AI智能教室促進歷史教學(xué)改進的價值意蘊與實踐策略

摘要：歷史學(xué)作為一門人文學(xué)科，其學(xué)科屬性和培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生具有深厚的文化底蘊和基本的人文素質(zhì)，而歷史學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展水平具有抽象性，難以評估。為了解決這一問題，本文探討了師生畫像在高中歷史教學(xué)中的應(yīng)用，通過收集師生的課堂表現(xiàn)數(shù)據(jù)，分析并評估了學(xué)生歷史素養(yǎng)發(fā)展水平，并且挖掘了其對教學(xué)行為改進的價值和策略，最終形成數(shù)據(jù)期待，重構(gòu)教學(xué)路徑，促進學(xué)生歷史學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字畫像；智能教室；教學(xué)行為；高中歷史

中圖分類號：G434" 文獻標(biāo)識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）06-0091-04

培育學(xué)生的核心素養(yǎng)是歷史學(xué)科高水平育人價值的集中展現(xiàn)，而歷史學(xué)科的核心素養(yǎng)，如唯物史觀、史料實證、時空觀念等相對抽象，難以通過簡單的結(jié)論或統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去評定。為了增強教學(xué)行為的有效性，使學(xué)生的反饋表現(xiàn)更加直觀、準(zhǔn)確，提升評估的科學(xué)性，筆者認為可以引入交互設(shè)計之父艾倫·庫珀（Alan Cooper）提出的“用戶畫像”這一概念。庫珀認為用戶畫像是建立在一系列真實數(shù)據(jù)之上的目標(biāo)用戶模型，是真實用戶的數(shù)字化替身。在教育領(lǐng)域，“師生數(shù)字畫像”依托智能教室環(huán)境，運用人工智能技術(shù)采集、分析師生在課堂上的言語與行為數(shù)據(jù)，并對課堂進行循證反思，以及教學(xué)評估與改進，從而促進學(xué)生歷史核心素養(yǎng)的發(fā)展，實現(xiàn)歷史學(xué)科的育人價值。

師生數(shù)字畫像賦能高中歷史教學(xué)的價值意蘊

師生數(shù)字畫像技術(shù)借助智能教室課堂教學(xué)分析系統(tǒng)，廣泛且深入地收集并剖析課堂教學(xué)全過程中的多維度數(shù)據(jù)，旨在為教師提供全面而詳盡的學(xué)生學(xué)習(xí)動態(tài)、教學(xué)效果評估以及課堂互動反饋。在高中歷史教師的授課和反思中，由于學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的抽象性，其量化的過程相對困難，而將高中歷史教學(xué)行為和學(xué)生反饋情況形成完整的過程性數(shù)據(jù)，將素養(yǎng)發(fā)展水平具象化，便于分析教學(xué)中的各個方面的實效性，更全面地評估課堂。

1.數(shù)據(jù)收集的精準(zhǔn)處理

智能教室課堂分析系統(tǒng)在收集課堂各階段數(shù)據(jù)時，采用全面的視角，同時聚焦于教師的教學(xué)行為和學(xué)生的反饋情況，確保數(shù)據(jù)收集的準(zhǔn)確性和完整性。該系統(tǒng)運用課堂定量分析方法中的Student-Teacher（S-T）分析法，以預(yù)設(shè)的時間間隔對課堂教學(xué)視頻進行精確采樣，并依據(jù)系統(tǒng)模型對視頻樣本點的師生行為進行細致分類，分別以“S”（代表學(xué)生行為）或“T”（代表教師行為）進行記錄，形成S-T數(shù)據(jù)序列，系統(tǒng)通過計算繪制出S-T曲線，對課堂類型進行精準(zhǔn)分類，從而揭示出實際采用的教學(xué)模式。

2.抽象素養(yǎng)的具象表達

針對高中歷史學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展的抽象性特點，以及教學(xué)問題精準(zhǔn)識別的難度，將數(shù)字畫像技術(shù)引入高中歷史教學(xué)中，不僅要對收集的教學(xué)數(shù)據(jù)進行深度關(guān)聯(lián)與分析，還需緊密結(jié)合教師的教學(xué)設(shè)計進行綜合考量。教師的教學(xué)設(shè)計往往基于過往教學(xué)經(jīng)驗中的學(xué)情預(yù)測，明確具體的教學(xué)意圖和目標(biāo)定位，而教學(xué)數(shù)據(jù)則直觀展現(xiàn)了學(xué)生在實際教學(xué)活動中的反饋情況。這兩者間的不匹配，正是教學(xué)問題的具體呈現(xiàn)。

通過構(gòu)建師生數(shù)字畫像，可以根據(jù)師生行為的判定來揭示其一致性，即學(xué)生是否遵循教師的教學(xué)指令進行學(xué)習(xí)，從而描繪出整節(jié)課的表現(xiàn)曲線。從特定時間點觀察，課堂參與度的峰值或谷值能夠反映出學(xué)生參與課堂的熱情高低；從較長的時間段來看，持續(xù)3分鐘以上的課堂熱度變化，則能揭示該時段的教學(xué)內(nèi)容是否有效激發(fā)了學(xué)生的興趣；而從整堂課的全局視角分析，表現(xiàn)曲線還能揭示學(xué)生保持熱情的時間段以及未能積極參與教學(xué)過程的時間。

此外，師生畫像還通過對學(xué)生行為的判定來展現(xiàn)全體學(xué)生行為的一致性，即學(xué)生是否在相同時間做出相同的行為，進而生成整節(jié)課的參與度曲線。這條曲線能夠直觀反映學(xué)生在課堂上的積極參與程度：當(dāng)處于聽講和讀寫狀態(tài)時，曲線反映了參與這些行為的學(xué)生比例；而當(dāng)出現(xiàn)舉手、應(yīng)答或生生互動時，曲線的上升則意味著教師成功調(diào)動了學(xué)生的課堂參與度。

3.教學(xué)行為的反思改進

師生畫像研究為教師提供了有關(guān)教學(xué)策略的深入洞察。借助對課堂觀察數(shù)據(jù)的細致分析，教師能夠精準(zhǔn)識別教學(xué)流程中的薄弱環(huán)節(jié)及其根源，從而采取針對性的教學(xué)策略進行改進，如當(dāng)數(shù)據(jù)揭示出在某一課堂環(huán)節(jié)中，學(xué)生表現(xiàn)出沉默寡言、思考時間過長、交流參與度低且質(zhì)量不高時，表明當(dāng)前的教學(xué)設(shè)計或目標(biāo)設(shè)定可能存在問題。此時，教師可以據(jù)此重新規(guī)劃該環(huán)節(jié)，優(yōu)化教學(xué)策略。

針對師生畫像的分析，筆者總結(jié)了如下框架：教學(xué)數(shù)據(jù)收集——教學(xué)數(shù)據(jù)分析——教學(xué)數(shù)據(jù)運用。這種反饋和調(diào)整機制可以顯著改進教育質(zhì)量，為學(xué)生素養(yǎng)的提升提供支撐。

師生數(shù)字畫像改進歷史教學(xué)行為的實踐策略

筆者所在學(xué)校借助智能教室平臺對歷史課堂教學(xué)進行數(shù)據(jù)收集，利用人工智能技術(shù)對課堂中師生的教學(xué)行為進行量化評價，形成可供參考的數(shù)據(jù)，具有生成性和動態(tài)性。結(jié)合統(tǒng)編版教材的編寫特征，基于實際的歷史課堂實踐，通過分析數(shù)據(jù)、運用數(shù)據(jù)最終實現(xiàn)教學(xué)行為的改進和優(yōu)化。

1.立足核心素養(yǎng)，收集課堂區(qū)間師生表現(xiàn)

《普通高中歷史課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）強調(diào)歷史視野、歷史思維及核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，其發(fā)展需經(jīng)歷“輸入—思考—輸出”的過程，且思考與輸出的占比應(yīng)高于輸入。為具象化衡量素養(yǎng)發(fā)展水平，筆者收集此過程的時間數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的教學(xué)行為和學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)緊密關(guān)聯(lián)教師的教與學(xué)生的學(xué)，有助于評估與改進課堂教學(xué)行為，實現(xiàn)歷史學(xué)科的育人價值。

在對統(tǒng)編版《中外歷史綱要》上冊《馬克思主義的誕生與傳播》進行課例循證時，從歷史核心素養(yǎng)中的時空觀念和史料實證的素養(yǎng)培養(yǎng)角度出發(fā)，對課堂中教學(xué)行為的分類、時長數(shù)據(jù)進行收集，對學(xué)生在“思想的時代——工業(yè)革命后的社會變化”“時代的思想——思想家們解決問題的嘗試”“思想的力量——馬克思主義的影響及世界意義”三個課堂環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)和教師行為間的關(guān)系進行記錄，形成了教學(xué)行為數(shù)據(jù)圖（如下頁圖1）、師生活動曲線圖（如下頁圖2）、參與度曲線圖（如下頁圖3）。

在第一次課堂教學(xué)時，教師圍繞本課的內(nèi)容要求，帶領(lǐng)學(xué)生了解了馬克思主義產(chǎn)生的時代背景，馬克思、恩格斯的理論探索與革命實踐，以及《共產(chǎn)黨宣言》的主要內(nèi)容，理解了馬克思主義的世界意義。然而，在實際教學(xué)過程中，學(xué)生的參與度與反應(yīng)在“思想的時代、時代的思想”兩個環(huán)節(jié)顯得積極主動。而在“思想的力量”環(huán)節(jié)，學(xué)生沉默時間相較于前兩個環(huán)節(jié)延長，提示筆者需要對教學(xué)過程進行更細致的“切片分析”，即分段收集并分析學(xué)生在特定時間段內(nèi)的行為表現(xiàn)數(shù)據(jù)，以便更精準(zhǔn)地評估教學(xué)效果與學(xué)生反應(yīng)。

2.分析表現(xiàn)數(shù)據(jù)，評估學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展水平

圍繞課堂教學(xué)行為對歷史素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，在對數(shù)據(jù)進行切片處理后，收集的區(qū)間表現(xiàn)數(shù)據(jù)更具有指向性。結(jié)合課堂教學(xué)實際對區(qū)間表現(xiàn)數(shù)據(jù)進行分析，對學(xué)生在本課內(nèi)化的歷史素養(yǎng)發(fā)展水平進行評估，可以更精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)教學(xué)行為的得與失。

首先，結(jié)合圖1，本節(jié)課學(xué)生的應(yīng)答時長較多，但師生互動與生生互動時長相對較少，這反映出學(xué)生在一定程度上是被動參與課堂的，缺乏足夠的思維碰撞與深度交流，從而導(dǎo)致應(yīng)答質(zhì)量不高。這也表明學(xué)生在這一核心素養(yǎng)上的發(fā)展水平并未得到顯著提升。

進一步觀察圖2，在環(huán)節(jié)三中，在探討“馬克思、恩格斯的理論為何是科學(xué)的？”時，雖然包含了較長時間的學(xué)生活動，但這并未有效轉(zhuǎn)化為教學(xué)的高效性，反而凸顯了教學(xué)行為的低效與學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展水平的不足。這提示，單純增加學(xué)生活動時間并不足以保證教學(xué)質(zhì)量的提升，關(guān)鍵在于活動的設(shè)計與實施是否能有效激發(fā)學(xué)生的思維與討論。

在圖3中，第一區(qū)間對應(yīng)“思想的時代——工業(yè)革命后的社會變化”學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生表現(xiàn)出聽講狀態(tài)與參與表現(xiàn)的同步上升，對應(yīng)學(xué)生開始嘗試理解生產(chǎn)力迸發(fā)背后的社會弊病，這看似積極，實則是該擔(dān)心的第一個重點：為何此處是唯一看似良好的表現(xiàn)數(shù)據(jù)？此處學(xué)生可能僅基于前一課“工業(yè)革命的背景與影響”的陳述性知識進行思考，也與該部分內(nèi)容較為直觀、易于理解有關(guān)，實則未能深入挖掘工業(yè)革命背后的復(fù)雜動因及其對全球歷史的深遠影響，即并未達到本課歷史素養(yǎng)發(fā)展的核心要求。而第二區(qū)間的先下落后上升趨勢，則反映了學(xué)生在閱讀“林木盜竊案”故事后的討論變化。學(xué)生最初可能因故事內(nèi)容的陌生或復(fù)雜性而感到困惑，但在教師的引導(dǎo)下，逐漸深入思考并展開真實的小組交流。這一過程雖然費力，但學(xué)生最終揭開了《資本論》作為弱勢者“辯護書”的意義，以及剩余價值理論如何揭露資本家剝削工人的秘密。這表明，有效的引導(dǎo)與深入的思考對提升學(xué)生的歷史素養(yǎng)至關(guān)重要。

由此，筆者開始思考本課到底需要教學(xué)生什么，歷史素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅僅是對歷史知識的記憶與復(fù)述，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生站在唯物史觀的角度分析問題、解決問題。提升課堂教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵在于平衡教師的講授與學(xué)生的參與，通過多樣化的教學(xué)活動與適時的評估反饋，幫助學(xué)生克服思維障礙，在改進中獲得歷史素養(yǎng)的發(fā)展。

3.形成數(shù)據(jù)期待，重構(gòu)歷史素養(yǎng)發(fā)展路徑

明確了課堂應(yīng)有的模樣，教師需要重新設(shè)想學(xué)生在課堂的學(xué)習(xí)狀態(tài)，并對課堂數(shù)據(jù)產(chǎn)生合理的期待。為了實現(xiàn)這些期待，教師應(yīng)結(jié)合分析重建歷史課堂，為學(xué)生的歷史素養(yǎng)發(fā)展搭建堅實的支架。

具體而言，筆者希望在圖2中看到師生互動與生生互動時長的顯著增加，同時希望學(xué)生的練習(xí)時長與練習(xí)質(zhì)量能夠形成正相關(guān)，反映出高效的學(xué)習(xí)狀態(tài)。對于圖3，則希望表現(xiàn)數(shù)據(jù)能夠保持相對平穩(wěn)，避免大起大落，以體現(xiàn)學(xué)生素養(yǎng)習(xí)得的持續(xù)性和穩(wěn)定性。

為了實現(xiàn)這些期待，筆者重新進行了教學(xué)設(shè)計與實踐：以馬克思與恩格斯的革命活動為線索，將教學(xué)內(nèi)容整合為“現(xiàn)實社會的巨大落差、理想社會的艱辛探索、理想社會的實現(xiàn)路徑、理想社會的實踐嘗試”四個部分。通過這種以人帶史、敘史見人的教學(xué)方式，不僅建立了歷史事件之間的邏輯關(guān)聯(lián)，還有效降低了學(xué)生理解理論與歷史意義的難度。這樣一來，課前的期待數(shù)據(jù)基本實現(xiàn)，如圖4、圖5、圖6所示。

將師生數(shù)字畫像應(yīng)用于高中歷史教學(xué)行為的改進，應(yīng)當(dāng)是一個螺旋式上升的過程。在這個過程中，教師會不斷發(fā)現(xiàn)教學(xué)行為的改進成效，其中最為顯著的是期待數(shù)據(jù)的逐步達成。結(jié)合學(xué)生的課堂表現(xiàn)和練筆作品來看，學(xué)生對新課標(biāo)要求“理解馬克思主義誕生的經(jīng)濟基礎(chǔ)、階級基礎(chǔ)與現(xiàn)實需要”的體會和運用能力確實有了顯著提升。盡管在圖4中，講授的占比看似偏多，但經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)這實際上與師生互動的增加有著密切的關(guān)聯(lián)。在更加活躍和深入的師生互動中，教師需要適時地引導(dǎo)和講解，以確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確地理解相關(guān)知識，這種講授并非單向的知識灌輸，而是建立在師生互動基礎(chǔ)上的知識傳遞與思維啟發(fā)。

結(jié)語

借助師生數(shù)字畫像理論框架下人工智能技術(shù)所進行的數(shù)據(jù)收集與分析，教師能夠迅速且精確地識別出課堂教學(xué)活動中的亮點與不足，進而有針對性地重新設(shè)計并優(yōu)化教學(xué)活動，從而進一步揭示了教師在教學(xué)過程中的改進空間以及對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的積極影響。當(dāng)前，教育人工智能領(lǐng)域正朝著基于實證的課堂教學(xué)可視化、量化分析這一關(guān)鍵方向邁進，技術(shù)賦能歷史教學(xué)，將顯著改進教學(xué)行為，更加緊密地聚焦于學(xué)科核心素養(yǎng)的培育，切實服務(wù)于學(xué)生的全面發(fā)展。這不僅增強了教學(xué)的實效性，也為教育人工智能的深入發(fā)展和廣泛應(yīng)用開辟了更為廣闊的空間。

參考文獻：

中華人民共和國教育部.普通高中歷史課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.