基于Python語言對高中信息技術“同課異構”的S-T分析

侯巖 王穎 趙健如 王玉龍

摘要：本文作者在國家教育公共平臺“一師一優課”中選取高中信息技術實操類課程和理論類課程相同內容各三節課進行“同課異構”的實證分析，介紹了S-T分析法的內涵以及分析流程，并利用Pycharm軟件編寫Python數據分析程序繪制S-T圖、Rt-Ch圖，科學地呈現師生教學行為及過程，計算得出本節課的教學模式，并分析了教學問題，為提高課堂教學效率和促進教師自我發展提供了可行依據。

關鍵詞：Python數據分析;S-T分析法;高中信息技術;行為分析

近年來，隨著教育信息化和教師專業發展相關課題的不斷深入開展，教師更加迫切地需要對自己的課堂教學展開理性、深入的反思與研究，借此提高自身的專業水平。S-T分析法是一種直觀有效的教學分析方法，它可用于對教學過程進行定量的處理和評價，獲取客觀信息判斷課堂教學模式，有利于教師進行深刻的教學反思，完善課堂教學。

S-T分析法

1.S-T內涵

S-T分析法是對教學過程進行定量分析的典型方法之一，“S”代表“student”，指的是學生在教學過程中的行為;“T”代表“teacher”，指的是在教學過程中教師的行為。S-T分析法是通過記錄教師和學生在課堂中的表現，統計數據形成圖表分析最終結果。

2.S-T分析流程

S-T分析法的流程，首先是選定一節課，然后根據一定的時間間隔（如15s、30s），記錄教師和學生的行為，當在時間節點是教師的行為就記為“T”，如果是學生的行為就記為“S”，教師與學生交互對話的行為就記為“D”（計算Rt、Ch時D作T處理）。王陸與張敏霞編著的《課堂觀察方法與技術》一書對教師與學生的行為進行分類與定義，如表1所示。

通過繪制RT-CH圖確定教學模式，Rt即教師T行為占有率，表示教師T行為數與行為采樣數的比例，其中N表示教學行為的采樣總數，Nt表示T行為的采樣數。Ch即師生行為轉換率，表示教學的過程中T行為、S行為間的相互轉換次數與總的行為采樣數之比。

在課堂行為教學過程中，Rt=Nt/N，Rs=Ns/N。其中Rt值越高，教師活動越頻繁，表示該節課以教師為主，師生行為轉換率（Ch）Ch=（g-1）/N，g為序列數。其中，Ch值越高，表示師生互動越頻繁，Rt值、Ch值繪制在Rt-Ch圖中，橫軸為Rt，縱軸為Ch。S-T分析法劃分的教學模式分為練習型（Rt≤0.3）、混合型（0.3

同課異構的課程S-T分析

1.選題介紹

由于高中信息技術課程是理論與實踐并重的學科，為了更好地評估信息技術課程在教學中的實際應用情況，本次分析查找了兩類課程，一類是實操類課程，另一類是理論類課程。本研究以浙教版《必修1 信息技術》基礎教材為例，圍繞以《網頁制作》為例的實操課與以《信息的安全與保護》為例的理論課進行同課異構的S-T分析。

2.數據統計

課程內容選自浙江省教育出版社出版的高一年級教材，選擇不同教師的相同教材內容，實操課《網頁制作》選取三位教師（A教師、B教師和C教師）作為研究對象，理論課《信息的安全與保護》選取三位教師（D教師、E教師和F教師）作為研究對象。

首先反復觀看教師的授課視頻，并遵循S-T分析法對學生和教師的行為進行記錄，六位教師的授課時間基本都在40分鐘左右，以15s為一個時間間隔，通過教師和學生的行為比例來確定該時間段是教師行為（T）還是學生行為（S）或者是師生互動行為（D），進行數據匯總記錄，如表2所示。

3.數據分析

以A教師教學行為數據為例，通過Excel表格對教師的教學行為進行反復觀察，按照一定的時間間隔進行記錄統計，得出教學過程觀察記錄表，然后通過Pycharm軟件編寫Python數據分析程序，得出S-T曲線圖和Rt-Ch圖，代碼如圖1所示。

首先導入A教師的教學行為記錄Excel表格，提取數據集，運行如下頁圖2所示。

然后刪除文件的第一列，并定義數據類型，提取數據狀態列表，運行如下頁圖3所示。

由于data.values為嵌套列表，value把data.values的元素按順序全部放入value列表，運行如下頁圖4所示。

創建一個空列表放坐標點（x，y）。如果第一個元素為S（學生），那么xy列表的變化從空變為[[0，15]];如果第一個元素為T（教師），那么xy列表的變化從空變為[[15，0]];如果第一個元素為D（交互對話），那么xy列表就變為[[7.5，7.5]]。利用循環語句，增加第二個數組直到循環結束輸出狀態坐標，運行如圖5所示。

最后，導入畫圖函數模塊，設置xy的坐標與屬性，設置圖的字體，最終生成S-T圖。

（1）實操課分析

通過以上代碼實現教師行為的數據分析，生成A、B、C三位教師的S-T曲線圖（從左至右），如圖6所示。

由A教師的S-T曲線圖可知，A教師的曲線前半截趨向T行為，后半截趨向S行為，且最后的T行為和S行為都有較為連續的現象。本節課基本由教師講授，學生以聽為主，基礎知識的講授與演示操作由T完成，然后教師找學生演示。

由B教師的S-T曲線圖可知，B教師的曲線圖基本上趨向T，即教師行為偏多，最后給學生實踐練習。本節課授課時間相對較短，主要是由教師進行基本知識講解，在第26分鐘時找學生進行演示，然后在29分鐘時講解，小組進行討論，合作完成網頁，從圖中可以看出學生行為集中在后半段，最后教師根據學生操作遇到的問題進行解疑并總結本課所學知識。

由C教師的S-T曲線圖可知，C教師的曲線圖基本上趨向S行為，整節課學生行為占比較高。本節課學生已經掌握基礎知識，教師讓學生在做中學，在第17分鐘時教師講解完成讓學生進行操作演示，教師及時總結說明，根據操作中遇到的問題來解答疑惑，所以學生的操作集中在課堂的前半節，后半節主要是教師解疑，學生再操作，教師再解疑，不斷循環優化操作的過程。

通過三位教師的S-T曲線圖，可求得Rt和Ch的值（如表3），并繪制三位教師的Rt-Ch圖（如圖7）。

①分析教學行為、教學模式。根據表中Rt和Ch的值可得教學模式分析結果，A教師和B教師都屬于講授型。但是在課堂中A教師行為所占比例相對更多，更注重教師對學生的單項知識傳遞作用;B教師在授課過程中以PPT和演示實驗作為主要教學手段，教學中以教師講授為主、學生活動為輔完成教學內容的學習過程;C教師的課堂中學生活動所占比例較多，教師重在引導學生在練習中發現問題獲得新知。

②分析課堂中的教師和學生的教學行為。通過教學活動中教師提問的時間節點、學生思考交流的情況來進行分析。從S-T圖可以看出B教師導入環節與學生交流相對頻繁，這樣會使課堂氛圍更為活躍，學生積極性得以及時調動。從課中這個環節來看，C教師的教學過程更多的是學生在操作，這與課程性質不謀而合，實操類課程就是讓學生在操作中獲取新知，在操作中質疑，在操作中收獲。

③分析教學過程中的師生教學互動。在教學方法上A、B教師都采用講授型，一方面學生動手操作時間太短，不利于知識的掌握，另一方面學生難以深入思考問題，隨大流簡單完成任務無法達到滿意的教學效果。C教師整節課基本都是讓學生進行操作，實施任務驅動，當學生在操作中遇到問題時，教師進行解答交流，學生在實踐中獲得新知，這有利于學生核心素養的提升，但是學生操作時間過長，建議把每節課的練習任務分成一個個子任務，避免學生操作時間過長造成低效率探究。因此，對于信息技術實操課比較推薦C教師的練習型教學模式。

（2）理論課分析

通過以上代碼實現教師行為的數據分析，生成D、E、F三位教師的S-T曲線圖（從左至右），如圖8所示。

由D教師的S-T曲線圖可知，D教師的曲線圖前半段偏向于T教師行為，且曲線中有師生短時間交叉連續現象，整個教學活動中師生互動相對較好。D教師通過情境導入，把任務分成小組來完成，在上課第22分鐘時小組進行交流探究，然后教師以提問的方式由已知引入未知，避免單一枯燥的理論講授，更好地促進了學生的學習。

由E教師的S-T曲線圖可知，E教師的曲線圖在課堂的約前三分之一時段都是教師單向授課，然后小組探究學生討論，教師及時解答疑難，師生互動頻繁交替進行。教師采用探究式教學，說明本節任務以后，在上課10分鐘左右小組開始討論，討論過程教師深入各小組查看討論情況，并及時予以指導，3分鐘后討論結束，教師提出問題小組成員作答，然后教師進行總結。由于這節課是在機房上課，基礎知識探究完成后，教師讓學生自己進行殺毒軟件的操作，并及時予以指導。

由F教師的S-T曲線圖可知，F教師約前四分之一的課堂時間是教師單向導入，然后大段曲線趨向S，接著師生頻繁交替地進行教學活動。教師通過創設情境，用視頻導入課程，看完視頻讓學生概括概念完成任務單，接著讓學生闡述自己的理解，教師進行再次講解并提出疑問，學生再次回答，接著教師進行總結，最后進行實際操作。但由于時間較短，教師讓學生自己進行殺毒軟件的操作，時間并不是很充分。

通過三位教師的S-T曲線圖，可求得Rt和Ch的值（如表4），并繪制三位教師的Rt-Ch圖（如圖9）。

①分析教學過程、教學模式。對《信息的安全和保護》三節課的同課異構，通過S-T和Rt-Ch圖看出該教學模式都屬于混合型（探究），教師在授課過程中以PPT、視頻及學生小組討論作為主要教學手段，在教學過程中積極與學生交流互動，引導學生積極思考、動手實驗，該教學模式能充分發揮學生學習的主體地位，教師作為引導者，創設學習情境，組織學習過程，鼓勵學生完成知識建構。

②分析課堂中教師和學生的教學行為。深入觀察課堂行為，首先D教師在基礎知識講解部分完成后，在展示小組任務環節采用了板書形式，十分浪費課堂時間，可以充分利用PPT等相關設備提前布置任務;在討論環節，學生更多的是自己看書查資料，課堂密度較低不能引發有效的交流思考;教師也沒有對學生回答的問題進行必要的解釋或者補充。F教師在課堂交流討論環節時間過于寬松，不利于更好地把控課堂且學生交流時間過長會適得其反。E教師的教學行為相對較好，互動積極，逐層遞進，由淺入深。

③分析教學過程中師生的教學互動。對于理論課，教師單一的講授和給學生過長時間討論交流，都不利于教學效果的達成。理論課比較推薦E教師的講授方法，E教師善于把大任務劃分成子任務，明確交流時間，提升交流效果，逐個完成教學任務。

研究結論

由于信息技術是一門理論與實踐并重的學科，在教學工作中教師要對教學內容有清晰的定位，明確其是偏重操作類還是偏重理論類。對于操作類課程，在教學任務的安排上，要善于把大任務分割成若干子任務;在教學時間的安排上，每個子任務的探究時間要在十分鐘之內，這樣有利于提升實踐的效率且易讓學生獲得成就感。對于理論類課程，要避免“滿堂灌”，對枯燥又抽象的概念應盡可能創設生活情境，由已知到未知，由淺入深，在學生討論后教師再進行概念深化補充，使其在做中學且強化師生的互動頻率，營造積極的課堂氛圍。

參考文獻：

[1]王陸，張敏霞.課堂觀察方法與技術[M].北京：北京師范大學出版社，2012：157-158.

[2]傅德榮，章慧敏.教育信息處理[M].北京：北京師范大學出版社，2001：95+104.

[3]程云，劉清堂，王峰，等.基于視頻的改進型S-T分析法的應用研究[J].電化教育研究，2016（06）：90-96.

[4]鄭太年，仝玉婷.課堂視頻分析：理論進路、方法與應用[J].華東師范大學學報：教育科學版，2017（03）：126-133，172-173.