運用CSMS測評數據助力教學方式變革

楊宏英　羅理廣

在教育數字化轉型過程中，積極探索課堂教學評測技術，通過人工智能觀察課堂，采集結構化的教學數據，利用大數據解釋教學行為，科學評價教學的有效性，對推動數字化課堂發展，促進教學方式變革，具有重要意義。

一、當前課堂教學困境與變革需求

1.課堂教學評價過度依賴經驗判斷

傳統課堂上，很難全方位全要素地關注到學生的學習行為、思維發展及情感體驗。對于執教者而言，由于難以準確地捕捉到學習過程的即時反饋與個體差異，只能依據個體經驗調控課堂；對于聽課者而言，沒有教學過程的信息數據，只能通過人工觀察課堂上師生的外在表現來判斷教學效果，難以對課堂教學用科學的數據做量化分析，因此，課堂教學的有效性評價過度依賴經驗判斷，缺乏可信度。

2.課堂教學變革需要有效數據推動

合理的教學評價能為規范教學行為、提升課堂教學質量、促進教師專業發展賦能。為此，教學評價應用結構化數據說話，通過體現教學過程的量化數據，對課堂教學進行清晰診斷，對教學效果提供科學分析，對教學活動給出合理建議，以此推動學教方式變革。

二、運用CSMS測評數據促進教學方式變革

基于結構多模型聯合的課堂教學智慧評價系統（CSMS），在“5G+智慧教育”支持下，通過“無感式”“伴隨式”數據收集，獲得課堂學習數據分布，能自動生成思維激發、教學風格、師生互動等專項指數。以《對數函數》為例，探討人工智能視域下基于大數據分析的學教方式變革策略。

1.由經驗驅動轉向數據驅動

CSMS以“教師主導、學生主體、教學達成”為主模塊，分別將“教師的目標定位、課堂藝術、課堂調控、思維激發、課堂反饋、學生的整體發展、合作交流、學習體驗以及學習目標達成”9個領域細化出評價指標，有助于破解傳統教學評價過度依賴主觀判斷的困境。

教學中，可根據數據反饋，反思教學策略所涉及的學習材料、教學節奏、組織形式、活動載體、媒體資源的選擇或應用，是否利于深度學習，是否讓學習者發生了預期的成長，利用智能觀察助力課堂教學由經驗驅動向數據驅動的轉變。

數據顯示，本課例的“合作交流”僅為67%，“目標達成”為74%。因此，一方面需要給學生創造機會參與知識的協同建構，鼓勵學生積極與老師對話、與同伴溝通；另一方面，引入幾何畫板創設數學實驗，讓學生在動態軌跡追蹤中探究對數函數的概念與性質，提高學習目標的達成度。

2.由教師主體轉向學生主體

CSMS將教學過程劃分為若干片段，以時間為橫軸變量，對教學效果做序列分析，以課堂教學產生的數據為基本要素，通過算法勾勒出課堂教學畫像。CSMS強調活動是教學的基本單元，交往是活動的基本要素，以“學生為教學主體”的評價體系，充分體現學生的中心地位。通過問答評結構互動分析系統，將教師的教與學生的學緊密相連，引發教師重視學習過程中啟發性話題的設計與教學互動話題的穩定性。

根據弗蘭德斯分析模型可以看到，就《對數函數》而言，學生發問數據遠遠低于常模，反映了學生提出問題的能力偏弱，學習深度不夠，難以洞察問題，更無法提出高質量的問題。這提醒教師要站在學生視角，反思教學活動是否合理、教學過程是否滿足學習需求，教學設計是否以學情為起點，從只“關注教”轉向“關注學”，將“教什么、怎么教、教到什么程度”轉變為“學什么、怎么學、學到什么程度”，順“學”而“教”，即站在“生本立場”，重塑教學視角，促進傳統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，更要備學生立場的學。

3.由知識核心轉向素養核心

CSMS以知行學習發生理論構建“四何”模型，不僅涵蓋知識的深度學習，還包括創造性思維、合作探究以及情感體驗，體現學科核心素養導向。

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”的現實性風格的學習，重點關注“對數函數的概念輸入——是何”，缺少對“對數函數的價值——為何”“怎樣建構對數函數的概念——如何”“問題解決過程中如何實現指數函數思維與對數函數思維轉換——若何”這三種知識構建方式所承載的“問題解決策略與創造性思維”以及“數學抽象、數學建模、邏輯推理”核心素養的培育。

教師可參照“四何”分布數據，在教學過程中增加“為何”“如何”“若何”的教學信息，兼顧不同學習風格的學生，改變單一概念性知識為核心的教學觀，通過創設基于學情的真實情境，引導學生對學習材料進行抽象，通過邏輯推理，建立對數函數模型，幫助學生獲得洞察問題、提出問題以及解決問題的關鍵能力，促使課堂教學從“知識核心”向“素養核心”轉變。

三、反思與啟示

1.關于目標定位

CSMS首個評價指標是目標定位，如果目標定位不準確或過于籠統寬泛，將直接影響智能觀察數據。教學中可根據教學設計的SMART原則，確保學習目標清晰明確（Specific）、可測量（Measurable）、可操作（Achievable）、具有相關性（Relevant）與時限性（Time-based），讓CSMS能在課堂第一現場捕獲到充足的目標定位數據，才能使課堂觀察與測評更加精準有效。本課例的“教學目標定位”得滿分，正是其滿足了SMART原則。

2.關于以評促改

核心素養形成于學習實踐，建立在知識領域、交際領域以及情感領域，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、溝通協作、情感體驗。CSMS把課堂育人的核心要素“興趣激發、知識獲得、思維培養、活動交往”納入系統自動化分析，與通常立足于學科知識的邏輯分析形成互補。本課例反映在“四何”測評數據分布的不均衡，為實現以評促改，深化學與教方式變革提供了方向。

3.關于活動呈現

CSMS基于師生互動的弗蘭德斯模型，給出了課堂活動調控的可視化數據。執教者可以根據弗蘭德斯模型優化教學活動的“量、度、法”，以滿足“學什么、學到什么程度、怎么學”的需求。復盤本課例數據發現，執教者需要在“怎么學”上進一步探索教學活動的創建，讓學生“做中學、悟中學”。

總之，運用CSMS測評數據，不只表現在教學評價的形式更為多元、內涵更為精準，還表現在基于數據構建的課堂教學畫像，為促進學教方式的深度變革提供數據支持與技術參考。

注：本專題系廣東省重點領域研發計劃“新一代通信與網絡”重大專項（第七批）項目“5G+智慧教育”（2020B0101130014）、2019年廣東省社會發展科技協同創新體系建設項目——廣東省教育科技協同創新中心（2019B110210001）的研究成果。