運用CSMS測評數(shù)據(jù)助力教學(xué)方式變革

在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，積極探索課堂教學(xué)評測技術(shù)，通過人工智能觀察課堂，采集結(jié)構(gòu)化的教學(xué)數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)解釋教學(xué)行為，科學(xué)評價教學(xué)的有效性，對推動數(shù)字化課堂發(fā)展，促進教學(xué)方式變革，具有重要意義。一、當(dāng)前課堂教學(xué)困境與變革需求1.課堂教學(xué)評價過度依賴經(jīng)驗判斷傳統(tǒng)課堂上，很難全方位全要素地關(guān)注到學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、思維發(fā)展及情感體驗。對于執(zhí)教者而言，由于難以準(zhǔn)確地捕捉到學(xué)習(xí)過程的即時反饋與個體差異，只能依據(jù)個體經(jīng)驗調(diào)控課堂；對于聽課者而言，沒有教學(xué)過程的信息數(shù)據(jù)，只能通過人工觀察課堂上師生的外在表現(xiàn)來判斷教學(xué)效果，難以對課堂教學(xué)用科學(xué)的數(shù)據(jù)做量化分析，因此，課堂教學(xué)的有效性評價過度依賴經(jīng)驗判斷，缺乏可信度。2.課堂教學(xué)變革需要有效數(shù)據(jù)推動合理的教學(xué)評價能為規(guī)范教學(xué)行為、提升課堂教學(xué)質(zhì)量、促進教師專業(yè)發(fā)展賦能。為此，教學(xué)評價應(yīng)用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)說話，通過體現(xiàn)教學(xué)過程的量化數(shù)據(jù)，對課堂教學(xué)進行清晰診斷，對教學(xué)效果提供科學(xué)分析，對教學(xué)活動給出合理建議，以此推動學(xué)教方式變革。二、運用CSMS測評數(shù)據(jù)促進教學(xué)方式變革基于結(jié)構(gòu)多模型聯(lián)合的課堂教學(xué)智慧評價系統(tǒng)（CSMS），在“5G+智慧教育”支持下，通過“無感式”“伴隨式”數(shù)據(jù)收集，獲得課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分布，能自動生成思維激發(fā)、教學(xué)風(fēng)格、師生互動等專項指數(shù)。以《對數(shù)函數(shù)》為例，探討人工智能視域下基于大數(shù)據(jù)分析的學(xué)教方式變革策略。1.由經(jīng)驗驅(qū)動轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動CSMS以“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體、教學(xué)達成”為主模塊，分別將“教師的目標(biāo)定位、課堂藝術(shù)、課堂調(diào)控、思維激發(fā)、課堂反饋、學(xué)生的整體發(fā)展、合作交流、學(xué)習(xí)體驗以及學(xué)習(xí)目標(biāo)達成”9個領(lǐng)域細化出評價指標(biāo)，有助于破解傳統(tǒng)教學(xué)評價過度依賴主觀判斷的困境。教學(xué)中，可根據(jù)數(shù)據(jù)反饋，反思教學(xué)策略所涉及的學(xué)習(xí)材料、教學(xué)節(jié)奏、組織形式、活動載體、媒體資源的選擇或應(yīng)用，是否利于深度學(xué)習(xí)，是否讓學(xué)習(xí)者發(fā)生了預(yù)期的成長，利用智能觀察助力課堂教學(xué)由經(jīng)驗驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動的轉(zhuǎn)變。數(shù)據(jù)顯示，本課例的“合作交流”僅為67%，“目標(biāo)達成”為74%。因此，一方面需要給學(xué)生創(chuàng)造機會參與知識的協(xié)同建構(gòu)，鼓勵學(xué)生積極與老師對話、與同伴溝通；另一方面，引入幾何畫板創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)實驗，讓學(xué)生在動態(tài)軌跡追蹤中探究對數(shù)函數(shù)的概念與性質(zhì)，提高學(xué)習(xí)目標(biāo)的達成度。2.由教師主體轉(zhuǎn)向?qū)W生主體CSMS將教學(xué)過程劃分為若干片段，以時間為橫軸變量，對教學(xué)效果做序列分析，以課堂教學(xué)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基本要素，通過算法勾勒出課堂教學(xué)畫像。CSMS強調(diào)活動是教學(xué)的基本單元，交往是活動的基本要素，以“學(xué)生為教學(xué)主體”的評價體系，充分體現(xiàn)學(xué)生的中心地位。通過問答評結(jié)構(gòu)互動分析系統(tǒng)，將教師的教與學(xué)生的學(xué)緊密相連，引發(fā)教師重視學(xué)習(xí)過程中啟發(fā)性話題的設(shè)計與教學(xué)互動話題的穩(wěn)定性。根據(jù)弗蘭德斯分析模型可以看到，就《對數(shù)函數(shù)》而言，學(xué)生發(fā)問數(shù)據(jù)遠遠低于常模，反映了學(xué)生提出問題的能力偏弱，學(xué)習(xí)深度不夠，難以洞察問題，更無法提出高質(zhì)量的問題。這提醒教師要站在學(xué)生視角，反思教學(xué)活動是否合理、教學(xué)過程是否滿足學(xué)習(xí)需求，教學(xué)設(shè)計是否以學(xué)情為起點，從只“關(guān)注教”轉(zhuǎn)向“關(guān)注學(xué)”，將“教什么、怎么教、教到什么程度”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)什么、怎么學(xué)、學(xué)到什么程度”，順“學(xué)”而“教”，即站在“生本立場”，重塑教學(xué)視角，促進傳統(tǒng)備課思維模式下教師為主體的備課觀的改變：不僅備教師立場的教，更要備學(xué)生立場的學(xué)。3.由知識核心轉(zhuǎn)向素養(yǎng)核心CSMS以知行學(xué)習(xí)發(fā)生理論構(gòu)建“四何”模型，不僅涵蓋知識的深度學(xué)習(xí)，還包括創(chuàng)造性思維、合作探究以及情感體驗，體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)導(dǎo)向。由本課例自動生成的“四何”分布值可以看到：課堂主要聚焦于“是何”的現(xiàn)實性風(fēng)格的學(xué)習(xí)，重點關(guān)注“對數(shù)函數(shù)的概念輸入——是何”，缺少對“對數(shù)函數(shù)的價值——為何”“怎樣建構(gòu)對數(shù)函數(shù)的概念——如何”“問題解決過程中如何實現(xiàn)指數(shù)函數(shù)思維與對數(shù)函數(shù)思維轉(zhuǎn)換——若何”這三種知識構(gòu)建方式所承載的“問題解決策略與創(chuàng)造性思維”以及“數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、邏輯推理”核心素養(yǎng)的培育。教師可參照“四何”分布數(shù)據(jù)，在教學(xué)過程中增加“為何”“如何”“若何”的教學(xué)信息，兼顧不同學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生，改變單一概念性知識為核心的教學(xué)觀，通過創(chuàng)設(shè)基于學(xué)情的真實情境，引導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)材料進行抽象，通過邏輯推理，建立對數(shù)函數(shù)模型，幫助學(xué)生獲得洞察問題、提出問題以及解決問題的關(guān)鍵能力，促使課堂教學(xué)從“知識核心”向“素養(yǎng)核心”轉(zhuǎn)變。三、反思與啟示1.關(guān)于目標(biāo)定位CSMS首個評價指標(biāo)是目標(biāo)定位，如果目標(biāo)定位不準(zhǔn)確或過于籠統(tǒng)寬泛，將直接影響智能觀察數(shù)據(jù)。教學(xué)中可根據(jù)教學(xué)設(shè)計的SMART原則，確保學(xué)習(xí)目標(biāo)清晰明確（Specific）、可測量（Measurable）、可操作（Achievable）、具有相關(guān)性（Relevant）與時限性（Time-based），讓CSMS能在課堂第一現(xiàn)場捕獲到充足的目標(biāo)定位數(shù)據(jù)，才能使課堂觀察與測評更加精準(zhǔn)有效。本課例的“教學(xué)目標(biāo)定位”得滿分，正是其滿足了SMART原則。2.關(guān)于以評促改核心素養(yǎng)形成于學(xué)習(xí)實踐，建立在知識領(lǐng)域、交際領(lǐng)域以及情感領(lǐng)域，因此課堂測評不能只測評知識獲取維度，還要測評問題解決、溝通協(xié)作、情感體驗。CSMS把課堂育人的核心要素“興趣激發(fā)、知識獲得、思維培養(yǎng)、活動交往”納入系統(tǒng)自動化分析，與通常立足于學(xué)科知識的邏輯分析形成互補。本課例反映在“四何”測評數(shù)據(jù)分布的不均衡，為實現(xiàn)以評促改，深化學(xué)與教方式變革提供了方向。3.關(guān)于活動呈現(xiàn)CSMS基于師生互動的弗蘭德斯模型，給出了課堂活動調(diào)控的可視化數(shù)據(jù)。執(zhí)教者可以根據(jù)弗蘭德斯模型優(yōu)化教學(xué)活動的“量、度、法”，以滿足“學(xué)什么、學(xué)到什么程度、怎么學(xué)”的需求。復(fù)盤本課例數(shù)