深度学习下的高校教师教学行为有效性探讨

杨剑婷 王传安 翟立公

深度学习下的高校教师教学行为有效性探讨

杨剑婷1王传安2翟立公1

（1. 安徽科技学院食品工程学院，安徽滁州，233100；2. 安徽科技学院信息与网络工程学院，安徽蚌埠，233000）

教师教学行为是教学活动的构成要素，直接影响到教学效果。通过对高校教师课前、课堂及课后教学行为的分解和调查，以及运用深度学习方法分析教学行为的有效性，明确了教师对课前准备、课堂过程、课堂管理、课后教育的重视度分别可以由进教室时间、照本宣读时间、提问次数及批改作业情况表征，在此基础上对教学行为的内涵所做的剖析对于通过引导教师教学行为来提升教学能力并提高教学效果具有重要的意义。

深度学习；高校教师；教学行为

1 引言

2018年6月21日，教育部部长陈宝生在“新时代全国高等学校本科教育工作会议”上首次提出，大学生要有效“增负”，提升大学生的学业挑战度，合理增加课程难度、拓展课程深度、扩大课程的可选择性，真正把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”[1]，打造“金课”的主阵地是课堂教学，“金课”的创造者是教师。教学包含教师的教和学生的学，这两个行为共同完成一种动态的交互活动，在传统的课堂上，教师的教学行为是完成知识传授的主体，也是教学活动的最直接的表现形式。因此，衡量课程是否是“金课”，也就是评价课堂的教学质量，教师的教学行为是否有效是核心要素之一。当今大学生正受到越来越多诱人信息的冲击，对于在信息时代出生和成长的大学生来说，大部分课堂教学显得有些单调乏味。在此背景下，教师的教学行为就显得尤为重要。

教师的教学行为是教师素质、教学理念、教学能力的外在表现，通过教学行为可以对教师的专业知识、教学技能水平、教学经验及教学态度进行评价[2]。通过对传统课堂中教学行为的调查、分解和统计，应用其大容量、多维性的特征，采用现代化的系统计算及分析方法进行研究，可以发现传统教育科学方法难以得到的规律[3]，也是从鲜活的课堂教学实践中研究教学现象、探寻教学规律的有效途径。系统分析教学行为，需要对信息的获得进行多步骤的计算、多水平的分析和对数据加工后寻找事物规律、揭示本质的方法，深度学习正好能够满足该要求[4]。深度学习的概念由Hinton等人于2006年提出，是通过组合低层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征，以发现数据的分布式特征表示[5]。深度学习基于对数据进行表征学习的方法，一般的观测值可使用多种方式来表示，而使用某些特定的表示方法更容易从实例中完成对任务的学习。

2 教师课堂教学行为对学生的影响分析

教师通过各种教学行为满足不同学生的需求，有效的教学行为会自动形成一种学生参与的课堂学习效果。将这样的信息反馈给教师，可以影响教师的自我效能信念的建立和适应教学行为的选择。国外对于课堂教学行为的研究较为丰富。

教学行为中的主要行为是语言行为。Flanders等经研究发现，课堂时间的三分之二用于讲话，其中三分之二的讲话为教师发出，教师讲话量的三分之二是教师单向对学生讲话，这也是所谓的“课堂三分之二律”[6]。美国的教师的教学语言主要用于提问，平均每天能大约提395个问题，每分钟约2～4个问题，教师提问的时间占总教学时间的近80%。提问不仅可以抓住学生的思路，而且能有效激发学生的思维和想象，是一种非常有效的教学行为。除了语言行为，教师通过改变教学行为、丰富行为内容、加强课堂管理来显著提高学生参与教学的效果；通过即时刺激回忆访谈对这些结果的分析，可以明确教师满足学生对教育需求的程度[7]。

教师的教学行为影响学生的学术和心理健康。Bridget等发现非裔美国和欧裔美国学生在学术、学校纪律和心理健康方面存在巨大差异，学生对教学行为的看待和解释因人而异，这是教师教学行为对其影响的结果所致[8]。而Fred等发现学生基本心理需求的满足与教师教学行为密切相关，认为教学的“内在”方面（如学生和教师的个人经验）与教学行为的“外部”方面（可观察的教学行为）之间可建立定量的关系[9]。

在传统的教室里，老师站在教室的前面，成排的学生面向前方，这种教学物理空间也是教学行为的一种。许多学术机构选择改造传统的教室，将它们变成更有利于合作的空间提高教学效果。但Theresa等采用混合方法设计来评估传统和协作课堂的教学行为，通过专家观看课堂视频并描述观察到的行为，发现传统课堂与协作课堂的教学行为没有显著差异[10]。

国内相关研究较少，周华丽将应用型大学教师的教学行为分成常规提升取向、应用创新取向、实践指导取向和退缩回避取向四个维度[11]；王陆等通过量化指标和非量化指标对课题教学行为进行分析，如教师行为占有率、师生行为转换率等量化指标和教师的问题类型、教师挑选学生回答方式、学生回答方式、学生回答类型、教师回应态度、师生对话深度和课堂问题结构等非量化指标[12]。这些研究理论和结果均为本实验提供了较好的基础。

3 深度学习下的教师课堂教学行为量化

3.1 教师课堂教学行为的分析维度

根据本科院校理工科类专业的课堂教学规律，将教师课堂教学行为进行如下分解，分解情况如表1所示。

表1 教师课堂教学行为分解表

对教师的身份的设置内容如表2所示。

表2 教师的身份设置

关于学生对教师的评价结果，我们采用五个评价等级，如表3所示。

表3 学生对教师的评价结果

3.2 教师课堂教学行为特征量化

通过学生对教师的评价结果的分析发现，在教师的众多课堂行为中，提前进入课堂的时间、上课照本宣读、课堂提问、作业批改等比较典型，被称为特征行为，我们对评价结果进行了量化处理。

3.2.1 教师课前准备重视度

教师提前到课堂的时间，可以反映出教师对课程教学的重视度。因此，我们以此为变量定义了教师课前重视度Iu：

式中tu,i表示教师u第i次进入课堂提前到时间；N为教师u所授课程度次数；T表示学校建议教师提前进入课堂的时间。

3.2.2 教师授课过程重视度

教师照本宣读是学生最反感的一种行为，通常表现为教师照着教材、教案、PPT等不加解释地读下来。这种课堂行为产生的主要原因在于教师不熟悉教学内容，不能将其很好地传授给学生，亦没法有效地完成教学。将照本宣读的频率熵Fu作为衡量教师授课重视程度的指标，可以有效反映出教师对授课的重视程度。

式中u,i表示认为教师u在第i次授课中照本宣读的学生数，K表示学生总数。若一个教师所授课的学生几乎全部认为其在上课中是照本宣读，则他的频率熵趋于0；如果几乎没有学生认为该教师在照本宣读，则该频率熵趋于1。也就是说，频率熵值越高，表明教师照本宣读的可能性越小。

3.2.3 课堂管理重视度

学生认为课堂提问最能体现课堂管理的重视程度。提问不仅有利于提醒学生认真听课，还有利于教师随时掌握学生学习行为的有效性。以教师课堂提问的频度Ru为课堂管理重视度的衡量指标，可得：

式中ru,j表示教师u第i次课堂教学中提问的次数。

3.2.4 课后教育重视度

教师在课程之外对学生的教育，集中体现在学生在批改作业的诉求上。学生认为，完成老师布置的作业且老师认真进行批改，是进一步强化师生交流的过程，有益于学习效果的提升。采用每次批改作业的满意度与总作业次数的比率Hu作为课后教育重视度的衡量指标，可得：

式中u,i表示教师u在第i次批改作业的满意度，M为布置作业的总次数。在每次作业批改中，学生认为教师认真批改作业的质量越高，教师的课后教学重视度就越高。

4 深度学习下的教师课堂教学行为分类研究

4.1 教师课堂教学行为定量分析结果

我们对采集到的教师教学行为数据进行特征抽取和预处理，然后按教师编号（SID）进行分类排序。表4为按照教师课堂教学行为特征量化方法进行的数据建模。表4中sex数据值为1表示男，0为女；Iu为教师课前准备重视度，Fu为教师授课过程重视度，Ru为课堂管理重视度，Hu为作业批改质量。

表4 教师课堂教学行为特征量化表

由表4可知，对于授课过程重视度（Fu）不高的教师，尤其是量化后的数据特征值低于0.5的教师，在课堂管理（Ru）和作业批改（Hu）方面也会存在不尽责、不认真的情况（数值较小）。课前准备重视度（Iu）较高的老师，通常也会注重课堂教学质量（Fu）和课堂管理（Ru）。比较有趣的是，女教师在课前准备重视度、课堂管理、作业批改方面优于男教师。

4.2 教师的课前准备重视度对学生的影响

在现在的多媒体教学中，打开多媒体、拷贝课件等操作均需要一定的时间。在上课铃声之前，教师需要完成这些必须的程序，以备铃声一响就进入授课状态，这就要求教师提前进入教室。至于提前多长时间，在各个高校鲜见明文规定，但一般而言，教师提前进入教室的时间可以代表教师自我管理意识的严谨程度，这一种外显型的教学行为[13]，对学生能够产生直接且及时快捷的影响。提前进入教室的时间越长，Iu就越高，表示教师的课前准备就越充分。

4.3 教师授课过程重视程度为对学生的影响

在课堂教学中，教师主要通过语言表达和演示向学生传递信息。本实验将教师的语言表达和演示分为讲解、照本宣读、提问、展示、板书等方式，前三种属于语言表达，后两种为演示行为。其中，展示这种方式包括了实物展示、模型展示、图片展示等。

将学生的满意度作为评价输出，我们发现照本宣读是学生最反感的教学行为。照本宣读是一种比较枯燥的交流方式，对学生只能保存1 ～ 2 min的短时记忆。该行为在职称低、教龄短的教师课堂中用时较长，随着教龄的增加，教师会越来越脱离教案、教材及课件的束缚，讲解的时间会越来越长。讲解是教师的主要课堂行为，讲解包括讲述和解释，并伴随着复述，对所要教授的内容补充细节、举例及推论。复述能刺激记忆，并使其保留较长时间。调查结果发现，课堂上的平均讲解时间占课堂的79.65%。讲解时长在性别、学历、职称、教龄等方面都显示出明显差异。男性教师的讲解时间较女性的长；对于职称越高、教龄越长的教师，其讲解时间也越长。

4.4 教师课堂管理重视度对学生的影响

在课堂教学中，教师对课堂的良好把控有利于营造和谐的教学环境，调控好师生、生生关系，引导学生进行学习和思维，从而有助于高效完成教学任务。这主要归因于教师对课堂管理的重视程度。根据学生的输出满意度调查，提问是较能体现教师对课堂重视的指标。在调查中，在课堂提问的教师占总调查数的83.05%，平均提问时长为6.7 min，计算结果表明当Ru> 1时，表示该教师对课堂管理非常重视。

在课堂中的提问能有效促进学生知识的迁移、激励学生的学习和思考意识，帮助学生形成扩散思维。提问比较体现教师的教学水平，提出的问题要不仅考察学生对知识的掌握程度，还要引导学生去引申，因此留给学生思考问题的时间需要控制得当。Sternberg提出教师与学生之间问答的主导思想是高水平的方式回答能促进学生的智力发展，教师的回答水平决定了学生对提问的喜欢程度和学习的投入程度[14]，这对于培养学生的创新意识非常重要。教师在得到问题回馈后，将与问题解决有关的信息和无关信息进行区分，抓住重要信息并按照有利于问题解决的方式对信息进行结合，发现事物之间的关系，引导学生积极探索新的知识。

在课堂上部分学生不能很好地执行学习行为，有诸如睡觉、看手机、交头接耳之类的表现，这不利于其自身的学习，还可能会影响周围的同学。为此，教师须保证课堂的良好秩序。结果表明，95%以上的教师能够管理课堂，比如要求前排就坐、要求课堂安静、要求不得做听课之外的其他事（如睡觉、看手机等）等，但是对于要求学生文明行为、文明用语等方面，只有17.32%的教师能够做到主要集中于教龄3年以上的男教师。这可能因为维持课堂的良好秩序有利于教师顺利完成教学任务，而对于不影响完成教学任务的因素，教师也不太关注。

其实，引导学生的文明行为及用语可以提高学生的自我管理意识，有利于形成积极、文明的精神风貌。学生的文明素质提高了，自然会有良好的课堂状态，并积极配合教师的教学行为。课堂思政行为可被归纳到课堂管理行为中，它包括思想政治、身心健康、专业技能发展、个人未来规划等。从事专业课教学的教师可将思政教学行为贯穿到整个课堂中。教师在课堂上表现出来的情感、意志、道德、价值观等，都会与其讲授的专业课内容融为一体，成为构成教学行为的不可或缺的部分；同时，课堂思政行为也使得教学行为更加丰满。调查结果表明：年轻教师在专业技能发展及个人未来规划方面对学生的影响，要大于教龄较长的教师；教龄较长、职称较高的教师对学生思想政治和身心健康的引导则更多，这可能与教师本身的社会阅历有关。

4.5 课后教育重视度对学生的影响

教师对学生的课后学习要求也是帮助学生信息转化的一种方式。根据学生的满意度，课堂之外的教师行为有效性显著体现在对作业的批改上。通过作业，学生将所学的新信息和已有信息结合起来并加工成自己的知识，教师的检查，也就是对作业的批改，有利于引导学生进行信息的精细加工，便于他们尽快掌握知识并提高学习效率。本实验表明，Hu值越大，教师对课后教育的重视度越高。78.32%的教师在课堂临近结束时给学生布置作业或复习；45.48%的教师会给出下次课的内容，并要求学生预习；根据课程性质，有23.63%的教师安排课后动手制作，以验证所学的原理等。通过配合教师的检查、评价等，学生提高了对信息的处理效率，更快地把课堂中接受的信息转化为自己的知识。

5 总结

应用深度学习，我们对收集到的数据进行计算分析，从教师的自我管理行为、课堂教学活动行为及对学生的引导行为等方面分析课堂教学中教师教学行为的有效性。结果表明：课前准备重视度、授课过程重视度、课堂管理重视度和课后教育重视度可以通过提前进入教室的时间、照本宣读、提问、作业批改等几个特征行为表征，并得以反映。该研究可为教师借鉴有效教学行为提供指导。

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Discussion on the Effectiveness of Teachers’ Teaching Behavior in University and Colleges with Deep Learning

Yang Jianting1& Wang Chuanan2& Zhai Ligong1

Teachers' teaching behavior is the constituent element of teaching activities, directly affecting the teaching effect. Through dissection and investigation of teachers’ pre-class, in-class and post-class teaching behavior, by analysis on the effectiveness of teaching behavior with deep learning, it is made clear that teachers' emphasis on pre-class preparation, classroom process, classroom management and post-class education can be respectively characterized by time for entering classroom in advance, time for reading textbooks, times of asking questions and homework correction. From this, the analysis on the connotation of teaching behavior is of great significance to promotion of teachers’ teaching ability by way of guiding their teaching behavior and improvement of teaching effect.

deep learning; teachers in universities and colleges; teaching behavior

G642.0

A

1009-1114（2020）04-0063-05

2020-05-05

杨剑婷（1975—），女，山西朔州人，博士，安徽科技学院食品工程学院副教授，硕士生导师，主要研究方向为食品加工与营养学。

研究项目：安徽省教育厅“高等学校省级质量工程项目”（2017jyxm1305）；安徽科技学院研究生教育教学研究项目（XY2009001）

文稿责编 孙晓雷