基于Python和S-T的課堂教學

在我國信息技術快速發展的背景下，掌握信息技術已經成為人們生活的必備技能之一，對社會的整體發展具有深遠影響。信息技術課程作為高中階段培養學生信息素養的主要途徑之一，課堂教學質量與效果受到人們的廣泛關注。從目前階段來看，大部分高中信息技術課堂教學仍然存在一些不足之處，影響了學生的學習質量和教師的教學成果。而將Python和S-T分析法運用到課堂教學中，能夠挖掘出高中信息技術課堂存在的問題，并提出相應的解決對策，有助于優化高中信息技術課堂教學效果。基于此，本文將從高中信息技術課堂教學的現狀出發，對基于Python和S-T的高中信息技術課堂教學進行分析，并給出具體的實施策略。

一、S-T分析法概述

S-T分析法是一種用于分析課堂教學過程的方法，主要通過記錄與分析教師（Teacher，簡稱T）和學生（Student，簡稱S）在課堂上的行為活動來探尋課堂教學的特點與規律。這種方法通過可視化的方式展示課堂互動過程，幫助教師判斷課堂教學型態，如講授型、對話型、練習型或混合型。?S-T分析法將課堂上的行為活動分為教師行為和學生行為兩類，并通過統計這兩種行為在課堂上的時間分布和比例來分析課堂教學的結構與特點。

二、高中信息技術課堂教學現狀

（一）教學課堂較為枯燥

從目前階段來看，大部分高中教師在開展信息技術課堂教學的過程中，往往運用灌輸式的教學方法，將信息技術理論知識與技能灌輸給學生，學生始終跟著教師的節奏學習，課堂參與度不高，影響了學習效果。在這樣單一的教學模式下，教學課堂較為枯燥，無法讓學生積極地對知識進行深度探究，降低了學生在課堂上的學習質量。因此，高中信息技術教師需要創新教學手段，構建具有趣味性的教學課堂，調動學生的探索欲望，促使學生積極地參與信息技術知識的探究，加強對信息技術知識的理解。

（二）缺乏實踐能lHNXL+sN/VoZLsr50CCaC2Fadk6jQ2FSJNImCBOEJ/M=力培養

信息技術是一門對實踐能力要求較高的科目。但是從目前來看，大部分高中教師受傳統教學思想的影響較深，在教學的過程中通常注重理論知識的講解，而忽略了學生實踐能力的培養，導致學生無法將所學的理論知識與實際問題建立緊密聯系，不利于提升實踐能力，阻礙了信息素養的發展。雖然部分高中信息技術教師已經認識到實踐課程的重要性，但是在進行教學設計時，存在實踐課程與理論課程占比不均的情況，無法達到預期的教學效果，導致信息技術課堂教學效果得不到顯著提升。因此，要想優化課堂教學效果，高中信息技術教師必須注重學生實踐能力的培養，引導學生將信息技術理論知識與實踐活動進行有機結合，形成完整的知識體系，從而運用所學知識解決實際問題。

（三）課堂互動性不足

從目前階段來看，大多數高中信息技術教師在開展教學的過程中，通常采用的教學手段是“教師講、學生聽”的形式，導致學生對信息技術知識的掌握停留在表面，無法開展深度的學習活動，不利于學生信息素養的培養。同時，在課堂教學中，教師占據主導地位，學生與學生、學生與教師之間的互動較少，學生容易出現注意力不集中的情況，不愿意自主參與課堂討論，導致信息素養提升較為緩慢。在這樣的課堂教學中，學生無法感受到學習信息技術知識的樂趣，降低了學習興趣，甚至出現抵觸情緒，影響了信息技術課堂教學成果。

三、Python在S-T分析中的應用

Python作為一種簡潔、易學、功能強大的編程語言，在數據處理和分析方面具有顯著優勢。將Python運用到S-T的課堂教學中，能夠對學生的學習行為與教師的教學行為進行記錄，并展開充分的分析。在利用Python對高中信息技術課堂的教學視頻進行S-T分析的過程中，具體步驟如下：

第一步，視頻處理。利用Python的OpenCV庫對課堂教學視頻進行預處理，提取出視頻中的關鍵幀。第二步，行為識別。通過圖像處理和機器學習算法，對關鍵幀中的教師行為和學生行為進行識別。第三步，數據統計。利用Python的pandas庫對識別出的行為進行數據統計，包括教師行為和學生行為的時間分布和比例。第四步，結果分析。根據統計結果，利用Python的matplotlib庫繪制S-T圖，分析課堂教學的結構和特點。

四、高中信息技術課堂教學分析

本文以人教版高中信息技術教材為例，選取必修一中的“數據處理”一課的兩節具有代表性的課堂教學視頻進行S-T分析。在這個時間段內，教師行為在表中記錄為T；學生行為在表中記錄為S；師生交互行為在表中記錄為D，通過這樣的方式來獲取S-T數據集。將收集的S-T數據集繪制成相應的S-T圖，可以直觀地顯示整個教學過程中師生行為隨時間的變化以及師生互動情況。以下是具體分析過程。

視頻選取：選取兩節高中信息技術人教版中的課堂教學視頻，一節為理論課，一節為實操課。

行為識別：通過對視頻進行預處理和行為識別，得到兩節課中教師行為和學生行為的時間分布和比例。

數據統計：利用pandas庫對識別出的行為進行數據統計，得到兩節課的S-T數據，分別為表1的理論課程和表2的實踐課程。

理論課分析：在理論課上，教師行為占比相對較高，主要集中在講解知識點和演示操作過程上；學生行為相對較少，主要集中在聽講和記錄上。通過S-T圖可以看出，該節課的課堂教學結構較為緊湊，但學生參與度不高，缺乏互動和討論環節，這可能導致學生對知識點的理解不夠深入，缺乏實際應用能力。

實操課分析：在實操課上，學生行為占比相對較高，主要集中在動手實踐和解決問題上；教師行為則相對較少，主要集中在指導和解答問題上。通過S-T圖可以看出，該節課的課堂教學結構較為松散，但學生參與度較高，能夠積極地參與動手實踐和討論環節，這有助于提升學生的實際操作能力和解決問題的能力。但需要注意的是，在實操過程中，部分學生可能缺乏足夠的指導和幫助，導致無法順利完成實操任務。

五、基于Python和S-T優化高中信息技術課堂的策略

（一）調整教學內容，注重實踐活動

在新課標背景下，高中信息技術教師要注重教學內容的調整，優化信息技術課堂教學模式，為學生構建更加貼合實際情況的教學課堂，提高課堂教學質量。高中信息技術教師調整教學內容時，要考慮到學生的實際情況，以學生的實際情況為基礎設計教學內容，以此來滿足學生的學習需求。同時，高中信息技術教師需要對教材內容進行充分的分析，將理論課程與實踐課程進行有機融合，設計出科學的課程比例，讓學生能夠將理論知識與實踐活動建立緊密的聯系，鍛煉學生的實際運用能力和思維能力，促進學生信息素養的提升。在實際的教學過程中，高中信息技術教師要注重實踐活動的創設，鼓勵學生參與實踐活動，運用所學的理論知識解決實際問題，加強學生對信息技術知識的掌握，提升學生的信息技術水平。

例如，在講解必修一“數據處理”一課的過程中，通過對教材內容和單元教學目標的探究，能夠明確本課的教學目標是讓學生了解數據處理的目的，認識有效管理與分析數據對獲取有價值的信息、形成正確決策的作用與意義；能夠在特定的信息情境中，根據問題解決的需要，利用多種途徑采集與甄別數據；能夠采用適當的方法提取數據，并正確選用數據分析方法分析和解釋數據；能夠根據需要，主動選用數字化工具開展自主或協作學習，創造性地解決問題，體驗數字化學習帶來的樂趣。基于此，教師可以構建理論知識與實踐活動相結合的課程內容，讓學生在學習理論知識后，以小組的形式開展實踐活動，鍛煉學生的實際運用能力，提升學生的綜合素養。教師可以創設實際問題，如“獲取南水北調工程實施的決策依據”，組織學生以小組的形式對數據進行采集以及甄別，讓學生通過小組交流與探討選擇適當的方法提取數據，并對數據的準確性進行判斷。

（二）創新教學手段，優化教學模式

在我國教育進一步深化改革的背景下，對于高中信息技術的教學工作提出了新的要求，不僅需要教育工作者注重理論知識與技能的講解，還要加強學生核心素養的培養，促進學生全面發展。因此，高中信息技術教師需要轉變自身的教學觀念，積極創新教學手段，運用先進的教學技術開展教學活動，從而優化高中信息技術課堂教學模式。在創新教學手段的過程中，高中信息技術教師需要對學生的實際情況進行分析，采用合適的教學手段，吸引學生的注意力，讓學生積極地參與教學活動，提高學習效果。

在開展理論課程的過程中，高中信息技術教師可以將講授法、討論法等多種教學方法相結合，激發學生的學習興趣，促使學生積極地參與課堂學習，提升課堂參與度。這樣的教學方式能夠引導學生對信息技術知識進行深入探究，加強學生對信息技術的理解，有助于促進學生深度學習。

在開展實踐課程的過程中，高中信息技術教師可以采用項目式學習、探究式學習等教學方法，引導學生更多地參與實踐活動，鍛煉學生的實踐能力，培養學生的綜合素養。例如，在講解必修一“數據處理”時，高中信息技術教師可以采用項目式學習方法，讓學生以小組的形式進行交流，增強學生的互動性。首先，教師提出項目任務：“獲取南水北調工程實施的數據決策依據”，讓學生運用所學知識完成任務。在項目任務的引導下，學生以小組的形式積極探究與思考，提升了課堂參與度。同時，對任務的探究過程能夠活躍學生的思維，提高學生的主動性，激發學生的學習興趣。其次，教師鼓勵學生在小組中發揮自身優勢，互相借鑒學習經驗，從而提高整體的學習效果。在學生進行交流的過程中，教師需要仔細觀察，一旦發現學生有難以解決的問題，要及時對其進行指導，幫助學生順利地完成任務，避免打擊學生的學習積極性。最后，在學生完成項目任務后，教師需要對整體教學活動進行總結，了解學生的實際學習情況與需求，進而調整課堂教學方法和教學內容，設計出具有針對性的教學活動。

（三）完善教學資源，提升教學能力

通過Python和S-T的課堂教學分析，能夠發現高中信息技術課堂教學資源不足的問題，學校與教育部門要引起重視，加大對信息技術課程的支持力度。首先，學校可以組織教師開展培訓活動，將新的教學理念與教學手段傳授給教師，轉變教師的教學觀念，提升教師的教學專業素養。其次，學校可以聘請相關領域的專家為高中信息技術教師授課，提升教師的認知水平，讓他們認識到信息技術教學的重要性，積極地對信息技術課堂教學工作進行優化與創新，設計出更加完善的教學活動。最后，教育部門要為高中學校提供更多先進的教學工具，為信息技術教師開展教學活動提供基礎支撐。

六、結語

綜上所述，在新時代背景下，人們已經認識到信息技術的重要性，逐漸重視信息技術教學工作，提高學生的信息素養。高中階段作為培養學生綜合素養的重要時期，教育工作者要重視信息技術教學，基于Python和S-T的課堂教學分析，探究高中信息技術課堂教學中存在的不足之處，并針對問題提出解決建議。通過課堂教學分析，教師可以通過調整教學內容、優化教學模式、完善教學資源等措施有效提升信息技術課堂教學效果，培養學生的信息素養和信息技能，為學生今后的學習與發展奠定堅實的基礎。

（宋行軍）