打造“智能診斷”，助力課堂教學(xué)

聶惠芳 | 廣東省東莞市石龍鎮(zhèn)中心小學(xué)

美國(guó)心理學(xué)家波斯納提出教師成長(zhǎng)的公式“成長(zhǎng)=經(jīng)驗(yàn)+反思”，體現(xiàn)了教師反思的重要性。現(xiàn)實(shí)教學(xué)中，教師雖然對(duì)此表示認(rèn)同，但真正能夠做到養(yǎng)成自覺(jué)反思習(xí)慣并熟練掌握反思方法的并不多。對(duì)此，廣東省東莞市石龍鎮(zhèn)中心小學(xué)利用基于AI大數(shù)據(jù)的課堂分析系統(tǒng)，對(duì)教師的常規(guī)課堂進(jìn)行智能診斷，從教學(xué)目標(biāo)的確定和達(dá)成、教學(xué)實(shí)施、學(xué)生的反映這三個(gè)指標(biāo)和要素出發(fā)，開展大數(shù)據(jù)分析，改變了原先基于經(jīng)驗(yàn)的主觀感受和價(jià)值判斷的“人為評(píng)課”模式，讓課堂教與學(xué)的行為更加清晰可見(jiàn)。

基于AI大數(shù)據(jù)的課堂分析系統(tǒng)

基于結(jié)構(gòu)的多模型聯(lián)合的課堂教學(xué)智慧評(píng)價(jià)系統(tǒng)（CSMS）是可以為課堂教研提供更加全面而科學(xué)分析的工具。它支持人工智能技術(shù)的應(yīng)用，能夠標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)化、模型化處理課堂音視頻和其他教學(xué)數(shù)據(jù)，并能重點(diǎn)從課堂思維激發(fā)、課堂活動(dòng)互動(dòng)、課堂支撐支架等方面為教師提供量化指標(biāo)和相關(guān)性分析，與傳統(tǒng)教研的質(zhì)性評(píng)價(jià)互為補(bǔ)充。其中，課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)指數(shù)（BCTI）立足于學(xué)生核心素養(yǎng)，將課堂教學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)分解為目標(biāo)定位、課堂藝術(shù)、課堂調(diào)控、思維激發(fā)、評(píng)價(jià)反饋、整體發(fā)展、合作交流、學(xué)習(xí)體驗(yàn)、目標(biāo)達(dá)成9個(gè)評(píng)分領(lǐng)域。

此外，CSMS還可以重點(diǎn)分析課堂對(duì)學(xué)生合作交流、思維方式的培養(yǎng)，評(píng)價(jià)課堂的教學(xué)互動(dòng)、教學(xué)風(fēng)格、思維特征、知識(shí)覆蓋，與通常立足于學(xué)科知識(shí)的學(xué)科分析形成互補(bǔ)。

分析系統(tǒng)支持課堂教學(xué)有效改進(jìn)

學(xué)校針對(duì)低、中、高三個(gè)學(xué)段，對(duì)老、中、青三個(gè)層次教師的40分鐘課堂進(jìn)行診斷，基于AI大數(shù)據(jù)的課堂分析系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，以教師為主導(dǎo)、以學(xué)生為主體的“雙主”理念無(wú)法得到有效落實(shí)。了解到這一情況后，學(xué)校改變了課堂教學(xué)的微結(jié)構(gòu)，進(jìn)而重構(gòu)教師角色和師生關(guān)系，開展了以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的課堂教學(xué)改革。

探索“一核三環(huán)六步”課堂模式。我們認(rèn)為，以核心素養(yǎng)為中心的課堂教學(xué)改革應(yīng)該更多關(guān)注學(xué)生課前、課中、課末的非智力因素，課堂教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施目標(biāo)應(yīng)更多指向?qū)W生的全面發(fā)展和教師的課堂反思性發(fā)展。

基于此，學(xué)校開始探索“一核三環(huán)六步”課堂模式，“一核”指堅(jiān)持以兒童為中心，以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，以核心問(wèn)題為導(dǎo)引；“三環(huán)六步”指課前“學(xué)—問(wèn)”、課中“研—習(xí)”、課末“結(jié)—拓”三個(gè)環(huán)節(jié)六個(gè)步驟。課前，教師可以讓學(xué)生自學(xué)課本與微課，提出自學(xué)過(guò)程中的問(wèn)題；課中，教師應(yīng)解決學(xué)生在課前階段所提出的問(wèn)題，引導(dǎo)他們聯(lián)系實(shí)際開展練習(xí)；課末，鼓勵(lì)教師與學(xué)生共同總結(jié)教學(xué)內(nèi)容，并由此出發(fā)拓展知識(shí)。

實(shí)踐“一核三環(huán)六步”課堂模式后，我們運(yùn)用基于AI大數(shù)據(jù)的課堂分析系統(tǒng)對(duì)課堂教學(xué)進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)教師的主導(dǎo)地位與學(xué)生的主體地位均得到顯著提升。教師講話的平均總時(shí)長(zhǎng)由原先的25分26秒降至14分18秒，學(xué)生發(fā)言的平均總時(shí)長(zhǎng)從原先的9分21秒增至17分21秒，學(xué)生討論或獨(dú)立練習(xí)平均總時(shí)長(zhǎng)增加約三分鐘，學(xué)生發(fā)言充分表達(dá)的平均次數(shù)也由5次增至23次，教師激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與互動(dòng)的比例達(dá)80.28%。

開展課堂教學(xué)的“靶向”微改進(jìn)。借助基于AI大數(shù)據(jù)的課堂分析系統(tǒng)提供的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及診斷報(bào)告，我們整理出培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)課堂導(dǎo)向下的基本學(xué)習(xí)習(xí)慣。為指導(dǎo)學(xué)生使用基本的學(xué)習(xí)工具，我們先后開展了課堂禮儀、小組合作規(guī)程、自學(xué)筆記撰寫、思維導(dǎo)圖等培訓(xùn)，具體而言，有以下四點(diǎn)創(chuàng)新。

一是設(shè)計(jì)助學(xué)單。助學(xué)單是用來(lái)引導(dǎo)和輔助學(xué)生先行探索研習(xí)新學(xué)習(xí)內(nèi)容的單子，借以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，其內(nèi)容主要圍繞學(xué)生第二天將要學(xué)習(xí)的知識(shí)展開。與教材不同，助學(xué)單在內(nèi)容上進(jìn)行了問(wèn)題化、板塊化處理，并在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科思維能力與學(xué)科素養(yǎng)上下足了功夫。

結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)際，學(xué)校探索出六種助學(xué)單類型。探學(xué)式助學(xué)單用于探究較強(qiáng)的新授內(nèi)容，做學(xué)式助學(xué)單適合引導(dǎo)學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，練學(xué)式助學(xué)單適用于在新授課后安排適當(dāng)?shù)木毩?xí)，學(xué)思式助學(xué)單用于幫助學(xué)生回顧和梳理復(fù)習(xí)課，評(píng)析式助學(xué)單能夠以單元練習(xí)的形式檢查教學(xué)成果，綜合活動(dòng)式助學(xué)單多用于在活動(dòng)課中開展綜合實(shí)踐。

二是探究自學(xué)筆記。對(duì)于學(xué)生而言，常規(guī)性預(yù)習(xí)存在種種不足，如缺少知識(shí)腳手架、過(guò)程不可控、只有結(jié)果性評(píng)價(jià)等。在微課的支持下，學(xué)校指導(dǎo)小學(xué)生自學(xué)筆記，并為其設(shè)計(jì)了具體操作步驟：第一步，在閱讀教材過(guò)程中仔細(xì)預(yù)習(xí)內(nèi)容；第二步，自由支配時(shí)間觀看微課；第三步，回答“我明白了什么、我的發(fā)現(xiàn)在哪里、我還有哪些問(wèn)題”這三個(gè)問(wèn)題，形成自己專屬的預(yù)習(xí)筆記。在此過(guò)程中，教師應(yīng)將重點(diǎn)放在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出問(wèn)題的能力。

三是引入思維導(dǎo)圖。思維導(dǎo)圖可以通過(guò)直觀化、發(fā)散化和非線性的方式幫助學(xué)生把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題導(dǎo)向的思考方式。學(xué)校在教師層面開展針對(duì)性培訓(xùn)，解決教師的教學(xué)難點(diǎn)，也在學(xué)生層面分學(xué)段開展訓(xùn)練，選取符合各年齡段的思維導(dǎo)圖類型進(jìn)行學(xué)科融合，讓學(xué)生掌握繪制、運(yùn)用思維導(dǎo)圖的方法，使其能夠借助這種方法回憶知識(shí)，提升學(xué)習(xí)能力。

整個(gè)思維導(dǎo)圖的訓(xùn)練流程可以分為四個(gè)環(huán)節(jié)。第一步，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)思維導(dǎo)圖，了解它是一種有效的、能夠啟發(fā)思維的工具。第二步，帶領(lǐng)學(xué)生認(rèn)清思維導(dǎo)圖的八種類型：圓圈圖、樹狀圖、氣泡圖、雙重氣泡圖、流程圖、多重流程圖、括號(hào)圖、橋型圖。第三步，教會(huì)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，從一個(gè)中心入手，借助聯(lián)想等方法引申到其他內(nèi)容，構(gòu)成圖示框架。第四步，引導(dǎo)學(xué)生合理運(yùn)用思維導(dǎo)圖，幫助他們整理并反復(fù)思考，構(gòu)成便于理解和記憶的網(wǎng)狀知識(shí)架構(gòu)。

四是強(qiáng)化課堂語(yǔ)言。“對(duì)話課堂”不是“講授課堂”，課堂語(yǔ)言是“對(duì)話課堂”的重要標(biāo)志。教師的話語(yǔ)方式需區(qū)別于課堂教授，學(xué)生語(yǔ)言也不只是回答教師問(wèn)題。為了讓“對(duì)話課堂”上的對(duì)話趨近理想，學(xué)校一方面將教師的課堂語(yǔ)言劃分為五類，包括肯定法（通過(guò)肯定學(xué)生能力的語(yǔ)言讓學(xué)生擁有自信）、勸誘法（讓學(xué)生產(chǎn)生積極努力的熱情）、意見(jiàn)法（教師向?qū)W生表達(dá)自己的意見(jiàn)）、發(fā)現(xiàn)法（促使學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題）、總結(jié)法（將所有意見(jiàn)整合為統(tǒng)一內(nèi)容），教師可結(jié)合若干例句，通過(guò)表格確定是否已掌握課堂語(yǔ)言的使用方法和技巧。另一方面，學(xué)校從心理學(xué)角度運(yùn)用交流手勢(shì)認(rèn)知理論，提煉和使用“我反駁”“我補(bǔ)充”“我同意點(diǎn)贊”“我質(zhì)疑提問(wèn)”“我總結(jié)”等五種交流語(yǔ)言句式及手勢(shì)，促進(jìn)學(xué)生深度思考與對(duì)話。

智能診斷助推課堂教學(xué)改進(jìn)成效

在智能診斷方式的助推下，學(xué)校的課堂教學(xué)成果有了新突破，主要體現(xiàn)在以下三方面。

實(shí)現(xiàn)了“四個(gè)改變”，課堂呈現(xiàn)新樣態(tài)。智能診斷支持下的課堂改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了教師角色的改變、學(xué)生角色的改變、課堂模式的改變、學(xué)生能力的改變，培養(yǎng)了學(xué)生自主、合作、探究的能力。

實(shí)現(xiàn)了“三個(gè)提高”，師生煥發(fā)新活力。開展智能診斷支持下的“一核三環(huán)六步”課堂模式后，學(xué)校超過(guò)90%學(xué)生的自信心有了顯著提升，學(xué)業(yè)成績(jī)和課堂參與度不斷提高，參與教師的教研水平也有所進(jìn)步。

實(shí)現(xiàn)了“兩路推廣”，學(xué)校樹立新旗幟。一是實(shí)踐推廣。目前，智能診斷方式在全校推廣應(yīng)用，在東莞市兩所民辦學(xué)校、粵北地區(qū)學(xué)校局部試點(diǎn)應(yīng)用，吸引了省內(nèi)外學(xué)校一百多名領(lǐng)導(dǎo)和骨干教師到校交流學(xué)習(xí)。二是教研推廣。該模式已入選教育部在線教育中心2017年智慧項(xiàng)目；基于成果的迭代研究省級(jí)課題“人工智能視域下的‘品質(zhì)課堂’實(shí)踐研究”已經(jīng)通過(guò)立項(xiàng)并成功開題。

未來(lái)，學(xué)校將繼續(xù)對(duì)教師的常規(guī)課堂進(jìn)行智能診斷，不斷結(jié)合量化指標(biāo)與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)課堂教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，為教師提供助力。