基于AI的課堂教學行為分析循證課例研究

鄧飛 徐慧霞

【摘要】AI課堂教學行為分析系統為課堂改進提供了工具及數據支持，極大地提高了課堂觀察的精確度和便捷度。但其應用更多是在數據的引導下促進教師授課風格的改進，而對于教學中實際問題的改進研究卻顯匱乏。文章將AI課堂教學行為分析系統作為課堂觀察評測工具，以部編版小學語文六年級上冊《西江月·夜行黃沙道中》一課的教學為例，闡述人工智能支持下的循證課例研究途徑，并提出高效的學習機制是提高課堂效率的基本保障，完整的活動設計是提高學習效率的有效途徑，走向循證的課例研究是解決教學實際問題的重要方法。

【關鍵詞】AI課堂教學行為分析；課例研究；人工智能；小學語文

【中圖分類號】G623.2【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2024）07—0041—08

一、問題的提出

人工智能技術的不斷迭代發展，正深刻地影響著教育教學。AI課堂教學行為分析系統（以下簡稱為AI系統）為課堂教學改進提供了工具及數據支持，極大地提高了課堂觀察的精確度和便捷度。但是，目前AI系統的應用更多的是在數據的引導下完善被打開的“課堂暗盒”，打磨一堂“完美的公開課”，之后，教學研究行動便戛然而止，如此實踐，注重的是教師自身的專業成長，更注重的是教師授課風格的改進，而對于教學中的實際問題的改進研究卻顯得匱乏，缺乏對“公開課”背后道理的理性思考。

另一方面，目前的人工智能還處于“弱人工智能”階段，對于多模態數據的采集還不夠全面，諸如學生的情緒、學習的效果、學習的評價還不能做到精準，這就需要“人腦智能”的介入，也就是目前對于AI系統的應用，還需將“人工智能”和“人腦智能”相結合，才能在教學實踐中發揮實際的作用，讓人工智能賦能教學真正落地。

如何利用AI系統的數據診斷、分析功能，挖掘數據的使用價值，發現教學中的問題，實實在在地改進教學行為，進而提升課堂效能，這是當前教師值得深入研究的問題。

基于以上認識和思考，本文將AI課堂教學行為分析系統作為課堂觀察評測工具，以部編版六年級語文上冊第一單元的《西江月·夜行黃沙道中》一課為主要內容，以依次在三個平行班開展的教學活動為載體開展課例研究，重點從基于AI分析的課堂教學行為觀察、開展基于數據對比的教學反思、基于反思的持續教學改進以及研究成果的固化沉淀等方面闡述人工智能支持下的循證課例研究途徑。

二、研究的設計

（一）課例研究模式的選擇

在日常的教學中師生難免會遇到許多實際的問題，在解決這些問題的過程中借助備課組、教研組等團隊的力量是傳統“磨課”行動的可貴經驗，但傳統“磨課”行動并非研究意義上的課例研究。

教育領域的課例研究有別于其他領域的案例研究。安桂清認為課例研究的靈魂是群體性的合作、過程性的反思和持續性的改進[1]。張曉霞等認為課例是一個課堂教學改進的案例，課例研究是對教學改進過程的再現和描述[2]。因此，課例研究是以課為載體，合作開展教學改進研究的過程。課例研究在國內的主流模式為顧泠沅團隊提出的“行動教育”模式，實施該模式包括原行為階段、新設計階段、新行為階段等三個實踐階段以及伴隨其中的更新理念、改善行為兩次主要反思[3]。選擇“三實踐兩反思”課例研究模式，符合國內教研實情，是一線教師研究教學實際問題、改進教學的有效途徑。

（二）研究工具的選擇

對課堂教學行為準確深入地分析、反思和改進，是教師專業成長的重要途徑?；诖髷祿?、人工智能的AI系統可以開展無感式、伴隨式多模態數據的采集，用較為科學的分析模型編碼，將課堂教學過程完全數字化、可視化，并利用多向度的客觀分析評價、診斷，給出合理化建議，讓課堂觀察更直觀、更客觀、更精準，實現教與學過程的智能化評價。這有效改善了傳統聽評課模式下觀察不全面、記錄不完整、分析主觀隨意、個人經驗主導的積弊，大大提高了課堂觀察的效率，留給人腦分析更多的空間，提供更多的客觀數據證據的支撐，讓聽評課更易走向深入。

本課例研究中產生數據分析支持的評測工具主要有教學模式分析、S-T教學分析、教師行為分析、學生行為分析、課堂參與度分析等量化評測工具，同時以質性評價手段作為補充。

1.量化評測工具。

（1）S-T教學分析工具。反映師生互動情況的S-T量表：描述教師和學生互動情況的二維坐標系，其中橫軸以時間為序記錄教師活動情況（T），豎軸以時間為序記錄學生活動情況（S），橫豎坐標所描繪出的曲線即為師生互動曲線，當師生互動曲線越平行于45度線時，表示在此段時間內師生互動越充分（如圖1）。

反映課堂教學模式的Rt-Ch量表：該量表通過在二維坐標系內數值區域的劃分，描述師生行為數量情況。橫軸數值（Rt）代表教師行為的占有率，即教學過程中教師行為數與課堂行為總數的比值，豎軸數值（Ch）代表師生行為的轉換率，即師生行為轉換次數與課堂行為總數的比值。橫豎坐標所標示的落點區域即為不同的教學模式。Rt-Ch量表可以區分四種教學模式：對話型模式代表師生之間互動充分；講授型模式以教師講授為主；練習型模式以學生活動為主；混合型模式表示教師、學生均充分參與（如圖2）。

（2）課堂教學行為分析工具。課堂教學行為分析主要包括教師行為分析和學生行為分析兩類。其中教師行為主要記錄點有教師講授、教學組織、教師巡視、師生互動，學生行為主要記錄點有獨立學習、小組合作、隨堂練習、學生應答、生生互動。主要通過統計每個記錄點的用時長短，計算占比，據此考量課堂組織形式和教學流程的合理性。

（3）教師提問分析工具。提問分析工具主要從提問類型分析、學生應答統計、教師理答統計等三個方面量化統計并提出建議。提問類型主要分別對理解型、記憶型、應用型、分析型、評價型、創新型、無認知型問題的提問次數及占比作判斷統計；學生應答主要從點名應答、個別應答、無應答等方面統計；教師理答主要從教師重復答案、追問、補充、表揚、評價等方面分析統計。教師可以從提問統計結果分析學生對知識的思考深度及掌握程度。

（4）課堂參與度分析工具。課堂參與度分析工具，包含課堂凝聚度和參與度，綜合反映學生在課堂學習活動中的參與情況。通過音頻、視頻等多模態數據的捕捉和智能判斷，統計每一位學生的課堂學習行為次數，以課堂教學進程的時間軸為序，計算整堂課中學生的參與度，教師可根據教學時序圖、教學流程及對應時間點上學生的參與度統計數據，精準判斷出該環節的教學效果，據此對應改進。

2.質性評價手段。AI系統數據的統計是依據系統分析模型進行，其分析還不能做到完全精準深刻，這就需要人腦分析的介入。本研究借助課堂實錄詳情（包括文字記錄和教學時序）、教學流程記錄、教學設計等描述性資料對教學目標的達成、教學方法的應用、教學效果的實現等維度開展深入研討評判，彌補AI系統無法基于教學實情深入分析數據背后理性認識的不足。

（三）研究主題的確定

語文學科的特點決定了學生語文核心素養的提升離不開具身體驗。在具體的語文課堂活動中，形式多樣的體驗活動缺乏從認知思維層面的科學設計。各個活動單純以任務為驅動，缺乏探究性，活動內外都是以知識點的銜接為聯系的，很少關注到知識建構的思維過程，學生參與度低，被動性強。再者，學習活動過程不完整。大衛·庫伯構建的四階段體驗學習圈模型，強調了知識意義建構過程的完整性[4]。從學習者建構知識的思維過程考量，當前語文課堂的一些體驗活動僅僅停留在“具體體驗”階段，缺乏將直接經驗轉化為間接經驗的必要階段，也就是學習過程不完整。

這些教學實踐中存在的問題，導致一堂課看起來“熱熱鬧鬧”“看點頗多”，但實際效果卻不盡如人意，亟須從實踐層面加以解決。因此，研究小組以“運用體驗學習圈優化語文課堂學習活動的實踐研究”為主題開展課例研究。

三、研究過程

（一）基于原經驗的設計：應用傳統古詩詞教學方法，重在理解詞句品悟感情

在第一次診斷課實施時，授課教師根據廣大教師在古詩詞教學中常用的“解詩題—讀詩句—明詩意—悟詩情”教學思路完成教學設計，學習的重點是“理解詞句意思，感悟這首詞所描繪的意境和作者表達的感情”，并在學習活動結束后當堂檢測，驗證學習效果。

1.教學實施。第一步：聯系已知，解題導入。教師出示詩人資料并介紹詩人，引導學生背誦學過的宋詞，然后教師引導了解詞牌名、解釋詞題。第二步：初讀課文，疏通字詞。聽課文泛讀，注意字音和斷句；自由朗讀課文，要求讀懂字音，讀通句子；檢查自讀情況，教師正音、評價。第三步：再讀課文，理解詩句意思。學生默讀課文、看注釋，教師引導理解詞句的意思；學生自己翻譯詞句，教師巡視指導；教師引導交流：“你懂得了哪些詞語的意思？你懂得了哪句話的意思？”第四步：賞讀課文，品悟詩情。①創設情境品讀：播放黃沙嶺美景視頻，師生共賞，教師配樂范讀詞作。②引導品悟詩情：教師出示重點詞句，引導：“美在哪？你覺得哪個詞用得最好？”體會“以動襯靜”的寫法；“你覺得怎么讀好這句？”點名讀，指導讀出舒緩的語氣：“誰愿意挑戰他，讀得更美？”

2.課后研討反思。根據AI系統產生的分析報告，考量課堂教學行為分布，發現在第一次授課時教師行為中教師講授部分占比較高，從S-T量表中反映出本課教學中學生行為較為單一，師生互動不足；從學生參與度統計中可以看出學生在課堂上的參與度、注意力凝聚度均不高；從教師的理答數據來看，教師喜歡重復學生的回答，無意識打斷學生的回答，所以應關注到互動交流問題，這顯然包括師生互動和生生互動，要多引導學生去思考，多給孩子機會去說，多讓學生互相評價，這樣的課堂才有對話感。從Rt-Ch量表中綜合來看，本課為偏重講授的課型，眾所周知，在眾多學習方式中的知識保留度上而言，講授型是最低的，這就必須引起重視，課例研究小組從學習目標的設定、教學流程的設計等方面作出質性考量后，認為教學設計符合小學古詩詞教學的一般規律沒有太大的問題。因此，從課堂組織形式方面反思，根據AI系統產生的分項數據結構以及AI給出的改進建議，結合對教學過程描述性資料的研討，研究小組認為，良好的小組合作學習機制以及適當的語文體驗活動，可以有效引導學生合作、交流、展示提升學習的自主性和積極性，提高學生的參與度。

（二）基于問題的改進設計：利用小組合作學習，自主學習品悟詩情

1.教學實施?；诘谝淮问谡n發現的問題及反思結果，研究小組對教學活動作小組化優化，并在平行班級開展第二次授課實踐：

將第三步“再讀課文，理解詩句意思”具體改為：①小組內默讀課文，用學過的方法自己試著說說詩句的意思。②小組內交流：你懂得了哪些詞語的意思？你懂得了哪句話的意思？③學習提示：可借助注釋、看圖、調換順序、補充詞語等理解詩句意思，不懂的地方反復默讀幾次，有疑問、不懂的地方做記號和同學交流。④小組展示：說出自己讀懂了哪些詞句的意思，說出是怎樣讀懂的。其他同學質疑、補充，教師引導、點撥、總結。

將第四步第二個活動“引導品悟詩情”具體改為：①小組內交流：欣賞完視頻、聽完泛讀，你認為這首詞哪些句子最美，讀給同學聽。②小組內交流：接著說說這些句子里哪些詞用得好？美在哪里？怎么讀好這些句子？③小組展示：重點詞語賞析，句子朗讀，其他同學挑戰朗讀、教師總結，體會“以動襯靜”的寫法。

2.課后研討反思。比較前兩次授課的AI系統數據（如表1、表2），經過小組優化的課堂活動在實施后，課堂教學數據趨于合理，經過對課堂實錄的分析，課堂顯得更為生動，課堂以學生的學習為主，師生角色發生了根本性轉變，教師由主導者變成了組織者、引導者，更是設計者，學生的參與度也得到了很大的提升。

通過對兩次授課數據的對比（如表3、表4），我們進一步發現有些問題并不是教師改變課堂組織形式、加強師生互動就能改變的。前后兩次施教在教師提問類型方面都沒有太大變化。課堂教學中的基礎認知問題占比還是很高，高階認知問題占比很低，這意味著本節課教學時比較側重識記型，學生思考深度不夠，實踐運用偏弱，這就說明學習活動過程出了問題。另外，從兩次教學的隨堂練習情況來看，雖然第二次測試的結果比第一次有所提高，但整體而言課堂教學效果并不理想、學習目標達成度并不完滿。綜上，根據數據診斷及研究小組研討，認為關注學生學習過程的完整性是破局的關鍵。大衛·庫伯的“體驗學習圈”理論為學習者提供了一個螺旋上升的知識自我建構的模型，與語文課堂教學實踐有契合點，受到研究者的重視，運用“體驗學習圈”優化語文課堂活動，提高學習過程的完整度，既是語文課堂教學效能的提升需求，也是學生綜合素養的提升需求。

（三）基于反思的新設計：運用體驗學習圈理論，關注學習過程完整性

總結前兩次教學改進的成果，運用體驗學習圈理論優化課堂學習活動，關注學生學習過程的完整性，以進一步提升課堂教學質量，對教學過程改進如下。

第一步：解題導入。①出示課題，齊讀課題?！白x題目時，為什么要在中間停頓一下？”“你還知道哪些詞牌名？”“這首詞的題目是什么？”②理解詞作題意?！巴高^題目，我們可以了解到詞人夜行的地點在哪里？”“黃沙道，今在何處？”“根據注釋，誰能解讀一下這首詞的題意？”

第二步：初讀感知，把握詞作大意。①小組合作：先自由讀一讀這首詞，再比一比誰讀得更加正確、流利、有節奏，還能讀出詞的韻味。②小組合作：通過借助注釋、看圖、調換順序、補充詞語等以及與小組同學的交流，用自己的話說說這首詞的意思。③小組展示：請同學以多種形式朗讀——正確、流利的朗讀；教師逐一出示詞句，說出詞句大意。④交流點撥：教師相繼點撥理解個別重點詞語的意思，引導交流如何正確理解詞句意思。

第三步：感情朗讀，領會詞人情感。①聽教師范讀詞的上闋，小組交流：用自己的語言描述眼前浮現的美景。②小組交流：說說怎樣能將上闋讀得有感情？試著讀一讀。③小組合作有感情地朗讀詞作下闋，并總結朗讀要點。④讀了這首詞，你感受到了什么？表達了詞人怎樣的感情？⑤小組展示：用自己的語言描述眼前浮現的美景，并有感情地朗讀上下闋。⑥交流點撥：其他小組挑戰讀，要讀得優美、舒緩、抒情、沉浸、享受，表達出愉悅喜悅來。

第四步：練習拓展，感受宋詞魅力。①假如我是詞中人。小組合作：假如你是詞中的農民、詩人或者青蛙，看到這一片長得這么好的莊稼，你會說什么呢？試著表演一下他們的對話。小組展示：分三組表演——詩人與農民、青蛙之間、詩人與農民之間的對話。交流點撥：從剛才的表演，我們感受到了什么？②在流動的音樂中默寫詞作。生配樂默寫詞作，個別展示，師生共評。

在教學中，導入環節從讀題目開始具體體驗，以“讀題目時，為什么要在中間停頓一下？”引發反思觀察，抽象概括說明詞牌名和詞題的關系，用借助注釋的方法實踐應用所學，去解釋詞題的意思，完成了一個“體驗學習圈”，體現了學習過程的完整性。三個學習活動，同樣按照“體驗—反思—概括—應用”的學習四階段安排。在活動一中，重點借助小組學習的機制，以任務為驅動，重點開展自主體驗式學習活動，也就是借助注釋、工具書，以及與同學的交流來達到理解詩句的目的，提高了學習效率。在活動二中，重點是利用情境創設，引導學生以多層次、多形式的朗讀反思體驗，概括感悟詞人表達的感情，以讀促悟，情境交融，達到了理解課文的主旨目的?；顒尤且粋€練習加拓展的環節，重在創設真實的學習情境應用本課所學知識。整堂課始終以“體驗學習圈”為統領，力求讓學生遍歷知識自主建構的完整思維過程。

四、研究意義與啟示

本課例研究將基于“體驗學習圈”理論的學習活動與小組合作學習深度融合，充分發揮高效學習機制的支架優勢，關注學習活動的完整性，提升了課堂教學效能。

（一）高效的學習機制是提高課堂效率的基本保障

科學的合作學習小組能形成良好的學習機制和培養學生良好的學習品質，是語文學習活動實施的“支架”和“工具”。小組學習機制的形成，首先要以學生性格、志趣、學習能力等因素為兼顧組建小組并根據實際動態調整；其次要適當設定小組角色，并定時對小組角色開展培訓，在學習實踐中不斷磨練學生自主學習、交流討論、展示匯報、質疑補充的學習習慣，進而培養良好的學習品質；最后，要建立自我評價、生生互評、小組評價、教師評價相結合的形成性小組評價機制，促進小組合作學習的高效運行，成為提高課堂效率的保障。

（二）完整的活動設計是提高學習效率的有效途徑

體驗學習圈最大效益就是架構出體驗學習的主要過程，對教學者而言，可以借鑒體驗學習圈，來協助對體驗活動的設計與組織，促成體驗學習循環歷程的高效運作[5]。學習活動的設計不僅要遵循一致性原則，即學習活動與學習目標一一對應，還要兼顧學習過程的完整性原則。在課堂活動設計方面，應用“體驗學習圈”模型，從具體體驗、反思觀察、抽象概括、行動應用四個階段設計課堂體驗學習活動，在各個學習活動中體現學習過程的完整性，同時，以“體驗學習圈”統領整堂課的設計，關注知識意義建構的思維過程，將整堂課看作一個大的學習活動，關注其實施過程的完整性，讓語文體驗學習活動更符合學生學習的思維特征和心理特征。學生可以借助學習任務單的引導，實現課前自主預學，課中集中分享交流、主動探究，課后拓展深化的學習閉環，從而提高學習效率。

（三）走向循證的課例研究是解決教學實際問題的重要方法

傳統校本教研中的“磨課”“聽評課活動”存在諸多有待改進的地方，往往“就課論課”，止于“打造一堂完美的公開課”，缺乏對教學實際問題解決的理性思考，沒有明確地研究問題，參與各方過度依賴個人教學經驗，教學改進缺乏可信證據的支撐。就一線教師而言，循證課例研究的開展首先要樹立問題意識，也就是以解決教學中的實際問題為課例研究的主題，選擇合適的教學內容作為研究載體，以他人已有的設計和解決方法作為研究的起點；其次，在教學實踐過程中運用適切的課堂觀察工具（如AI課堂教學行為分析系統）、評測方法（如預習檢測、當堂檢測）等收集客觀的數據證據，并以此為基礎集體研討，提出改進意見，如此往復持續改進教學；最后，課例研究不能止于“完美課堂”的產出，更要沉淀理論，將問題的解決做理性的思考和梳理，為后來的研究者提供借鑒和參考。

總之，AI課堂教學行為分析系統在課例研究中的應用，既要轉變傳統校本教研中“就課論課”的“唯經驗論”誤區，又要避免“依模建?！钡摹拔〝祿摗闭`區。應轉變課例研究理念，樹立問題意識，充分利用人工智能、大數據診斷工具，深入挖掘數據價值，以數據為指引，解決教學實際問題，促進教師專業成長，服務學生素養發展。

參考文獻

[1]安桂清.國際比較視野下的課例研究：背景、現狀與啟示[J].教師教育研究，2014（02）：83-89.

[2]張曉霞，趙文君，寧銳.中小學課例專題研究[J].教育與教學研究，2022（03）：97-101.

[3]顧泠沅，王潔.教師在教育行動中成長——以課例為載體的教師教育模式研究（上）[J].課程.教材.教法，2003（01）：09-15.

[4][5]嚴奕峰.體驗學習圈：體驗與學習發生的過程機制[J].上海教育科研，2009（04）：59-61+50.

編輯：閻韻竹