课堂诊断系统助推教育管理与教师成长

【摘 要】利用人工智能超级专家系统的专用工具，能够为教师提供精准的课堂诊断，并且对教学过程进行数据分析和个性化建议，从而实现专业引领。通过在线平台促进教师之间的深层次同伴互助；借助智能化的反思工具，使教师有针对性地引入资源并迭代升级，助推教育的过程管理。本文以课堂教学智慧评价系统CSMS为例，说明了AI技术突破传统教研方式的局限，为教师的专业成长提供技术、组织和管理赋能，试图为教育管理和教师专业发展提供新的视角和策略。

【关键词】智能诊断；专家系统；CSMS系统；教师专业成长

【中图分类号】G434 【文献标志码】B

【论文编号】1671-7384（2024）07-024-03

2024年政府工作报告将“人工智能+”行动提上议程，进一步推动了人工智能技术在教育领域的广泛应用和深入发展。人工智能不仅是开启未来教育的关键，更是塑造教育未来发展的核心动力。以大数据分析为支撑的诊断系统，构建了智能化的教育平台，通过分析教学影像资料，助力教师进行教学诊断、设计和改进，推动教学数据的整合与共享，促进教育的协同创新。随着机器学习的深度应用，更是提高了智能诊断的精确度和效率，为教育教学决策提供了科学客观的支持。人工智能技术在“专业引领、同伴互助和自我反思”三个方面发挥了关键作用，显著增强了技术应用、组织协作和管理创新的效能，成为推动教育管理与课堂教学数字化的新动力，为教师专业发展和教学管理创新提供了新的路径。

“智能导师”引领专业发展

（1）教师成长依赖于专业的指导。历年的国家义务教育质量监测结果发现，对教育教学最有帮助的教研活动形式是“观摩优秀教师的课堂”“集体备课”“上公开课、示范课”；教研活动存在的问题排在前三位的包括“缺乏专业指导和优秀课例”“教研深度不足”“缺乏整体教学规划”。此外，对于部分教师参与国家级、省级培训机会较少，在培训中的参与度较低的现象，全面且针对性的专业指导成为了当务之急。在“人工智能+”时代，每位教师都可能面临新教学环境带来的挑战，因此，专业引领成为帮助他们快速适应、稳步提升、稳定发展的关键。AI超级专家系统整合了教育专家、技术应用专家和学科名师的智慧和经验，能够高效地进行推理和解决复杂教育问题。因此，它在教育领域的重要性日益凸显，并受到了广泛的关注与重视。

（2）智能诊断凸显“专家领导力”。智能诊断是AI超级专家系统的重要部分，能够通过计算机智能程序模拟人类专家的专门知识和经验，通过语言、图像识别、自然语言处理、伴随式采集和多模态分析，提取语音、图像、情绪起伏等多项有价值的数据，致力于挖掘数据价值，快速生成多维度、多角度的课堂观察报告，帮助教师了解课堂的真实状况。同时寻找数据赋能的应用场景，并解决特定教育领域的实际问题[1]。这类系统汇集了全方位的教育知识和教学经验数据，通过新数据的不断输入，使系统更具适应性和广泛性。因此，人工智能AI超级专家系统依托互联网技术，能够突破时空限制，为教师提供多位专家级的“会诊”，全面支持教师的专业发展，助力解决实际教学问题。随着教师们的广泛应用和不断反馈，这一系统的智能水平和功能也在持续优化和提升。

（3）课堂教学智慧评价系统提供专业引领方案。广东省重点领域研发计划“5G+智慧教育”项目的“课堂教学智慧评价系统”（CSMS[2]，简称课堂诊断系统），由广东省教育研究院联合多家单位研发，借助华为的技术支持，实现了5G、人工智能、大数据、云计算与教育教学的深度融合。该系统运用多种理论模型，对课堂教学进行全面观察、诊断与评价，生成大数据报告，帮助教师更全面、深入、量化地了解课堂教学中的目标定位、课堂艺术、课堂调控、思维激发、评价反馈，以及学生的合作交流、学习体验和目标达成程度等。教师们通过分析报告，能够更真实地认识课堂教学，仿佛有许多隐形的教研员和专家在提供科学诊断与评价。例如，一位教师在使用CSMS系统后发现自己课堂上的讲授时间过长，口头禅的使用频率也过高，感叹道：“我终于发现了自己的盲点，以前从未意识到这些问题。”另一位教师反馈说：“课堂上学生思考问题的时间竟然如此短暂，我以后会更加重视激发学生的思维能力。”智慧诊断系统引领教师认清课堂教学过程、关注教学过程存在的问题以及提供如何改变的教学策略。

“智能协作”加强同伴互助

（1）传统教研可能产生技术与人文互动断裂。教师成长过程中最简单、最依赖的的方式是“同伴互助”。“同伴互助”有助于完善教师的知识结构，实施资源共享，提升教师的专业水平。但校内或片区教研，容易造成“近亲繁殖”模式[3]。“网络教研”拓展了同伴的范围，但如果没有创新机制，依然存在着问题：一是观察者的感觉受限，对课堂的观察与诊断受到许多制约；二是记录的工具有限，难以面面俱到，缺乏深度与关联；三是面对面的交流存在情面因素，对于发现的问题可能会“轻描淡写”；四是网络交流难以扩展和迭代，容易陷入就事论事的陷阱，很难突破传统教研的效能瓶颈。

（2）智能同伴助力消除技术与人文的隔阂。每当教师使用智慧诊断系统时，平台会收集相关数据并将其添加到数据库中，随着更多“同伴”不受时空限制地在系统内“相遇”与相互“投喂”，个体的智慧与AI超级专家系统的智能相互融合，通过不断的迭代和改进，AI超级专家系统的智能水平不断提升。这种互动和改进的过程，让教育教学中的AI超级专家系统发挥出了越来越明显的作用。

通过系统平台，可以实现实时互动、资源共享、问题讨论和解决方案的共创。智慧诊断系统不仅突破了时空限制，还可实现对教育教学过程的全面监控和分析，随时随地交流、分享教学经验和方法，共同解决教学中的问题。

（3）数字化教研促进技术与人文的智慧融合。智慧诊断系统快速提供的报告，将会更全面、精准和深入。一是能呈现多角度、多元性观察分析的内容；二是每项指标都有常模参照，能比较精准地描述差异所在；三是将课堂教学过程的大数据进行分解与归纳，例如，将课堂上的各种源数据、基础数据、表观数据、推断数据和整合数据等，用于形成课堂教学的模式分析与教学评价指标，这使得教育监测与评价有据可依，大大弥补了传统教研的缺陷，为教育质量的提升提供了有力的支持。

福田区中小学特别注重人工智能在教育教学、教育管理等环节中的应用，从自由参与到自主联盟，再到由区监测中心集中管理，不论是学校还是区教研员组织的教研活动，都自觉采用CSMS系统的课堂大数据分析报告，并从中挖掘共性问题、个性问题、基础性问题、发展性问题，采取集中、分散等多样的教研方式，开展各种主题研讨，形成了一种新的1123数字化教研模型（图1）。例如，针对教师“阅读报告”存在疑惑，开展了“数据报告的解读方法”互助式研讨；依据普遍存在的“思维激发”短板问题，开展了“如何激发学生思维”的专题研讨。在已有的教研活动中加入人工智能诊断报告分析，将人工智能与人类智慧融合，极大地增加了教研活动的针对性和有效性，对于教师的成长以及教育教学活动系统管理，将发挥强有力的助推作用。

图1 深圳市福田区CSMS联盟校形成的1123数字化教研模型

“智能导航”提升自我反思

（1）自我反思是教学优化的基石。自我反思是教师专业成长的关键环节，它促使教师更好地了解自己、提高自我认知能力，从而更好地应对生活和工作中的各种挑战。教师经过“具体经验→观察分析→抽象的重新概括→积极的验证”过程，审视教学过程与教学效果，分析教学理念和行为，总结经验教训，发现不足，改善教学行为，提升教学技能和策略，不断进行自我迭代升级。

（2）技术赋能增强反思效果。没有技术支持的反思存在以下问题：一是缺乏系统结构，难以形成系统化的记录和分析；二是效率低，手工记录和分析较为耗时，可能会限制反思的频率和深度；三是难以回顾比较，长期积累的反思记录可能难以检索和比较；四是数据分析和可视化受限，难以进行定量分析，视觉呈现较为困难，并影响对趋势和模式的识别；五是缺乏实时反馈，可能会错过即时自我评估和调整的机会；六是缺乏外部资源整合，技术工具可以方便地整合外部资源，如文献、研究论文和在线课程，以丰富反思过程等。因此，提升反思效能必须依赖技术支持。

（3）AI专家系统能够加强反思深度。智慧诊断系统为教师提供了全方位的支持，包括教学数据分析、反馈与建议、个性化学习资源、教学策略推荐、持续学习与成长支持等。这些功能不仅为教师的自我反思提供了丰富的内容和多样的方式，还提供了策略与资源，从而显著提升自我反思的效率和深度。

例如，A教师通过CSMS系统的7次课例智能记录与分析发现，课堂的“评价反馈”存在不稳定问题，并开始反思如何提升教学评价能力。B教师在系统中设定个人目标，并利用追踪功能监控进度，系统定期提醒教师回顾目标，并提供数据支持以评估达成目标的进展，不断反思“教学改变一小步，教师成长一大步”“让课堂可见，让成长可期”。C教师记录反思日志，与其他教师分享，通过社区交流获得反馈和支持，促进更深层次的自我反思。D教师通过对师生的语音、文字输入进行情感分析，识别师生情绪状态，反思在面对挑战时应保持积极的心态。

教育管理的核心是通过组织协调教育资源，充分发挥教师在课堂上的主导作用，能够更好地运用各种资源以及教育条件的优势，从而高效地实现教育管理目标。随着人工智能技术的持续发展，它在智能组织调配资源和引导教师专业发展中的作用正变得越来越重要。为了提高教学效率，教育主管部门不仅要充分利用中国特有的教研员制度，强化校本教研的功能，还要密切关注新技术的作用与影响。每当出现可能提高教育效率的新技术时，教育主管部门要学会组织、协调引入和推广相关的活动，以确保新技术在教育领域的应用能够更加深入和广泛。例如，广东省各级教育行政部门都在大力推广和应用“数字化赋能”相关的项目，课堂智能诊断系统已在全省多地开展课堂教学过程的监测，为课程改革提供了数据和依据。正如教育部怀进鹏部长所指出的，未来教育将致力于培养具备数字素养的教师，将人工智能技术融入教育教学的每一个环节，以提升教育质量和效果。

虽然目前人工智能诊断系统尚存在不足，但随着技术的不断进步和与教育的深度融合，它将为教育管理和教师专业成长提供更加智能化、个性化的支持。教师在享受人工智能带来便利的同时，需保持对教育本质的深刻理解和人文关怀，确保技术应用不会偏离教育的核心价值。此外，教师应不断提高自身的数字素养，积极参与新技术的学习和应用，充分利用各种教育资源，随时随地以“润物细无声”的方式进行教学活动，有效提高教学效率，以更好地适应未来教育的发展，为学生的成长和发展创造更好的条件。

注：本文系深圳市2022年度教育规划课题“中小学教师的职业特质与胜任力研究——以深圳市为例”（课题编号：kyzj4p010）研究成果之一

参考文献

胡鑫月.“Chat GPT”驱动学习变革的可能空间与内在限度[J]. 课程教学研究，2023（10）.

许世红，等. 人工智能视域下课堂教学智慧评价： CSMS推动小学数学核心素养培育的案例研究[J]. 教育测量与评价，2022（2）.

肖萍. 片区教研：在同伴互助中共同收获[J].基础教育课程，2008（10）.