行更深入的教學(xué)反思和應(yīng)用，從而不斷提升自己的教學(xué)能力，并促進(jìn)教研工作的不斷發(fā)展和深化。這種基于智能研修平臺的教研實踐，不僅使教師個體受益，也為整個教育體系的提升和發(fā)展貢獻(xiàn)了力量。

（ 三） 從個體研究到合作交流

智能研修平臺的技術(shù)進(jìn)步使得教師更加便捷地參與教研活動，擺脫了傳統(tǒng)組織形式的束縛，實現(xiàn)了從“少數(shù)人獨(dú)舞”到“多數(shù)人群舞”的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了教研的規(guī)模化發(fā)展。教師們可以隨時隨地在平臺上進(jìn)行備課、磨課，并從其他教師處獲得寶貴的反饋和建議，實現(xiàn)了教師間的緊密合作和互相學(xué)習(xí)。通過自動生成的教學(xué)數(shù)據(jù)和分析報告，教師們能夠即時獲取教學(xué)反饋，這種及時的反饋激勵他們不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計和課堂實踐，推動教學(xué)質(zhì)量提升。

智能研修平臺的出現(xiàn)簡化了教研活動的組織流程，為教師提供了更加靈活的選擇空間。教研員可以更便捷地發(fā)布教研主題，教師們可以根據(jù)自身興趣和需求進(jìn)行選擇參與，這不僅提高了教研的參與度，也促進(jìn)了教研活動的多樣化和多元化發(fā)展。教研員還可以同時發(fā)布多個主題，并邀請不同的教師展示課程，為他們提供更廣泛的學(xué)習(xí)和交流機(jī)會，促進(jìn)了教師之間的合作與共享。

隨著智能研修平臺的普及，教研活動的參與者變得更加廣泛。它打破了地域和時間的限制，讓全區(qū)域的教師和教研員能夠參與在線的觀評課活動，實現(xiàn)了跨區(qū)域的資源共享和交流。這種開放的環(huán)境鼓勵更多的教師加入教研活動，促進(jìn)了知識和經(jīng)驗的共享與傳播，為教學(xué)改進(jìn)提供了更多的思路和啟發(fā)。

智能研修平臺所提供的智能化功能為教師提供了科學(xué)的教學(xué)效果分析報告，揭示了教學(xué)行為和效果之間的密切關(guān)系，幫助教師進(jìn)行自我反思和專業(yè)成長，推動了教育教學(xué)的創(chuàng)新與進(jìn)步。

（ 四） 智能研修平臺引領(lǐng)教師實現(xiàn)精準(zhǔn)教研

智能研修平臺的引入不僅僅是教育信息化發(fā)展的必然趨勢，更是教育教學(xué)改革的迫切需求。這個平臺不僅僅是一個數(shù)據(jù)處理和管理工具，更是教師專業(yè)成長的重要支撐。通過生成并積累備課、磨課、聽評課、教學(xué)反思等多方面的數(shù)據(jù)，結(jié)合智能精準(zhǔn)教研管理功能，實現(xiàn)了教研活動的全面管理與優(yōu)化。教師可以在平臺上上傳和管理自己的教學(xué)資源，同時也可以參與到其他教師的教學(xué)評價中，形成了一個開放、共享的教學(xué)資源平臺，促進(jìn)了教師之間的交流與合作。平臺處理數(shù)據(jù)并生成教研管理報告，不僅僅是為了記錄，更是為了幫助教師進(jìn)行精準(zhǔn)反思、指導(dǎo)和監(jiān)測，從而不斷提升教學(xué)水平。同時，平臺還提供了豐富的教學(xué)資源和教學(xué)案例，為教師的教學(xué)實踐提供了豐富的參考和支持，使教學(xué)更加多樣化和有趣味性?；谄脚_數(shù)據(jù)，各實驗校實現(xiàn)了教研活動的精準(zhǔn)導(dǎo)向，使教師能夠更加及時地發(fā)現(xiàn)課堂問題，從而持續(xù)改進(jìn)教學(xué)實踐，提升整個團(tuán)隊的專業(yè)水平。

三、關(guān)于人工智能支持下的中小學(xué)教研活動的建議

（ 一） 構(gòu)建協(xié)作式研修共同體，優(yōu)化教研支持體系

通過智能研修平臺，打破地域和時間的限制，建立跨校、跨區(qū)域的教師協(xié)作研修共同體。通過收集教師的多維度數(shù)據(jù)，形成個性化的教師畫像，結(jié)合專業(yè)教研員的分析，提供精準(zhǔn)診斷與建議。通過結(jié)對幫扶、小組討論、教研沙龍等多種互動機(jī)制，促進(jìn)教師合作交流，推動資源共享和機(jī)制創(chuàng)新，確保教師支持更具針對性、專業(yè)性和持續(xù)性。

（ 二） 探索線上線下混合式研修模式，提升教學(xué)能力

結(jié)合智能研修平臺的在線資源和線下實踐，探索混合式研修模式。通過線上課程與線下研討相結(jié)合的方式，幫助教師在理論學(xué)習(xí)與實踐操作之間找到平衡，提升教學(xué)能力。定期組織區(qū)域內(nèi)的教研活動，分享和推廣優(yōu)秀教學(xué)經(jīng)驗，推動區(qū)域內(nèi)教師共同進(jìn)步。平臺應(yīng)集成豐富的教學(xué)資源，如精品課例、教學(xué)案例、虛擬實驗平臺等，為教師提供多樣化、趣味化的教學(xué)工具和素材，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

（ 三） 推動持續(xù)改進(jìn)與跨學(xué)科教研，適應(yīng)時代發(fā)展需求

建立持續(xù)的反饋機(jī)制，收集教師和教研員的意見，不斷優(yōu)化平臺功能與服務(wù)，確保平臺能夠滿足教師不斷變化的需求。通過跨學(xué)科的教研活動，結(jié)合不同學(xué)科的教學(xué)經(jīng)驗和研究成果，推動教師在教學(xué)內(nèi)容和方法上的創(chuàng)新。設(shè)計出更具綜合性和實踐性的課程內(nèi)容，適應(yīng)時代發(fā)展和學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求。

四、結(jié)語

智能研修平臺提供了原創(chuàng)場、對話場、系統(tǒng)場、演練場四種場域，涵蓋現(xiàn)實空間（如錄播教室）和虛擬空間（如網(wǎng)絡(luò)研修平臺），促進(jìn)了教師間的知識分享。這一革新帶來了三大變化：改變了傳統(tǒng)的互動模式;推動了教師的協(xié)同發(fā)展;革新了知識傳播方式。同時，教師與教研組需要結(jié)合實際課堂教學(xué)，分析和解讀數(shù)據(jù)，診斷課堂問題，并提出改進(jìn)建議。只有教師自覺地運(yùn)用人工智能數(shù)據(jù)對教學(xué)進(jìn)行客觀和精準(zhǔn)的分析，才能準(zhǔn)確把握教學(xué)不足和改進(jìn)點，并在動態(tài)中調(diào)整教學(xué)，實現(xiàn)專業(yè)成長。

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（ 責(zé)任編輯：邢西深）