新技術重構區域研修及相關應用探究

洪竟雄

（重慶市九龍坡區教育信息技術與裝備中心，重慶 400041）

一、研究背景

步入信息時代，世界發展的大趨勢是信息化、網絡化和全球化。教師教育在此變革中也逐漸引入信息化的學習和培訓方式，助力教師專業素質的提升，改善教育質量。近年來，網絡研修成為信息時代教師繼續教育的新模式，教師研修的方式不斷創新。其中，網絡研修社區憑借能為教師研修創設靈活、個性化的學習環境，使教師研修社區化、常態化，成為一種新興的教師研修模式。

1.教育改革深化對教師專業發展的要求

隨著國家教育改革的深化，新的教育觀、課程觀、教師觀、學生觀等各方面都對教師專業發展提出了更高的要求。2018 年《教師教育振興行動計劃（2018-2022年）》啟動“互聯網+教師教育”創新行動，推進教師教育信息化教學服務平臺的建設和應用；2018 年《教育信息化2.0 行動計劃》提出全面提升教師信息素養，提高教師信息化教學能力[1]；2019 年1 月12 日，教育部教師工作司司長任友群提出：“教師隊伍建設應置于基礎教育改革的優先地位，主要包括教師培養和教師培訓兩個方面。”

2.教師培訓面臨技術應用的發展趨勢

當前是一個變化的信息時代，“互聯網+”必將給教師培訓帶來深刻的影響。堅持不懈地推進教育信息化，努力以信息化為手段擴大優質教育資源覆蓋面，大力促進教育公平，將會使教育更加個性化、教育更加均衡化、管理更加精細化和決策更加科學化。

3.研修活動面臨“三難”

教研員的主導作用和教師的主體作用難以理順，教師參與研修的主動性不足，被動應付，效率低下[2]。

傳統研修活動受時間和空間制約，組織困難，造成研修活動參與面不大，參與率不高，導致受益人數少，容易流于形式。

研修活動的資源匯聚與優化、任務協同與研究等相關數據采集困難，教師個性研修、自主研修以及反思改進都缺少數據支撐。

二、新技術支持下的區域研修模式構建

華中師范大學提出的區域研修是在一個行政區域內，由電教、教研等幾個部門聯合開展的教師研修模式，是對傳統教研模式的補充和超越，是促進區域教師專業發展的重要方式[3]。

依托“教育部-中國移動”科研基金項目“信息技術支持下的區域教研模式研究及試點”，華中師范大學提出了信息技術支持下的三種研修模式。在此基礎之上，本研究運用人工智能和大數據等新技術重構了三種研修模式，并利用北京中慶現代技術股份有限公司提供的“智課系統”來開展，具體如下：

（1）教師工作坊主題研修

教師工作坊是由多名教師組成的學習共同體，目的是讓學員們針對實際教學問題，相互溝通對話、共同思考、解決問題，實現個人知識和能力的提升[4-6]。

如表1 所示，在“課例學習和實踐教學”兩個環節，引入人工智能對課堂觀察的自動分析技術，重構為有數據支撐的“精準教研”，利用課堂的教學行為、教學模式、學生課堂表現曲線和教師能力矩陣等數據，結合線上的經驗評課，對課堂教學實現全面畫像和解析。

（2）智課支持的課例研修

課例研修是由多個教師通過線上線下共同打造一份優秀課例，其流程如表2 所示。

表1 教師工作坊主題研修流程表

表2 智課支持的課例研修流程表

在“實踐教學和觀摩研討”兩個環節，引入人工智能對課堂觀察的自動分析技術，重構為有數據支撐的“精準教研”。

（3）基于同步課堂的教師同儕研修

在區域中構建跨校同儕研修機制，實施切實可行的教學反思路徑，提升教師的教學技能，從而使大規模的優質教師教育資源實現共享，促進教育公平和均衡發展[7]。

如表3 所示，在“名師課例、實踐教學和總結研討”三個環節，均引入人工智能對課堂觀察的自動分析技術，重構為有數據支撐的“精準教研”。

三、新技術支持下的區域研修模式工具設計

教室是開展信息化、智能化教學活動的基本場所。教室以具備人工智能算法的智能終端為核心，整合錄播系統、教學系統、互動系統、中控系統等設備的功能，并通過大數據相關技術，對課堂教學數據進行采集和分析。其中主要使用到智課的三個模塊：精準教研、磨課中心和直播。

1.精準教研

智課平臺上精準教研的實現需要在線上創建教研組，組內成員可以在PC 端或是手機APP 上根據評課量表和課堂數據進行評課；課程結束后，精準教研系統會自動生成該堂課的教學行為數據、學生課堂表現散點圖和曲線、教學模式和教學能力矩陣。

表3 基于同步課堂的教師同儕研修流程表

（1）教師、學生行為可視化數據

如圖1 所示，人工智能技術可以自動分析的教師課堂行為有：講授、板書、師生互動和巡視；學生行為有聽講、讀寫、應答、舉手和生生互動。綜合考慮算力成本和采集精度，可實現6 秒的采樣間隔，每節課共400 個數據點。這樣的機器分析方式提升了課堂行為分析的顆粒度[8]。

圖1 師生課堂行為數據

（2）精確到學生個體參與度分析

精準教研借助人工智能技術可以每2 分鐘統計一次班級全體學生的表現情況。模型設計為統計單個學生的個體行為與整體行為的匹配度，每隔2 分鐘計算出每個學生的參與度散點。依據學生個體表現，教師可以清楚地了解每個學生課堂學習狀態。

（3）用RT-CH 圖反映教學模式

借助ST 分析理論和人工智能算法，可以自動得到圖2 中所示的圓點。在這個例子中，該點位于上方三角形區域，反映出該節課是對話型課堂。

圖2 S-T 分析教學模式

（4）能力矩陣直觀反映教師教學能力分布

教師能力矩陣以LICC 范式的課堂評價為基礎，結合算法的可實現性和學校實際情況設計了4 個維度、12個視角、30 個觀察點的觀察量表。根據量表評價可以實時映射為能力矩陣，用不同色塊表示出相關能力的強弱。以圖3 為例，該節課的教師教學維度中，課堂組織能力有待提升。

圖3 能力矩陣

2.磨課中心

智課平臺的磨課中心可以為老師提供一個線上備課、討論的平臺，方便教師課前上傳教案、課程PPT 和課例學習的視頻，參加研修的相關教師、學科專家都可以在評論區進行留言互動，每一次備課討論都可以記錄并歸檔。

3.同步課堂

“傳統聽課”教師會坐在教室的最后一排現場進行聽評課，因此會對課堂產生一定的影響。利用教室內的錄播系統及其直播功能，可以實現會議室觀課等形式的同步遠程聽課，減少對課堂正常授課的干擾。

四、精準教研支持下的研修實踐

本文以重慶某區A 學校教師的區域教研活動為例，基于中慶智課精準教研平臺，詳細說明三種研修的具體實踐。

1.基于精準教研的教師工作坊主題研修

在教師工作坊主題研修活動中，學校選擇以“同課同構”主題進行案例研修，將教研活動分為四個階段：第一階段為團隊組建和課例學習；第二階段為教學實踐和量化評價；第三階段為專家交流與點評；第四階段為職初教師教學反思。

為了本次研修活動順利開展，區教育局成立了A 學校、華中師范大學企業和北京中慶現代技術股份有限公司三方協同合作的團隊。趙老師是A 學校小學數學組的骨干教師，馮老師是剛走上教師崗位一年的職初教師，兩位老師樂于接受新事物，積極參與，成為本次研修的對象，他們希望通過參加教師工作坊主題研修，改進自己的教學實踐行為，獲得顯著的專業提升。

數學組老師在共同制作《找規律》教案后，通過磨課中心修改、討論教學設計。在課例展示的過程中，課題組教師使用“精準教研APP”通過教室或是觀看直播進行評課，評課結束后，智課成長平臺會生成包含教學行為、課堂表現、教學模式以及教師能力矩陣的精準教研報告。

第二階段由職初教師馮老師進行《找規律》的課例展示，結束后同樣生成精準教研的數據報告。對比兩位老師的課堂觀察報告，從教學行為看兩位老師的講授占比都是50%多，沒有太大的差別；從課堂表現曲線看，課堂前期，馮老師明顯比趙老師低，之后會回看視頻去尋找原因；從課堂類型看，馮老師是混合型課堂，趙老師是對話型課堂，而實際課堂中，趙老師在課堂中充分讓學生去質疑、表達，培養學生的發散性思維。

第三階段由省電教館的領導和兩位老師進行交流，首先是結合數據報告對兩位老師的課程進行了點評。

第四階段由職初馮老師進行教學反思，相比之前的教學反思，結合數據報告后的教學反思更加具體。本節課講授占比52.55%，表明教師還是沒以學生為主體，自己講解的較多，而在課中，教師在提問環節讓幾個學生回答后草草收回，并用大量自己的話來講解知識；課堂表現曲線2 到16 分鐘內，學生的一致性不高，而在這段時間內，教師反思自己講課不夠聲情并茂，不能總是吸引學生注意力；從教師能力矩陣中，教師可以清楚地認識到自己以后需要提高“課堂管理”能力。

2.智課支持的課例研修

在智課支持的課例研修中，學校將教研活動分為三個階段：第一個階段為團隊組建和集體備課；第二階段為“第一稿”教學實踐與調整修訂；第三個階段為“第二稿”教學實踐與調整修訂，最終形成優秀的教學設計。

第一階段選取語文教研組作為案例的研究對象，《荷葉圓圓》為研修課例。語文教研組將教案上傳至磨課中心，教師在評論留言區議課后，集體備課，形成第一稿教案。

第二階段由陳老師進行課例展示，語文教研組的其他老師使用精準教研APP 進行評課，課程結束后生成精準教研數據報告。語文教研組結合數據報告進行研討，從教學行為看，舉手、生生互動和師生互動比例高，該節課師生交互較多，課堂形式較豐富，教學能力矩陣可以明顯看出在課堂文化方面有待提高。線下研討結束后，將課程視頻上傳到磨課中心，教研組成員結合視頻，提出教學設計需要修改的地方，最終將修改后的教案在線上歸檔。

第三階段由宋老師根據修改后的教學設計進行課例展示，其他教師使用精準教研APP 進行評課。語文教研組結合數據報告進行線下研討，從教學行為可以明顯看出教師的講授較多，達到75%，課堂未能凸顯學生的主體地位，生生互動只有2.2%，小組合作方面有待提高；教學模式經過改進后變為對話型；從能力矩陣來看，在教學內容上有所欠缺，結合教學過程，該教師字詞的教學不夠科學。研討結束后，上課教師可以在精準教研頁面根據視頻雙屏同步、課堂表現曲線進行課后反思。同樣將教師上課視頻上傳至磨課中心，教師結合視頻進行磨課，修改教學設計，最終生成一份優秀的教案。

3.基于同步課堂的教師同儕研修

基于同步課堂的教師同儕研修是B 小學和A 學校共同進行的跨校教研。通過同步互動平臺和精準教研，探索B 小學幫扶A 小學的常態化教師同儕研修活動。本次活動將教研活動分為三個階段：第一個階段為團隊組建和跨校磨課；第二個階段為名師和職初教師進行課例展示；第三個階段為兩校進行互動研討。

第一階段選取B 小學和A 學校數學教研組的教研活動為研究對象，《年、月、日》為課例。兩校的教師在磨課中心進行跨校線上研討和備課磨課。

第二階段由B 小學蔣老師和A 學校劉老師進行課例演示，B 小學蔣老師現場上課，A 學校老師在A 會議室實時觀摩，使用精準教研APP 精準評課；其次是A 學校劉老師現場上課，B 小學老師可以通過直播實時觀摩，使用精準教研APP 精準評課；課程結束后，智課平臺會自動生成精準教研報告。

第三階段由兩校老師通過互動設備進行遠程研討。兩校老師依次對蔣老師和劉老師的課進行點評，兩校老師之間的互動研討增進了數學組老師們的交流、互相學習，實現了百年名校幫扶新校的目的。

A 學校的職初劉老師在研討后結合數據報告進行了教學反思。從教學行為來看，講授行為明顯偏多，沒有發揮學生的主體性和積極性，在今后會減少知識的講授；從課堂表現曲線看，在導入階段，通過猜一猜以及圖片呈現，激發了學生的學習興趣，但相較于蔣老師的課堂表現還有一定差距，表明其還需進一步提升課堂掌控力。

五、結束語

隨著以移動通信、云計算、物聯網、大數據、人工智能等為代表的新興信息技術在教育領域的應用，教師的研修模式也融入了新技術，從基于經驗的教研轉變為基于經驗與證據相結合、線上與線下相結合的區域教研。具備智能課堂分析功能的設備進入普通教室，將促進“經驗+數據”教研方式的常態化。