基于大数据背景下的课堂观察研究与思考

黑龙江教师发展学院 郑 丹

第四次工业革命是一场“技术革命”，更是一场教育的革命。习近平总书记曾说过：“我国想要在科技创新方面走在世界前列，必须大力培养规模宏大、结构合理、素质优良的创新型科技人才。”当下，人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术与各行各业的深度融合，已经引起商业模式的变更和产业结构的调整，与其相匹配的多样化、差异化、专业化的人力资源培养是教育研究者当下的重要课题，建立新型人才培养模式、教育行为与人工智能等新一代信息技术深度融合是重中之重。

数字社会的加速发展催生了教育大数据分析的精准教学研究，同时也为教育研究者提供更加客观、科学的解释说明及描述。基于大数据分析的课堂观察可帮助教师从经验研判走向科学诊断，精准把握教学要求，提升教学质量，更可有效指向于学生的思考能力、批判思维、合作意识和实践能力的培养，以解决工业4.0时代的人才发展之需。

一、智能时代，从传统经验走向精准分析

第四次工业革命背景下，新技术会带来教育的颠覆性变革，也加快了课堂教学的深度改革，探索新的教学模式、教学方式、教学手段，研究适应智能时代发展的语文课堂教学转型升级，具有极强的针对性和实用性。

过去，传统的语文课堂教学，多数教师都是基于自身对教学点的选择实施教学，教学方式的选取也是根据自身的喜好而定。传统经验型课堂应运而生的教师“一言堂”现象导致学生被动接受知识，学生的主动性与能动性受到压抑，学生的创新思维得不到培养，学生的认知能力得不到发展，自主建构能力受到限制，教师的教学反思也会出现深层次精准分析和问题归因的缺失，致使日常教学工作局限于经验觉醒和行动自觉。

当下，基于传统课堂教学出现的问题，教师一直在最大限度地优化课堂教学行为，全体语文教师能够从经济社会发展的根本视角出发，努力转变教学观念，从智能教育发展入手，从诸多的数据中发现问题，从零散的数据中描述问题，从系统的数据中解释问题。积极利用教育大数据和智能分析技术辅助教学，以此来实现课前、课中、课后全过程的动态数据采集、记录和分析。在精准教学研究的过程中真正挖掘教学行为的薄弱环节，找准教研方向的原点与终点，提高常态教学精准性，实现从经验教学到数据支撑下的精准施策教学，从经验模糊的意识教学到有清晰研判的优秀教学行为转型，进而推进个体化、差异化教与学。

二、数据分析，找准教学短板，破解教学“难症”

课堂是日常教育行为发生最为高频的场所，课堂观察是课堂研究较为普适的一种研究方法，课堂观察是研究者（观察者）具有明确的目的，凭借自身的感官（如眼、耳等）以及有关辅助工具（观察表、录音和录像设备等），直接或间接地从课堂情境中收集非结构化或半结构化数据资料，并根据资料进行相应研究的一种教育科学研究方法。

自课堂教学产生以来，课堂观察就一直存在，但由于个人对课堂观察认识不同，导致很多人对课堂观察的理解停留在经验层面，局限于传统经验的听评课状态。传统的听评课存在随意性，有为评课而评课，评课形式单一等问题。大数据时代，课堂观察可融合大数据分析，从学生学习维度、教师教学维度、课程性质维度、课堂文化维度等进行课堂连续性教学行为的观察、记录、分析、研判。教者可在教学大数据的分析与支撑下，反观自己教学行为，不仅可以找到教学中存在的症结，而且可实现从理论研究到实践层面的改进，教者还可在原有教学设定的基础上进行客观分析和工作成效判断，帮助自己自觉发现学生学习中存在的共性问题，以此来主动改善自身的教学行为。有效的课堂观察可以为教学研究提供可行性行动策略，同时，教者的教学研究方式也会由“粗放型”向“精细化”转变，在提高课堂教学质量的同时，实现教者教学方式的转变。

三、观察工具，实现个体研究向团队深度研究过渡

课堂观察，观察的两个最重要的角色是教师和学生，课堂观察包括教师的言行、学生的理答与举止等。课堂观察除要明确观察目的、选择观察对象、确定观察行为、记录观察情况外还要分析观察数据、呈现观察结果等。大数据支撑下的课堂观察数据采集作为一种研究方法，近几年来将研究问题转化为观察点，通过收集与教学行为相关的特定信息，进而分析、反思观察结果。

其次，大数据支撑下的课堂观察又分为个体人工课堂量表采集与团队人工智能课堂观察数据采集等。信息技术飞速发展的今天，课堂观察工具的变革，已经完成从最初的“经验观察”到“听课量表”再到当下的“智能课堂观察工具”的转变。但是，无论是数据采集的精确度还是课堂教学行为监测的科学性，相对人工量表观察采集，采用人工智能手段的课堂教学观察，更具科学性及精准性。大数据支撑下的教学行为诊断，可使研究团队能够在共同采集、分析数据的过程中发现课堂教学中存在的共性问题，通过记录、分析学习者的学习行为及学习表现等方面数据的变化，教者可调整教学活动的设计，提高学生学习绩效。还可以通过数据分析，追踪学生学习表现，根据教学数据反馈，调整学生学习空间的“宽度”，研究团队还可基于数据诊断，实施精准教研，形成开放、合作、民主的研修态势，更可以开展深度专业对话，有助于教师自身专业成长与发展。

四、技术支持，助力精准教研与教学质量提高

课堂观察，无论是传统的听评课、课堂定量观察法，还是大数据支撑下的课堂教学行为智能数据采集，指向的都是教师专业发展及学生学习力的发展。以弗兰德斯课堂观察系统为例，通过人工智能观察对课堂运行状况进行记录、分析和研究师生在课堂教学中的语言互动过程。弗兰德斯系统可以很好地解决“依据什么”听评课的问题，实现听评课的指标量化，并在大数据的基础上找寻学生课堂学习的改善，促进教师运用信息技术开展学习，提高研究团队对教学数据分析与运用的认知，开展基于数据分析的学生学习行为分析。

弗兰德斯互动分析系统（Flanders interaction analysis）被西方视为课堂生活研究中最著名的一项技术。弗兰德斯系统以弗兰德斯课堂观察模型为基础，将师生语言互动行为分为教师语言、学生语言和沉默或混乱（无有效语言活动）3类10种，观察者依次进行言语类型记录，系统会自动统计、生成被观察者的分析图表。

弗兰德斯系统分为两个部分：观察指标记录与图表分析解释。

图1 系统记录面板

图2 弗兰德斯互动编码系统分析

观察者通过手机运行此系统，对课堂教学进行时时记录，根据记录发送记录报告，系统会自动生成观察到的数据分析。研究团队在信息技术的支持下，从教师语言、学生语言、沉默或混乱三个维度系统地进行数据监测。教师语言维度大数据监测可发现直接影响学生学习的教师的讲授、指导、批评学生或为教师权威辩护存在的问题；还可以发现教师的语言可间接影响学生学习的4个方面：表达感情、表扬和鼓励、接受或使用学生的主张、提问存在的问题。针对学生的语言情况进行监测，可发现学生对教师讲话作出反应，向教师提出倡议等对学习效果的影响;以及最后一项表示课堂中的沉默或混乱现象（短时间的反思或安静）做出数据分析和研判。

弗兰德斯师生言语互动分析系统会将每三秒出现的言语行为类型的号码记录在数据表相对应时间的空格中，如图3互动分析矩阵，作为分析的依据，根据配对统计出图4师生互动行为数据统计图。

图3 弗兰德斯互动分析矩阵

图4 师生互动行为数据统计图

通过矩阵中的数据分析，可以得到教师本节课的教师语言、学生语言、沉默或混乱以及学生参与性学习所占的比率，可以对本节课进行课堂结构分析。基于教学大数据的课堂观察指标分析，观察者可以分析出教师在课堂上主导的比率、教师语言、学生语言、师生课堂上语言互动的有效性，及学生自主学习的时间比例，还可以发现学生学习活动是否可有助于学习内容理解吸收及课堂教学结构是否合理等。

大数据支撑下的课堂观察系统，可以让执教者了解自己的教学行为中优秀的策略及需要改进的教学环节，可以看到自己的教学行为、教学艺术的闪光点；更可以看到学生对学习内容的关注程度及学生对本次学习的接受情况；运用智能课堂观察系统进行记录分析，对团队教研也会产生变革性影响，不仅可以改变常规教研方式和机制，推动执教者不断做出创新选择，更促进了教学品质与内涵的提升，加速学科教研与现代信息化有效融合，使得教学分析更加精准，更为科学、客观、准确，具有说服力，也可有效地将经验式的听评课转变为一种专业研究行为。

五、精准教学，为教学研究可持续发展提供保障

数字时代为教学研究带来最明显的变化就是“精准”，教育技术虽不能取代教师，但是使用技术的教师会取代不使用技术的教师。大数据下的教与学是一场新的教育变革，教师如何教得更好、学生如何学得好，可以让数据“帮忙”。教学大数据融入教与学的各个环节，直接挖掘了教者教学行为亮点，直接为评定教学水平提供有效数据，也助力了教师的专业成长。教学大数据采集用精准、科学范式研究补充单纯的经验研究，可完成从定量到定性，从外显到内在的突破。

“人工智能+教学”掀起的教育教学改革，虽说教育的本质不会改变，教育的传承、创造、培养人的本质不会改变，但是，大数据助力课堂研究，可以将大量碎片化的课堂教学行为信息、数据及时进行筛选、分析，并最终归纳、整理出教学行为需要改进的信息。所以，教学大数据分析改变着教学的生态、教学的环境、教学的方式，为教师的专业发展提供一条有效的途径。

另外，基于大数据的精准学情诊断、个性化学习分析大大提升了教育品质，帮助教师及时掌握学生的真实学习情况，以此寻求学生课堂学习的改善，真正实现因材施教。教学研究团队应开展基于数据驱动和问题导向的学科教研，对教学数据进行深度挖掘，应基于精准教学的数据研究分析，追踪教学难点和教学热点，精准洞悉教师教学能力的薄弱环节，精准把握教师教学知识的短板，精准提供专业症结的跟进帮扶与支持。大数据时代的到来，为小学语文教学研究带来了新的发展机遇，虽然在数据与教育融合使用还存在着一些问题和缺陷，但数据技术和语文教学深度融合，如能合理应用并优化创新，发挥教学大数据自身实效性，可让教师的教学行为在大数据的助力下，变得更加智慧，实现自身专业跨越式发展，也会推动我省小学语文教学研究的可持续发展。