數(shù)據(jù)賦能課堂教學(xué)行為診斷

林溫陽 葉興崎

（福鼎市第六中學(xué)，福建 福鼎 355200）

新一輪基礎(chǔ)教育課程改革已然進入深水區(qū)，以課堂為主陣地的教學(xué)行為診斷備受關(guān)注。反觀當(dāng)前囿于主觀經(jīng)驗的校本教研，無法精確地反映課堂教學(xué)全貌；粗放型的聽評課模式難以提供常態(tài)化持續(xù)跟蹤指導(dǎo)；常規(guī)觀摩研討、座談會和問卷調(diào)查等研課活動，教研方法單一，缺乏數(shù)據(jù)實證支撐，存在路徑依賴（Path Dependence）現(xiàn)象。這些因素勢必導(dǎo)致課堂教學(xué)行為改進的被動、盲目和隨意。在教育信息化2.0 背景下，國內(nèi)外學(xué)者在課堂教學(xué)改革研究領(lǐng)域，高度關(guān)注基于數(shù)據(jù)實證分析的課堂教學(xué)行為觀察，重視課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)采集和課堂教學(xué)行為診斷方法研究。

一、課堂教學(xué)行為診斷新訴求

課堂教學(xué)主要是通過師生對話、質(zhì)疑和討論等言語互動將隱性緘默知識外顯化。課堂教學(xué)行為軌跡是以教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”兩條主鏈，通過師生互動聯(lián)結(jié)，呈麻花狀類DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)推進。在課堂教學(xué)進程中，會產(chǎn)生大量的教學(xué)行為數(shù)據(jù)。深度挖掘課堂教學(xué)行為數(shù)據(jù)，打開課堂教學(xué)過程的“黑箱”，能為一線教師提供優(yōu)化課堂教學(xué)行為、提升課堂教學(xué)質(zhì)量的策略支持和實踐指導(dǎo)，能促進學(xué)生的“學(xué)”實現(xiàn)內(nèi)化于心、外化為行、轉(zhuǎn)化為果、分享于眾。開展基于數(shù)據(jù)的課堂教學(xué)行為觀察與診斷研究，是回應(yīng)當(dāng)前課堂教學(xué)改革研究方法和手段的新訴求，它具有重要的理論和實踐意義：有利于改變當(dāng)前課堂教學(xué)現(xiàn)狀，構(gòu)建“以學(xué)為中心”的高效課堂教學(xué)模式；有利于教師反思調(diào)控自身課堂教學(xué)行為，增強課堂教學(xué)效能；有利于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)元認(rèn)知和創(chuàng)新能力；有利于搭建教師專業(yè)成長平臺，促進學(xué)習(xí)型教研團隊建設(shè)。

二、課堂教學(xué)行為診斷新工具

課堂教學(xué)行為是在一定的教學(xué)思想和理論指導(dǎo)下，在特定課堂教學(xué)情境中，為實現(xiàn)一定教學(xué)目標(biāo)，運用一定教學(xué)模式和策略，促進學(xué)生個體成長的課堂師生活動行為的總和，包括教師授課行為、學(xué)生學(xué)習(xí)行為和師生互動行為。借助科學(xué)的方法和有效的工具，進行量化觀察和數(shù)據(jù)分析課堂教學(xué)行為，對揭示課堂教學(xué)規(guī)律，改善教師的“教”和學(xué)生的“學(xué)”有著重要的作用。國內(nèi)外課堂教學(xué)行為分析方法有S-T 分析法、FIAS 分析法、TIMSS 分析法、IIS 圖分析法等。［1］其中FIAS 分析法應(yīng)用廣泛，課堂教學(xué)行為診斷細致成熟。

美國學(xué)者弗蘭德斯（N.A.Flanders，1970）提出師生言語互動分析系統(tǒng)（Flanders Interaction Analysis System，簡稱FIAS），它是一種結(jié)構(gòu)化定量的課堂行為分析技術(shù)，通過定時采樣分屬三類的10 種師生言語互動行為，編碼量化課堂教學(xué)過程，矩陣分析課堂行為數(shù)據(jù)，結(jié)合課堂觀察提出教學(xué)改進方案。［2］在課堂教學(xué)行為診斷研究中，發(fā)現(xiàn)FIAS 分析法對諸如學(xué)生課堂練習(xí)、實驗操作和教師板書、演示、巡視等緘默行為處理能力不足。在此，應(yīng)用改進型FIAS 課堂互動行為編碼系統(tǒng)（如表1 所示），對某一節(jié)課的教學(xué)實錄進行師生行為量化分析，檢驗課堂教學(xué)形態(tài)。詳細操作流程分四步：第一步，課堂觀察采樣記錄。按照課堂行為編碼規(guī)則，每3 秒取樣一次，時長40 分鐘的一節(jié)課，共記錄797 個編碼，并按時序標(biāo)記，如表2 所示。

第二步：建立互動分析矩陣模型（Interaction Analysis Matrix）。把上述記錄的所有編碼轉(zhuǎn)換為矩陣坐標(biāo)，如：（6，7）、（7，16）、（16，5）、（5，5）、（5，5）等。每個編碼分別與前后聯(lián)結(jié)，形成796 個序?qū)?。接著?4x24 矩陣AT=中，使用Excel、Nvivo 或SPSS 統(tǒng)計軟件，將序?qū)Γ╥，j）出現(xiàn)的次數(shù)填入對應(yīng)的矩陣元aij 中，aij 位于矩陣AT 的第i 列第j 行（如圖1 所示）。在由FIAS 定義推導(dǎo)的“積極整合格”區(qū)域中數(shù)據(jù)分布密集，表明課堂氣氛融洽；“缺陷格”區(qū)域數(shù)據(jù)分布密集，表明師生交互出現(xiàn)情感隔閡；對角線上的“穩(wěn)態(tài)格”區(qū)域，數(shù)據(jù)編碼顯示課堂行為持續(xù)時長。其中，學(xué)生主動回答（10，10）、思考問題（14，14）、學(xué)生動手（15，15）和操作練習(xí)（21，21）行為時長數(shù)值較大，說明教師注重以學(xué)為中心的課堂活動，師生互動頻次較高，能很好地激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；講授（6，6）和個人創(chuàng)作（22，22）數(shù)值也是相對較大。此時，課堂組織小組合作探究學(xué)習(xí)，學(xué)生充分討論，并獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

表1 課堂教學(xué)師生互動行為編碼體系

表2 某一節(jié)課堂教學(xué)行為編碼

第三步：比率分析課堂結(jié)構(gòu)和形態(tài)。使用SAS 數(shù)據(jù)分析套件，計算師生言語行為比率、技術(shù)交互比率、媒體資源使用率等，解析課堂結(jié)構(gòu)；計算教師提問率及反饋率、學(xué)生應(yīng)答率及主動提問率等，分析師生互動行為；計算直接影響與間接影響比率、積極影響與消極影響比率（1-3 列次數(shù)：7-8 列次數(shù)）等，進行LSD（Least Significance Difference，即最小顯著差異法）多重比較。結(jié)合對照Flanders 師生言語比率常模數(shù)據(jù)，可以將課堂教學(xué)大致劃分為生控型、生導(dǎo)型、均衡型、師導(dǎo)型和師控型五種類型。

第四步：繪制時間線標(biāo)記圖，觀察師生在各個時段的課堂行為，直觀顯示課堂交互類型。如圖2 所示，上方6 行為教師間接教學(xué)行為，以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體；下方4 行為教師直接教學(xué)行為，以教師講演示范，學(xué)生被動接受為主。圖2 中填充部分大多數(shù)在講授（6）之上，表明課堂教學(xué)風(fēng)格是以學(xué)為中心的開放型課堂。

圖2 時間線標(biāo)記圖

三、定位課堂形態(tài)，改進教學(xué)行為

（一）數(shù)據(jù)定位課堂教學(xué)形態(tài)

杜威認(rèn)為，學(xué)生身心的發(fā)展、素質(zhì)的形成主要是通過學(xué)生活動來實現(xiàn)，教師的教學(xué)不能直接作用于或者轉(zhuǎn)化為學(xué)生的發(fā)展；佐藤學(xué)亦認(rèn)為，自主學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者不斷地準(zhǔn)備開始與世界、他人和自我展開三重對話，被動學(xué)習(xí)則表現(xiàn)為一種非自覺的、勉強的能動性。依據(jù)上述觀點，為了區(qū)分學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性和自主性的高低，將課堂教學(xué)劃分為四種形態(tài)（如圖3 所示）。水平方向以學(xué)生言語行為占比Rs=Ns/N（其中Ns 表示學(xué)生S 行為數(shù)，N 表示行為采樣總數(shù)）來標(biāo)識，Rs 值越大表明學(xué)生主體性發(fā)揮越充分；垂直方向以學(xué)生學(xué)習(xí)主動比率Si=Ni/Ns（其中Ni 表示學(xué)生主動行為數(shù)，Ns表示學(xué)生S 行為數(shù)）來標(biāo)識，Si 值越大表明學(xué)生學(xué)習(xí)自主性越強。

圖3 四種課堂教學(xué)形態(tài)

如圖3 所示I 區(qū)：學(xué)生本位－自主學(xué)習(xí)。課堂發(fā)揮了學(xué)生主體地位，學(xué)生自主能動地設(shè)計問題、解決問題而展開學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)處于主動探究狀態(tài)，課堂教學(xué)是真正促進了學(xué)生的發(fā)展。II 區(qū)：教師本位－自主學(xué)習(xí)。課堂以教師的教為本位，雖然是以學(xué)生的問題為導(dǎo)向，但問題的解決是由教師直接來解答，學(xué)生無實質(zhì)性參與，學(xué)習(xí)處于主動接受狀態(tài)。III 區(qū)：教師本位－勉強學(xué)習(xí)。課堂以教師的教為本位，以教師預(yù)設(shè)的限定性問題為導(dǎo)向，而非學(xué)生在學(xué)習(xí)中真正遇到的問題，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，沒有獨立完成學(xué)習(xí)活動的時間和空間，學(xué)習(xí)處于被動接受狀態(tài)。IV 區(qū)：學(xué)生本位－勉強學(xué)習(xí)。課堂以學(xué)生的學(xué)為本位，學(xué)生只是在教師預(yù)設(shè)問題的外在驅(qū)動下勉強學(xué)習(xí)，并非內(nèi)在自覺地主動建構(gòu)，學(xué)習(xí)處于被動探究狀態(tài)。研究表明：I區(qū)以學(xué)生的活動為本位，以學(xué)生的問題為導(dǎo)向，課堂真正發(fā)揮學(xué)生主體的主動性，是教學(xué)追求的高效課堂教學(xué)形態(tài)；II 區(qū)是和IV 區(qū)是需要改進的課堂教學(xué)形態(tài)；III 區(qū)是應(yīng)當(dāng)避免的課堂教學(xué)形態(tài)。

筆者以粵教版高中信息技術(shù)必修（1）第三章《設(shè)計最優(yōu)旅行路線方案》的項目式教學(xué)為例，進行基于視頻的課堂教學(xué)行為診斷。整堂課包括指導(dǎo)（Guidance）、活動（Action）、經(jīng)驗（Experience）、評價（Evaluation）和分享（Share）五個環(huán)節(jié)。統(tǒng)計師生行為主體的不同行為活動，其中教師言語行為占比為62.4%（常模約為68%），學(xué)生言語行為占比為25.2%（常模約為20%），體現(xiàn)課堂發(fā)揮了學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性地位。其中，教師言語－學(xué)生驅(qū)動比率為30.2%（常模為42%），學(xué)生言語－學(xué)生主動比率為36.8%（常模約為34%），表明學(xué)生學(xué)習(xí)是主動探究，為理解而學(xué)。

（二）改進課堂教學(xué)行為方式

運用上述基于數(shù)據(jù)的課堂教學(xué)行為診斷工具，研究表明好課堂是問題驅(qū)動，并留置充裕的靜默思考時間，讓學(xué)生積極思考、大膽質(zhì)疑，教師重在激疑，引導(dǎo)學(xué)生在同伴互助、教師點撥中釋疑。面對學(xué)生學(xué)習(xí)遇到難題，是經(jīng)驗匱乏還是知識缺陷，是技能缺失還是體驗不足，不同教師群體的教學(xué)行為存在多維度顯著性差異。［3］在特定的40 分鐘課堂時空中，“教”是條件或手段，“學(xué)”是本體或目的，教師教的行為應(yīng)以滿足學(xué)生個體發(fā)展需求為教育價值取向。［4］如教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的操作技能，那么最有效的方式是讓學(xué)生動手操作，教師適宜采取操作示范、方法指導(dǎo)和跟蹤反饋等方式；又如教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度與價值觀，那么最有效的學(xué)習(xí)方式是情境體驗呼喚情感，教師適宜采取創(chuàng)設(shè)情境、組織活動、引導(dǎo)反思等方式。

課堂教學(xué)是一個動態(tài)的復(fù)雜系統(tǒng)，課堂教學(xué)行為的有效性與教學(xué)情境密切相關(guān)。［5］采用量化編碼方式將課堂行為劃分為“單位行為”，容易忽視對課堂教學(xué)的整體認(rèn)知。此外，課堂教學(xué)行為編碼也有待完善。如：手勢、眼神和表情等非語言行為缺少編碼；采納、接受及鼓勵行為分類，有時難于權(quán)衡界定。這些都將影響后期的行為數(shù)據(jù)分布、時間線標(biāo)記和比率計算精度。隨著人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以及課堂觀察理論研究的不斷深入，基于數(shù)據(jù)的課堂教學(xué)行為診斷操作將更加簡便易行，且精度要遠高于人工分析。