基于人工智能课堂观察数据的职初教师教学分析与对策——以小学语文一年级下册《荷叶圆圆》为例

郭 敏

上海中医药大学附属闵行蔷薇小学

一、 研究背景

课堂观察指研究者或观察者带着明确的目的，凭借自身感官和有关辅助工具，直接或间接从课堂情境中收集资料，并依据资料做相应研究的一种教育科学研究方法。在教学实践中，课堂观察更多的是建立在教学理论与观察者自身经验相结合的基础上，往往缺少客观的数据支撑，观察者的主观判断会影响观察结果的科学性、准确性和统一性，从而影响执教者教学反思的有效性。长此以往，不利于教师的课堂改进与专业成长。

随着“智慧教育”的深入推进和大数据在教学中的广泛应用，笔者所在校与华东师范大学上海智能教育研究院合作，在智慧课堂分析系统（EduMaster）环境下，运用人工智能对教师的课堂教学进行科学的、有针对性的观察与分析。本文基于Flanders分析系统与S-T分析法得出的数据，对两位职初教师执教的小学语文一年级下册《荷叶圆圆》一课进行分析研究。

二、 研究工具和方法

智慧课堂分析系统（EduMaster） 通过人工智能技术，记录并分析教师授课过程中的行为语言表现和学生的反馈。通过Flanders分析系统与S-T分析法自动产生数据，实现AI助力教研、促进教师提升教学效果的目的。

（一） Flanders分析系统

Flanders课堂师生言语分析系统是美国课堂研究专家弗兰德斯（Ned Flanders）于20世纪60年代开发出的。系统运用10类行为编码对课堂上的师生言语互动进行数据采集，每三秒记录课堂中教师和学生的行为，再通过制作“互动分析矩阵”，统计比率，对课堂进行分析和研究。10类行为编码如表1所示。

表1 课堂观察表

（二） S-T分析法

S-T分析法是一种以直观的图形方式分析教学个性的教学分析方法，它将教学过程中各种复杂的行为分为 T（教师）行为和S（学生）行为两个类别，对教学过程中的这两类行为作定性、定量分析。首先，记录数据，按固定间隔采样，教师行为记为T，否则记为S；再绘制S-T图；然后计算Ch值与Rt值；最后得到Rt-Ch图。S-T分析法减少了教学观察中观察者主观经验的模糊性，提高了分析过程和记录结果的客观性与可靠性。各种教学模式在Rt-Ch图中所对应的位置如图1所示。

图1 Rt-Ch图与教学模式

三、 课例样本选取

本文选取了教学内容相同的两节不同课例（表2）进行对比研究，以期通过信息技术，透过课堂师生互动的“现象”更深层次地解析课堂本质，达到促进职初教师专业发展和提高教研水平的目标。

表2 课例基本信息表

四、 观察结果分析

（一） 基于Flanders分析系统的观察结果与数据

1. 数据呈现

Z老师课堂数据如图2所示，Q老师课堂数据如图3所示。

图2 Z老师课堂数据

图3 Q老师课堂数据

根据Flanders系统的分析结果，笔者对照10类师生行为编码课堂观察表（表1），将两位教师课堂教学的数据进行了比对，形成数据比对表（表3）。

表3 数据比对表

经过Flanders系统的分析，可以看出两位教师的课堂言语比例都偏低，说明课堂和谐开放；两堂课的学生言语比例偏高，说明学生积极参与；课堂沉寂比率偏低，说明课堂教学利用率较高，课堂气氛活跃。

2. 原因分析

经过数据比较，笔者进一步发现Z老师的课堂教师言语总和比例高于Q老师，学生的言语总和比例低于Q老师。为了探究数据背后的本质原因，笔者结合两位教师的教学实录进行了深入分析，发现数据差异背后表现出的是两位年轻教师在处理教学时的优势与不足。

（1） 精简而有深度的课堂提问更能够提高教学有效性

通过对表3的分析，笔者发现Z老师的教师言语总和中，“提问”的比例是10.3%，Q老师的“提问”比例在教师言语总和中占5.5%。结合两位教师的教学实录发现，Z老师的提问占比过高，主要原因是教学环节中设置的问题存在连问、碎问、提问层次浅等现象。以课文第四小节的教学片段为例，比较两位教师的授课，如表4所示。

表4 课文教学片段对比表

由上面教学片段的对比，我们发现Z老师提出了一连串的问题，目的是希望学生能够说出教师板书中的关键词“蹲”和“歌唱”。然而，这些问题的答案在文中是显而易见的，这样的问题缺少一定的深度，不能激发学生的高阶思维。Q老师在这个环节中，花了更多的时间指导学生朗读这段话，通过同学和教师的示范，提示大家读出一定的语气和感情，经过反复朗读，学生就很自然地把教师提出的问题回答完整了，因此Q老师在该环节的教学效率更高。

（2） 精磨细研的教学语言更有助于学生对学习内容的理解

在表3中，笔者发现Z老师的教师言语总和中，“讲授”的比例是8.9%，高于Q老师的4.2%。所谓讲授，是指就教学内容或步骤提供事实或教师的见解，表达教师自己的观念，或者引述某位权威者（非学生）的看法。

笔者认为，在语文课堂上，教师的引导和讲授是必不可少的，能够帮助学生更准确地理解文本内容，体会作者的情感表达，涵泳语言文字的魅力。因此，Z老师的“言多”，对于学生理解文本是起到一定的促进作用的。我们通过两位教师对于汉字“美”的教学片段分析来说明（表5）。

在表5的片段中，Z老师对“美”这个汉字从字理上进行了讲解和引导，又通过说句子让学生进一步运用词语，在练习表达的过程中加深理解。笔者认为这样的教学是比较扎实有效的。

表5 汉字“美”的教学片段对比

（3） 具有学生立场的教师才能实现“为了学生的学”而教

笔者注意到两节课的学生言语总和中，“学生自发发言”的比例均为0%。“学生自发发言”是指课堂上学生主动提问或者与同伴讨论。年轻教师往往按照教案的设计按部就班地实施教学，容易忽视学生的学习需求和学习中的动态变化。学生时常被动地跟着教师事先设想好的问题开展学习，造成学生学习兴趣减退、学习积极性不高等问题。

（二） 基于S-T分析法的观察结果与数据

1. 数据呈现

图4、图5分别是Z老师和Q老师的课堂S-T分析图，分别表示两位教师各自课堂中师生行为随时间变化的曲线，其中竖直线段表示学生的学习行为，水平线段表示教师的教学行为，斜线段表示师生的互动行为。由图4、图5可见两节课的 S-T 曲线基本平行于45度线，表示教师与学生互动比较平衡。Z老师的课堂师生互动比较频繁的时间段为第10分钟—第17分钟，Q老师的课堂师生互动最频繁的时间段为第24分钟—第28分钟。

图4 Z老师S-T分析图

图5 Q老师S-T分析图

进一步分析两节课的Rt值（教师行为占有率）和Ch值（师生行为转换率），得出两位教师的授课方式方别为混合型与练习型，如图6、图7所示。

图6 Z老师Rt-Ch图

图7 Q老师Rt-Ch图

2. 原因分析

笔者将两位教师的课堂Flanders系统分析结果与S-T分析结果进行比对，发现两位教师呈现出不同的授课方式，而这一结果在Flanders系统分析的数据中就可以得到充分的说明。Z老师的课堂中，师生言语比例之间的差距小于Q老师的课堂教学中师生言语比例之间的差距，师生之间的互动转换更加频繁，属于“混合型”的教学方式；Q老师的教学中，教师的言语比例远低于学生的言语比例，课堂上学生行为占比更大，因此更偏向于“练习型”的教学方式。

结合两位教师的课堂教学实录，笔者发现除了上述原因，还有一个因素使得两位教师在执教同一内容时呈现出两种不同的授课方式。Z老师的课堂互动较为频繁，不过教师更倾向于与学生整体之间的互动，而Q老师课堂上的师生行为转换更多的是发生在教师与学生个体之间。我们通过表6中教学片段授课方式的对比来说明。

表6 教学片段授课方式对比

笔者认为，无论是师生的整体互动，还是师生的个体互动，都需要以教学目标为前提，以班级的学情为基础。教师与班级学生个体之间的互动，虽然有利于教师掌握每一个学生的学习情况并做出相应评价，但是过程比较耗费时间。而教师与班级整体之间的互动则可以提高教学效率，不足之处是不利于教师掌握每一个学生的情况。对于新授的内容和教学难点，建议教师多运用与学生个体互动的方式；对于学生已经掌握或者学习层次不复杂的内容，可以多运用整体互动的形式。职初教师在备课的时候要合理分配，以达到最佳的教学效果。

五、 教学对策及建议

通过对数据进行分析，笔者认为这两堂课各有以下优点和不足。

第一，Z老师的教学语言更为流畅、完整，善于通过讲授和引导帮助学生理解文本内容，这种对话式的师生互动使教师的教学更具有亲和力。然而，Z老师的课堂提问比较琐碎，且提问质量不高，不能很好地启发学生进行深层次的思考。

第二，Q老师的课堂语言比较简练，提出的问题能够聚焦教学重点，同时教师十分注重与学生个体的互动，使得更多的学生在课堂上得到了表达的机会。然而，Q老师在教授重难点的时候，缺少了必要的讲授、解释和过渡，使得教学环节的推进比较生硬，教师本身的教学语言还需要进一步锤炼。

第三，两位教师课堂中的“学生立场”体现得还不够充分，更多的是教师带着学生学。两位教师需要在发挥学生学习主动性方面有所突破。对此，笔者提出以下教学建议。

（一） 精磨细研，提高语文教师教学语言的思维度、精准度和优美度

语文教师在课堂上说的每一句话都反映出教师的基本功，我们的教学语言要像教材中的课文一样成为学生学习的范例。因此，教师在备课时要不断打磨自己的教学语言。

1. 精心设计教学语言

职初教师在教学初期，容易出现教学风格刻板、教学流程不够流畅的问题。笔者基于大量观课发现，职初教师出现以上问题，都有一个共性的原因，那就是教学语言生硬、啰唆、缺少美感，教学中缺少必要的引导语、过渡语和总结语。要解决以上问题，笔者有以下几点建议：①备课时，避免“拿来主义”，可以参考他人的优秀教学设计，但不要照搬他人的教学语言。职初教师在模仿优秀课例的同时，更需要弄清楚他人的设计意图，转化成自己的教学思路，提炼出适合自己的话语系统。②备课时，在明确教学设计大环节的基础上，写下自己的每一句教学语言，划分出引导语、过渡语和总结语。对照教学目标和重难点，提炼教学语言。基于文本细读，优化教学语言，使之更贴近文本和文体的风格。③课后回看自己的教学视频，记录课堂教学语言，罗列出啰唆、生硬的语言和口头禅，避免在以后的教学中再出现。④ 注重平时的阅读积累，提升文学素养，积累人文底蕴，提高对语言的敏感度，让自己的教学语言成为学生学习语文的范例。

2. 精心设计课堂提问

语言的基础是思维，语文教师的课堂提问要精心设计，问题要具有一定的启发性和深刻性，能够促使学生沉入文本，读懂文字背后的含义。建议教师可以从以下几个方面入手：①在认真解读教材的基础上，反复打磨自己的教学语言，提高课堂教学效率。②在教学中要少提或者不提封闭式、回忆式、判断式的问题，多提开放式问题、阐述式问题和比较式问题。调动学生的多种思考方式，促使学生把新旧知识、文本情境与自己的体验进行联结。高质量的问题能够打开学生的思维空间，使他们对问题进行深入的思考。③发展思维的深刻性，教师还要善于在教学中连续提出“系列问题”，这些问题通常是环环紧扣的，具有启发性。因此有效的“系列问题”好比钻头，能够将学生的理解和表达带入更深层次的思维空间。

3. 精心设计课堂理答

职初教师初站讲台，固然要能够按照教学设计把既定的教学内容上完，但课堂存在诸多不确定性，学生更是具有独立思想和个性的个体，因而课堂上如何开展师生之间的有效互动也是职初教师在备课时需要重点关注的内容。对此，笔者的建议是：①上课前做好学情分析和预设，将每一个教学环节中学生可能作出的种种回答罗列出来，教师要根据这些回答做好预设的评价。②重视课堂上的理答，避免“好”“真好”“非常好”这样毫无指向性和指导意义的回应。课堂上，职初教师要学会倾听学生的发言，多角度理解学生的发言，以开放的心态面对学生的表现。③面对课堂上的突发情况以及教师没有预设的回答，职初教师要能够随机应变，及时引导和转换，同时肯定学生的学习态度。

（二） 以生为本，教学时心中和眼中都要装着学生

如前文所述，语文教师需要拥有“学生立场”。职初教师要能够从学生的需求出发，采取最适合学生的教学方式。基于学情的教学策略才是最佳的，因此在教学设计烂熟于心的同时，教师还要在教学对象上多下功夫。

1. 制定适切而恰当的教学目标

学生已有的水平和可能达到的水平之间有一段距离，这段发展空间就是学生的“最近发展区”。教学目标的制定要基于学生已有的水平，让学习行为在“最近发展区”中产生作用。因此，学生已经会的不用教，教了也不会的不能教。以《荷叶圆圆》一课为例，笔者注意到两位教师制定的教学目标第一条是一致的——指导学生学习生字、词语，学会书写汉字。然而，课文中要求识记的生字中，有一些字大多数学生在入学前就已经会认、会读，甚至会写。不同班级的学生之间也存在着一定的差异。因此，教师不妨在课前进行一个前测，了解班级学生对本课生字的掌握情况，以便选定适合班级学生学习的教学内容，制定适切恰当的教学目标。

2. 把学习的主动权交给学生

课例中，两堂课的“学生自发发言”比例均为0%，原因是教师并没有把话语权交给学生。年轻教师总是担心学生的自主发言会打乱自己的教学节奏。长此以往，既不利于学生语文素养的提升，也不利于教师教学能力的提高。教师要以更加开放的心态，信任学生，鼓励学生大胆提问、发表观点，展开课堂讨论，深化学习内容，提升学习品质。案例中，在教授课文第四自然段的时候，教师不妨引导学生提出问题，比如可以问：“同学们在读到这个自然段的时候，有什么问题吗？”在教师充分预设的基础上，让学生在课堂上主动发问、大胆交流。从低年级开始，教师就有意识地把课堂的话语权交给学生，相信班级学生在思维深度和语言表达方面会有长足的进步。

六、 总结

笔者充分感受到：运用人工智能课堂观察方法和工具对课堂行为进行观察，能够获得更为客观的观察数据和结果，从而使观察者可以提出更有针对性的对策。这些数据和结果更加清晰地反映出教师在教学过程中的优点和不足，为执教者进一步改进课堂教学提供了科学依据。这样的课堂观察，有利于教师总结经验，提高教学水平，在专业发展上取得长足的进步。