AI赋能小学数学课堂教学评价的实践探索

李莹

【摘 要】随着以人工智能为代表的新兴技术不断涌现，信息技术与教育教学的融合逐步深入，促进教育发生着革命性变化。如何利用人工智能技术提升课堂教学评价的科学性、客观性和实效性，成为当前研究的重点；如何推动人工智能技术提升课堂教学评价的效果和质量，也成为当前基础教育领域亟需研究和解决的问题。

【关键词】教学评价；人工智能；小学数学

【中图分类号】G434   【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2023）09-070-02

课堂是学校教育的主阵地，课堂教学质量直接关系着基础教育发展和人才培养水平，而课堂教学评价是影响教学质量的关键环节。2020年，中共中央、国务院印发《深化新时代教育评价改革总体方案》，突出强调评价在教育发展中的指挥棒作用，要求强化过程性评价，充分利用信息技术提高教育评价的科学性、专业性、客观性[1]。人工智能与课堂教学评价的深度融合，可以有效提升课堂教学评价效率和质量。

课堂教学评价是指对教学活动的准备、实施和结果进行观测、分析、价值判断的过程，衡量教师是否有明确的教学目标并能否依据教学目标安排和组织教学[2]。2022年9月，北京市润丰学校参与了由中国教育科学研究院主持的“基于新课标的人工智能课堂教学评价研究”的课题研究。本课题研究以课堂为主要研究场景，通过对课堂教学过程中的教师教学行为和学生学习行为的结构化分析，实现聚焦课堂教学质量和教师专业素养评价。

课堂教学诊断依据——CFS教师教学设计能力评价量规

如何做好课堂评价，首先要有一份非常好的评价量规。项目组提供的CFS（China Future School）教师教学设计能力评价量规细致详实，它从理解教学内容以及教学法、理解学生等6个维度出发，涵盖了教学设计中每一个具体的环节，包括对教学目标的分析、对教材的分析、对学情的分析等。这6个维度中分别给出了4个不同水平等级的具体评价量规。每一个等级的评价量规内容都很丰富，包含不同的方面，且每一个等级下面都有相应的举例说明。有了这份详实的评价量规，就可以对教师的教学设计进行较为全面、具体的评价。

课堂教学实践案例AI分析

以“异分母分数加减法”一课为例，笔者基于课堂教学评价量表及教师教学设计能力量表，通过人工智能课堂教学评价工具对课堂教学过程中的教师教学行为和学生学习行为的过程性数据进行采集、分析、挖掘，实现基于人工智能的课堂教学质量和教师专业素养诊断。

1.教师能力综合分析

（1）教师教学设计能力等级分析

教师教学设计能力主要评价教师备课分析能力。参照CFS教师教学设计能力评价量规，综合各维度等级分析得出教师教学设计能力的综合等级。综合等级共分为4个等级，数值越大等级越高。本节课教师教学设计能力综合等级为：3级。

（2）教师教学素养能力、教师新课标理解能力、教师未來教育理解能力分析

教师教学素养能力从理解学生、理解课程、理解技术和理解教学四个维度进行分析。教师新课标理解能力从学生成长视角、课程目标视角、教学策略视角、思维发展视角和学科应用视角五个维度进行分析。教师未来教育理解能力从聚焦学习、聚焦环境和聚焦技术三个维度进行分析。教师可以通过页面雷达图查看所有维度下的教师能力指标分析。通过分析，教师可以清楚地认识到自己在哪个能力目标维度做得如何，便于进行自我反思。

2.课堂教学过程分析

（1）课堂教学整体分析

课堂教学整体分析从学习品质、学习支持、组织管理支持、技术支持和社会情感支持五个维度进行分析。由分析得出，本节课在学习品质这一维度较好，在组织管理支持这一维度较弱，还有很大可以提升的空间。从细化的指标来看，本节课学生兴趣浓厚、参与度高，但是在问题设计、理解学生、情境创设以及交流与反馈等方面做得还不够。

除了以上数据分析外，AI报告中还有从老师和学生两个角度录制的课堂视频，并对整个学习过程观察的数据进行分析，包含教师讲授、合作学习、独立学习、展示汇报等，教师可以查看相应课堂教学片段。

（2）问题设计观察数据、思维活动数据

由分析得出，教师在课堂上提出的单点结构和多点结构的问题较多，关联结构问题较少，没有提出拓展抽象结构问题。学生的思维活动在记忆、理解层面较多，分析层面涉及较少。

（3）课堂教学词云及课堂交流与反馈行为统计

由课堂教学词云分析得出，本节课教师围绕着教学重点进行教学，关键词计算、方法、转化等重点内容均有体现。从课堂交流与反馈行为统计来看，教师关注学生的问题补充及启发教学，但是在引导学生质疑方面做得还不够。

基于AI数据分析的自我反思提升

1.构建“问学课堂”，依托问学单创造良好的问学氛围

从本节课的问题设计观察数据、思维活动数据来看，课堂上提出的关联结构问题较少，没有提出拓展抽象结构问题。今后要落实“问学课堂”理念。例如，课前通过问学单让学生带着“异分母分数加减法怎样计算”“怎样计算更简便”等思考开始这节课的学习。课中关注学生的疑问，让学生在质疑中明晰算理。课后更要注重让学生从知识和数学思想方法两方面进行提升与反思。

2.给“核心概念”以核心地位，巧用生成对比辨析

整节课以“分数单位”为核心进行教学，最后设计了一个环节，让学生对比整数、小数和分数计算的计算方法，引导学生发现知识间的联系，无论是整数、小数还是分数，其实都是把相同的计数单位进行加减。在今后的教学中，还要注重捕捉学生生成的精彩瞬间，及时鼓励、带动学生积极思考。例如，本节课当学生借助已有知识经验运用数形结合、通分、分小互化等方法计算出结果后，可以引导学生对比发现不同方法之间的区别和联系，从而深入理解算理，渗透转化思想，使学生将计算的算理理解得更透彻。

3.构建智慧课堂，擅用小组合作探究提高思维品质

根据本节课教学行为和学习时长占比数据可以看出，教师讲授时间较长，将近占了整堂课的40%。今后，要提高自己的课堂监控能力，在如何做好一名引导者的身份上再多下功夫。例如，可以多利用小组合作探究，让学生在碰撞思维火花的过程中提高思维品质。多给学生展示的机会，让数学课堂中的“质疑”与“补充”更丰富，营造“积极、活跃、和谐”的数学课堂氛围，切实做到以学生为主体。

AI赋能的课堂教学评价助力教师专业发展

课堂教学评价的有效性直接关系着优质课堂的创建和教育教学质量的提升，是教学方式的调节器和专业发展的助推器[3]。通过人工智能课堂教学评价工具对课堂教学有效提问和高阶思维引导问题的捕捉与回溯，可以诊断教师在常态化课堂教学过程中对学生高阶思维培养的情况，结合教学设计中的情境创设等指标和课堂师生反馈及学生活跃度等数据，对教师在常态化课堂教学中是否开展有效的拔尖创新人才培养进行诊断，并基于诊断结果和过程性数据开展针对性的提升与改进。

人工智能课堂教学评价工具通过长周期的常态化课堂教学数据采集，建立了课堂教学数据常模，有助于分析课堂教学质量提升点和教师专业素养生长点，促进课堂教学大数据支撑教师专业发展和学科建设工作的科学、有效开展。

参考文献

新华社.中共中央国务院深化新时代教育评价改革总体方案[EB/OL].（2020-10-13）[2023-06-16].http：//www.moe.gov. cn/jyb_ xxgk/moe_1777/moe_1778/202010/t20201013_494381.html.

罗生全，张玉.“双减”与“双提”：教学变革的逻辑转换与理念重构[J]. 现代远程教育研究，2022（2）： 3-10.

崔允漷，王少非. 学校课程实施过程中的评价监测初探[J]. 教育研究，2020（1）： 43-49.

作者单位：北京市润丰学校

编   辑：徐靖程