TIMSS数学录像课研究及其借鉴意义

何光峰，李美娟



TIMSS数学录像课研究及其借鉴意义

何光峰，李美娟

（北京教育科学研究院，北京 100191）

录像课研究是国际教育评估协会1995年和1999年数学与科学趋势研究（The Trend of International Mathematics and Science Study，TIMSS）项目的组成部分，开创了运用大规模录像课进行课堂教学评价的先河．以数学录像课研究为例，介绍该项目录像课样本的选择、录像课研究的目的、录像课研究编码的开发、录像课编码框架的特点、研究中面临的问题及解决方法，在此基础上分析它对全面评价课堂教学质量，诊断并改进教学问题，构建教学质量监控与评价体系的借鉴意义．

TIMSS；录像课；课堂教学评价

录像课研究是国际教育评估协会1995年和1999年数学与科学趋势调查研究（The Trend of International Mathematics and Science Study，TIMSS）项目的组成部分．该项目在问卷调查和学业测试的基础上，尝试进行大规模的录像课研究．1995年，项目对美国、德国和日本的八年级数学进行录像课研究．1999年，研究对象扩展到7个国家和地区．国内学者对这两次录像课研究及其借鉴意义都有介绍[1]．随着时间的推移，基于实证基础的录像课研究实施思路和编码方法更具借鉴价值．为此，以1995年的数学录像课研究为例，对录像课样本的选择、录像课编码框架的开发、录像课编码框架的特点进行概述，并分析该项目研究的借鉴意义．

1 录像课样本的选择

1.1 样本选择的依据

数学录像课的样本来源于美国、德国和日本3个国家的八年级数学课．之所以选择这3个国家的数学课，源于美国在TIMSS数学学业测试中，成绩低于德国、日本这两个发达国家．为了寻找影响学生学业成绩的因素，由美国国家教育统计中心资助，研究小组分别在日本、德国和美国选择了50节、100节和81节八年级数学录像课进行研究[2]．

1.2 录像课的内容

项目组对录像课的内容没有具体要求．按照各国八年级的数学课程内容任意选择．通过统计发现，录像课涉及10个内容领域，分别是：①数的认识，②测量，③几何学：位置、直观与图形，④几何学：对称、全等与相似，⑤比例，⑥函数、关系式与方程式，⑦数据表示、概率和统计，⑧数学分析初步，⑨证明与建构，⑩其它内容．这10个内容，基本涵盖了八年级数学课程的所有内容．

可以看出，录像课样本的选择有3个特点：一是基于数学学业水平测试的背景，选择了学生数学水平较好的国家；二是紧密结合学业测试的年级——八年级，分析影响学生数学学业水平的因素；三是涵盖了数学课程的各个领域．

2 录像课研究的目的

TIMSS录像课研究目的有3个：①了解美国八年级数学教学的现状；②了解两个对比国家日本和德国的八年级数学教学现状；③了解美国教师对教学改革的观念以及教学改革的实施现状[2]．从这3个目的可以看出，TIMSS录像课研究，从比较研究的视角，以分析美国与其他发达国家数学课堂教学的不同为根本宗旨，为改进美国数学教学提供建议．

3 录像课研究编码开发

课堂教学信息丰富，确定从哪几个维度着手进行比较研究，即开发哪些录像课编码，是录像课研究最重要的一步，也是录像课分析的核心内容．基于数学课堂教学差异国际比较的视角，项目组围绕数学课堂教学的内容、方法、组织形式、语言、教学片段和整体教学质量6个主要维度，开发了录像课的编码并进行了分析．

3.1 数学课堂教学内容的编码

所谓教学内容，是指数学课堂上，教师在教什么，学生在学什么．项目组对此进行编码的角度有两种：内容的类别和内容的复杂程度（或难度）．从内容的类别来看，主要编码了概念教学及概念的应用教学、数学证明教学两大类共5种编码，从内容的难度来看，主要编码了学习任务的复杂程度和习题的复杂程度两大类共6种编码．

3.1.1 概念教学和概念应用教学的编码

从概念教学的角度，项目组开发了3种编码：①数学概念教学，即让学生理解数学核心概念和数学原理的教学；②概念应用教学，让学生能够运用概念、原理解决具体数学问题，形成问题解决技能的教学；③概念教学与概念应用教学的混合，指兼具上述两种内容的教学．

通过这3种编码，分析不同国家数学课堂上各种教学内容所占的比率和差异．结果发现，美国课堂概念教学的比例低于德国和日本课堂．美国课堂比较注重应用教学，关注学生具体问题解决能力的培养，而日本课堂既关注概念教学，又关注应用教学．

3.1.2 证明教学

从有无证明教学内容的角度，项目组开发了两种编码：①有证明教学内容的教学，即数学课堂教学中，不仅让学生理解原理和概念的涵义，而且提出一个假设，让学生探究这个假设正确与否，这个过程即证明；②没有证明教学内容的教学．研究结果表明，日本课堂出现“证明”教学内容的百分比高于德国和美国课堂．

3.1.3 数学课堂学习任务

从学习任务复杂程度的角度，项目组开发了3种编码：①多数任务是单步骤的；②多数任务是多步骤的；③单步骤与多步骤任务相等．结果发现，日本多数任务是多步骤的比例最高，美国最低．由此可以推论：日本数学课堂学习任务复杂程度最高．

3.1.4 数学课堂练习

从数学练习复杂程度的角度，项目开发了3种编码：

①常规练习，使用已经知道的方法进行的练习；②非常规练习，创设一种新的解决方法解决问题，例如一题多解的题目，让学生想出不同的方法来完成任务；③将概念原理应用于新的情境中的练习．结果发现，日本课堂教学中，3种练习所占用的时间百分比分别是40.8%、15.1%和44.1%．美国95%以上都属于常规练习．由此推论，日本课堂上数学练习的复杂程度也最高．

3.2 数学课堂教学方式的编码

数学教学的方式指数学课堂上数学概念等内容的教学是怎样进行的．项目组将其具体分为概念教学的方式、概念应用教学的方式、学习任务的控制方式3大类7种编码．

3.2.1 概念教学方式

从概念教学方式的角度，项目组开发了两种编码：①概念“讲授”，即概念由教师或个别学生直接提供而不是推导；②概念“推导”，即概念是教师或教师与学生合作推导出来的．分析发现，美国课堂上概念“讲授”的比例高于德国和日本，而概念“推导”的教学低于这两个国家．

3.2.2 概念应用教学方式

从应用概念解决问题的方式的角度，项目组开发了两种编码：①采用教师所教的方法；②鼓励学生用不同的方法．结果发现，美国课堂由教师提供方法的比例最高，日本课堂由学生提供方法的比例最高．

3.2.3 对任务控制的编码

从学习任务控制的角度，项目组开发了3种编码：①由教师控制，指教师提供解题方法，学生用来解决相似的任务；②由学生控制，指教师要求学生考虑多种任务解决方法，学生可以自由决定采取哪几种；③二者并存．统计发现，美国课堂教师控制的比例较高，占83%．

3.3 课堂教学语言的编码

项目组对教学语言编码的开发，从4个层次进行：第一个层次是从语言主体的角度，分为教师语言和学生语言；第两个层次是从语言功能的角度，分为启发语言、指示语言、传递信息语言、接纳语言、反应语言等．据此，教师语言分为6种，学生语言分为5种；第三个层次是从语言之间的联系进行分析．例如，研究小组对“启发——反应”这样的语言片段进行了编码．分析每一个语言片段的长度和每节课有意义的语言片段的个数．

下面是一个“启发——反应”的语言片段：

教师：一共花了多少钱？

教师：大家一起说，花了多少？

学生一起：180元．

教师：对．

第四个层次是对课与课联系的语言进行分析．通过教师的语言，统计这节课与上一节课或下一节课是否有联系，以此来分析教学内容之间的联系性．

例如，从教师语言和学生语言的角度，得出了美国教师语言最多的结论；从教学语言关系的角度，得出了美国“启发—反应”教学片段的个数最多，日本“启发—反应”教学片段的时间最长，日本的课与课之间的联系是系统的，而德国和美国的课与课联系较少等结论．

3.4 课堂教学组织形式的编码

从课堂教学组织形式的角度，研究小组开发了3种编码：①集体教学，即这段时间由教师与全体学生一起工作，讲授面向全体，是全班的活动；②独立学习，即在这段时间，学生进行个体学习或小组学习，独立学习又分为个体独立学习和小组独立学习，或者个体与小组混合学习；③集体教学与独立学习并存，指教师让部分学生独立学习，部分学生进行整班教学．结果发现，德国集体教学的时间较多，美国学生独立学习的时间较多，日本小组学习的时间较多．

3.5 主要教学片段的编码

课堂教学片段众多，研究小组对主要片段进行了编码：①任务布置片段，分为两个子编码，一是布置任务，二是提出要求．②学生学习片段，分为4个子编码，一是进行任务学习，二是进行作业练习，三是考试，四是上述任务学习的混合．③学生分享片段，分为3个子编码，一是分享任务学习结果，二是分析作业做法与答案，三是分享考试结果．④教师讲解片段．结果发现，日本课堂教学包含的教学片段数量最多，平均每节课8.7个，美国课堂做作业的片段多于日本和德国，日本课堂教师讲解的片段多于美国和德国．

3.6 课堂教学质量的等级编码

除了上述定量的分析外，研究小组还对录像课的整体教学质量进行判断．使用低、中和高3个等级，每节课由4名专家进行评价．如果评分者不同意某一判定，则通过讨论解决分歧，最终所有4名评分者均同意．尽管评定存在主观因素，但是独立评分者之间高度一致．结果发现，德国和日本课堂教学质量的评分高于美国．德国和日本课堂教学获得“高”级的课分别占28%和39%，美国则为0.89%．

4 录像课研究编码框架的特点

TIMSS录像课研究是第一次大规模的录像课国际比较研究．研究小组开发的编码框架，尽管比较初步，但具有开拓的意义．

首先，从教学内容的编码来看，是按照“数学概念与原理—学习任务—练习”的思路进行的．数学概念与原理是数学学科的核心内容，研究小组首先对此进行分析，比较不同国家在核心教学内容上的比例；其次是对学习任务复杂程度的对比；第三是对习题难度的对比．通过这样的比较，研究小组总结了不同国家数学教学内容上的特点．

其次，从教学方式的编码来看，研究小组是从以教师为主体还是以学生为主体这样的思路进行的．以概念教学方式为例，以教师为主体的教学，主要采用概念的讲授；以学生为主体的教学，则采用师生共同进行概念推导．因此将概念教学方式的编码为两类：“讲授”与“推导”．同样，将概念的应用和其他练习，编码为“采用教师提供的方法”和“采用学生自己的方法”两种．

第三，从教学语言的编码来看，不仅关注语言的类别和语言的功能，而且关注语言之间的联系性，以此分析师生语言之间、课与课之间的联系．语言占课堂教学时间的70%以上，对课堂语言进行分析，能够发现不同课堂教学的特点．TIMSS小组对语言的分析延续了19世纪60年代以来弗兰德斯等对语言分类的思路，先按照“语言主体——教师与学生”进行分类，然后再按照语言的不同功能进行分类．在此基础上，进一步对富有教学意义的语言片段进行分析，例如对“教师启发——学生反应”语言片段的分析，比较不同国家师生围绕一个内容进行语言互动的时间．

第四，既关注教学的各个要素，也关注教学的结果——教学质量高低的分析．研究小组把很大的精力放在了教学各个要素的分析上，如教学内容、教学方法、教学组织形式等，但在最后，研究小组对各国录像课教学质量的水平等级进行编码，以比较不同国家录像课教学质量的高低．

5 录像课研究中的问题及解决方法

TIMSS录像课研究，在其实施的不同阶段，面临很多的问题或挑战．主要表现在以下几个方面．

5.1 抽样的问题

总体来看，抽样的数量基本满足了研究的需求．但是“在一个特定的课题领域，一份100个课堂的样本从全国的角度来说还是太小了，而且也因为每一名教师只能提取一个样本而受到了进一步的限制．”[3]为此，这个研究小组在后来实施的“学习者视角研究项目”中，改变了抽样的方法，不是抽取一位教师的一节数学课，而是每位教师连续的10~15节数学课，以更深入地了解不同国家课堂教学的特点[4]．

5.2 编码理解一致性问题

相对于抽样存在的问题，编码过程中面临的问题更具有挑战性．不同文化背景下的编码者，对同一个内容的编码存在差异．为解决这个问题，项目组在日本、德国和美国3个国家，每个国家选择了两名不同专业（精通数学专业和数学教学专业）的编码成员，构成编码小组，共同开发编码方案．这6名小组成员通过观看27节测试录像课，完成编码方案的开发任务．

5.3 编码内容的选择问题

对于研究者来说，课堂教学信息量大，如何选择能反映教学特征的信息进行编码，是面对的首要问题．为了解决这一问题，研究者采用了定性研究与定量研究相结合的方法：首先采用定性的方法，对某个国家一节或多节课进行定性的语言描述，并与相应的视频片段结合，以便能对视频片段的涵义有统一的理解．在此基础上提出假设．然后，依据这种假设，对全样本录像课进行定量分析，来验证或修正假设．在操作方法上形成了“课堂观察—提出假设—编码—验证”的流程．例如，课堂被打扰是观察美国课堂提出的假设，而日本编码者对此提出了异议．因为在日本，课堂被打扰是几乎不存在．但是进一步的定量分析则证实，这种课堂打扰在美国课堂很普遍，成为美国教学区别日本教学的一个特点．正是运用这种定性与定量研究相结合的方法，研究小组选择并确定了编码的重点内容．

6 TIMSS录像课研究的借鉴意义

TIMSS开创了运用大规模录像课研究进行不同国家课堂教学特点研究的先河．它不仅使参与国了解学生数学、科学学习成就的现状，而且深入了解参与国的课堂教学的特点，为各国尤其是美国改进教学提供了重要的依据．这种指向改进的录像课研究具有如下借鉴意义．

6.1 为诊断教学问题、改进教学提供借鉴

TIMSS录像课研究的最终目的，是以数学学业测试成绩较好的发达国家德国和日本为参照系，审视美国中小学数学教学存在的问题，进而提出改进教育实践的建议．从CIPP教育评价模型的视角来看TIMSS的研究，可以发现TIMSS对学生学业质量的测评，是对教育结果的评价．TIMSS录像课研究，是对教育过程的评价．正如Stufflebeam所说，CIPP评价的目的是改进，而不在于证明[5]．这种既重视教育结果的评价，也重视教育过程的评价，有利于评价者更深入、全面地理解评价对象的问题和优势，从而更有助于教育的改进．尽管TIMSS录像课过去很多年了，其教育评价为教育改进服务的理念仍值得学习．

6.2 为全面评价课堂教学质量提供借鉴

TIMSS进行的录像课研究，既有等级质量优劣的分析，也有教学内容、教学方式、组织形式、教学语言等各个教学要素的分析．等级质量的分析，在于判断课堂教学的质量，以便进行横向和纵向的比较，使评价者了解课堂教学质量水平．而教学要素的分析，在于分析课堂教学的特征，使评价者了解课堂教学质量的影响因素．因此，在评价课堂教学时，不能仅仅进行质量高低的判断，仅仅给一个分值或等级，同时还要对课堂教学要素进行“麻雀解剖”，以了解影响课堂教学效果的因素．

6.3 为构建教育质量监控体系提供借鉴

TIMSS作为一项国际比较教育研究，不仅采用了学业测试、问卷调查和课程分析，而且将录像课研究作为监控体系的组成部分．在国际视野下，分析不同国家数学教学的特征．依据此结果，对美国的教学实践进行多方面的反思，并提出相应的改革建议[6]．由此可以看出，这种基于测试结果的录像课研究，是教育质量国际比较研究的重要措施，使研究者不仅可以了解学生学业质量的差异，而且可以了解与学业质量相关的课程差异、课堂教学差异．

当然，由于TIMSS录像课研究是第一次进行的国际课堂教学评价的比较研究，难免会存在各种不足，如录像课样本过于随机导致课程内容差异太大，从而影响比较的深入；不同国家课堂教学受文化影响差异较大，难以评价其优劣；录像课编码的种类有待完善等．但它的探索，为中国教育评价研究提供了很多借鉴．

［参考文献］

[1] 黄荣金．国际数学课堂的录像研究及其思考[J]．比较教育研究，2004，（3）：39-43．

[2] Stigler J W, Hiebert J.[M]. Free Press. New York, 2009.

[3] Stigler J W, Gallimore R, Hiebert J. Using Video Surveys to Compare Classrooms and Teaching Across Cultures. Examples and Lessons From the TIMSS Video Studies [J]., 2009, 35(2): 87-100.

[4] 曹一鸣，贺晨．初中数学课堂师生互动行为主体类型研究——基于LPS项目课堂录像资料[J]．数学教育学报，2009，18（10）：38-41．

[5] Stufflebeam D L, Madaus G F, Kellaghan T.[M]. Springer Netherlands, 2000.

[6] 黄丹凤，赵中健．基于问题的美国TIMSS研究[J]．全球教育展望，2007，（7）：37-42．

[责任编校：张楠]

Method and Reference of TIMSS Mathematics Videotape Classroom Study

HE Guang-feng, LI Mei-juan

(Beijing Academy of Educational Science, Beijing 100191, China)

Mathematics Videotape Classroom Study is the very important method of the TIMSS study in 1995 and 1999. This is the first time to assessment teaching with massive videotape. The paper introduce the method of the videotape sample selection, the Coding Scheme Developing and the researching outcome. Finally, the paper analysis the reference to the basic mathematics education of China.

TIMSS assessment; videotape classroom study; mathematics education

G40-03

A

1004–9894（2016）05–0088–04

2016–04–06

北京教育科学“十三五”规划重点课题——基于录像课分析的教学问题诊断研究（CADA16035）

何光峰（1971—），女，山东聊城人，研究员，主要从事教学质量监控与评价研究．