智能觀察系統(tǒng)可基于課堂觀察采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，運(yùn)用人臉識別、表情分析、姿態(tài)識別、情感語義分析等技術(shù)，通過對知識點(diǎn)的抓取、行為的識別，以及執(zhí)行效果研究，實(shí)現(xiàn)對課堂環(huán)境因素的全面分析，以此幫助教師直觀、客觀、科學(xué)地進(jìn)行反思教學(xué)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題給予補(bǔ)救或改善。它能夠幫助教師精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)問題和不足，從而有效提高教師職業(yè)能力，是促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展的有效途徑。本文主要基于學(xué)校的智能觀察系統(tǒng)，借助大數(shù)據(jù)采集技術(shù)和人工智能分析技術(shù)，結(jié)合課堂師生互動(dòng)情況，改進(jìn)教師課堂教學(xué)行為，探索更加適合學(xué)生的教學(xué)方式。

一、人工智能報(bào)告揭露課堂教學(xué)問題

教師在智能觀察系統(tǒng)的幫助下能夠獲得“生本課堂系數(shù)”這一數(shù)據(jù)?！吧尽?，顧名思義，就是課堂教學(xué)中，教師要以學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)并參與互動(dòng)。它是衡量學(xué)生參與度的重要指標(biāo)。

對“生本課堂系數(shù)”進(jìn)行詳細(xì)分析后，筆者發(fā)現(xiàn)自己每堂課的“生本”指數(shù)存在較大差異，高低數(shù)值不等。英語課作為一門語言課程，師生間的言語交談非常多，因此，每堂課上會存在大量師生互動(dòng)。雖說如此，但依然存在一些生本指數(shù)較低的課堂。

為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，筆者在智能觀察系統(tǒng)上回看了所有課程錄像，并深入思考課程視頻分析報(bào)告，發(fā)現(xiàn)自己的課堂主要存在以下兩方面問題。

（一）師生互動(dòng)層次不高，學(xué)生參與積極性不強(qiáng)

當(dāng)前，我們雖然一直提倡以學(xué)生為主體，教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，但在課堂上，很多教師依然會沉溺于自己的講授中，基于主觀經(jīng)驗(yàn)判斷自己的課堂教學(xué)是否做到了以學(xué)生為主體，認(rèn)為只要有提問，學(xué)生也做出回答，或經(jīng)常和學(xué)生進(jìn)行對話交流，就是以學(xué)生為主體了。然而，對于實(shí)際上有多少學(xué)生進(jìn)行回應(yīng)、張嘴發(fā)言，很多教師并不是很清楚。

一部分小學(xué)生性格活潑，很難靜下心來。尤其是對一、二年級學(xué)生，40分鐘的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間相對較長，他們很難全程集中注意力跟隨教師腳步，學(xué)習(xí)目的性和參與積極性不強(qiáng)。

英語作為一門語言學(xué)科，很多教師在教學(xué)中非常喜歡運(yùn)用問答類的講授方法，即一對一或一對多。例如，在教師采取一對多的方式時(shí)，學(xué)生會覺得有這么多人，即便自己不說，教師也不會關(guān)注到自己。對于一對一的方式，教師面臨的情況也相似：學(xué)生會認(rèn)為教師提問的只是其他學(xué)生，和自己沒有關(guān)系，可以“游離”?？梢?，這兩種方式都不能保證學(xué)生有較高的參與度。若再疊加學(xué)生對此課程或教師設(shè)計(jì)的活動(dòng)不感興趣，他們的參與度會更低。圖1所示的課堂結(jié)構(gòu)占比中，學(xué)生行為和教師行為在時(shí)間的分布方面基本上以問答式為主。雖然整節(jié)課上教師看似進(jìn)行了較多師生互動(dòng)，但是經(jīng)過智能觀察系統(tǒng)對課堂師生聲音捕捉以及對每名學(xué)生的行為采集分析和視頻回顧，筆者發(fā)現(xiàn)，教師在和學(xué)生互動(dòng)時(shí)并不是所有學(xué)生都“張嘴參與”，生本指數(shù)不高。

（二）教師任務(wù)難度設(shè)置不當(dāng)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高

教學(xué)What's your number？內(nèi)容時(shí)，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)抽獎(jiǎng)活動(dòng)，但效果并不理想。分析原因后，筆者發(fā)現(xiàn)英文課上若為純英文教學(xué)，由于學(xué)生能力不同，一些基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)生有時(shí)會聽不懂活動(dòng)內(nèi)容和要求，不知道該如何參與，進(jìn)而學(xué)習(xí)興趣不高，參與積極性不強(qiáng)。課后詢問學(xué)生，筆者還發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生認(rèn)為這一任務(wù)難度較大，不敢參與，或者是想?yún)⑴c但不知道如何參與。有些優(yōu)秀學(xué)生則認(rèn)為任務(wù)太過簡單，沒有挑戰(zhàn)性，參與度也較低。

二、結(jié)合人工智能報(bào)告調(diào)整課堂教學(xué)

結(jié)合所發(fā)現(xiàn)的原因，筆者做了如下的課堂調(diào)整。

（一）增加師生有效互動(dòng)

為解決一對一或一對多講授教學(xué)中學(xué)生參與度不高的問題，在后續(xù)課堂上，筆者以生為本，以學(xué)定教，聚焦核心學(xué)習(xí)內(nèi)容，設(shè)計(jì)了一些導(dǎo)學(xué)任務(wù)單來優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，以期讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更有針對性，提高課堂教學(xué)效果。

設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)任務(wù)單的關(guān)鍵在于，教師要根據(jù)學(xué)生年齡、學(xué)段和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，分層提出問題，讓不同學(xué)生有目的地在短時(shí)間內(nèi)了解本節(jié)課的重點(diǎn)知識。導(dǎo)學(xué)任務(wù)單中，教師要設(shè)計(jì)2～3個(gè)貫穿整個(gè)課堂活動(dòng)的任務(wù)。這樣即使在某個(gè)環(huán)節(jié)教師沒有提問到某些學(xué)生，或者是有學(xué)生想在一對多提問中偷偷“游離”，教師也可通過任務(wù)卡引導(dǎo)學(xué)生前進(jìn)，確保師生互動(dòng)時(shí)全員參與。圖2是筆者在二年級課程教學(xué)中設(shè)計(jì)和使用的任務(wù)卡。

隨著課程研究逐漸深入推進(jìn)，優(yōu)化導(dǎo)學(xué)任務(wù)單成為教師關(guān)注的重點(diǎn)。教師要將學(xué)生感興趣的主題內(nèi)容放到導(dǎo)學(xué)任務(wù)單上，這既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能提高課堂教學(xué)效率。圖3所示的導(dǎo)學(xué)任務(wù)單不僅突出了課程的核心重點(diǎn)和句式，而且由淺入深，層層遞進(jìn)，幫助學(xué)生逐漸進(jìn)入學(xué)習(xí)情境。最后的調(diào)查采訪任務(wù)不僅體現(xiàn)了本課核心句型，也緊貼學(xué)生生活實(shí)際，幫助學(xué)生深化到他人家做客想要使用某物品時(shí)應(yīng)該先禮貌詢問的禮儀知識，彰顯育人價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。

為解決部分學(xué)生英語基礎(chǔ)較為薄弱，出現(xiàn)不理解任務(wù)導(dǎo)引語的問題，教師在設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)任務(wù)單時(shí)會提供中英文兩個(gè)版本，以期通過分層設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生的參與積極性，提高學(xué)生的安全感。

（二）增加生生間的小組互動(dòng)性任務(wù)

為促進(jìn)生生之間形成更多的互動(dòng)，設(shè)計(jì)小組任務(wù)時(shí)，教師應(yīng)做好學(xué)情前測，確保任務(wù)難度在學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。此外，從興趣度的角度，教師設(shè)計(jì)的小組任務(wù)要契合學(xué)生的心理和年齡特征，從而盡可能地保證學(xué)生能夠參與、敢于參與。如圖4所示，筆者在教學(xué)中設(shè)計(jì)了一個(gè)抽獎(jiǎng)的小組活動(dòng)。設(shè)計(jì)此活動(dòng)之前，筆者在學(xué)情調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)，近一半學(xué)生已經(jīng)學(xué)會用英文表達(dá)數(shù)字1～20，但也有學(xué)生只會用英語表達(dá)1～10，或者記憶存在混淆現(xiàn)象，如seven和eleven。本節(jié)課的重點(diǎn)是學(xué)習(xí)數(shù)字1～15，所以設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，筆者在抽獎(jiǎng)箱和學(xué)生任務(wù)卡上主要圍繞11～15填寫，重點(diǎn)填寫7、12、11、8等學(xué)生容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的詞匯和新詞匯，從而保證既能抓住課程重點(diǎn)進(jìn)行練習(xí)，又能幫助學(xué)生回憶易錯(cuò)的數(shù)字單詞，難度適當(dāng)?；顒?dòng)采取抽獎(jiǎng)的方式，利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生深度參與，輕松掌握所學(xué)知識。

經(jīng)過教師的針對性改進(jìn)，我們發(fā)現(xiàn)，新課程的生本課堂系數(shù)大大提升，意味著學(xué)生的課堂參與度明顯提高（如圖5）?；乜锤倪M(jìn)后的教學(xué)視頻，我們也發(fā)現(xiàn)師生間、生生間的互動(dòng)較為熱烈，沒有流于形式或者學(xué)生旁觀的情況。

可見，智能觀察系統(tǒng)的運(yùn)用，能夠幫助教師減少僅僅依靠主觀經(jīng)驗(yàn)判斷課堂結(jié)構(gòu)的情形，讓教師更為精準(zhǔn)地了解師生間的互動(dòng)是否有效，學(xué)生的課堂投入度是多少，小組活動(dòng)中學(xué)生是否真正參與等，從而提升課堂教學(xué)質(zhì)量。

三、基于人工智能數(shù)據(jù)評估教學(xué)效果

教學(xué)過程中，無論是營造生本課堂環(huán)境，還是選擇合適的教學(xué)方式，教師都是為了更好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，提高教學(xué)質(zhì)量，從而促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。因此，如何實(shí)時(shí)評估學(xué)生的課堂投入度，成為很多教師關(guān)注的重要內(nèi)容。在這一階段，智能觀察系統(tǒng)發(fā)揮了很大的作用。

運(yùn)用智能觀察系統(tǒng)，教師能夠捕捉學(xué)生課堂上的狀態(tài)（如圖6），并從精力投入、行為投入、情感投入、時(shí)間投入四個(gè)維度分析學(xué)生投入各教學(xué)環(huán)節(jié)的情況，如學(xué)生是否積極參與對話討論，學(xué)習(xí)興致如何，聽課專注度是高還是低，走神學(xué)生的數(shù)量有多少，大概什么時(shí)間學(xué)生容易走神等。再結(jié)合生本課堂系數(shù)，教師基本能夠得出是課程設(shè)計(jì)問題導(dǎo)致學(xué)生專注度不足，還是知識較難，學(xué)生一時(shí)難以接受。這有助于教師后續(xù)有針對性地調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。比如，學(xué)生課堂投入度不高的課程，意味著大部分學(xué)生對這節(jié)課的重要知識掌握不夠扎實(shí)。這就需要教師在后續(xù)教學(xué)中反復(fù)提及和重點(diǎn)復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生打好基礎(chǔ)。

可見，教師借助智能觀察系統(tǒng)進(jìn)行課堂投入分析，能夠?qū)崟r(shí)掌握學(xué)生聽課狀態(tài)，以及對課堂知識的掌握情況，有助于進(jìn)行精準(zhǔn)復(fù)習(xí)與鞏固，并對后續(xù)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而有效避免課堂提問的片面性。

四、數(shù)據(jù)分析輔助教學(xué)轉(zhuǎn)變

在智能觀察系統(tǒng)出具的報(bào)告中，時(shí)間分配指數(shù)在幫助教師轉(zhuǎn)變教學(xué)方式方面發(fā)揮了非常重要的作用?；跁r(shí)間分配指數(shù)，系統(tǒng)對教師的教學(xué)活動(dòng)安排、師生發(fā)言情況進(jìn)行分析，形成師生行為和時(shí)間分配圖（S-T圖），并依托S-T模型，形成對應(yīng)的曲線和三角形（如圖7）。

有了上述數(shù)據(jù)，教師在完成教學(xué)任務(wù)后，皆可將預(yù)期教學(xué)效果呈現(xiàn)和S-T數(shù)據(jù)模型采集結(jié)果進(jìn)行對比，尋找和自己預(yù)想存在較大出入的時(shí)間或活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，反復(fù)觀看錄課視頻，進(jìn)行詳細(xì)對比分析，確定問題所在和改進(jìn)方向，以便后續(xù)的課程設(shè)計(jì)和授課方式更加科學(xué)、合理。有了更為客觀的數(shù)據(jù)報(bào)告作為參考和支撐，教師就相當(dāng)于有了一把丈量尺，能夠更好地?cái)[脫主觀意識，避免選擇錯(cuò)誤路線，實(shí)現(xiàn)快速成長。

智能觀察系統(tǒng)運(yùn)用“幀”技術(shù)，基于師生課堂行為和聲音捕捉進(jìn)行全面數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行精準(zhǔn)、多維度分析，讓教師知道不同評價(jià)領(lǐng)域需要關(guān)注的重點(diǎn)，如何梳理評價(jià)的問題點(diǎn)，以及師生的表現(xiàn)、表現(xiàn)的傾向和頻次等?？梢哉f，智能觀察系統(tǒng)為教師教學(xué)帶來一種全新的視角，讓教師既身在課堂，又具備跳出課堂進(jìn)行整體觀察的能力，更好地賦能教師專業(yè)成長。

（作者系首都師范大學(xué)金澤小學(xué)教師）

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