課堂診斷系統助推教育管理與教師成長

【摘 要】利用人工智能超級專家系統的專用工具，能夠為教師提供精準的課堂診斷，并且對教學過程進行數據分析和個性化建議，從而實現專業引領。通過在線平臺促進教師之間的深層次同伴互助；借助智能化的反思工具，使教師有針對性地引入資源并迭代升級，助推教育的過程管理。本文以課堂教學智慧評價系統CSMS為例，說明了AI技術突破傳統教研方式的局限，為教師的專業成長提供技術、組織和管理賦能，試圖為教育管理和教師專業發展提供新的視角和策略。

【關鍵詞】智能診斷；專家系統；CSMS系統；教師專業成長

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）07-024-03

2024年政府工作報告將“人工智能+”行動提上議程，進一步推動了人工智能技術在教育領域的廣泛應用和深入發展。人工智能不僅是開啟未來教育的關鍵，更是塑造教育未來發展的核心動力。以大數據分析為支撐的診斷系統，構建了智能化的教育平臺，通過分析教學影像資料，助力教師進行教學診斷、設計和改進，推動教學數據的整合與共享，促進教育的協同創新。隨著機器學習的深度應用，更是提高了智能診斷的精確度和效率，為教育教學決策提供了科學客觀的支持。人工智能技術在“專業引領、同伴互助和自我反思”三個方面發揮了關鍵作用，顯著增強了技術應用、組織協作和管理創新的效能，成為推動教育管理與課堂教學數字化的新動力，為教師專業發展和教學管理創新提供了新的路徑。

“智能導師”引領專業發展

（1）教師成長依賴于專業的指導。歷年的國家義務教育質量監測結果發現，對教育教學最有幫助的教研活動形式是“觀摩優秀教師的課堂”“集體備課”“上公開課、示范課”；教研活動存在的問題排在前三位的包括“缺乏專業指導和優秀課例”“教研深度不足”“缺乏整體教學規劃”。此外，對于部分教師參與國家級、省級培訓機會較少，在培訓中的參與度較低的現象，全面且針對性的專業指導成為了當務之急。在“人工智能+”時代，每位教師都可能面臨新教學環境帶來的挑戰，因此，專業引領成為幫助他們快速適應、穩步提升、穩定發展的關鍵。AI超級專家系統整合了教育專家、技術應用專家和學科名師的智慧和經驗，能夠高效地進行推理和解決復雜教育問題。因此，它在教育領域的重要性日益凸顯，并受到了廣泛的關注與重視。

（2）智能診斷凸顯“專家領導力”。智能診斷是AI超級專家系統的重要部分，能夠通過計算機智能程序模擬人類專家的專門知識和經驗，通過語言、圖像識別、自然語言處理、伴隨式采集和多模態分析，提取語音、圖像、情緒起伏等多項有價值的數據，致力于挖掘數據價值，快速生成多維度、多角度的課堂觀察報告，幫助教師了解課堂的真實狀況。同時尋找數據賦能的應用場景，并解決特定教育領域的實際問題[1]。這類系統匯集了全方位的教育知識和教學經驗數據，通過新數據的不斷輸入，使系統更具適應性和廣泛性。因此，人工智能AI超級專家系統依托互聯網技術，能夠突破時空限制，為教師提供多位專家級的“會診”，全面支持教師的專業發展，助力解決實際教學問題。隨著教師們的廣泛應用和不斷反饋，這一系統的智能水平和功能也在持續優化和提升。

（3）課堂教學智慧評價系統提供專業引領方案。廣東省重點領域研發計劃“5G+智慧教育”項目的“課堂教學智慧評價系統”（CSMS[2]，簡稱課堂診斷系統），由廣東省教育研究院聯合多家單位研發，借助華為的技術支持，實現了5G、人工智能、大數據、云計算與教育教學的深度融合。該系統運用多種理論模型，對課堂教學進行全面觀察、診斷與評價，生成大數據報告，幫助教師更全面、深入、量化地了解課堂教學中的目標定位、課堂藝術、課堂調控、思維激發、評價反饋，以及學生的合作交流、學習體驗和目標達成程度等。教師們通過分析報告，能夠更真實地認識課堂教學，仿佛有許多隱形的教研員和專家在提供科學診斷與評價。例如，一位教師在使用CSMS系統后發現自己課堂上的講授時間過長，口頭禪的使用頻率也過高，感嘆道：“我終于發現了自己的盲點，以前從未意識到這些問題。”另一位教師反饋說：“課堂上學生思考問題的時間竟然如此短暫，我以后會更加重視激發學生的思維能力。”智慧診斷系統引領教師認清課堂教學過程、關注教學過程存在的問題以及提供如何改變的教學策略。

“智能協作”加強同伴互助

（1）傳統教研可能產生技術與人文互動斷裂。教師成長過程中最簡單、最依賴的的方式是“同伴互助”。“同伴互助”有助于完善教師的知識結構，實施資源共享，提升教師的專業水平。但校內或片區教研，容易造成“近親繁殖”模式[3]。“網絡教研”拓展了同伴的范圍，但如果沒有創新機制，依然存在著問題：一是觀察者的感覺受限，對課堂的觀察與診斷受到許多制約；二是記錄的工具有限，難以面面俱到，缺乏深度與關聯；三是面對面的交流存在情面因素，對于發現的問題可能會“輕描淡寫”；四是網絡交流難以擴展和迭代，容易陷入就事論事的陷阱，很難突破傳統教研的效能瓶頸。

（2）智能同伴助力消除技術與人文的隔閡。每當教師使用智慧診斷系統時，平臺會收集相關數據并將其添加到數據庫中，隨著更多“同伴”不受時空限制地在系統內“相遇”與相互“投喂”，個體的智慧與AI超級專家系統的智能相互融合，通過不斷的迭代和改進，AI超級專家系統的智能水平不斷提升。這種互動和改進的過程，讓教育教學中的AI超級專家系統發揮出了越來越明顯的作用。

通過系統平臺，可以實現實時互動、資源共享、問題討論和解決方案的共創。智慧診斷系統不僅突破了時空限制，還可實現對教育教學過程的全面監控和分析，隨時隨地交流、分享教學經驗和方法，共同解決教學中的問題。

（3）數字化教研促進技術與人文的智慧融合。智慧診斷系統快速提供的報告，將會更全面、精準和深入。一是能呈現多角度、多元性觀察分析的內容；二是每項指標都有常模參照，能比較精準地描述差異所在；三是將課堂教學過程的大數據進行分解與歸納，例如，將課堂上的各種源數據、基礎數據、表觀數據、推斷數據和整合數據等，用于形成課堂教學的模式分析與教學評價指標，這使得教育監測與評價有據可依，大大彌補了傳統教研的缺陷，為教育質量的提升提供了有力的支持。

福田區中小學特別注重人工智能在教育教學、教育管理等環節中的應用，從自由參與到自主聯盟，再到由區監測中心集中管理，不論是學校還是區教研員組織的教研活動，都自覺采用CSMS系統的課堂大數據分析報告，并從中挖掘共性問題、個性問題、基礎性問題、發展性問題，采取集中、分散等多樣的教研方式，開展各種主題研討，形成了一種新的1123數字化教研模型（圖1）。例如，針對教師“閱讀報告”存在疑惑，開展了“數據報告的解讀方法”互助式研討；依據普遍存在的“思維激發”短板問題，開展了“如何激發學生思維”的專題研討。在已有的教研活動中加入人工智能診斷報告分析，將人工智能與人類智慧融合，極大地增加了教研活動的針對性和有效性，對于教師的成長以及教育教學活動系統管理，將發揮強有力的助推作用。

圖1 深圳市福田區CSMS聯盟校形成的1123數字化教研模型

“智能導航”提升自我反思

（1）自我反思是教學優化的基石。自我反思是教師專業成長的關鍵環節，它促使教師更好地了解自己、提高自我認知能力，從而更好地應對生活和工作中的各種挑戰。教師經過“具體經驗→觀察分析→抽象的重新概括→積極的驗證”過程，審視教學過程與教學效果，分析教學理念和行為，總結經驗教訓，發現不足，改善教學行為，提升教學技能和策略，不斷進行自我迭代升級。

（2）技術賦能增強反思效果。沒有技術支持的反思存在以下問題：一是缺乏系統結構，難以形成系統化的記錄和分析；二是效率低，手工記錄和分析較為耗時，可能會限制反思的頻率和深度；三是難以回顧比較，長期積累的反思記錄可能難以檢索和比較；四是數據分析和可視化受限，難以進行定量分析，視覺呈現較為困難，并影響對趨勢和模式的識別；五是缺乏實時反饋，可能會錯過即時自我評估和調整的機會；六是缺乏外部資源整合，技術工具可以方便地整合外部資源，如文獻、研究論文和在線課程，以豐富反思過程等。因此，提升反思效能必須依賴技術支持。

（3）AI專家系統能夠加強反思深度。智慧診斷系統為教師提供了全方位的支持，包括教學數據分析、反饋與建議、個性化學習資源、教學策略推薦、持續學習與成長支持等。這些功能不僅為教師的自我反思提供了豐富的內容和多樣的方式，還提供了策略與資源，從而顯著提升自我反思的效率和深度。

例如，A教師通過CSMS系統的7次課例智能記錄與分析發現，課堂的“評價反饋”存在不穩定問題，并開始反思如何提升教學評價能力。B教師在系統中設定個人目標，并利用追蹤功能監控進度，系統定期提醒教師回顧目標，并提供數據支持以評估達成目標的進展，不斷反思“教學改變一小步，教師成長一大步”“讓課堂可見，讓成長可期”。C教師記錄反思日志，與其他教師分享，通過社區交流獲得反饋和支持，促進更深層次的自我反思。D教師通過對師生的語音、文字輸入進行情感分析，識別師生情緒狀態，反思在面對挑戰時應保持積極的心態。

教育管理的核心是通過組織協調教育資源，充分發揮教師在課堂上的主導作用，能夠更好地運用各種資源以及教育條件的優勢，從而高效地實現教育管理目標。隨著人工智能技術的持續發展，它在智能組織調配資源和引導教師專業發展中的作用正變得越來越重要。為了提高教學效率，教育主管部門不僅要充分利用中國特有的教研員制度，強化校本教研的功能，還要密切關注新技術的作用與影響。每當出現可能提高教育效率的新技術時，教育主管部門要學會組織、協調引入和推廣相關的活動，以確保新技術在教育領域的應用能夠更加深入和廣泛。例如，廣東省各級教育行政部門都在大力推廣和應用“數字化賦能”相關的項目，課堂智能診斷系統已在全省多地開展課堂教學過程的監測，為課程改革提供了數據和依據。正如教育部懷進鵬部長所指出的，未來教育將致力于培養具備數字素養的教師，將人工智能技術融入教育教學的每一個環節，以提升教育質量和效果。

雖然目前人工智能診斷系統尚存在不足，但隨著技術的不斷進步和與教育的深度融合，它將為教育管理和教師專業成長提供更加智能化、個性化的支持。教師在享受人工智能帶來便利的同時，需保持對教育本質的深刻理解和人文關懷，確保技術應用不會偏離教育的核心價值。此外，教師應不斷提高自身的數字素養，積極參與新技術的學習和應用，充分利用各種教育資源，隨時隨地以“潤物細無聲”的方式進行教學活動，有效提高教學效率，以更好地適應未來教育的發展，為學生的成長和發展創造更好的條件。

注：本文系深圳市2022年度教育規劃課題“中小學教師的職業特質與勝任力研究——以深圳市為例”（課題編號：kyzj4p010）研究成果之一

參考文獻

胡鑫月.“Chat GPT”驅動學習變革的可能空間與內在限度[J]. 課程教學研究，2023（10）.

許世紅，等. 人工智能視域下課堂教學智慧評價： CSMS推動小學數學核心素養培育的案例研究[J]. 教育測量與評價，2022（2）.

肖萍. 片區教研：在同伴互助中共同收獲[J].基礎教育課程，2008（10）.