基于Python和S-T的课堂教学

在我国信息技术快速发展的背景下，掌握信息技术已经成为人们生活的必备技能之一，对社会的整体发展具有深远影响。信息技术课程作为高中阶段培养学生信息素养的主要途径之一，课堂教学质量与效果受到人们的广泛关注。从目前阶段来看，大部分高中信息技术课堂教学仍然存在一些不足之处，影响了学生的学习质量和教师的教学成果。而将Python和S-T分析法运用到课堂教学中，能够挖掘出高中信息技术课堂存在的问题，并提出相应的解决对策，有助于优化高中信息技术课堂教学效果。基于此，本文将从高中信息技术课堂教学的现状出发，对基于Python和S-T的高中信息技术课堂教学进行分析，并给出具体的实施策略。

一、S-T分析法概述

S-T分析法是一种用于分析课堂教学过程的方法，主要通过记录与分析教师（Teacher，简称T）和学生（Student，简称S）在课堂上的行为活动来探寻课堂教学的特点与规律。这种方法通过可视化的方式展示课堂互动过程，帮助教师判断课堂教学型态，如讲授型、对话型、练习型或混合型。‌S-T分析法将课堂上的行为活动分为教师行为和学生行为两类，并通过统计这两种行为在课堂上的时间分布和比例来分析课堂教学的结构与特点。

二、高中信息技术课堂教学现状

（一）教学课堂较为枯燥

从目前阶段来看，大部分高中教师在开展信息技术课堂教学的过程中，往往运用灌输式的教学方法，将信息技术理论知识与技能灌输给学生，学生始终跟着教师的节奏学习，课堂参与度不高，影响了学习效果。在这样单一的教学模式下，教学课堂较为枯燥，无法让学生积极地对知识进行深度探究，降低了学生在课堂上的学习质量。因此，高中信息技术教师需要创新教学手段，构建具有趣味性的教学课堂，调动学生的探索欲望，促使学生积极地参与信息技术知识的探究，加强对信息技术知识的理解。

（二）缺乏实践能lHNXL+sN/VoZLsr50CCaC2Fadk6jQ2FSJNImCBOEJ/M=力培养

信息技术是一门对实践能力要求较高的科目。但是从目前来看，大部分高中教师受传统教学思想的影响较深，在教学的过程中通常注重理论知识的讲解，而忽略了学生实践能力的培养，导致学生无法将所学的理论知识与实际问题建立紧密联系，不利于提升实践能力，阻碍了信息素养的发展。虽然部分高中信息技术教师已经认识到实践课程的重要性，但是在进行教学设计时，存在实践课程与理论课程占比不均的情况，无法达到预期的教学效果，导致信息技术课堂教学效果得不到显著提升。因此，要想优化课堂教学效果，高中信息技术教师必须注重学生实践能力的培养，引导学生将信息技术理论知识与实践活动进行有机结合，形成完整的知识体系，从而运用所学知识解决实际问题。

（三）课堂互动性不足

从目前阶段来看，大多数高中信息技术教师在开展教学的过程中，通常采用的教学手段是“教师讲、学生听”的形式，导致学生对信息技术知识的掌握停留在表面，无法开展深度的学习活动，不利于学生信息素养的培养。同时，在课堂教学中，教师占据主导地位，学生与学生、学生与教师之间的互动较少，学生容易出现注意力不集中的情况，不愿意自主参与课堂讨论，导致信息素养提升较为缓慢。在这样的课堂教学中，学生无法感受到学习信息技术知识的乐趣，降低了学习兴趣，甚至出现抵触情绪，影响了信息技术课堂教学成果。

三、Python在S-T分析中的应用

Python作为一种简洁、易学、功能强大的编程语言，在数据处理和分析方面具有显著优势。将Python运用到S-T的课堂教学中，能够对学生的学习行为与教师的教学行为进行记录，并展开充分的分析。在利用Python对高中信息技术课堂的教学视频进行S-T分析的过程中，具体步骤如下：

第一步，视频处理。利用Python的OpenCV库对课堂教学视频进行预处理，提取出视频中的关键帧。第二步，行为识别。通过图像处理和机器学习算法，对关键帧中的教师行为和学生行为进行识别。第三步，数据统计。利用Python的pandas库对识别出的行为进行数据统计，包括教师行为和学生行为的时间分布和比例。第四步，结果分析。根据统计结果，利用Python的matplotlib库绘制S-T图，分析课堂教学的结构和特点。

四、高中信息技术课堂教学分析

本文以人教版高中信息技术教材为例，选取必修一中的“数据处理”一课的两节具有代表性的课堂教学视频进行S-T分析。在这个时间段内，教师行为在表中记录为T；学生行为在表中记录为S；师生交互行为在表中记录为D，通过这样的方式来获取S-T数据集。将收集的S-T数据集绘制成相应的S-T图，可以直观地显示整个教学过程中师生行为随时间的变化以及师生互动情况。以下是具体分析过程。

视频选取：选取两节高中信息技术人教版中的课堂教学视频，一节为理论课，一节为实操课。

行为识别：通过对视频进行预处理和行为识别，得到两节课中教师行为和学生行为的时间分布和比例。

数据统计：利用pandas库对识别出的行为进行数据统计，得到两节课的S-T数据，分别为表1的理论课程和表2的实践课程。

理论课分析：在理论课上，教师行为占比相对较高，主要集中在讲解知识点和演示操作过程上；学生行为相对较少，主要集中在听讲和记录上。通过S-T图可以看出，该节课的课堂教学结构较为紧凑，但学生参与度不高，缺乏互动和讨论环节，这可能导致学生对知识点的理解不够深入，缺乏实际应用能力。

实操课分析：在实操课上，学生行为占比相对较高，主要集中在动手实践和解决问题上；教师行为则相对较少，主要集中在指导和解答问题上。通过S-T图可以看出，该节课的课堂教学结构较为松散，但学生参与度较高，能够积极地参与动手实践和讨论环节，这有助于提升学生的实际操作能力和解决问题的能力。但需要注意的是，在实操过程中，部分学生可能缺乏足够的指导和帮助，导致无法顺利完成实操任务。

五、基于Python和S-T优化高中信息技术课堂的策略

（一）调整教学内容，注重实践活动

在新课标背景下，高中信息技术教师要注重教学内容的调整，优化信息技术课堂教学模式，为学生构建更加贴合实际情况的教学课堂，提高课堂教学质量。高中信息技术教师调整教学内容时，要考虑到学生的实际情况，以学生的实际情况为基础设计教学内容，以此来满足学生的学习需求。同时，高中信息技术教师需要对教材内容进行充分的分析，将理论课程与实践课程进行有机融合，设计出科学的课程比例，让学生能够将理论知识与实践活动建立紧密的联系，锻炼学生的实际运用能力和思维能力，促进学生信息素养的提升。在实际的教学过程中，高中信息技术教师要注重实践活动的创设，鼓励学生参与实践活动，运用所学的理论知识解决实际问题，加强学生对信息技术知识的掌握，提升学生的信息技术水平。

例如，在讲解必修一“数据处理”一课的过程中，通过对教材内容和单元教学目标的探究，能够明确本课的教学目标是让学生了解数据处理的目的，认识有效管理与分析数据对获取有价值的信息、形成正确决策的作用与意义；能够在特定的信息情境中，根据问题解决的需要，利用多种途径采集与甄别数据；能够采用适当的方法提取数据，并正确选用数据分析方法分析和解释数据；能够根据需要，主动选用数字化工具开展自主或协作学习，创造性地解决问题，体验数字化学习带来的乐趣。基于此，教师可以构建理论知识与实践活动相结合的课程内容，让学生在学习理论知识后，以小组的形式开展实践活动，锻炼学生的实际运用能力，提升学生的综合素养。教师可以创设实际问题，如“获取南水北调工程实施的决策依据”，组织学生以小组的形式对数据进行采集以及甄别，让学生通过小组交流与探讨选择适当的方法提取数据，并对数据的准确性进行判断。

（二）创新教学手段，优化教学模式

在我国教育进一步深化改革的背景下，对于高中信息技术的教学工作提出了新的要求，不仅需要教育工作者注重理论知识与技能的讲解，还要加强学生核心素养的培养，促进学生全面发展。因此，高中信息技术教师需要转变自身的教学观念，积极创新教学手段，运用先进的教学技术开展教学活动，从而优化高中信息技术课堂教学模式。在创新教学手段的过程中，高中信息技术教师需要对学生的实际情况进行分析，采用合适的教学手段，吸引学生的注意力，让学生积极地参与教学活动，提高学习效果。

在开展理论课程的过程中，高中信息技术教师可以将讲授法、讨论法等多种教学方法相结合，激发学生的学习兴趣，促使学生积极地参与课堂学习，提升课堂参与度。这样的教学方式能够引导学生对信息技术知识进行深入探究，加强学生对信息技术的理解，有助于促进学生深度学习。

在开展实践课程的过程中，高中信息技术教师可以采用项目式学习、探究式学习等教学方法，引导学生更多地参与实践活动，锻炼学生的实践能力，培养学生的综合素养。例如，在讲解必修一“数据处理”时，高中信息技术教师可以采用项目式学习方法，让学生以小组的形式进行交流，增强学生的互动性。首先，教师提出项目任务：“获取南水北调工程实施的数据决策依据”，让学生运用所学知识完成任务。在项目任务的引导下，学生以小组的形式积极探究与思考，提升了课堂参与度。同时，对任务的探究过程能够活跃学生的思维，提高学生的主动性，激发学生的学习兴趣。其次，教师鼓励学生在小组中发挥自身优势，互相借鉴学习经验，从而提高整体的学习效果。在学生进行交流的过程中，教师需要仔细观察，一旦发现学生有难以解决的问题，要及时对其进行指导，帮助学生顺利地完成任务，避免打击学生的学习积极性。最后，在学生完成项目任务后，教师需要对整体教学活动进行总结，了解学生的实际学习情况与需求，进而调整课堂教学方法和教学内容，设计出具有针对性的教学活动。

（三）完善教学资源，提升教学能力

通过Python和S-T的课堂教学分析，能够发现高中信息技术课堂教学资源不足的问题，学校与教育部门要引起重视，加大对信息技术课程的支持力度。首先，学校可以组织教师开展培训活动，将新的教学理念与教学手段传授给教师，转变教师的教学观念，提升教师的教学专业素养。其次，学校可以聘请相关领域的专家为高中信息技术教师授课，提升教师的认知水平，让他们认识到信息技术教学的重要性，积极地对信息技术课堂教学工作进行优化与创新，设计出更加完善的教学活动。最后，教育部门要为高中学校提供更多先进的教学工具，为信息技术教师开展教学活动提供基础支撑。

六、结语

综上所述，在新时代背景下，人们已经认识到信息技术的重要性，逐渐重视信息技术教学工作，提高学生的信息素养。高中阶段作为培养学生综合素养的重要时期，教育工作者要重视信息技术教学，基于Python和S-T的课堂教学分析，探究高中信息技术课堂教学中存在的不足之处，并针对问题提出解决建议。通过课堂教学分析，教师可以通过调整教学内容、优化教学模式、完善教学资源等措施有效提升信息技术课堂教学效果，培养学生的信息素养和信息技能，为学生今后的学习与发展奠定坚实的基础。

（宋行军）