TIMSS數學錄像課研究及其借鑒意義

何光峰，李美娟

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TIMSS數學錄像課研究及其借鑒意義

何光峰，李美娟

（北京教育科學研究院，北京 100191）

錄像課研究是國際教育評估協會1995年和1999年數學與科學趨勢研究（The Trend of International Mathematics and Science Study，TIMSS）項目的組成部分，開創了運用大規模錄像課進行課堂教學評價的先河．以數學錄像課研究為例，介紹該項目錄像課樣本的選擇、錄像課研究的目的、錄像課研究編碼的開發、錄像課編碼框架的特點、研究中面臨的問題及解決方法，在此基礎上分析它對全面評價課堂教學質量，診斷并改進教學問題，構建教學質量監控與評價體系的借鑒意義．

TIMSS；錄像課；課堂教學評價

錄像課研究是國際教育評估協會1995年和1999年數學與科學趨勢調查研究（The Trend of International Mathematics and Science Study，TIMSS）項目的組成部分．該項目在問卷調查和學業測試的基礎上，嘗試進行大規模的錄像課研究．1995年，項目對美國、德國和日本的八年級數學進行錄像課研究．1999年，研究對象擴展到7個國家和地區．國內學者對這兩次錄像課研究及其借鑒意義都有介紹[1]．隨著時間的推移，基于實證基礎的錄像課研究實施思路和編碼方法更具借鑒價值．為此，以1995年的數學錄像課研究為例，對錄像課樣本的選擇、錄像課編碼框架的開發、錄像課編碼框架的特點進行概述，并分析該項目研究的借鑒意義．

1 錄像課樣本的選擇

1.1 樣本選擇的依據

數學錄像課的樣本來源于美國、德國和日本3個國家的八年級數學課．之所以選擇這3個國家的數學課，源于美國在TIMSS數學學業測試中，成績低于德國、日本這兩個發達國家．為了尋找影響學生學業成績的因素，由美國國家教育統計中心資助，研究小組分別在日本、德國和美國選擇了50節、100節和81節八年級數學錄像課進行研究[2]．

1.2 錄像課的內容

項目組對錄像課的內容沒有具體要求．按照各國八年級的數學課程內容任意選擇．通過統計發現，錄像課涉及10個內容領域，分別是：①數的認識，②測量，③幾何學：位置、直觀與圖形，④幾何學：對稱、全等與相似，⑤比例，⑥函數、關系式與方程式，⑦數據表示、概率和統計，⑧數學分析初步，⑨證明與建構，⑩其它內容．這10個內容，基本涵蓋了八年級數學課程的所有內容．

可以看出，錄像課樣本的選擇有3個特點：一是基于數學學業水平測試的背景，選擇了學生數學水平較好的國家；二是緊密結合學業測試的年級——八年級，分析影響學生數學學業水平的因素；三是涵蓋了數學課程的各個領域．

2 錄像課研究的目的

TIMSS錄像課研究目的有3個：①了解美國八年級數學教學的現狀；②了解兩個對比國家日本和德國的八年級數學教學現狀；③了解美國教師對教學改革的觀念以及教學改革的實施現狀[2]．從這3個目的可以看出，TIMSS錄像課研究，從比較研究的視角，以分析美國與其他發達國家數學課堂教學的不同為根本宗旨，為改進美國數學教學提供建議．

3 錄像課研究編碼開發

課堂教學信息豐富，確定從哪幾個維度著手進行比較研究，即開發哪些錄像課編碼，是錄像課研究最重要的一步，也是錄像課分析的核心內容．基于數學課堂教學差異國際比較的視角，項目組圍繞數學課堂教學的內容、方法、組織形式、語言、教學片段和整體教學質量6個主要維度，開發了錄像課的編碼并進行了分析．

3.1 數學課堂教學內容的編碼

所謂教學內容，是指數學課堂上，教師在教什么，學生在學什么．項目組對此進行編碼的角度有兩種：內容的類別和內容的復雜程度（或難度）．從內容的類別來看，主要編碼了概念教學及概念的應用教學、數學證明教學兩大類共5種編碼，從內容的難度來看，主要編碼了學習任務的復雜程度和習題的復雜程度兩大類共6種編碼．

3.1.1 概念教學和概念應用教學的編碼

從概念教學的角度，項目組開發了3種編碼：①數學概念教學，即讓學生理解數學核心概念和數學原理的教學；②概念應用教學，讓學生能夠運用概念、原理解決具體數學問題，形成問題解決技能的教學；③概念教學與概念應用教學的混合，指兼具上述兩種內容的教學．

通過這3種編碼，分析不同國家數學課堂上各種教學內容所占的比率和差異．結果發現，美國課堂概念教學的比例低于德國和日本課堂．美國課堂比較注重應用教學，關注學生具體問題解決能力的培養，而日本課堂既關注概念教學，又關注應用教學．

3.1.2 證明教學

從有無證明教學內容的角度，項目組開發了兩種編碼：①有證明教學內容的教學，即數學課堂教學中，不僅讓學生理解原理和概念的涵義，而且提出一個假設，讓學生探究這個假設正確與否，這個過程即證明；②沒有證明教學內容的教學．研究結果表明，日本課堂出現“證明”教學內容的百分比高于德國和美國課堂．

3.1.3 數學課堂學習任務

從學習任務復雜程度的角度，項目組開發了3種編碼：①多數任務是單步驟的；②多數任務是多步驟的；③單步驟與多步驟任務相等．結果發現，日本多數任務是多步驟的比例最高，美國最低．由此可以推論：日本數學課堂學習任務復雜程度最高．

3.1.4 數學課堂練習

從數學練習復雜程度的角度，項目開發了3種編碼：

①常規練習，使用已經知道的方法進行的練習；②非常規練習，創設一種新的解決方法解決問題，例如一題多解的題目，讓學生想出不同的方法來完成任務；③將概念原理應用于新的情境中的練習．結果發現，日本課堂教學中，3種練習所占用的時間百分比分別是40.8%、15.1%和44.1%．美國95%以上都屬于常規練習．由此推論，日本課堂上數學練習的復雜程度也最高．

3.2 數學課堂教學方式的編碼

數學教學的方式指數學課堂上數學概念等內容的教學是怎樣進行的．項目組將其具體分為概念教學的方式、概念應用教學的方式、學習任務的控制方式3大類7種編碼．

3.2.1 概念教學方式

從概念教學方式的角度，項目組開發了兩種編碼：①概念“講授”，即概念由教師或個別學生直接提供而不是推導；②概念“推導”，即概念是教師或教師與學生合作推導出來的．分析發現，美國課堂上概念“講授”的比例高于德國和日本，而概念“推導”的教學低于這兩個國家．

3.2.2 概念應用教學方式

從應用概念解決問題的方式的角度，項目組開發了兩種編碼：①采用教師所教的方法；②鼓勵學生用不同的方法．結果發現，美國課堂由教師提供方法的比例最高，日本課堂由學生提供方法的比例最高．

3.2.3 對任務控制的編碼

從學習任務控制的角度，項目組開發了3種編碼：①由教師控制，指教師提供解題方法，學生用來解決相似的任務；②由學生控制，指教師要求學生考慮多種任務解決方法，學生可以自由決定采取哪幾種；③二者并存．統計發現，美國課堂教師控制的比例較高，占83%．

3.3 課堂教學語言的編碼

項目組對教學語言編碼的開發，從4個層次進行：第一個層次是從語言主體的角度，分為教師語言和學生語言；第兩個層次是從語言功能的角度，分為啟發語言、指示語言、傳遞信息語言、接納語言、反應語言等．據此，教師語言分為6種，學生語言分為5種；第三個層次是從語言之間的聯系進行分析．例如，研究小組對“啟發——反應”這樣的語言片段進行了編碼．分析每一個語言片段的長度和每節課有意義的語言片段的個數．

下面是一個“啟發——反應”的語言片段：

教師：一共花了多少錢？

教師：大家一起說，花了多少？

學生一起：180元．

教師：對．

第四個層次是對課與課聯系的語言進行分析．通過教師的語言，統計這節課與上一節課或下一節課是否有聯系，以此來分析教學內容之間的聯系性．

例如，從教師語言和學生語言的角度，得出了美國教師語言最多的結論；從教學語言關系的角度，得出了美國“啟發—反應”教學片段的個數最多，日本“啟發—反應”教學片段的時間最長，日本的課與課之間的聯系是系統的，而德國和美國的課與課聯系較少等結論．

3.4 課堂教學組織形式的編碼

從課堂教學組織形式的角度，研究小組開發了3種編碼：①集體教學，即這段時間由教師與全體學生一起工作，講授面向全體，是全班的活動；②獨立學習，即在這段時間，學生進行個體學習或小組學習，獨立學習又分為個體獨立學習和小組獨立學習，或者個體與小組混合學習；③集體教學與獨立學習并存，指教師讓部分學生獨立學習，部分學生進行整班教學．結果發現，德國集體教學的時間較多，美國學生獨立學習的時間較多，日本小組學習的時間較多．

3.5 主要教學片段的編碼

課堂教學片段眾多，研究小組對主要片段進行了編碼：①任務布置片段，分為兩個子編碼，一是布置任務，二是提出要求．②學生學習片段，分為4個子編碼，一是進行任務學習，二是進行作業練習，三是考試，四是上述任務學習的混合．③學生分享片段，分為3個子編碼，一是分享任務學習結果，二是分析作業做法與答案，三是分享考試結果．④教師講解片段．結果發現，日本課堂教學包含的教學片段數量最多，平均每節課8.7個，美國課堂做作業的片段多于日本和德國，日本課堂教師講解的片段多于美國和德國．

3.6 課堂教學質量的等級編碼

除了上述定量的分析外，研究小組還對錄像課的整體教學質量進行判斷．使用低、中和高3個等級，每節課由4名專家進行評價．如果評分者不同意某一判定，則通過討論解決分歧，最終所有4名評分者均同意．盡管評定存在主觀因素，但是獨立評分者之間高度一致．結果發現，德國和日本課堂教學質量的評分高于美國．德國和日本課堂教學獲得“高”級的課分別占28%和39%，美國則為0.89%．

4 錄像課研究編碼框架的特點

TIMSS錄像課研究是第一次大規模的錄像課國際比較研究．研究小組開發的編碼框架，盡管比較初步，但具有開拓的意義．

首先，從教學內容的編碼來看，是按照“數學概念與原理—學習任務—練習”的思路進行的．數學概念與原理是數學學科的核心內容，研究小組首先對此進行分析，比較不同國家在核心教學內容上的比例；其次是對學習任務復雜程度的對比；第三是對習題難度的對比．通過這樣的比較，研究小組總結了不同國家數學教學內容上的特點．

其次，從教學方式的編碼來看，研究小組是從以教師為主體還是以學生為主體這樣的思路進行的．以概念教學方式為例，以教師為主體的教學，主要采用概念的講授；以學生為主體的教學，則采用師生共同進行概念推導．因此將概念教學方式的編碼為兩類：“講授”與“推導”．同樣，將概念的應用和其他練習，編碼為“采用教師提供的方法”和“采用學生自己的方法”兩種．

第三，從教學語言的編碼來看，不僅關注語言的類別和語言的功能，而且關注語言之間的聯系性，以此分析師生語言之間、課與課之間的聯系．語言占課堂教學時間的70%以上，對課堂語言進行分析，能夠發現不同課堂教學的特點．TIMSS小組對語言的分析延續了19世紀60年代以來弗蘭德斯等對語言分類的思路，先按照“語言主體——教師與學生”進行分類，然后再按照語言的不同功能進行分類．在此基礎上，進一步對富有教學意義的語言片段進行分析，例如對“教師啟發——學生反應”語言片段的分析，比較不同國家師生圍繞一個內容進行語言互動的時間．

第四，既關注教學的各個要素，也關注教學的結果——教學質量高低的分析．研究小組把很大的精力放在了教學各個要素的分析上，如教學內容、教學方法、教學組織形式等，但在最后，研究小組對各國錄像課教學質量的水平等級進行編碼，以比較不同國家錄像課教學質量的高低．

5 錄像課研究中的問題及解決方法

TIMSS錄像課研究，在其實施的不同階段，面臨很多的問題或挑戰．主要表現在以下幾個方面．

5.1 抽樣的問題

總體來看，抽樣的數量基本滿足了研究的需求．但是“在一個特定的課題領域，一份100個課堂的樣本從全國的角度來說還是太小了，而且也因為每一名教師只能提取一個樣本而受到了進一步的限制．”[3]為此，這個研究小組在后來實施的“學習者視角研究項目”中，改變了抽樣的方法，不是抽取一位教師的一節數學課，而是每位教師連續的10~15節數學課，以更深入地了解不同國家課堂教學的特點[4]．

5.2 編碼理解一致性問題

相對于抽樣存在的問題，編碼過程中面臨的問題更具有挑戰性．不同文化背景下的編碼者，對同一個內容的編碼存在差異．為解決這個問題，項目組在日本、德國和美國3個國家，每個國家選擇了兩名不同專業（精通數學專業和數學教學專業）的編碼成員，構成編碼小組，共同開發編碼方案．這6名小組成員通過觀看27節測試錄像課，完成編碼方案的開發任務．

5.3 編碼內容的選擇問題

對于研究者來說，課堂教學信息量大，如何選擇能反映教學特征的信息進行編碼，是面對的首要問題．為了解決這一問題，研究者采用了定性研究與定量研究相結合的方法：首先采用定性的方法，對某個國家一節或多節課進行定性的語言描述，并與相應的視頻片段結合，以便能對視頻片段的涵義有統一的理解．在此基礎上提出假設．然后，依據這種假設，對全樣本錄像課進行定量分析，來驗證或修正假設．在操作方法上形成了“課堂觀察—提出假設—編碼—驗證”的流程．例如，課堂被打擾是觀察美國課堂提出的假設，而日本編碼者對此提出了異議．因為在日本，課堂被打擾是幾乎不存在．但是進一步的定量分析則證實，這種課堂打擾在美國課堂很普遍，成為美國教學區別日本教學的一個特點．正是運用這種定性與定量研究相結合的方法，研究小組選擇并確定了編碼的重點內容．

6 TIMSS錄像課研究的借鑒意義

TIMSS開創了運用大規模錄像課研究進行不同國家課堂教學特點研究的先河．它不僅使參與國了解學生數學、科學學習成就的現狀，而且深入了解參與國的課堂教學的特點，為各國尤其是美國改進教學提供了重要的依據．這種指向改進的錄像課研究具有如下借鑒意義．

6.1 為診斷教學問題、改進教學提供借鑒

TIMSS錄像課研究的最終目的，是以數學學業測試成績較好的發達國家德國和日本為參照系，審視美國中小學數學教學存在的問題，進而提出改進教育實踐的建議．從CIPP教育評價模型的視角來看TIMSS的研究，可以發現TIMSS對學生學業質量的測評，是對教育結果的評價．TIMSS錄像課研究，是對教育過程的評價．正如Stufflebeam所說，CIPP評價的目的是改進，而不在于證明[5]．這種既重視教育結果的評價，也重視教育過程的評價，有利于評價者更深入、全面地理解評價對象的問題和優勢，從而更有助于教育的改進．盡管TIMSS錄像課過去很多年了，其教育評價為教育改進服務的理念仍值得學習．

6.2 為全面評價課堂教學質量提供借鑒

TIMSS進行的錄像課研究，既有等級質量優劣的分析，也有教學內容、教學方式、組織形式、教學語言等各個教學要素的分析．等級質量的分析，在于判斷課堂教學的質量，以便進行橫向和縱向的比較，使評價者了解課堂教學質量水平．而教學要素的分析，在于分析課堂教學的特征，使評價者了解課堂教學質量的影響因素．因此，在評價課堂教學時，不能僅僅進行質量高低的判斷，僅僅給一個分值或等級，同時還要對課堂教學要素進行“麻雀解剖”，以了解影響課堂教學效果的因素．

6.3 為構建教育質量監控體系提供借鑒

TIMSS作為一項國際比較教育研究，不僅采用了學業測試、問卷調查和課程分析，而且將錄像課研究作為監控體系的組成部分．在國際視野下，分析不同國家數學教學的特征．依據此結果，對美國的教學實踐進行多方面的反思，并提出相應的改革建議[6]．由此可以看出，這種基于測試結果的錄像課研究，是教育質量國際比較研究的重要措施，使研究者不僅可以了解學生學業質量的差異，而且可以了解與學業質量相關的課程差異、課堂教學差異．

當然，由于TIMSS錄像課研究是第一次進行的國際課堂教學評價的比較研究，難免會存在各種不足，如錄像課樣本過于隨機導致課程內容差異太大，從而影響比較的深入；不同國家課堂教學受文化影響差異較大，難以評價其優劣；錄像課編碼的種類有待完善等．但它的探索，為中國教育評價研究提供了很多借鑒．

［參考文獻］

[1] 黃榮金．國際數學課堂的錄像研究及其思考[J]．比較教育研究，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] 曹一鳴，賀晨．初中數學課堂師生互動行為主體類型研究——基于LPS項目課堂錄像資料[J]．數學教育學報，2009，18（10）：38-41．

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

[6] 黃丹鳳，趙中健．基于問題的美國TIMSS研究[J]．全球教育展望，2007，（7）：37-42．

[責任編校：張楠]

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

北京教育科學“十三五”規劃重點課題——基于錄像課分析的教學問題診斷研究（CADA16035）

何光峰（1971—），女，山東聊城人，研究員，主要從事教學質量監控與評價研究．