新技术重构区域研修及相关应用探究

洪竟雄

摘   要：人工智能技术的发展正在改变着传统的教师研修模式。教师网络研修作为促进教师专业发展的有效手段，已受到越来越多研究和实践的关注。随着我国教育信息化的不断深入发展，基于网络环境的教师研修已经成为教师专业发展的重要途径。文章提出了基于AI的三种教师研修模式，着力介绍了重庆某区域骨干教师和职初教师利用人工智能技术进行区域教研活动的实践。

关键词：人工智能;精准教研;教师工作坊;教师同侪研修

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2019）19-0086-04

一、研究背景

步入信息时代，世界发展的大趋势是信息化、网络化和全球化。教师教育在此变革中也逐渐引入信息化的学习和培训方式，助力教师专业素质的提升，改善教育质量。近年来，网络研修成为信息时代教师继续教育的新模式，教师研修的方式不断创新。其中，网络研修社区凭借能为教师研修创设灵活、个性化的学习环境，使教师研修社区化、常态化，成为一种新兴的教师研修模式。

1.教育改革深化对教师专业发展的要求

随着国家教育改革的深化，新的教育观、课程观、教师观、学生观等各方面都对教师专业发展提出了更高的要求。2018年《教师教育振兴行动计划（2018-2022年）》启动“互联网+教师教育”创新行动，推进教师教育信息化教学服务平台的建设和应用;2018年《教育信息化2.0行动计划》提出全面提升教师信息素养，提高教师信息化教学能力[1];2019年1月12日，教育部教师工作司司长任友群提出：“教师队伍建设应置于基础教育改革的优先地位，主要包括教师培养和教师培训两个方面。”

2.教师培训面临技术应用的发展趋势

当前是一个变化的信息时代，“互联网+”必将给教师培训带来深刻的影响。坚持不懈地推进教育信息化，努力以信息化为手段扩大优质教育资源覆盖面，大力促进教育公平，将会使教育更加个性化、教育更加均衡化、管理更加精细化和决策更加科学化。

3.研修活动面临“三难”

教研员的主导作用和教师的主体作用难以理顺，教师参与研修的主动性不足，被动应付，效率低下[2]。

传统研修活动受时间和空间制约，组织困难，造成研修活动参与面不大，参与率不高，导致受益人数少，容易流于形式。

研修活动的资源汇聚与优化、任务协同与研究等相关数据采集困难，教师个性研修、自主研修以及反思改进都缺少数据支撑。

二、新技术支持下的区域研修模式构建

华中师范大学提出的区域研修是在一个行政区域内，由电教、教研等几个部门联合开展的教师研修模式，是对传统教研模式的补充和超越，是促进区域教师专业发展的重要方式[3]。

依托“教育部-中国移动”科研基金项目“信息技术支持下的区域教研模式研究及试点”，华中师范大学提出了信息技术支持下的三种研修模式。在此基础之上，本研究运用人工智能和大数据等新技术重构了三种研修模式，并利用北京中庆现代技术股份有限公司提供的“智课系统”来开展，具体如下：

（1）教师工作坊主题研修

教师工作坊是由多名教师组成的学习共同体，目的是让学员们针对实际教学问题，相互沟通对话、共同思考、解决问题，实现个人知识和能力的提升[4-6]。

如表1所示，在“课例学习和实践教学”两个环节，引入人工智能对课堂观察的自动分析技术，重构为有数据支撑的“精准教研”，利用课堂的教学行为、教学模式、学生课堂表现曲线和教师能力矩阵等数据，结合线上的经验评课，对课堂教学实现全面画像和解析。

（2）智课支持的课例研修

课例研修是由多个教师通过线上线下共同打造一份优秀课例，其流程如表2所示。

在“实践教学和观摩研讨”两个环节，引入人工智能对课堂观察的自动分析技术，重构为有数据支撑的“精准教研”。

（3）基于同步课堂的教师同侪研修

在区域中构建跨校同侪研修机制，实施切实可行的教学反思路径，提升教师的教学技能，从而使大规模的优质教师教育资源实现共享，促进教育公平和均衡发展[7]。

如表3所示，在“名师课例、实践教学和总结研讨”三个环节，均引入人工智能对课堂观察的自动分析技术，重构为有数据支撑的“精准教研”。

三、新技术支持下的区域研修模式工具设计

教室是开展信息化、智能化教学活动的基本场所。教室以具备人工智能算法的智能终端为核心，整合录播系统、教学系统、互动系统、中控系统等设备的功能，并通过大数据相关技术，对课堂教学数据进行采集和分析。其中主要使用到智课的三个模块：精准教研、磨课中心和直播。

1.精准教研

智课平台上精准教研的实现需要在線上创建教研组，组内成员可以在PC端或是手机APP上根据评课量表和课堂数据进行评课;课程结束后，精准教研系统会自动生成该堂课的教学行为数据、学生课堂表现散点图和曲线、教学模式和教学能力矩阵。

（1）教师、学生行为可视化数据

如图1所示，人工智能技术可以自动分析的教师课堂行为有：讲授、板书、师生互动和巡视;学生行为有听讲、读写、应答、举手和生生互动。综合考虑算力成本和采集精度，可实现6秒的采样间隔，每节课共400个数据点。这样的机器分析方式提升了课堂行为分析的颗粒度[8]。

（2）精确到学生个体参与度分析

精准教研借助人工智能技术可以每2分钟统计一次班级全体学生的表现情况。模型设计为统计单个学生的个体行为与整体行为的匹配度，每隔2分钟计算出每个学生的参与度散点。依据学生个体表现，教师可以清楚地了解每个学生课堂学习状态。

（3）用RT-CH图反映教学模式

借助ST分析理论和人工智能算法，可以自动得到图2中所示的圆点。在这个例子中，该点位于上方三角形区域，反映出该节课是对话型课堂。

（4）能力矩阵直观反映教师教学能力分布

教师能力矩阵以LICC范式的课堂评价为基础，结合算法的可实现性和学校实际情况设计了4个维度、12个视角、30个观察点的观察量表。根据量表评价可以实时映射为能力矩阵，用不同色块表示出相关能力的强弱。以图3为例，该节课的教师教学维度中，课堂组织能力有待提升。

2.磨课中心

智课平台的磨课中心可以为老师提供一个线上备课、讨论的平台，方便教师课前上传教案、课程PPT和课例学习的视频，参加研修的相关教师、学科专家都可以在评论区进行留言互动，每一次备课讨论都可以记录并归档。

3.同步课堂

“传统听课”教师会坐在教室的最后一排现场进行听评课，因此会对课堂产生一定的影响。利用教室内的录播系统及其直播功能，可以实现会议室观课等形式的同步远程听课，减少对课堂正常授课的干扰。

四、精准教研支持下的研修实践

本文以重庆某区A学校教师的区域教研活动为例，基于中庆智课精准教研平台，详细说明三种研修的具体实践。

1.基于精准教研的教师工作坊主题研修

在教师工作坊主题研修活动中，学校选择以“同课同构”主题进行案例研修，将教研活动分为四个阶段：第一阶段为团队组建和课例学习;第二阶段为教学实践和量化评价;第三阶段为专家交流与点评;第四阶段为职初教师教学反思。

为了本次研修活动顺利开展，区教育局成立了A学校、华中师范大学企业和北京中庆现代技术股份有限公司三方协同合作的团队。赵老师是A学校小学数学组的骨干教师，冯老师是刚走上教师岗位一年的职初教师，两位老师乐于接受新事物，积极参与，成为本次研修的对象，他们希望通过参加教师工作坊主题研修，改进自己的教学实践行为，获得显著的专业提升。

数学组老师在共同制作《找规律》教案后，通过磨课中心修改、讨论教学设计。在课例展示的过程中，课题组教师使用“精准教研APP”通过教室或是观看直播进行评课，评课结束后，智课成长平台会生成包含教学行为、课堂表现、教学模式以及教师能力矩阵的精准教研报告。

第二阶段由职初教师冯老师进行《找规律》的课例展示，结束后同样生成精准教研的数据报告。对比两位老师的课堂观察报告，从教学行为看两位老师的讲授占比都是50%多，没有太大的差别;从课堂表现曲线看，课堂前期，冯老师明显比赵老师低，之后会回看视频去寻找原因;从课堂类型看，冯老师是混合型课堂，赵老师是对话型课堂，而实际课堂中，赵老师在课堂中充分让学生去质疑、表达，培养学生的发散性思维。

第三阶段由省电教馆的领导和两位老师进行交流，首先是结合数据报告对两位老师的课程进行了点评。

第四阶段由职初冯老师进行教学反思，相比之前的教学反思，结合数据报告后的教学反思更加具体。本节课讲授占比52.55%，表明教师还是没以学生为主体，自己讲解的较多，而在课中，教师在提问环节让几个学生回答后草草收回，并用大量自己的话来讲解知识;课堂表现曲线2到16分钟内，学生的一致性不高，而在这段时间内，教师反思自己讲课不够声情并茂，不能总是吸引学生注意力;从教师能力矩阵中，教师可以清楚地认识到自己以后需要提高“课堂管理”能力。

2.智课支持的课例研修

在智课支持的课例研修中，学校将教研活动分为三个阶段：第一个阶段为团队组建和集体备课;第二阶段为“第一稿”教学实践与调整修订;第三个阶段为“第二稿”教学实践与调整修订，最终形成优秀的教学设计。

第一阶段选取语文教研组作为案例的研究对象，《荷叶圆圆》为研修课例。语文教研组将教案上传至磨课中心，教师在评论留言区议课后，集体备课，形成第一稿教案。

第二阶段由陈老师进行課例展示，语文教研组的其他老师使用精准教研APP进行评课，课程结束后生成精准教研数据报告。语文教研组结合数据报告进行研讨，从教学行为看，举手、生生互动和师生互动比例高，该节课师生交互较多，课堂形式较丰富，教学能力矩阵可以明显看出在课堂文化方面有待提高。线下研讨结束后，将课程视频上传到磨课中心，教研组成员结合视频，提出教学设计需要修改的地方，最终将修改后的教案在线上归档。

第三阶段由宋老师根据修改后的教学设计进行课例展示，其他教师使用精准教研APP进行评课。语文教研组结合数据报告进行线下研讨，从教学行为可以明显看出教师的讲授较多，达到75%，课堂未能凸显学生的主体地位，生生互动只有2.2%，小组合作方面有待提高;教学模式经过改进后变为对话型;从能力矩阵来看，在教学内容上有所欠缺，结合教学过程，该教师字词的教学不够科学。研讨结束后，上课教师可以在精准教研页面根据视频双屏同步、课堂表现曲线进行课后反思。同样将教师上课视频上传至磨课中心，教师结合视频进行磨课，修改教学设计，最终生成一份优秀的教案。

3.基于同步课堂的教师同侪研修

基于同步课堂的教师同侪研修是B小学和A学校共同进行的跨校教研。通过同步互动平台和精准教研，探索B小学帮扶A小学的常态化教师同侪研修活动。本次活动将教研活动分为三个阶段：第一个阶段为团队组建和跨校磨课;第二个阶段为名师和职初教师进行课例展示;第三个阶段为两校进行互动研讨。

第一阶段选取B小学和A学校数学教研组的教研活动为研究对象，《年、月、日》为课例。两校的教师在磨课中心进行跨校线上研讨和备课磨课。

第二阶段由B小学蒋老师和A学校刘老师进行课例演示，B小学蒋老师现场上课，A学校老师在A会议室实时观摩，使用精准教研APP精准评课;其次是A学校刘老师现场上课，B小学老师可以通过直播实时观摩，使用精准教研APP精准评课;课程结束后，智课平台会自动生成精准教研报告。

第三阶段由两校老师通过互动设备进行远程研讨。两校老師依次对蒋老师和刘老师的课进行点评，两校老师之间的互动研讨增进了数学组老师们的交流、互相学习，实现了百年名校帮扶新校的目的。

A学校的职初刘老师在研讨后结合数据报告进行了教学反思。从教学行为来看，讲授行为明显偏多，没有发挥学生的主体性和积极性，在今后会减少知识的讲授;从课堂表现曲线看，在导入阶段，通过猜一猜以及图片呈现，激发了学生的学习兴趣，但相较于蒋老师的课堂表现还有一定差距，表明其还需进一步提升课堂掌控力。

五、结束语

随着以移动通信、云计算、物联网、大数据、人工智能等为代表的新兴信息技术在教育领域的应用，教师的研修模式也融入了新技术，从基于经验的教研转变为基于经验与证据相结合、线上与线下相结合的区域教研。具备智能课堂分析功能的设备进入普通教室，将促进“经验+数据”教研方式的常态化。

参考文献：

[1]教育厅函[2018]6号文件.教育部印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[Z].

[2]姜知宇.构建区域研修共同体 探索教师发展新策略[J].教育教学论坛，2018（12）：26-27.

[3]张妮，刘清堂，曾祥翊，李阳，胡小勇.信息技术支持下的区域研修现状及发展研究——基于全国25省（市）35县（区）的调研[J].中国电化教育，2019（10）.

[4]李立君，丁新，武丽志.教师工作坊网络研修的“重要他人”研 究——人类发展生态学的视角[J].中国电化教育，2015（2）：90-95.

[5]邓伟，熊久明.教师工作坊中促进知识建构的磨课活动研究[J].中国教育信息化，2016（20）：73-77.

[6]林志淼，蒋凤春.工作坊式教师培训模式初探[J].中小学教师培训，2014（8）：14-16.

[7]杨卉.教师在线实践社区研修活动设计——以同侪互助网络研修活动为例[J].中国电化教育，2011（9）：43-48.

[8]赵枫，李恒才.基于 AI 分析系统的混合式听评课教研的实践[J].中国教育信息化，2018（12）：53-56.

[9]洪亮.大数据时代校本教研转型策略及路径[J].中国教育学刊，2015（7）：78-81.

[10]乔爱玲，焦宝聪.支持信息化教师专业发展的区域性校本研修模式构建[J].中国电化教育，2008（256）：22-25.

（编辑：王晓明）