CSMS助力教师构建中职数学高效课堂的案例研究

蔡巧敏

一、研究背景

职业教育在粤港澳大湾区内承担着为制造业、服务业、高新技术产业和新兴产业培养高级技术技能型人才的重要作用。教育部《教育信息化2.0行动计划》强调，要根据新环境下人才培养需要，突出以学习者为中心的教育理念，构建全新教育生态环境，将信息化技术深度融入日常教育教学，立志提升教学质量，努力提升融合应用阶段的创新性，提倡实现常态化应用，更要讲求全方位创新。如何将大数据融入课堂教学实践，利用人工智能技术有效改进教学方法成为一线教师面临的重要挑战。

高效课堂教学一直是教育领域研究的热点，课堂教学高效性是指在常态的课堂教学活动中，通过教师的引领和全体学生主动而积极的思维过程，在单位时间内高效率、高质量地完成教学任务，促进学生获得高效发展。高效发展就其内涵而言，是指知识、技能，过程、方法与情感、态度、价值观“三维目标”的协调发展；就其外延而言涵盖高效的课前准备、教学实施、教学评价。随着5G时代的发展，以量化方式剖析学习过程，进而做出科学育人决策的课堂教学模式是近年来教学改革的重点之一。因此，如何在5G+智慧教育背景下构建中职高效课堂成为大湾区的中等职业技术学校亟待解决的问题。

本文选择一名教龄为8年的一线中职数学教师参与研究，通过以学习发生知行理论为基础的CSMS对3节实验课例整体表现进行大数据分析，探究CSMS在中职课堂教学实践中的积极作用。

二、研究对象、工具及方法

1.研究对象

本文通过跟踪一位任教8年的一线教师的3节中职一年级常规数学课（表1），按照“前测—中测—后测”的流程开展“5G+智慧教育”下的课堂教育质量检测研究，试图探索构建以学生为主体的中职数学高效课堂的有效路径。

2.研究工具和理论基础

（1）CSMS

随着人工智能技术的进步，借由课堂教学智慧评价，教师在常态化、标准化的课堂教学测评中可以养成及时反馈的能力。CSMS是一种运用人工智能实现自动评分的大数据课堂测评工具，它从教师主导、学生主体两个角度，将课堂分为目标定位、课堂艺术、课堂调控、思维激发、评价反馈、整体发展、合作交流、学习体验和目标达成9个评分领域，对应9个指数，每个指数由3～6个不等的细项指标合成，共计40个细项指标。CSMS关注的核心是批判思维、交流、合作、创新思维（critical thinking，communication，collaboration，creativity，简称4C技能）。

（2）学习发生知行模型（图1）

学习发生知行理论从中国知行哲学、知行辩证法、大脑信息自由能理论等出发，提出了推动学生学习发生的条件与路径、学习风格、有效教学方法。学习发生知行理论为CSMS在思维激发的课堂测评方面提供技术分析支撑，该理论还包含深刻指引学习发生的方法论，具备独自应用指导课堂实践的可能性。

3.研究方法

（1）分析维度

前测课的CSMS数据报告中的课堂整体表现显示，目标达成和合作交流两个维度相对偏低。因此，本文确定了此研究的两个目标是：①合作交流方面，运用CSMS帮助教师通过分析课堂上师生互动情况判断学生是否积极参与课堂，进而实现课堂上师生之间相互尊重、彼此尊重、平等民主的稳定合作交流模式；②目标达成方面，根据学习知行理论，助力教师推动有效学习程度，使得不同层次的学生都有收获，完成预期教学目标和取得较好的教学效果。

本文从前测课例教学分析、研读前测课CSMS大数据分析报告、研究课与后测课的课堂实践、对比分析CSMS大数据报告4个维度，对3节课例进行全面分析，分析框架见表2。表2中所有的量化指标的数值均由CSMS获得，质性指标评价主要采用教案分析、课堂观察、教学团队研讨等方法。

（2）研究流程图

本文以研究目标为导向，以研究方法为手段，按照“发现问题-分析原因-解决问题-结果验证”的流程进行研究，具体流程见图2。

三、研究过程

1.前测课教学分析

（1）录制前测课例，了解研究对象的实际教学风格

前测课选择在教室，通过摄像机录制日常教学中正好上到的内容：一元二次不等式的解法，教学环节设计如表3所示。

（2）前测课堂教学整体分析

前测课的CSMS数据报告中的课堂整体表现如图3所示，目标达成和合作交流两个维度相对偏低，需要重点关注。进一步研读CSMS大数据分析报告（课堂概要、互动交流、思维激发三个角度），报告中主要体现了两个方面问题：一是教师需要在问题启发性、教师发问、学生发问、学生话题稳定方面需要加强，学生参与课堂互动不够充分；二是“四何”问题中的为何和如何占比偏低，教师没有很好地有效推动学习发生，教师应关注教学效果，可通过探究问题的深层原因、如何创设情景对问题进行探索。

针对目标达成和合作交流两个提升要点，确定接下来研究的方向为加强课堂有效互动，课前优化教学设计，创设情景；课中加强启发性提问方式与语言，有效推动学习发生。

（3）学习发生的知行模型数据

根据以上分析报告，实验教师分析合作交流与目标达成得分偏低的深层原因可能有以下几点。首先，本节课以教师讲授为主，且在教师讲授的过程中，教师发问比率还不高；其次，教师提问中的“是”和“何”问题占比太大，无法有效地激励学生思考，达不到深层参与课堂互动；最后，教师在本节课中以概念→思想练习为主要的推进学习的外在教学风格，但学生更多的却是能动性的学习风格，不太相符（表4）。

2.前测课、中测课及后测课对比分析

（1）课堂教学整体分析

在对前测课的深度分析之后，实验教师根据分析结果调整了课堂教学方式方法，进行中测课和后测课的录制、分析，3节课的整体情况分析如表5所示。

结果显示，在前测课的课堂教学活动结构的九个分析领域中，相对于其他方面，合作交流和目标达成两方面有明显的不足，得分百分比分别为55.83%和53.49%；相比于前测课，研究课中的合作交流方面的得分提高了34.17%，后测课中的目标达成提高了28.34%，得分提高比较明显，说明经过CSMS分析，教师后期的中测课和后测课已初显成效。

（2）课堂交流互动分析

第一，弗兰德斯（FIAS）互动指标。如表6所示，中测课和后测课在教师启发性提问、学生话题稳定性、教师发问、教学与管控比四个方面进步相对明显，证明实验教师在备课期间改进教学设计环节（例如，课前创设情景、改变课堂教学问题形式等）起了积极的作用。但是，在学生发问方面略显不足，可能是因为中测课与后测课是侧重熟练方法的课，主要是学会解一元二次不等式的解法和求函数值等题型，学生大部分时间在掌握和熟练方法的过程中，所以缺少提问，今后可设置开放性题型供学生思考，激发基础较好的学生进一步学会知识的运用。

第二，“问-答-评”结构（IRE）互动分析结果。如表7所示，前测课结果显示实验课例中的深层次师生互动有待加强，这意味着课堂问题的设置需要调整，教师在课堂上提出的问题应该倾向于追问型及学生思考讨论再答型。课堂提问形式直接影响教师是否可以通过提问调动学生的学习积极性，刺激学生思考发生。在中测和后测课中，实验教师调整了课堂问题设置。分析结果显示简单型问题的比例在下降，追问型问题的比例在上升。实验教师的“问-答-评”运用适中，对学生的及时反馈良好。

第三，教学活动类型（S-T模型）分析。如图4所示，前测课为讲授型，经过对前测课的研讨改进，先从改进教案出发，精细设置教师提出的问题，发挥教师主导作用，落实问题教学，课堂上以问题促进学生思考，实现以学生为主体的课堂教学。同时，与备课组内的教学团队教师进行讨论，相互借鉴、改进教学流程。最终，将中测课和后测课转化为以学生为主体的混合型研讨课。

（3）教学目标达成分析

第一，课堂知识传递主要方式分析。学习发生，指的是将所学知识吸收到学习者的知识体系里。根据学习发生知行模型，教师主导的外围的知行理论是教师组织课堂教与学活动的理论基础，主要体现在教师对“四何”问题的设置、对“四何”问题的运用比例及对课堂知识结构的把握。纵观“四何”问题的优化设计（表8），“何”问题比例最高，这和中职数学大纲内容本身要求相对浅显有关，理解一元二次不等式的概念、学会一般的一元二次不等式的解法是教学的主要内容目标。另外，在后测课中函数的表示法这一节内容偏应用，在课堂上创设情景提出问题，促进学生思考，表现为“如何”问题比列有所提高。

第二，教学风格和学习风格分析（表9）。在一节课中，教师的教学风格是否与学生的学习风格相匹配是课堂高效、凸显以学生为主体的要素之一。研究者对3节实验课例的分析结果进行对比发现：首先，3节课例的教师教学风格百分比都是学习发生的方式③占比最高，学习发生的方式④占比最低，四种风格占比相差较大，说明教师在对各类学生的兼顾情况需要加强。在后测课中

这一情况得到改善，教师教学风格与学生学习风格的分布均衡度有所提升。其次，不同的教学内容，学生表现出来的学习风格也会相应变化，教师的教学风格应根据学生的学习风格相应作出调整，才能有效地推动学生的学习发生。中测课中的学习发生的方式③与现实型学习风格均排名第1，后测课中的学习发生的方式④与能动型均排名第4，教学风格与学习风格的匹配度增强，这表明实验教师在调整教学环节、优化“四何”问题上有一定的成效。

四、研究总结与反思

本研究通过对3节实验课例进行深度剖析，发现以学习发生知行理论为基础的CSMS能够有效改善教师教学方式，为构建高效中职课堂起到促进作用。

1.CSMS优化传统课堂教学评价方式

人工智能视域下的CSMS课堂大数据报告从9个维度（40个细化指标）对课例进行解析，教师版报告可供提取关键信息，专业版报告介绍了各项指标背后的知行理论，这不仅让课堂上的每一种教学环节、每一个教学问题、每一次教学互动等教学活动有理有据，还为教师提供课堂数据，明确改进的方向。本文通过以3节常规课例（前测课——中测课——后测课）为研究对象，以学习发生知行理论为理论基础的CSMS课堂大数据报告为支撑，不断优化教学流程、改进教学问题，达到以提升课堂深层互动为基础的课堂合作交流目标，实现以改进和推动有效学习程度为载体的课堂教学目标。课堂教学智慧评价系统CSMS为实现常态化课堂的教学智慧评价提供了强大的数据支撑与强有力的研究保障。

2.学习发生知行理论助力教师多维度提升教学质量

教育质量是教育永恒的话题，课堂是提升教育质量的关键阵地。外显可测的学习发生知行理论为提升课堂教学质量奠定了科学基础、明确了研究方向、提供了可分析可实施的改进角度。在本研究中，实验教师通过优化“四何”问题设置，降低是“何”问题比例、提高“如何”问题比例，优化课堂知识传递结构；通过改善学习发生知行模型中的课堂教师风格与学生风格的吻合度，达到学习发生的高效状态，有效地在课堂教学过程中从多维度推动学生思维激发状态，提升了课堂教学质量。

3.人工智能技术与教师的教育智慧深度融合，促进教师专业发展

教师是课堂的主导，教师的专业发展对高效课堂的构建有着举足轻重的作用。在依托人工智能的课堂教学评价研究中，教师可根据量化的指标提升教学的教研教学能力，促进个人的专业发展。但同时，教师应发挥其主导作用，立足课堂，保证学生学习的主体性，围绕四个问题（知识的习得是否完成、兴趣的培养是否实现、思维的激发是否活跃、活动的交流是否频繁）思考课堂教学的有效性，将人工智能技术与教师的教育智慧在课堂上深度融合，而不应完全被人工智能所左右。

责任编辑  魏家坚