基于智能研修平臺的精準(zhǔn)教研實踐

2019年3月，教育部發(fā)布《關(guān)于實施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》，指出“變革測評方式，充分利用新技術(shù)開展教師研修伴隨式數(shù)據(jù)采集與過程性評價，提高測評助學(xué)的精準(zhǔn)性”[1]。傳統(tǒng)教師課堂分析缺乏平臺支持，教研活動中的課堂分析需要集中人力資源在同一時間、同一空間進(jìn)行，課堂分析研討過程無法即時存儲。傳統(tǒng)教研大多依靠個人經(jīng)驗的感性判斷，教師大多通過紙筆記錄或口頭反饋的方式收集學(xué)生的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，無法準(zhǔn)確進(jìn)行課堂分析并及時調(diào)整策略。為解決這個問題，我校引入智能研修平臺，并構(gòu)建教學(xué)行為診斷與改進(jìn)范式，以期依托AI進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集，科學(xué)客觀診斷教師課堂教學(xué)行為，提高教師教學(xué)教研能力，促進(jìn)教研從“經(jīng)驗型”向“實證型”轉(zhuǎn)變。本文以北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級下冊第四單元第三課“搭一搭”為例，闡述智能研修平臺支持下的精準(zhǔn)教研實踐流程，為數(shù)學(xué)校本研修的轉(zhuǎn)型升級提供借鑒。一、基于證據(jù)，構(gòu)建范式為了評估智能研修平臺在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的效果，實現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)診斷與反思，筆者所在的教研團(tuán)隊選取“搭一搭”的教學(xué)課例進(jìn)行分析，執(zhí)教教師的教齡為五年。筆者團(tuán)隊構(gòu)建了基于智能研修平臺的教學(xué)行為診斷與改進(jìn)的“四三二”范式（如圖1）?！八摹北硎驹即蚰ァ獢?shù)據(jù)診斷—切片分析—反思改進(jìn)四個環(huán)節(jié)；“三”表示每個環(huán)節(jié)都是診斷—分析—改進(jìn)的三個步驟；“二”表示二次打磨課例。二、四環(huán)三步，循證教研（一）原始打磨，暴露問題課前，課例研修小組教師研讀教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，確定上課內(nèi)容，明確教學(xué)目標(biāo)，探討教學(xué)策略，初步確定教學(xué)設(shè)計框架。執(zhí)教教師上傳教學(xué)設(shè)計和課件到智能研修平臺。本課以“逃脫密室”的游戲為主線，學(xué)生通過在游戲中尋找正面、側(cè)面和上面的圖片，利用4個小正方體搭出“鑰匙”逃脫密室。在引導(dǎo)觀察和操作后，執(zhí)教教師請學(xué)生展示交流，要求學(xué)生結(jié)合平面圖形循序漸進(jìn)地探索出相應(yīng)的立體圖形的策略和方法。此教學(xué)過程可以有效地發(fā)展學(xué)生的動手操作能力和空間觀念，提升學(xué)習(xí)效率。課例小組成員在線點評本節(jié)課例并提出修改建議。執(zhí)教教師根據(jù)修改建議及個人反思調(diào)整教學(xué)設(shè)計，將修改后的教學(xué)設(shè)計和課件再次上傳到智能研修平臺。小組成員研究新的教學(xué)設(shè)計，評估其已具備試講條件后，請授課教師正式上課。（二）初次磨課，AI診斷執(zhí)教教師選取四年級某班學(xué)生在智能錄播教室試課。課例小組成員根據(jù)各自情況，采用適合的方式進(jìn)行觀摩和評價。例如，觀課教師可以在智能錄播教室現(xiàn)場觀摩，也可以在其他地點通過智能研修平臺的手機(jī)端或電腦端觀察課堂。最后，課例小組成員在智能研修平臺對本堂課例進(jìn)行點評、提出建議并評分。本堂課結(jié)束后，錄課視頻自動上傳到智能研修平臺對應(yīng)板塊，供課題組成員及其他聽課教師后續(xù)觀摩或結(jié)合課堂生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。本節(jié)課后課例小組進(jìn)行教學(xué)診斷，用數(shù)據(jù)解讀來定位問題。教學(xué)診斷從課堂模式、課堂環(huán)節(jié)、學(xué)生整體參與度和教師行為四個方面展開。1.課堂模式分析——解析S-T圖、Rt-Ch圖從S-T分析圖（如圖2）中發(fā)現(xiàn)前部分曲線更偏向于S軸，說明此段學(xué)生行為較多；曲線中的轉(zhuǎn)折較多說明師生行為的轉(zhuǎn)換次數(shù)比較多，師生之間的交互更多。但此S-T分析圖中的后部分曲線更傾向于T軸，且斜率非常小，說明教師行為占有率很高，且?guī)熒袨榈霓D(zhuǎn)換次數(shù)很少。Rt-Ch圖顯示教師行為占有率為61%，學(xué)生行為占有率為39%，行為轉(zhuǎn)化率為30%，所以本堂課教學(xué)形態(tài)為混合型。2.課堂環(huán)節(jié)分析——解析表現(xiàn)度曲線和參與度曲線本課時長是40分鐘，智能研修平臺終端每隔30秒自動采樣，并以表現(xiàn)曲線、參與度曲線和關(guān)注度曲線三種曲線呈現(xiàn)采樣結(jié)果。表現(xiàn)曲線越高，學(xué)生的整體行為越一致；參與度曲線越高，學(xué)生參與積極性越高；關(guān)注度曲線越高，教師教學(xué)活動越有吸引力[2]。從圖3中可以看出課堂參與度和表現(xiàn)度曲線都成正比波動，在50%～95%，總體來說本堂課學(xué)生參與課堂活動的積極性較高，學(xué)生整體行為表現(xiàn)較一致。在圖中所示的7個曲線高峰中，第2～4分鐘和第24分鐘發(fā)生在游戲?qū)胍曨l環(huán)節(jié)，第10～12分鐘處于學(xué)生上臺展示操作環(huán)節(jié)，第18～20分鐘時是教師板書環(huán)節(jié)，第30、34和38分鐘左右的極大值出現(xiàn)在教師提問環(huán)節(jié)。3.學(xué)生整體關(guān)注度分析——解析關(guān)注度曲線由圖4可以看出，上課后的關(guān)注度曲線基本在80%以上，其中第2～4分鐘、第10～12分鐘、第20～36分鐘三個時間段的關(guān)注度曲線均接近100%。這些數(shù)據(jù)說明本堂課教師的教學(xué)活動很有吸引力。結(jié)合課堂環(huán)節(jié)分析可以發(fā)現(xiàn)，第2～4分鐘是逃脫密室游戲視頻導(dǎo)入環(huán)節(jié)，第10～12分鐘和第20～36分鐘分別為學(xué)生上臺動手展示和第二次逃脫密室游戲環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)顯示教師設(shè)計的游戲主線和動手操作展示活動對學(xué)生有著很強(qiáng)的吸引力，學(xué)生興趣濃厚故而關(guān)注度高。4.教師行為分析——解析能力矩陣圖根據(jù)能力矩陣圖（如圖5）可以看出，教師的教學(xué)理念、教學(xué)方案、教師活動、信息技術(shù)應(yīng)用四個維度處于良好狀態(tài)；學(xué)生活動和教學(xué)效果這兩個維度有待提高。因此教研組決定從這些方面分析原因、改進(jìn)教學(xué)。（三）切片分析，明確原因通過課堂觀察報告，我們發(fā)現(xiàn)關(guān)注度曲線在課堂第4～8分鐘和第12～16分鐘時出現(xiàn)了比較明顯的下降趨勢，表現(xiàn)度曲線和參與度曲線均出現(xiàn)了極小值。為了解問題原因，我們定位問題數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間節(jié)點，通過打點回看視頻進(jìn)行改進(jìn)（如圖6）。1.課堂環(huán)節(jié)原因結(jié)合課堂視頻分析發(fā)現(xiàn)，在第4～8分鐘和第12～16分鐘兩個階段，學(xué)生主要是同桌合作或獨立思考的動手操作環(huán)節(jié)，目的是讓學(xué)生在動手操作體驗中探索還原立體圖形的策略和方法。雖然數(shù)據(jù)顯示下降，但此環(huán)節(jié)并不能少。2.教師語言原因在6個極小值中，第36分鐘左右出現(xiàn)的極小值處于學(xué)生在教師的引導(dǎo)下總結(jié)本堂課所學(xué)內(nèi)容的環(huán)節(jié)，只有小部分學(xué)生舉手參與總結(jié)。雖然此時關(guān)注度曲線數(shù)值很高，說明學(xué)生注意力集中，但學(xué)生參與度和整體行為表現(xiàn)較低。因此需要思考教師在本環(huán)節(jié)應(yīng)該如何激勵學(xué)生積極發(fā)言，表達(dá)本課所學(xué)新知。3.課件呈現(xiàn)原因在探究二環(huán)節(jié)，執(zhí)教教師出示正面和上面的圖片后，尚未出示右面的圖片時，學(xué)生就已搭出了唯一的立體圖形。結(jié)合教學(xué)視頻進(jìn)行切片分析可以發(fā)現(xiàn)，此時課件中給右面的圖片打碼不夠模糊，前面的學(xué)生仍可以看出答案，所以未達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果，后期需修改課件。4.課堂組織原因在6個極小值中，第8分鐘左右學(xué)生操作活動結(jié)束，教師在進(jìn)行總結(jié)和點評。因為學(xué)生在活動中完成的速度不一致，結(jié)束后整理學(xué)具也不統(tǒng)一，所以此時學(xué)生整體行為表現(xiàn)差距較大。（四）反思改進(jìn)，形成成果1.對照原因，改進(jìn)教學(xué)本節(jié)數(shù)學(xué)課的教學(xué)模式是混合型，執(zhí)教教師的教學(xué)活動設(shè)計富有吸引力，學(xué)生參與度和積極性較高。但S-T分析圖顯示部分時間教師行為占有率很高且?guī)熒袨榈霓D(zhuǎn)換次數(shù)很少，說明教師在該時間段偏重于“教師講授”，對學(xué)生的主動學(xué)習(xí)關(guān)注引導(dǎo)不夠?；诜治龅贸鼋虒W(xué)改進(jìn)建議：教師要多注意鼓勵和表揚(yáng)學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)，促進(jìn)師生間互動。針對第16和26分鐘左右參與度和表現(xiàn)度曲線反饋出的數(shù)據(jù)，結(jié)合視頻分析存在疑慮，由于此時關(guān)注度曲線數(shù)據(jù)較好，所以暫不變化教學(xué)活動，在第二堂課時再進(jìn)行觀察比較。2.二磨改進(jìn)，環(huán)節(jié)對比第一次磨課后，根據(jù)智慧研修平臺提供的數(shù)據(jù)和視頻，執(zhí)教教師診斷分析教學(xué)并進(jìn)一步完善教學(xué)設(shè)計和課件，選擇另一班級在智能錄播室進(jìn)行第二次授課。在第二次授課后，結(jié)合智能研修平臺提供的課堂觀察對比分析報告，課例小組成員集體再進(jìn)行教學(xué)診斷和分析，通過報告數(shù)據(jù)圖分析得出以下結(jié)論。第16分鐘左右和第26分鐘左右，參與度和表現(xiàn)度曲線反饋出的數(shù)據(jù)不再是極小值，且曲線數(shù)值對比第一次提高較多（如圖7、圖8）。另外，S-T分析圖中曲線中的轉(zhuǎn)折較多（如圖9），說明師生行為的轉(zhuǎn)換次數(shù)比較多，師生之間的交互更多；后部分曲線傾向于S軸，且斜率近似90°，說明學(xué)生行為占有率很高，且?guī)熒袨榈霓D(zhuǎn)換次數(shù)很少。能力矩陣圖也顯示改進(jìn)后的課堂在教學(xué)方案、教師活動、信息技術(shù)應(yīng)用三個維度達(dá)到優(yōu)秀，學(xué)生互動和主動提問更多。這些數(shù)據(jù)均說明基于數(shù)據(jù)分析的教學(xué)改進(jìn)在提升學(xué)生學(xué)習(xí)參與積極性方面有著明顯的成效。3.總結(jié)反思，形成成果將智能研修平臺應(yīng)用到小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實踐中，可形成完整的磨課過程記錄、教師課例反思、課例視頻、課件和教學(xué)設(shè)計，實時生成的教學(xué)行為精準(zhǔn)分析可以有效地幫助執(zhí)教教師提升以課例為載體的科學(xué)反思能力，提高教學(xué)教研能力，不斷促進(jìn)執(zhí)教教師快速成長。三、結(jié)語智能研修平臺為教師提供原創(chuàng)場、對話場、系統(tǒng)場、演練場四種場域，包括現(xiàn)實空間（錄播教室等）和虛擬空間（網(wǎng)絡(luò)研修平臺等），促進(jìn)教師知識共享，形成三種改變：一是改變傳統(tǒng)的交互模式；二是促進(jìn)教師協(xié)同發(fā)展；三是變革知識傳播方式[3]。很多教師是第一次接觸智能研修平