基于TIMSS課堂分析的信息技術學科質量提升對策研究

王蕾

教學現場

課堂教學效益的提升，始終是教師個人發展的重要需求之一，而教師在不斷反思教學過程時，可以獲取最佳的行為方式。但問題存在于反思的途徑，即如何尋找合適的工具，進而提供準確數據，是提升教學質量的關鍵。

問題分析

教學反思是備課中的重點環節，借助一定的工具，可以反復觀察教學細節，將其中有益的環節放大，有憾的部分修正，以達到優化教學過程、提升教學效益的目標。

TIMSS課堂分析的理論溯源與概念界定

TIMSS全稱為The Trend of International Mathematics and Science Study，簡稱TIMSS。它是由國際教育成就評估協會主持，美國波士頓學院TIMSS國際研究中心設計和實施的教育研究項目。2003年，TIMSS更名為“國際數學和科學趨勢研究”，并沿用至今。具象在課堂教學中，TIMSS歸結為課堂教學錄像法，即借助攝錄設備將課堂教學的全過程拍攝下來，由教師本人或研究團隊對教師的課堂教學行為進行分析，通過對課堂教學視頻或微視頻的分析，提高教師課堂教學效能。TIMSS是一種分析定量化研究，其編碼系統設有二級、三級編碼方式，使數據呈現更加細致明確。

信息技術作為一門歷史較短的學科，一線教師急需尋求有效的工具，提升自我的教學效益。筆者發現在信息技術課堂教學中，為提高教師的教學效益，可借鑒TIMSS教學錄像課編碼系統的特色，在iFIAS編碼系統的基礎上，對TIMSS編碼系統進行課程化改進，并將編碼系統分為教師語言編碼和學生語言編碼，對同步互動專遞課堂中的教學行為進行探究分析，研究傳遞課堂中師生言語的特點。

信息技術課堂教學現狀與主要問題

從教師教學的角度分析，有以下一些突出的問題：信息技術課時緊張（多數省市每周1課時），課程內容更新速度較快，教師可鉆研教材時長不足。在整體課時有限的情況，為了解決以上問題，教師急需適宜的觀測工具，通過設定有效的觀測點、借助適宜的數據分析，用以提升教學效益。

從學生學習的角度分析，信息技術學習活動多采取知識點局部探究、動態認知過程、作品呈現方式、半開放式作品拓展、腳手架式作業輔助等形式進行。但是在實際的學習過程中，師生自身某些慣性思維和行為方式，會讓學習過程陷入例行過程中，缺乏一定的創新思維。

TIMSS課堂分析可以為教師提供良性的反思空間，即借助錄制設備和數據源，給教師提供客觀的數據和結構化的反思材料，進而采用最為便捷、高效的形式來指導學生的學習。通過符合學情和教學硬件環境的實踐操作，讓學習效能最大化。在此基礎上，教師可以調整教學行為，將教學設計突出思維的開放性和學習過程的動態性，強調通過具有高性價比的手段進行學科教學，摒棄為了體現設計“亮點”而刻意采用的具有較高教學成本或占用較長時間的設計過程。

基于TIMSS課堂分析的教學設計包括兩個部分：觀察角度的選擇和反思教學的運用。教學策略的選擇是指對教學過程的合理安排，選擇富有建設性的、符合學生學習要求的策略。學習工具的運用是適宜的技術手段和媒體的應用，以符合學生的認知習慣、提升學習力為原則，選擇高產出低要求的學習工具和媒體。

TIMSS課堂分析的研究方向

方向一：確定表現性目標

基于TIMSS課堂分析的研究方向之一是確定表現性目標。在常見的課題中，教學目標與教學過程容易偏離，以致產生目標和行為剝離的尷尬狀況。教師深陷其中，往往不自知。通過對錄制視頻觀察，將目標進行顯性的分析，觀察其表現性的實施狀況。反思后，進行教學第二環節的重構教學中，教師借助必要的設計方式，將煩瑣的過程精簡化，將其中過于復雜的部分進行結構化處理，突出重點。

（1）原設計

《走近人工智能》一課是近期的熱點內容之一，在諸多的教研課中均有所涉及。在本課的常規教學過程中，教師慣常的做法是：通過實物案例導入課題→學生觀看生活中的人工智能應用（如視頻、動畫等素材）→觀察其中的工作方式→揭示課題：認識人工智能+機器學習→介紹相關機器學習的工作原理。自此完成導入與新授部分的教學。然而，觀察后發現，超半數學生的作品與主題不符，甚至出現無作品的尷尬情況。

（2）思考焦點

通過基于TIMSS的課堂分析，教師發現過程中的表現性目標偏離：此設計看似從實際出發，結合了學生的生活經驗，有一定的認知聯動性。但是在授課中不難發現，生活中的人工智能包括聲控樓道燈、人體感應樓道燈、智能家電等多種形式，學生往往不能立刻領悟到人工智能和生活實踐之間的感性聯系，使得認知過程中目標模糊。另外，在傳統設計中，教師建立目標、學生達成目標的學習模式，不利于學生進行作品創新，因而深度學習的創新設計理念無法落實。

（3）改進型設計

依據視頻分析，教師及時調整教學層次，將表現性目標進行具象化，通過更加貼近生活實際的方式，優化教學過程。教學建議如下：

教師播放生活中的人工智能工具，如小度音響、天貓精靈等，讓學生暢談使用體驗。并提問：你還能舉出哪些實例？

學生聯想到生活中的其他實例。

教師歸納實例中的共同特點，即機器具有一定的自動性。點題“人工智能”，并通過實物提出共性特征有哪些。

生：智能識別、智能轉換、有效判斷。

師：初步了解AI的工作原理后，今天可以設計什么樣的智能作品呢？

（學生小組討論后，進行匯報）

組1：智能夜燈→提示嬰兒已經睡醒，呼喚家長。

組2：智能電話→轉換中文英文，達到無障礙通話的目的。

……

教學評析：在該教學過程中，教師將“記住人工智能”的過程，改為通過實踐進行物化;“人工智能的深度學習”改為三個基本的功能體，并由學生自主選擇體驗項目。這樣不但能縮短教學時間，還能將教學目標進行表現性的整理，突出其對學習難點的理解程度，獲得了教學效益的最大化。

方向二：優化教學過程

基于TIMSS課堂分析的研究方向之二是優化教學過程。教學過程的優化是實現學科核心素養的重要載體，在具體的教學實踐中，教師常會在情境的設置和作品的呈現中進退兩難。而選擇能夠涵蓋全部的知識點的作品形式，整合零碎的情境過程，可以更為鮮明地突出學習主題。

（1）原設計

《機器人滅火》一課的常規設計中，導入部分一般選擇相關視頻導入，如教師播放一段消防員滅火的視頻，引出本課主題，完成導入環節。新授環節中，教師指出，可以滅火的機械裝置為風扇，檢測火源的傳感器為火焰傳感器，再帶領學生了解這兩部分內容。教學過程乏善可陳，缺乏亮點，平鋪直敘，課堂氣氛不夠活躍。

（2）思考焦點

常規過程中，三個主題看似涵蓋了全部的知識點，但缺乏統一的命題。沒有共同的情境主題，各個作品之間在制作目標上是割裂的、沒有前后關聯的。這樣的設計形式會導致學生完成三個作品之后，缺乏整體的認知概念，不明白本課的知識主鏈，所以教學過程更多地流于形式。

（3）改進型設計

通過基于TIMSS的課堂分析，教師發現課堂氣氛不夠活躍的原因，其中之一是活動主題不符合學生的認知習慣，以致于學生參與不積極。于是二次重構中，教師設置一個游戲“祝你生日快樂”，讓學生感受吹蠟燭的方式，引出本課的第一個任務：如何巧用風扇吹滅蠟燭？

游戲導入后，引出舵機功率和程序的話題，帶領學生觀察真實風扇及舵機的結構，并嘗試如何優化及安裝。出示第一個任務——搭建與優化，同時給出相應的思考問題，供學生對認知過程進行反思：

問題一：風扇如何能準確地滅火？（思考機械結構的原理）

問題二：滅火需要多長時間？（思考電機驅動的原因）

問題三：舵機的速度和風扇轉速之間有什么關聯？（為下一輪編程奠定基礎）

教學評析：優化后的教學過程強調作品的集成性，通過這三個具體的小主題，讓知識點按需分配，在每一個教學過程中具有層次地串聯，既避免知識點的遺漏，又能夠強化不同知識內容之間的梯度。這樣不但能夠引發學生的思考，還能夠幫助學生最終實現“生日快樂”的大主題，達到了形式與內容的統一。這樣的設計過程，貼近生活，又不失情趣，符合兒童的認知習慣。

方向三：關注教學事件

基于TIMSS課堂分析的研究方向之三是關注教學事件。在信息技術學習過程中，教學事件看似偶然，卻是決定一節課成敗的關鍵。通過課堂分析，教師可以選擇適宜的策略來支撐教學活動。在課堂上，一個有效又簡單的事件處理方式，可以降低學習的成本，減輕認知負擔，讓學生輕松地掌握技巧，并能靈活地進行操作。

（1）原設計

“美化文檔”常規設計中，從尚未美化的文檔和美化后的文檔對比，引出主題，教師講解插入文檔的方法之后，演示如何插入，再讓學生通過學案練習，嘗試制作小報或其他作品形式，進行技能訓練。在教學中，學生出現多種問題：有相當數量的學生完全模仿教師的范本;有學生無意識地進行文檔的編輯，卻毫無美感;當教師追問學生某一操作的意思或功能時，經常出現學生說不清或者說錯的情況。

（2）思考焦點

以上問題是典型的技術控制教學出現的情況，雖然同屏技術能夠將細節放大，但是教學事件反射出的是教學過程的矛盾。技能強化導致以偏概全，讓局部控制了整體;美化徒有其名，進而影響了學習效率;缺少推進指引，會在實際操作中出現文不符題的情況。以上導致教學過程在此擱置，教師不得不停止任務推進轉而處理教學事件。

（3）改進型設計

通過基于TIMSS的課堂分析，教師將教學事件進行分類解析，找到共性的原因做出預設，并實踐到教學過程中。建議教學過程如下：

教師帶領學生分析：怎樣才算是“美化的文檔”？為了美化，我們應該如何做？引出文本編輯工具，介紹其工作原理，再通過觀察經典作品，找到其共性點，再分析其成功之處，讓學生充分感受到“美化”的真實目的。之后進入到試練階段，學生通過關鍵點的解析，達到技能掌握的目的。教師適時地組織討論，讓學生加深印象，得到更為豐富的結構化的框架。基本框架如下：

原事件1：學生照搬教師范例。

處理方式：提供經典解析，拓展學生素材供給。

原事件2：學生無意識地“美化”操作。

處理方式：提供步驟圖，給學生半成品框架。

原事件3：學生缺乏反思過程。

處理方式：提供多種評價標準，幫助學生反思作品，提高作品質量。

原事件4：學生無法實現某些預計的功能。

處理方式：提供多種已加工的素材，能及時、便捷地加入到文檔中去。

……

教學評析：通過對教學事件的關注，其實從學生認知需求的角度，放大了信息技術教學的附加價值，將必要的相似過程進行合并，突出一致性，節約相應的授課時間。增加拓展性的環節，將“作品的改進和反思”作為授課的重點內容，將設計的文檔變為真正意義上的“美化文檔”。

基于TIMSS課堂分析的前瞻性思考

基于TIMSS的課堂分析是一種“去繁為簡”的課堂觀察形式，觀察的結果是多層次的、多角度的。在觀察的過程中，教師能夠通過必要的途徑，對教學過程進行優化，既能突出整節課的教學優勢，也能創設必要的主題氛圍，將知識內容進行具體的細化。在實際的教學中，對教學設計反思的方式還有很多，如以減輕認知負擔為重點的“學習塔”、以拓展應用途徑為目的的“微型講壇”、以激發有效合作為目的的“學習方陣”等，都能成為提升教學效益的腳手架，為師生搭建適宜的教學過程。

基于TIMSS的課堂分析作為一種有效的課堂觀察形式，并非是放之四海而皆準的金規玉律，在具體的教學內容中，應根據教學對象進行針對性的處理，才能達到必要的教學需要。

首先，合理選擇適宜的錄制平臺。常規的基于TIMSS的課堂分析是采用DV等錄制設備。隨著新技術的更新，微格教室、流媒體在線技術等更為便利的技術已經走進了學校。利用這些有效資源，在當前技術手段較為豐富的情況下，教師不妨多接觸一些新鮮的事物，同時也吸取傳統方式的優勢，用拿來主義的原則對多種手段進行整合，達到最佳途徑的目的。例如，在線問卷系統有基于PC終端的、有基于移動終端的，具體的方式和軟件要根據教學要求來選擇。

其次，嘗試多樣性的反思形式。本文中涉及的教學過程均由前后兩節課的內容組成，在教學中，反思教學絕不僅僅是在兩節課中得以完全解決的。優化教學過程沒有唯一的答案，教師可以通過多種方式來探尋突破教學重難點的方法，不拘泥于某一種固定的形式。對于不同的知識內容，其選擇的教學方式不盡相同，可以有針對性地進行嘗試。

最后，觀察因生而置。各地區、各學校在教學硬件環境和軟件支持方面均有不同，觀察要因生而為。教師需要根據生源的情況，選擇適應當地需求的形式進行教學觀察。尤其是不能給學生造成過重的技術使用負擔，應選擇易于掌握、直觀即時的途徑或平臺，助力學生學習。例如，同樣是編程認知內容，可采用紙質學習單或修改已有程序的方式。殊途同歸，需要教師合理選擇，提升教學效能。