吳軍其 任飛翔 李 猛

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的實(shí)踐誤區(qū)與消解路徑*

吳軍其 任飛翔 李 猛

（華中師范大學(xué) 人工智能教育學(xué)部，湖北武漢 430079）

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能與教育的深度融合，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)已然成為一種趨勢。然而，雖然數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的課堂教學(xué)已開始廣泛開展，但由于對其缺少系統(tǒng)的觀照，導(dǎo)致理想的教學(xué)效果難以體現(xiàn)?；诖?，文章在論述生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，建構(gòu)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)模型，并指出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)存在觀念、應(yīng)用、能力和實(shí)施者方面的四個(gè)實(shí)踐誤區(qū)。為使數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)更好地服務(wù)課堂教學(xué)，避免實(shí)踐誤區(qū)，文章提出應(yīng)從在社會(huì)大系統(tǒng)中定性與定量相結(jié)合分析教育問題、利用多維度數(shù)據(jù)綜合分析精準(zhǔn)定位教育問題、加強(qiáng)對教師基本數(shù)字能力的培養(yǎng)、發(fā)揮以學(xué)校為核心的多元主體協(xié)作優(yōu)勢的消解路徑。文章通過研究，期望能夠幫助教師在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的實(shí)踐中，樹立既要立足課堂，又要跳出課堂的系統(tǒng)觀念，并為未來課堂教學(xué)發(fā)展提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

生態(tài)系統(tǒng)理論；大數(shù)據(jù)；課堂教學(xué)；精準(zhǔn)教學(xué)；智慧教育

引言

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展和可穿戴設(shè)備的普及，數(shù)據(jù)獲取的門檻顯著降低，渠道不斷增加，教育數(shù)據(jù)價(jià)值日益顯現(xiàn)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)教學(xué)的范式得以產(chǎn)生[1]。區(qū)別于傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的課堂教學(xué)數(shù)據(jù)來源呈現(xiàn)出全過程、多維度、多模態(tài)的特點(diǎn)，再加上智能技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合，使“一間教室不僅僅是一間屋子而已”[2]，傳統(tǒng)課堂教學(xué)中無法獲得的數(shù)據(jù)得以被感知、采集與應(yīng)用。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)的局限，通過發(fā)揮其自身特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，全面提升了課堂教學(xué)效果。然而，雖然數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的課堂教學(xué)通過引入數(shù)據(jù)理念并充分發(fā)揮智能技術(shù)的優(yōu)勢，使傳統(tǒng)課堂教學(xué)中被忽視或無法被采集的教學(xué)環(huán)境、師生心理、師生生理、師生行為等數(shù)據(jù)得以被感知與應(yīng)用。但是，無論是傳統(tǒng)課堂教學(xué)還是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)都沒有跳出在課堂之中研究課堂教學(xué)的局限，導(dǎo)致課堂教學(xué)在分析教學(xué)問題、解釋教學(xué)現(xiàn)象時(shí)，由于缺少對來自課堂之外影響因素的分析，而無法精準(zhǔn)定位問題、描述現(xiàn)象。

生態(tài)系統(tǒng)理論認(rèn)為，發(fā)展的個(gè)體嵌套于相互影響的一系列環(huán)境系統(tǒng)之中，系統(tǒng)與個(gè)體相互作用并影響著個(gè)體發(fā)展，應(yīng)重視人與環(huán)境間各系統(tǒng)的相互作用[3]。教育系統(tǒng)是社會(huì)復(fù)雜大系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)[4]，而課堂教學(xué)系統(tǒng)處于教育系統(tǒng)的核心，正是社會(huì)復(fù)雜大系統(tǒng)日常運(yùn)作的重要環(huán)節(jié)之一。可見，影響課堂教學(xué)效果的因素不僅存在于課堂之中，還來自于課堂之外的社會(huì)復(fù)雜大系統(tǒng)。如果不能系統(tǒng)地看待數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)，便會(huì)陷入像雅思貝爾斯（Karl Theodor Jaspers）所說的“每一位教師為教育花費(fèi)的心血是前所未有的多，但因缺乏一個(gè)整體，卻給人一種無力之感”的困境[5]。因此，本研究借助生態(tài)系統(tǒng)理論，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)模型，并以其實(shí)踐活動(dòng)為基礎(chǔ)辨析實(shí)踐誤區(qū)，進(jìn)而提出消解路徑，以期為未來課堂教學(xué)發(fā)展提供理論依據(jù)和實(shí)踐參考。

一 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的內(nèi)涵

生態(tài)系統(tǒng)理論（Ecological Systems Theory）源于生物學(xué)，后被社會(huì)工作和發(fā)展心理學(xué)等專業(yè)借鑒，前者將生態(tài)理論和系統(tǒng)理論組合為一種新的生態(tài)系統(tǒng)理論，形成社會(huì)工作的重要基礎(chǔ)理論之一[6]；后者經(jīng)美國心理學(xué)家尤里·布朗芬布倫納（Urie Bronfenbrenner）演繹，形成一種人類的發(fā)展理論[7]。布朗芬布倫納將人類成長所依存的社會(huì)環(huán)境（如家庭、機(jī)構(gòu)、社區(qū)等）看作是一種社會(huì)性的生態(tài)系統(tǒng)，將環(huán)境劃分為微觀、中觀、外層、宏觀4大系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)生存環(huán)境對于分析和理解人類行為的重要性。該理論的獨(dú)到之處在于明確了人類成長的環(huán)境并非是一個(gè)獨(dú)立的、封閉的系統(tǒng)，相互嵌套的不同系統(tǒng)通過彼此間相互作用，共同影響人類的成長方向。課堂教學(xué)是在課堂這一特定情境中由教師的教和學(xué)生的學(xué)構(gòu)成的雙邊活動(dòng)，教學(xué)效果受師生共同影響，而師生成長所依存的社會(huì)環(huán)境又直接或間接地影響其課堂表現(xiàn)?；趯熒n堂內(nèi)外多角度、多模態(tài)數(shù)據(jù)的綜合分析，為了更加準(zhǔn)確、完整地還原課堂教學(xué)過程的理念，本研究采用該思想分析系統(tǒng)觀下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)。

尼葛洛龐帝（Nicholas Negroponte）在《數(shù)字化生存》一書中指出：“我們今天的教學(xué)方式和150年前相比，幾乎沒有什么根本的改變，在技術(shù)手段應(yīng)用上，也差不多還停留在同樣的水平。”[8]雖然教師、學(xué)生、教材作為課堂教學(xué)三要素沒有因課堂教學(xué)形式的改變而發(fā)生變化，但是伴隨著三要素的其他教學(xué)因素也在逐步完善。在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，教師主要通過課堂觀察來掌控教學(xué)過程，依據(jù)作業(yè)、考試成績等數(shù)據(jù)來評價(jià)教學(xué)效果。隨著智能技術(shù)的支持和數(shù)據(jù)理念的引入，傳統(tǒng)課堂教學(xué)逐步轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)，教師開始通過獲取教學(xué)環(huán)境數(shù)據(jù)、師生心理數(shù)據(jù)和師生生理數(shù)據(jù)等更多與課堂教學(xué)相關(guān)的數(shù)據(jù)，開展教學(xué)決策。而引入系統(tǒng)觀思想后，本研究認(rèn)為生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)是基于研究課堂教學(xué)問題，既立足課堂、又跳出課堂的生態(tài)系統(tǒng)觀念，在該觀念下課堂不再是封閉的環(huán)境，而是開放的系統(tǒng)；課堂教學(xué)效果既受課堂中教學(xué)環(huán)境、師生心理、生理和行為等因素的影響，也受課堂之外諸如家庭、學(xué)校、社區(qū)、社會(huì)等系統(tǒng)各因素的影響。課堂教學(xué)的內(nèi)涵演進(jìn)如圖1所示。

注：實(shí)線框表示封閉系統(tǒng)，虛線框表示開放系統(tǒng)。

借鑒布朗芬布倫納的觀點(diǎn)，生態(tài)系統(tǒng)視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)若要實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)地分析教學(xué)問題、理解教學(xué)現(xiàn)象的目的，首先要將數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的環(huán)境視為開放的系統(tǒng)；其次要樹立系統(tǒng)中不同的因素都會(huì)對教學(xué)效果產(chǎn)生直接或間接影響的認(rèn)識(shí)；最后在分析教學(xué)問題、解釋教學(xué)現(xiàn)象時(shí)要以系統(tǒng)觀提領(lǐng)，全方位、多角度地綜合考量。伴隨著智慧城市、智慧社區(qū)、家校協(xié)同、智慧校園以及智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)，基于系統(tǒng)證據(jù)的教學(xué)正在得以實(shí)現(xiàn)，這為生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)提供了實(shí)踐基礎(chǔ)。

二 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的模型建構(gòu)

生態(tài)系統(tǒng)理論基于每個(gè)人都生活在微觀系統(tǒng)之中并與中間系統(tǒng)相聯(lián)系、嵌套于外層系統(tǒng)和宏觀系統(tǒng)之中的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)對個(gè)體進(jìn)行分析時(shí)要細(xì)分環(huán)境對人成長發(fā)展的影響因素。課堂作為一個(gè)開放系統(tǒng)，其教學(xué)效果受師生、家庭、學(xué)校、社區(qū)、社會(huì)等相互關(guān)聯(lián)因素的共同影響，其中各個(gè)組成部分之間會(huì)相互影響，并且每一部分都有助于整體功能的發(fā)揮?；诖耍狙芯繕?gòu)建了由微觀系統(tǒng)、中觀系統(tǒng)、外層系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)組成的生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的課堂教學(xué)模型，如圖2所示。

注：箭頭表示因素之間的影響關(guān)系。

1 課堂教學(xué)微觀系統(tǒng)

無論是在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)還是在系統(tǒng)觀指導(dǎo)下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)中，都可以將教師和學(xué)生看作典型的二元微觀系統(tǒng)。教師系統(tǒng)和學(xué)生系統(tǒng)作為微觀系統(tǒng)處于課堂教學(xué)的核心，構(gòu)成了課堂教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在這個(gè)系統(tǒng)中，需要關(guān)注教師和學(xué)生自身的狀態(tài)，如教師的聲音、語速、情緒、耐心、健康情況、知識(shí)儲(chǔ)備、技能水平等，學(xué)生的語言表達(dá)、書寫速讀、反應(yīng)速度、理解能力、自控力、視力、注意力等，其共同決定教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成效果。此外，隨著在線教學(xué)的發(fā)展，在線課堂為課堂教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)貢獻(xiàn)了新的要素。例如，在線教學(xué)包括同步在線和異步在線兩種形態(tài)，直播課堂和慕課分別是典型代表。直播課堂中師生通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)異地同步互動(dòng)，而慕課是事先制作好的課程，供學(xué)生在線學(xué)習(xí)，其實(shí)質(zhì)是學(xué)生與在線教學(xué)內(nèi)容的互動(dòng)。這兩種形式的教學(xué)效果受網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、平臺(tái)和設(shè)備穩(wěn)定性等因素的制約，這樣就構(gòu)成了教師—網(wǎng)絡(luò)—學(xué)生的三元微觀系統(tǒng)。由于微觀系統(tǒng)直接面向教師和學(xué)生，故該系統(tǒng)中每一個(gè)微小波動(dòng)都可能成為“蝴蝶效應(yīng)中導(dǎo)致美國德州龍卷風(fēng)的一只南美洲蝴蝶扇動(dòng)的翅膀”。

2 課堂教學(xué)中觀系統(tǒng)

中觀系統(tǒng)關(guān)注師生同其他主客體之間的關(guān)系，如要求師生不能脫離課堂環(huán)境而獨(dú)立存在，即研究課堂教學(xué)不能只關(guān)注教師與學(xué)生的個(gè)體因素。這是因?yàn)榻處熀蛯W(xué)生每時(shí)每刻都受到課堂環(huán)境的影響，學(xué)習(xí)環(huán)境中的光線、噪聲、學(xué)生距離教師的位置（通常是離教師越近，被關(guān)注的程度越高，也可以解釋為什么教師喜歡讓最難管束的學(xué)生坐在講臺(tái)兩邊）等因素都會(huì)影響教學(xué)效果。疫情之后，在線教學(xué)得到快速發(fā)展，師生除受所處線下環(huán)境中各因素的影響之外，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、平臺(tái)和設(shè)備穩(wěn)定性也直接影響在線教學(xué)效果。因此，教師與學(xué)生（班主任與學(xué)生、任課教師與學(xué)生）、教師與教材、教師與環(huán)境、學(xué)生與教材、學(xué)生與環(huán)境、學(xué)生與學(xué)生等主體之間以及主客體之間的關(guān)聯(lián)與影響共同構(gòu)成課堂教學(xué)的中觀系統(tǒng)。

3 課堂教學(xué)外層系統(tǒng)

外層系統(tǒng)是指教師和學(xué)生并未直接參與，卻對他們的行為和發(fā)展產(chǎn)生影響的系統(tǒng)。家庭、學(xué)校、社區(qū)、政府、企業(yè)等看似與課堂教學(xué)無關(guān)的外層系統(tǒng)卻能夠通過作為關(guān)系系統(tǒng)的中觀系統(tǒng)間接對教師、學(xué)生等主體產(chǎn)生影響，如留守兒童的家庭往往忽視對學(xué)生的教育關(guān)注。教育經(jīng)費(fèi)投入充足地區(qū)的教師可能得到更多促進(jìn)自身專業(yè)發(fā)展和能力提升的培訓(xùn)機(jī)會(huì)。

4 課堂教學(xué)宏觀系統(tǒng)

微觀系統(tǒng)、中觀系統(tǒng)和外層系統(tǒng)嵌套于宏觀系統(tǒng)的文化、亞文化和社會(huì)階層背景之中，社會(huì)文化、價(jià)值觀、風(fēng)俗、法律、政策、社會(huì)地位（職業(yè)與家庭條件）等宏觀系統(tǒng)因素同樣影響課堂教學(xué)效果。宏觀系統(tǒng)事實(shí)上是一個(gè)意識(shí)形態(tài)的范疇，它反映整個(gè)社會(huì)是否尊師重教、學(xué)校要教給學(xué)生什么以及要把學(xué)生培養(yǎng)成什么樣的人等。在不同的文化、亞文化以及社會(huì)階層中，這些觀念是不同的，如在允許體罰的文化中，教師往往會(huì)采取更激烈的手段進(jìn)行課堂管理。

三生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的實(shí)踐誤區(qū)

1 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的實(shí)踐性調(diào)查

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂模型是本研究用以指導(dǎo)開展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的“應(yīng)然”的狀態(tài)，而要將其應(yīng)用于實(shí)踐，必須先了解現(xiàn)實(shí)情況，通過找出“應(yīng)然”與“實(shí)然”狀態(tài)之間的差距，進(jìn)而找出該系統(tǒng)觀指導(dǎo)下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)模型在應(yīng)用過程中要規(guī)避的誤區(qū)。為此，在2021年8月至10月間，本研究團(tuán)隊(duì)向廣東、湖北、湖南、江蘇、重慶等12個(gè)省市中開展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的中小學(xué)與高校試點(diǎn)發(fā)放問卷，以了解當(dāng)前數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的實(shí)踐情況，檢驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)理論指導(dǎo)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的必要性和實(shí)踐中可能會(huì)遇到的問題。

本研究共回收有效問卷5915份，其中高校教師3784份、中小學(xué)教師2131份。數(shù)據(jù)顯示，97.7%的教師認(rèn)可該系統(tǒng)觀指導(dǎo)下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的理念，但教師對數(shù)據(jù)在驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)中的作用期望過高，其中有95%的高校教師和85.1%的中小學(xué)教師認(rèn)為隨著智慧教學(xué)環(huán)境的不斷完善，最終依靠數(shù)據(jù)能夠量化學(xué)生的一切；超過90%的教師沒有養(yǎng)成通過多維度、多模態(tài)數(shù)據(jù)綜合分析開展教學(xué)決策的習(xí)慣，相當(dāng)數(shù)量的中小學(xué)教師將考試成績作為判斷學(xué)生“好壞”的主要標(biāo)準(zhǔn)；95.5%的教師認(rèn)為落實(shí)新的教學(xué)理念勢必對教師能力提出更高的要求，83.17%的中小學(xué)教師抱有“不同學(xué)科的教師是否有必要具備一樣高水平的數(shù)據(jù)素養(yǎng)”的疑惑；教師普遍認(rèn)為在課堂教學(xué)中缺乏有效的技術(shù)支持，導(dǎo)致對微觀系統(tǒng)和中觀系統(tǒng)中與師生密切相關(guān)的數(shù)據(jù)解讀能力不足；而各類協(xié)同機(jī)制尚待完善，外層和宏觀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取難度較大?？梢姡鷳B(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)雖然得到了認(rèn)可，但其在實(shí)踐中可能出現(xiàn)的共性問題集中在觀念、應(yīng)用、能力和實(shí)施者四個(gè)維度，這也成為影響數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)可持續(xù)發(fā)展亟待厘清的問題。

2 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的實(shí)踐誤區(qū)

①觀念誤區(qū)：數(shù)據(jù)有可能量化學(xué)習(xí)者的一切。伴隨腦科學(xué)與情感感知技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)開始用來展現(xiàn)以前隱藏的、無法被感知的教育關(guān)系[9]。羅伯特·羅森塔爾（Robert Rosenthal）和雷諾爾·雅各布森（Lenore Jacobson）在1968年就曾開展過一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他們對一所小學(xué)中的部分學(xué)生進(jìn)行了“未來發(fā)展?jié)摿y驗(yàn)”，并將“能成大器”的學(xué)生名單提供給教師，然而實(shí)際上這份名單中的學(xué)生是他們隨機(jī)選擇的。8個(gè)月后的再次測驗(yàn)表明，雖然所有學(xué)生的成績都有提高，但之前被隨機(jī)選擇的學(xué)生得到了教師更多的關(guān)注，他們的進(jìn)步更加明顯——這就是著名的羅森塔爾效應(yīng)的由來，在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中數(shù)據(jù)影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果。生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)會(huì)受到多層系統(tǒng)中各種不同因素的影響，這意味著對課堂內(nèi)外數(shù)據(jù)的采集無論是在數(shù)量上還是在質(zhì)量上都有質(zhì)的提升。但是，不妨設(shè)想：通過數(shù)據(jù)分析將學(xué)生按成績和發(fā)展?jié)摿Ψ譃槿诺?，教師是否?huì)對排名劣等的學(xué)生給予更多的關(guān)注？現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在課堂教學(xué)中，經(jīng)常出現(xiàn)排名靠前的學(xué)生得到教師更多關(guān)注的情況。雅斯貝爾斯說，教育是一個(gè)靈魂喚醒另一個(gè)靈魂的過程。未來即使能夠收集到足夠多數(shù)量和類別的數(shù)據(jù)用于教學(xué)決策，但如果教育被異化為完全靠數(shù)據(jù)來量化學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)、預(yù)測學(xué)生的發(fā)展?jié)摿Γ敲唇逃蜁?huì)只剩教書而失去育人的神圣價(jià)值。

②應(yīng)用誤區(qū)：依靠單一維度數(shù)據(jù)分析解釋教學(xué)現(xiàn)象。數(shù)據(jù)多比少好，更多數(shù)據(jù)比算法系統(tǒng)更智能還重要[10]。但是擁有數(shù)據(jù)并不等于改善教學(xué)，數(shù)據(jù)只是對事物進(jìn)行描述的符號記錄[11]，其本身并不會(huì)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，而是用于決策[12]。由于傳統(tǒng)技術(shù)手段的局限性使數(shù)據(jù)采集只包括行為頻次、響應(yīng)時(shí)間等少數(shù)指標(biāo)，這樣數(shù)據(jù)分析只基于單一維度數(shù)據(jù)，分析結(jié)果主觀性強(qiáng)，易出現(xiàn)以偏概全的情況，而依靠有限類型數(shù)據(jù)分析開展決策，往往造成認(rèn)知偏差。據(jù)報(bào)道，國內(nèi)某大學(xué)在部分教室“試水”人臉識(shí)別系統(tǒng)，用于日?？记诤驼n堂紀(jì)律管理。據(jù)稱，學(xué)生是否認(rèn)真聽講、是否在玩手機(jī)、是否閉眼打瞌睡，都逃不過人臉識(shí)別系統(tǒng)的“法眼”[13]。在心理學(xué)中，所謂的“走神”也可能處于深度思考狀態(tài)。僅通過表情識(shí)別得到的注意力數(shù)據(jù)來判斷學(xué)生是否認(rèn)真聽講并不科學(xué)。生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)通過由單一數(shù)據(jù)到多維數(shù)據(jù)、部分?jǐn)?shù)據(jù)到整體數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換來準(zhǔn)確解釋教學(xué)現(xiàn)象。因此，要求教師通過提升自身多角度分析數(shù)據(jù)的能力，進(jìn)而從各方面掌握更多的數(shù)據(jù)信息以應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中。

③能力誤區(qū)：不同教師群體的數(shù)據(jù)素養(yǎng)內(nèi)容幾乎無差別。當(dāng)下運(yùn)用數(shù)據(jù)解決復(fù)雜教學(xué)問題的實(shí)踐仍存在許多挑戰(zhàn)，生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)要求教師在利用數(shù)據(jù)分析教學(xué)問題時(shí)，不僅有能夠篩選出關(guān)鍵數(shù)據(jù)的能力，還要有協(xié)調(diào)多元主體全面高效地獲取數(shù)據(jù)的本領(lǐng)，能夠理解數(shù)據(jù)分析結(jié)果中顯示的認(rèn)知沖突。要達(dá)到這樣的要求，教師應(yīng)具備一定的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，即基本的數(shù)據(jù)意識(shí)，獲取、解釋數(shù)據(jù)的技能，并且能夠主動(dòng)應(yīng)用數(shù)據(jù)開展教學(xué)決策[14][15][16]。已有研究常常將教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)作為一種通用能力無差別地面向所有教師，以至于有研究認(rèn)為：“形成數(shù)據(jù)文化的學(xué)校和教育系統(tǒng)的一個(gè)重要特征是其每位成員具有較高的數(shù)據(jù)素養(yǎng)”[17]。這樣的結(jié)論乍看之下似乎有道理，但研究團(tuán)隊(duì)在總結(jié)多年教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)后認(rèn)為，“不同教師群體應(yīng)具備的數(shù)據(jù)素養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)不同，應(yīng)針對不同教師群體分類培養(yǎng)數(shù)據(jù)素養(yǎng)”。例如，胡藝齡等[18]在中小學(xué)信息技術(shù)教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)項(xiàng)目中，著重培養(yǎng)信息技術(shù)教師利用腳本工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、交流和解釋的技能，以提升其將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)的能力。阮一帆等[19]認(rèn)為高校思想政治工作者應(yīng)具備的數(shù)據(jù)素養(yǎng)包括：在思維上，具備整體性思維、容錯(cuò)性思維和相關(guān)性思維；在技能上，掌握數(shù)據(jù)采集、分析、存儲(chǔ)能力；在倫理上，要養(yǎng)成合乎規(guī)范的數(shù)據(jù)倫理觀。此外，師范生作為未來教師，其數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內(nèi)容與教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)既有相同之處，也有區(qū)別。如上超旺等[20]指出，師范生重在養(yǎng)成對待數(shù)據(jù)的正確態(tài)度以及利用數(shù)據(jù)去解決問題、創(chuàng)新應(yīng)用的品質(zhì)。由此可見，在具體實(shí)踐中，對不同教師群體應(yīng)具備的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力要求應(yīng)是有差別的。

④實(shí)施者誤區(qū)：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)完全由教師主導(dǎo)。生態(tài)系統(tǒng)理論表明，在研究課堂教學(xué)時(shí)要跳出課堂，影響教學(xué)效果的因素不僅局限于課堂。有研究認(rèn)為，教師要善于收集高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)收集和分析解決具有較強(qiáng)現(xiàn)實(shí)意義的問題，了解數(shù)據(jù)分析的基本原理和方法、數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)的基本形式，以及如何在有限的時(shí)間內(nèi)根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果做出最合理的決策[21]。但是，國內(nèi)大多數(shù)中小學(xué)課堂技術(shù)條件尚不足以支撐智能化數(shù)據(jù)收集，尤其對諸如外層與宏觀系統(tǒng)所包含“課堂之外”的數(shù)據(jù)并沒有有效的采集手段。一些學(xué)校雖然前期開展了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)探索，但是在數(shù)據(jù)收集過程中，師生要定期記錄自己的行為數(shù)據(jù)、填寫各種表格等，工作量大，難以長期堅(jiān)持。對此，林書兵等[22]指出，從教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)到數(shù)據(jù)智慧的提升和飛躍，并非單靠教師個(gè)人就能實(shí)現(xiàn)，而是需要教師在學(xué)校數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育變革生態(tài)中協(xié)同合作才有望達(dá)成。

四 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)誤區(qū)的消解路徑

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)將教育問題置于社會(huì)大系統(tǒng)之中綜合考察，在充分發(fā)揮數(shù)據(jù)定量分析價(jià)值的同時(shí)，重視定性分析的作用，強(qiáng)調(diào)在條件允許和綜合考慮費(fèi)效比的前提下，既要全面采集多維度、多模態(tài)數(shù)據(jù)，又要重視發(fā)揮關(guān)鍵數(shù)據(jù)的作用，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的效果不僅取決于教師投入的精力與重視程度，更對教師數(shù)字能力提出了更高的要求。以學(xué)校為核心的多元主體協(xié)作是高效獲得微觀系統(tǒng)、中觀系統(tǒng)、外層系統(tǒng)和宏觀系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及落實(shí)數(shù)據(jù)分析結(jié)果的有力保障。

1 在社會(huì)大系統(tǒng)中定性與定量相結(jié)合分析教育問題

愛因斯坦曾說：“并非所有重要的東西，都能計(jì)算得清楚。也并非每一件計(jì)算得清楚的東西，都有意義?！闭n堂教學(xué)具有情境復(fù)雜性和學(xué)習(xí)者動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，而實(shí)證主義教學(xué)由于過于強(qiáng)調(diào)預(yù)設(shè)與量化，忽視了課堂教學(xué)的特性[23]。由于課堂教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)，因此在定量研究之外，還要結(jié)合定性研究，從多方面的定性認(rèn)識(shí)上升到定量認(rèn)識(shí)[24]。教師如果完全依賴數(shù)據(jù)分析結(jié)果實(shí)施教學(xué)決策，極有可能對學(xué)生的成長與發(fā)展造成不可逆的傷害。大數(shù)據(jù)不是頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳的定量分析式“數(shù)據(jù)診斷”，而是要將其放在社會(huì)大系統(tǒng)中進(jìn)行宏觀把握、微觀施策，在多方面定性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合定量分析，才能透過現(xiàn)象看到本質(zhì)。

2 多維度數(shù)據(jù)綜合分析精準(zhǔn)定位教育問題

《中國基礎(chǔ)教育大數(shù)據(jù)2016-2017：走向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)》報(bào)告指出：教育大數(shù)據(jù)中的學(xué)習(xí)分析技術(shù)要向全維度、多模態(tài)教學(xué)數(shù)據(jù)的采集與分析發(fā)展[25]。生態(tài)系統(tǒng)理論認(rèn)為：首先，個(gè)人的問題是生活過程中存在的問題，對個(gè)人問題的理解和判定必須在其生存的環(huán)境中進(jìn)行。因此，學(xué)生的問題不僅僅是教學(xué)過程中存在的問題，對學(xué)生問題的理解和判定也必須在其生活的環(huán)境中進(jìn)行。其次，要注意生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)鍵部分的系統(tǒng)改變會(huì)影響或連帶改變其他系統(tǒng)。因此，在篩選和使用數(shù)據(jù)分析結(jié)果時(shí)要善于抓住影響教學(xué)效果的主要因素，即把握關(guān)鍵數(shù)據(jù)。再次，要注意問題產(chǎn)生的原因既然非單一因素，那么干預(yù)的解決之道也應(yīng)該是多元的。因此，精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)施路徑可以是全方位、多主體共同參與的。最后，對服務(wù)對象的幫助要從整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，把問題放到不同層面的系統(tǒng)中去看待和解決，避免出現(xiàn)“盲人摸象”與“管中窺豹”式的數(shù)據(jù)分析結(jié)論而誤導(dǎo)教學(xué)決策，從而真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)精準(zhǔn)化。

3 加強(qiáng)對教師基本數(shù)字能力的培養(yǎng)

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的實(shí)施，離不開教師自身能力的持續(xù)提高。雖然不同教師群體應(yīng)具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)的側(cè)重點(diǎn)不同，但教師基本數(shù)字能力作為支撐教師發(fā)展數(shù)據(jù)素養(yǎng)的一種橫向關(guān)鍵能力，是所有教師應(yīng)具備的基礎(chǔ)能力。缺乏教學(xué)方法和技術(shù)支持是教師開展數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)面臨的主要障礙。為了提高教師的基本數(shù)字能力，許多歐洲國家在學(xué)校設(shè)置了數(shù)字協(xié)調(diào)員的角色，為學(xué)校管理人員和教學(xué)人員提供有關(guān)數(shù)字技術(shù)使用的建議和支持。不同國家的數(shù)字協(xié)調(diào)員職責(zé)可能不同，包括協(xié)調(diào)和組織專業(yè)發(fā)展活動(dòng)或按需提供內(nèi)部培訓(xùn)、管理教師網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字平臺(tái)、開展教學(xué)數(shù)據(jù)分析、協(xié)助學(xué)校負(fù)責(zé)人起草和實(shí)施學(xué)校數(shù)字計(jì)劃等。未來，數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和分析將成為智能教學(xué)系統(tǒng)的發(fā)展方向，而中小學(xué)信息技術(shù)教師有望轉(zhuǎn)型成為專業(yè)的數(shù)據(jù)分析師，高校則有可能會(huì)設(shè)置專門的數(shù)據(jù)分析崗位，為各學(xué)科教師開展教學(xué)提供數(shù)據(jù)分析支持。因此，現(xiàn)階段應(yīng)將對教師能力培養(yǎng)的重點(diǎn)繼續(xù)放在培養(yǎng)教師的基本數(shù)字能力上，即對教師數(shù)字思維、數(shù)字倫理、數(shù)字安全和數(shù)字技能的培養(yǎng)[26]。

注：開放系統(tǒng)的線條越粗，表示對數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的影響越大。

4 發(fā)揮以學(xué)校為核心的多元主體協(xié)作優(yōu)勢

教師僅靠一己之力無法也不能主導(dǎo)整個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)過程的實(shí)施，只有通過系統(tǒng)中各主體的協(xié)作才能有效開展，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)的多元協(xié)作系統(tǒng)如圖3所示。在生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的課堂教學(xué)系統(tǒng)中，教師、學(xué)生構(gòu)成基礎(chǔ)的協(xié)作單元，兩者之間的相互作用對課堂教學(xué)效果產(chǎn)生直接影響。而學(xué)生的成長是教師、學(xué)校、家庭、社區(qū)、政府共同影響的產(chǎn)物[27]，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)效果分析中未對教師的因素進(jìn)行深入考量，且家庭、學(xué)校和社會(huì)的作用也常常被忽視，這導(dǎo)致分析結(jié)果不精確、不客觀、不全面、不具體，據(jù)此提出的教學(xué)策略無法有效解決教學(xué)問題。學(xué)校作為連接師生、家庭、社區(qū)、政府以及全部社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)的“橋梁”，對發(fā)揮系統(tǒng)協(xié)作優(yōu)勢起到核心作用，它為教師提供了數(shù)據(jù)應(yīng)用的實(shí)踐場所、技術(shù)輔助、政策環(huán)境等支持。學(xué)校與家庭、師生構(gòu)成的家校協(xié)作系統(tǒng)，與政府、社區(qū)構(gòu)成的機(jī)構(gòu)協(xié)作系統(tǒng)，與政策、法律、風(fēng)俗、價(jià)值觀、社會(huì)地位、社會(huì)文化等構(gòu)成的社會(huì)生態(tài)系統(tǒng)共同對課堂教學(xué)效果產(chǎn)生影響。例如，學(xué)校支持教師通過作業(yè)數(shù)據(jù)了解學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)掌握情況，通過課堂行為分析數(shù)據(jù)了解學(xué)生的互動(dòng)與聽課狀態(tài)，通過家校協(xié)作數(shù)據(jù)了解家長對學(xué)生的學(xué)業(yè)輔導(dǎo)與居家管理情況，通過政府、社區(qū)等機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)了解學(xué)生的家庭狀況與校外活動(dòng)情況等。因此，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)能否成功實(shí)施的關(guān)鍵，在于以學(xué)校為核心的多元主體發(fā)揮協(xié)作優(yōu)勢。

五 結(jié)語

研究課堂教學(xué)，需要精準(zhǔn)定位教學(xué)問題，分析教學(xué)現(xiàn)象，并避免基于單一維度、孤立數(shù)據(jù)得出的片面結(jié)論甚至錯(cuò)誤結(jié)論的干擾。為此，必須樹立課堂生態(tài)系統(tǒng)觀，著手解決因利益藩籬、安全信任等導(dǎo)致的大數(shù)據(jù)“不愿、不敢、不能”共享的問題[28]。本研究從生態(tài)系統(tǒng)理論視域下研究數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)，從其內(nèi)涵出發(fā)構(gòu)建教學(xué)模型，并分析了其可能存在的實(shí)踐誤區(qū)及消解路徑。本研究的分析仍是基于思想理論的設(shè)想，后續(xù)研究將探索如何使其切實(shí)應(yīng)用于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)中，以推動(dòng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)向系統(tǒng)化、智能化、全程化、可控化方向發(fā)展，并進(jìn)一步探究影響課堂教學(xué)效果的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)課堂教學(xué)關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)。

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Data-driven Classroom Teaching under the Perspective of Ecological Systems Theory: Pitfalls and Paths

WU Jun-qi REN Fei-xiang LI Meng

With the deep integration of big data, artificial intelligence, and education, data-driven classroom teaching has become a trend. Although data-driven classroom teaching has been widely carried out, it is difficult to reflect the idea teaching effect of data-driven classroom teaching due to the lack of a systematic view. Therefore, based on the discussion of the connotation of data-driven classroom teaching under the perspective of ecosystem systems theory, this paper constructed a data-driven classroom teaching model, and pointed out four practical misunderstandings of data-driven classroom teaching existing in concepts, application, ability, and subjects. In order to make data-driven better serve classroom teaching and avoid practical misunderstandings, it was proposed in this paper that educational problems should be analyzed in the large-scale social system combining qualitative and quantitative analysis, and educational problems could be comprehensively analyzed and accurately positioned using multi-dimensional data, and the cultivation of teachers’ basic digital ability should be strengthened, and the advantages of multiple subjects cooperation with the school as the core should be given full play.Through the research, this paper was expected to help teachers establish a systematic concept of not only teaching in the classroom but also jumping out of the classroom in the practice of data-driven classroom teaching, and provide a theoretical basis and practice reference for the development of future classroom teaching.

ecological systems theory; big data; classroom teaching; precision teaching; smart education

G40-057

A

1009—8097（2022）10—0034—09

10.3969/j.issn.1009-8097.2022.10.004

本文為2021年信息化與基礎(chǔ)教育均衡發(fā)展省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心重點(diǎn)基金項(xiàng)目“信息化支持的農(nóng)村教師專業(yè)發(fā)展研修體系研究”(項(xiàng)目編號：xtzd2021-007)、華中師范大學(xué)2021年國家教師發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)專項(xiàng)研究項(xiàng)目“‘人工智能+’名師課堂創(chuàng)新應(yīng)用”(項(xiàng)目編號：CCNUTEⅢ-2021-13)的階段性研究成果。

吳軍其，教授，博士，研究方向?yàn)橹腔劢逃c教育技術(shù)創(chuàng)新，郵箱為wujunqi@mail.ccnu.edu.cn。

2022年4月7日

編輯：小時(shí)