运用CSMS测评数据助力教学方式变革

在教育数字化转型过程中，积极探索课堂教学评测技术，通过人工智能观察课堂，采集结构化的教学数据，利用大数据解释教学行为，科学评价教学的有效性，对推动数字化课堂发展，促进教学方式变革，具有重要意义。一、当前课堂教学困境与变革需求1.课堂教学评价过度依赖经验判断传统课堂上，很难全方位全要素地关注到学生的学习行为、思维发展及情感体验。对于执教者而言，由于难以准确地捕捉到学习过程的即时反馈与个体差异，只能依据个体经验调控课堂；对于听课者而言，没有教学过程的信息数据，只能通过人工观察课堂上师生的外在表现来判断教学效果，难以对课堂教学用科学的数据做量化分析，因此，课堂教学的有效性评价过度依赖经验判断，缺乏可信度。2.课堂教学变革需要有效数据推动合理的教学评价能为规范教学行为、提升课堂教学质量、促进教师专业发展赋能。为此，教学评价应用结构化数据说话，通过体现教学过程的量化数据，对课堂教学进行清晰诊断，对教学效果提供科学分析，对教学活动给出合理建议，以此推动学教方式变革。二、运用CSMS测评数据促进教学方式变革基于结构多模型联合的课堂教学智慧评价系统（CSMS），在“5G+智慧教育”支持下，通过“无感式”“伴随式”数据收集，获得课堂学习数据分布，能自动生成思维激发、教学风格、师生互动等专项指数。以《对数函数》为例，探讨人工智能视域下基于大数据分析的学教方式变革策略。1.由经验驱动转向数据驱动CSMS以“教师主导、学生主体、教学达成”为主模块，分别将“教师的目标定位、课堂艺术、课堂调控、思维激发、课堂反馈、学生的整体发展、合作交流、学习体验以及学习目标达成”9个领域细化出评价指标，有助于破解传统教学评价过度依赖主观判断的困境。教学中，可根据数据反馈，反思教学策略所涉及的学习材料、教学节奏、组织形式、活动载体、媒体资源的选择或应用，是否利于深度学习，是否让学习者发生了预期的成长，利用智能观察助力课堂教学由经验驱动向数据驱动的转变。数据显示，本课例的“合作交流”仅为67%，“目标达成”为74%。因此，一方面需要给学生创造机会参与知识的协同建构，鼓励学生积极与老师对话、与同伴沟通；另一方面，引入几何画板创设数学实验，让学生在动态轨迹追踪中探究对数函数的概念与性质，提高学習目标的达成度。2.由教师主体转向学生主体CSMS将教学过程划分为若干片段，以时间为横轴变量，对教学效果做序列分析，以课堂教学产生的数据为基本要素，通过算法勾勒出课堂教学画像。CSMS强调活动是教学的基本单元，交往是活动的基本要素，以“学生为教学主体”的评价体系，充分体现学生的中心地位。通过问答评结构互动分析系统，将教师的教与学生的学紧密相连，引发教师重视学习过程中启发性话题的设计与教学互动话题的稳定性。根据弗兰德斯分析模型可以看到，就《对数函数》而言，学生发问数据远远低于常模，反映了学生提出问题的能力偏弱，学习深度不够，难以洞察问题，更无法提出高质量的问题。这提醒教师要站在学生视角，反思教学活动是否合理、教学过程是否满足学习需求，教学设计是否以学情为起点，从只“关注教”转向“关注学”，将“教什么、怎么教、教到什么程度”转变为“学什么、怎么学、学到什么程度”，顺“学”而“教”，即站在“生本立场”，重塑教学视角，促进传统备课思维模式下教师为主体的备课观的改变：不仅备教师立场的教，更要备学生立场的学。3.由知识核心转向素养核心CSMS以知行学习发生理论构建“四何”模型，不仅涵盖知识的深度学习，还包括创造性思维、合作探究以及情感体验，体现学科核心素养导向。由本课例自动生成的“四何”分布值可以看到：课堂主要聚焦于“是何”的现实性风格的学习，重点关注“对数函数的概念输入——是何”，缺少对“对数函数的价值——为何”“怎样建构对数函数的概念——如何”“问题解决过程中如何实现指数函数思维与对数函数思维转换——若何”这三种知识构建方式所承载的“问题解决策略与创造性思维”以及“数学抽象、数学建模、逻辑推理”核心素养的培育。教师可参照“四何”分布数据，在教学过程中增加“为何”“如何”“若何”的教学信息，兼顾不同学习风格的学生，改变单一概念性知识为核心的教学观，通过创设基于学情的真实情境，引导学生对学习材料进行抽象，通过逻辑推理，建立对数函数模型，帮助学生获得洞察问题、提出问题以及解决问题的关键能力，促使课堂教学从“知识核心”向“素养核心”转变。三、反思与启示1.关于目标定位CSMS首个评价指标是目标定位，如果目标定位不准确或过于笼统宽泛，将直接影响智能观察数据。教学中可根据教学设计的SMART原则，确保学习目标清晰明确（Specific）、可测量（Measurable）、可操作（Achievable）、具有相关性（Relevant）与时限性（Time-based），让CSMS能在课堂第一现场捕获到充足的目标定位数据，才能使课堂观察与测评更加精准有效。本课例的“教学目标定位”得满分，正是其满足了SMART原则。2.关于以评促改核心素养形成于学习实践，建立在知识领域、交际领域以及情感领域，因此课堂测评不能只测评知识获取维度，还要测评问题解决、沟通协作、情感体验。CSMS把课堂育人的核心要素“兴趣激发、知识获得、思维培养、活动交往”纳入系统自动化分析，与通常立足于学科知识的逻辑分析形成互补。本课例反映在“四何”测评数据分布的不均衡，为实现以评促改，深化学与教方式变革提供了方向。3.关于活动呈现CSMS基于师生互动的弗兰德斯模型，给出了课堂活动调控的可视化数据。执教者可以根据弗兰德斯模型优化教学活动的“量、度、法”，以满足“学什么、学到什么程度、怎么学”的需求。复盘本课例数