基于大数据分析的体育课堂观察量表研制与实施

王妙香 吴建军

摘  要：基于厦门市思明区16所领航学校的体育研讨课的大数据分析试验，开展体育课堂观察量表的研制与实施。通过教学模式采集量表、运动负荷监测量表、教学行为评价量表和分析课堂提问的“四何问题”量表探索与运用，尝试建立一套可借鉴、易操作的体育课堂观察工具，实现大数据在体育课堂教学中的运用，为开展有效的体育课堂观察提供借鉴参考，同时为精准干预和调节课堂教学提供科学的量化依据。

关键词：大数据;体育;课堂观察量表;研制;实施

中图分类号：G623.8     文献标识码：A     文章编号：1005-2410（2021）12-0040-04

一、研究目的

课堂观察起源于西方的科学主义思潮，随后作为一种研究课堂的方法，自20世纪五六十年代起在西方发达国家快速发展，1995年被引入中国，成为我国提升教师专业能力的一条有效途径[1]。随着教育改革的深入推进，课堂观察在理化学科得到很好的开发应用，特别是量表工具的深入研制和广泛应用，改变了这些学科传统的课堂观察方式。但在体育学科课堂观察中，由于教学环境的开放性、师生活动的多元互动性、教学过程的生本性以及课堂资源的不确定性等因素，到目前为止，未见有系统的体育课堂观察工具和体育课堂观察量表。体育课堂观察因缺乏数据支撑，难以进行量化分析和对照，基本处于围绕“亮点、优点、不足与建议”等方面进行主观判断的定性描述评价状况。如何研制科学、便捷、合理、有效的体育课堂观察量表， 为课堂教学实践提供专业的观察工具， 从而为改进体育课堂教学行为提供科学的依据，是一个亟待解决的问题。

基于此，本文作者带领教育部信息化教学厦门思明实验区的16所领航学校体育教学骨干组成课题研究团队，借助參考其他学科成熟的课堂观察量表，以体育课堂教学中运动负荷数据为突破口，围绕体育课堂教学的核心问题，从不同的视角和维度，结合体育学科的实际情况，研制了一套适合体育课堂的观察工具，并在课堂教学研讨活动中不断改进和完善，取得了一定的效果和影响。

二、量表研制与实施的过程

体育课堂教学由于运动项目的特殊性以及教学的开放性，在教学中存在着大量的结构化、半结构化和非结构化的数据[2]。在开展基于教育数据的分析研究中，从体育课堂教学实际和特殊性出发，通过检索、查阅中国知网有关课堂观察和数据分析的文献资料，了解不同学科课堂观察量表的研制和运用;同时在“中国知网-研学平台”上建立“运动负荷、可穿戴设备、课堂教学行为”等关键词文献跟踪，动态了解基于课堂观察量表的体育课堂教学行为的研究现状，结合体育课堂教学，制定体育学科教学模式采集量表、运动负荷监测量表、教学行为评价量表和分析课堂提问的“四何问题”量表及其评价指标。

（一）教学模式采集量表，调整师生行为的转化器

课堂教学模式根据教师和学生行为可分为讲授型、练习型、对话型以及混合型[2]。其中“S-T”分析方法是一种典型的编码体系分析方法，它是通过记录教学过程中学生行为（被称为“S”行为）和教师行为（被称为“T”行为），描述课堂的基本结构与实时发生的事件来观察分析课堂教学的质量与特征，并对课堂中“S”与“T”行为的占比转化进行分析，划分不同的课堂教学模式。体育课堂教学中教师行为（“T”行为），主要包括讲解、示范、提问、评价、反馈、指导、队伍调动、保护帮助等活动;学生行为（“S”行为）是指除教师行为之外的所有行为。通过教学模式采集量表对课堂“S-T”行为数据进行采集，客观呈现了一节课的师生行为转化过程，真实再现师生课堂活动情况，为观课者提供了最真实的量化数据，给客观评课提供了直观的依据。同时，指导授课者改进课堂教学，为实现课程标准提出的每节课要有50%练习密度的要求提供了改进的方向。

在体育课堂教学中，观课者根据授课教师的课堂行为按时间点采样，以“S-T”行为记录师生行为占比。以每一节课40分钟为例，每30秒为一个周期节点进行采样，采样共计80次。其中“Rt”表示“T”行为占有率，即“T”行为在教学过程中所占的比例;“Ch”表示行为转换率，即“T”行为与“S”行为间的转换次数与总的行为采样数之比。“Rt”高的表示教师活动多，“Ch”高的表示师生互动多（表1）。

评课时，将采集的“S-T”数据输入软件中，在坐标上形成序列点，从而判断属于哪种课堂教学模式（图1），并根据“S-T”的转化率，分析课堂教学合理与否。

同时，也能对课中的某一环节进行具体分析，提出意见和建议。如某一阶段“T”行为连续出现的频次过多，极有可能是教师讲解、示范过多，未能实现教师的精讲和学生的多练;再如一节课中“Ch”值过高，则表示师生互动多，有可能是教师频繁地集中讲解、示范，亦或是集体纠错，集中指导的次数偏多。这样可以和运动负荷数据关联进行再次分析，查找数据背后真正的原因。

（二）运动负荷监测量表，调节运动负荷的校对器

适宜的运动负荷是促进学生增强体能、提高学生体质的重要保障。但是在传统的体育课堂教学中，教师在教学设计中所呈现出来的练习密度和运动强度以及一节课的心率曲线，都是教师在课前主观预设的。由于缺乏科学的监测工具和设备，课堂教学中教师主要以观察学生的脸色和出汗量来判断，没有量化数据支撑;同时，大班额的课堂教学内容安排往往存在“齐步走”“一刀切”的情况，常出现部分学生“吃不饱”或“超量”的现象。利用运动负荷监测量表（表2），借助可穿戴的运动手环，对课堂上学生的运动强度和练习密度等进行记录，真实客观地反映运动个体的生命体征和外部表现，不仅让学生学会监测自己的心率，也更方便教师实时观测学生的运动心率，及时调整运动负荷，整个过程都处于量化监测之中，为落实课堂教学提供了科学的指导。

课前，授课者给每一名学生佩戴上运动监测手环，指导学生在运动中观察操场大屏幕上呈现的各自手环数据，并根据手环数据及时调整自己的练习次数和运动强度。课中，观课者通过运动负荷监测量表，时时记录目标学生运动情况，采集学生的练习时间和练习内容。

课后，根据运动负荷监测量表和学生运动手环监测数据采集（图2），对教学的每一个环节进行分析，诊断课堂教学中的师生行为，并通过集体智慧进行分析、反馈，优化调整运动负荷的方法和对策。

通过运动手环呈现的实时运动密度、练习密度等外部数据以及心率、肺活量和消耗热量等身体内部数据，教师与学生都可以监测了解运动情况和身体状况，获得学生整体运动反馈与预警[3]。结合手动记录学生练习次数和时间，可以分析整节课有效锻炼时间和运动强度，对照教学设计中的预设练习密度和心率曲线，通过运动负荷数据“采集-分析-调整-优化-改进”的课堂教学研究模式，能有效优化基于学生个体状况的教学，促进学生身心健康发展。

（三）教学行为评价量表，实现自我反思的对标器

观课评课是对教师课堂教学行为的评价，是促进教师专业成长的必要途径。目前，在体育教学中，无论是日常教研活动还是优质课评比，还是各级各类的观课评课竞赛，评课者基本都是围绕着“亮点、优点、不足与建议”进行定性的主观描述，因缺乏数据支撑，无法进行量化分析和比较。此外，传统的观评课活动基本是评课者的独立个体行为，鲜有团队的安排和配合，最终课堂评价难以系统、全面地反映教学情况。教学行为评价量表（表3）从教师的语言行为、非语言行为以及教学组织3个维度细化12个指标，聚焦体育课堂中教师行为，以多视角、多维度的评价指标，为观、评课者提供观课标准和评课依据。

课前，观察团队认真学习教学行为评价量表中的评价指标和评价标准，明确三级指标内容和标准，并根据一级指标进行小组分工，形成观察小组，观察小组成员再选择二级指标中的观察点合理选择观察位置，做好观察准备。

课中，观察小组成员分工选择教师语言行为（讲解、口令、提问、反饋与评价），非语言行为（动作示范、体态语言、保护与帮助、指导与纠错），教学组织（场地布置、器材摆设、队伍调动、分组形式）其中一个维度，采用记号体系分析方法进行记录。

课后，观察小组成员对采集的数据逐一进行统计，对照教师行为的正确性、准确性、科学性、合理性，结合采集的行为指数，提出数据背后的行为性质并进行分析判断。

在评课、议课阶段，观察团队结合所采集的结构化与半结构化的数据，根据数据结果进行专业而全面的分析，提出改进的建议。授课者根据观察数据和评课意见，结合自己的课堂教学进行深度反思，提出课堂重建思考。

（四）分析课堂提问的“四何问题”量表，实现深度评课的测量器

提问是教师在教学中常用的方式，是实现师生互动的重要手段，是师生交往、互动和对话的重要外显形式[4]。教师在体育课堂教学中的提问不仅可以调控课堂教学的节奏，了解学生课堂学习状态，更可以通过问题的设置和巧妙的提问，解决重点问题，突破难点，达成教学目标。分析课堂提问“四何问题”量表（表4）借鉴了麦卡锡的4MAT模型，将问题分为四种类型，即“是何”问题、“为何”问题、“如何”问题、“若何”问题，围绕课堂教学中一般性问题、浅显性问题、实践性问题和探究性问题，设置“是何、为何、如何、若何”问题工具。

观察团队根据体育与健康是“以身体练习为主要手段，以学习体育与健康知识、技能和方法为主要内容，以增进学生健康、培养学生终身体育意识和能力为主要目标”的课程理念，从“健康知识、运动技能和方法”等的习得对“四何问题”进行采集，分析课堂提问的有效性，以帮助教师对课堂问题进行深刻分析，构建高阶问题，引导学生通过思考和回答问题进行探究性学习，掌握基本运动技能与方法，养成健康锻炼习惯，培养高级思维能力。

例如，在一年级《发展自然跑的游戏》教学中，教师设置认知和技能目标：通过观察、思考、体验各种跑的练习，体会两臂弯曲、前后摆动、视线朝前的基本动作，80%以上的学生可以做到跑步时前后摆臂、眼睛视线向前看，注意力集中;20%的学生能够在教师和同学的提示及帮助下做到跑动自然。根据“两臂弯曲、前后摆动、视线朝前”的教学重点，教师设置核心问题：“跑步的正确姿势是什么？”在教学环节中以归纳性提问和演绎性提问：（1）手臂是左右摆动还是前后摆动？（2）是直臂摆臂还是屈臂摆臂？（3）身体是紧绷的还是自然放松的？引导学生在学练中对照反思自己的动作，从而得出“手臂弯曲、前后摆动、眼睛向前看，集中注意力”等回应，逐步培养低年级学生的问题分析和归纳能力，掌握基本的跑的动作姿势，养成健康锻炼的习惯。

三、量表研制与实施的成果分析

（一）构建团队观课评课流程

开展基于量表的课堂观察，需要个体的分工记录，更需要有团队的默契配合，在观察的每一个阶段，既有个体的职责任务，更有团队积极配合共同聚焦核心问题，以实现在一定时间内高效的数据采集、分析、交流、共享，并形成基于数据分析的综合报告。在课堂观察中，观察团队构建了一套完整的观课评课流程，包括有“课前分工”“课中观察”“课后信息处理交流”三个阶段，形成了“确定问题-发现问题-分析问题-解决问题”的流程，不仅为学校体育组开展观评课活动提供了一种范式，更为区域内教师协同发展开拓了互惠互利的平台和共同发展的路径，有效激发了教师之间思维碰撞，提升了教师的责任感、对学校的归属感及对学科的荣誉感。

（二）改变传统的观课评课模式

基于团队愿景共同开发研制的课堂观察量表，改变了传统观课者单一的观课视角和自我判断，也改变了评课现场“人云亦云”或者只谈优点、不谈问题的“面子”评课。基于观察量表数据分析的评课，将传统的定性评价和基于数据分析的定量评价相结合，从单一个体的主观判断到团队的思维碰撞，从“蜻蜓点水”的面面俱到点评到基于量表维度的深度分析，探究授课者行为背后的思维方式，让评课既有客观数据分析，更有结合数据的专业评判，有效提高了观课评课的质量，实现了更有针对性，更加全面、客观、真实和更有深度的评课，为授课者提供了更为丰富多元的深度反思数据。

（三）促进教师的专业发展

课堂观察最终指向不是为了评价教学，而是为了改进课堂教学，实现高效课堂。无论是观课者还是授课者，无论是处于哪一个阶段的教师，都可以在课堂观察量表中对照自己的课堂教学行为，用同样的一把“尺子”，反思自己的课堂“该怎么做，做得如何？”基于教学行为评价量表的记录分析，从观课者的角度审视课堂教学行为，直指学生的学习效果，同时在观察汇报中，不断凝练自己的语言表达，形成自己的评课话语体系，提升个人的语言表达和思维能力，从而获得实践性知识;作为授课者，从采集的客观数据分析中，对照自己的教学行为，从教师的语言行为、非语言行为和教学组织三个维度，进行有针对性的课后反思重建，不断优化课堂教学行为，改进自己的教学技能，提高自己的专业素养。

（四）实现高效的体育课堂

课堂观察最终指向学生学习的效果，无论是利用可穿戴设备开展运动负荷监测量表，还是课堂上师生行为转化的教学模式采集量表，亦或是教学行为评价量表和分析课堂提问“四何问题”量表，最终目的都是指向学生的学习行为和学习效果，实现学生的身心健康发展和思维品质提升。多维度的课堂观察量表，为教师的教学行为反思和改进提供了大量数据。对照课堂师生行为数据，不断优化重建课堂，以真实数据检验课堂教学，以科学数据调整教学行为，以多元数据改进课堂环境和课堂文化，最终实现高效体育课堂，实现具有中等运动强度和一定练习密度的体育课堂，促进学生运动能力的提升。

（五）提高教师的科研能力

课堂观察指向于课堂教学问题的发现和解决，是课堂教学研究的一种重要方式[5]。体育课堂观察量表的研制，促进了体育教师团队查阅文献资料，进行深度学习综合运用能力。在教学中重新理解体育课堂核心问题，运动负荷、课堂师生行为等关键词，采集的结构化、半结构和非结构化的数据，提高了教师的课堂观察能力、语言表达能力和逻辑思维能力;同时根据量表进行量化评价与质性分析的融合，引导教师学会运用客观真实数据评价课堂，以海量精准的数据优化课堂的教与学，引导体育教师走上一条团队合作的专业的科研之路，提高了教师的科研能力。

四、量表研制与实施的再思考

1.研制量表是前提。研制科学适宜的观察量表，是开展课堂观察的前提。只有研制适合学科发展的有效量表，才能真正实现科学的数据采集，才能对课堂教学进行有效引导和评价。因此，需要查阅大量的文献资料，在学习借鉴的基础上，结合学科特点，研制适用于体育学科特性的量表，是确保数据采集有效的前提条件。

2.组建团队是基础。根据观察量表组建相对稳定，积极向上的观察团队是顺利开展数据采集，高效开展观课评课的基础。课堂观察量表不是单一的，不是一个人能够独立操作完成的，需要团队根据不同的量表进行合理的分工，学习掌握观察量表的具体内容，形成相对稳定的观察伙伴熟练操作观察量表，才能在观课评课活动中，熟练高效采集数据，形成基于量表数据的分析报告。

3.规范流程是保障。制定统一的“课前授课者说课-观察者课中观察-观察者课后数据分析-观察者提出改进意见-授课者反思”活动流程，是顺利开展课堂观察的保障。根据“观察者课中观察”要求，结合四份课堂观察量表，细化安排“课中观察和课后信息反馈”人员，落实观察任务，安排观察位置、观察工具、观察点，采集多维度的课堂数据，形成独特的观课评课模式，是实现高效快捷观课评课的重要保障。

4.数据关联是手段。课堂观察量表最終指向课堂教学质量，关系着学生的学习效果[6]。在所研制的课堂观察量表中，每一份量表之间都有着相关联系，它们不是孤立存在的，每一份量表所采集的数据在一定的时间、空间会交织在一起，查找数据背后的关联，形成定量分析和定性分析的有效结合，是需要观课者不断去探索、思考的。

五、结语

课堂观察量表，为体育课堂观察提供了真实、客观、多元的数据。通过采集的结构化、半结构化和非结构化的数据，分析数据背后的关联行为，是实现每一位教师专业成长的孵化器;通过基于课堂观察量表的观课评课，将引导教师们走上一条基于教育大数据分析的课堂教学行为改进路线，为实现高效体育课堂、促进学生身心健康发展、为实现“健康中国2030”行动目标助力。

参考文献：

[1]沈毅，崔允 .课堂观察：走向专业的听评课[M].上海：华东师范大学出版社， 2008.

[2]王陆，张敏霞.基于课堂教学行为大数据的课堂观察方法与技术[M].北京：北京师范大学出版社，2019.

[3]吴键，袁圣敏.中国学校体育智慧系统的整体思考与构建[J].体育学研究，2020，34（03）.

[4]环敏.基于问题的课堂观察量表研制[J].当代教育科学，2018，33（10）.

[5]陈瑶.课堂观察方法之研究[D].上海：华东师范大学，2000.

[6]钟小雅.中小学体育课课堂观察方法研究[J].中国教师，2019，17（08）.

[基金项目：本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度课题“基于大数据分析的小学体育课堂教学行为改进实践研究”中期研究成果。立项批准号：FJJKCG20-009]