人工智能视域下课堂教学智慧评价:理论建构、模型支撑与技术实现

基于结构的多模型联合的课堂教学智慧评价系统(CSMS)是一种使用人工智能技术常态化、规模化评价课堂教学的指标体系和评价系统。CSMS重点分析课堂的教学结构,依据本土化的主导—主体教学结构理论和第三代活动理论,将课堂教学评价指标分解为目标定位、课堂艺术、课堂调控、思维激发、评价反馈、整体发展、合作交流、学习体验、目标达成共9个评分领域。每个评分领域选择整合已有的具备机器可实施性的分析模型,分析课堂支撑方面的情感、语速、想象力、信息量、语言凝练度等模块,从而构建了一个完整的具备人工智能技术可实施性的课堂教学评价系统。CSMS涵盖了对培养学生核心素养极为重要的思维和互动交流的特征分析,符合国家关于新时代培养学生核心素养的方向要求,对教学结构的分析评价具有重要的现实意义。

人工智能视域下课堂教学智慧评价:学习发生知行模型

在人工智能视域下的课堂教学智慧评价中,基于中国优秀传统文化中的知行哲学和大脑认知活动的信息自由能理论构建的学习发生知行模型,描述了学习发生的条件与路径、学习风格、有效教学方法等,关涉学生学习发生这一教育核心问题。学习发生知行模型批判地吸收了ELT、4MAT等学习理论中富有启发性的观点,将知行与外在可观测的语言刺激(四何)数据关联起来,使学生内部认识活动与外在教学环境的相互作用即课堂认知活动具备了人工智能可分析的可能。它将学习发生的认知过程划分为外界信息的处理过程(不涉及大脑自由能减少)和内部世界认知模型的调整过程或思想练习(减少大脑自由能)两类,提出的人工智能课堂认知活动量化评价指标框架,尝试解决现有机器分析无法覆盖课堂思维方式、教学风格等重要维度的问题,为完整性的、本土化的、易理解的课堂教学智慧评价分析系统的设计提供了可行方案。

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

运用课堂教学智慧评价系统(CSMS)从思维激发、交流互动等方面,对3节小学数学计算类新授课进行课堂大数据分析,检查课堂教学中数学核心素养的培育状况。研究表明,CSMS在思维激发、交流互动、关注全体等方面为教师诊断课堂教学结构的合理性提供了强大可靠的数据支撑,作为学科组教研的技术支持手段,CSMS诸多指标为课堂教学提供优化方向,对于推动核心素养在数学课堂教学中的有效落地具有积极作用。

人工智能视域下课堂教学智慧评价:以CSMS促教师专业成长--以财经素养教育与德育融合班会课为例

运用基于结构多模型联合的课堂教学智慧评价系统(CSMS),对一节财经素养教育与德育融合班会课在两个关键时间点进行课堂大数据分析,以辅助诊断课堂教学思维激发、师生互动质量状况。研究发现:人工智能支持的CSMS在激发课堂思维、关注师生互动等方面为教师展开课堂教学评价提供了强大且可靠的数据支撑,为教师分析和优化互动教学提供了具体的分析工具;学习发生知行模型为师生开展课堂有效教学活动提供了坚实的理论指导;课堂质性评价促进了教师智慧与人工智能技术的深度融合。

人工智能视域下课堂教学智慧评价:基于CSMS与学习发生知行理论的课堂转型实验研究

协同运用课堂教学智慧评价系统(CSMS)和学习发生知行理论可以推动课堂转型。按照“测评、研讨,再测评、再研讨,进一步测评、总结”的流程,选择4位不同发展阶段教师连续3天的11节高中数学课堂进行实验研究,结果表明:CSMS可以评价课堂教学结构的准确度,反映教师努力程度的灵敏性,有效支持教师自主优化课堂教学结构;学习发生知行理论在指导教师激发学生有效内在认知活动、促进课堂从浅层思维与互动向深层思维与互动转变等方面有明显的效果;人工智能课堂教学智慧评价自动生成的结果更加客观、公正,可有效降低教师自我诊断时的防御心理。为了优化课堂教学结构,今后在进行课堂教学智慧评价时,应逐步按课类、课型建立常模;关注评价系统使用的边界,借由CSMS课堂大数据指数提升教师的教学技能。

CSMS优化小学中年级语文阅读课堂教学改进实践——以《总也倒不了的老屋》为例

通过运用课堂教学智慧评价系统,从“备课—教学—反思”三个维度,对小学语文开展教学研究。结果表明:课堂教学智慧评价系统的学习发生知行模型能够为教师备课提供良好的理论指导,自动生成的大数据分析结果具有客观性、公正性、私密性,能够帮助教师对课堂教学进行科学的分析和诊断,促成教师实现“备课备得有高度、教学教得有效度、反思反得有信度”的课堂转型,最终实现教师和学生的共同成长。

核心素养导向下初中语文教学智慧评价——以3节借景抒情阅读课为例

课堂教学智慧评价系统(CSMS)为研究新型课堂教学模式、构建优质课堂提供了有效手段,有助于实现课堂教学全过程监测,直观展现课堂教学深层规律,促进课堂教学的精准评价。运用CSMS对初中语文3节借景抒情阅读课的教学特征进行数据分析,诊断课堂教学思维激发、师生互动质量状况等,发现CSMS在激发课堂思维、关注师生互动等方面提供了真实的评价数据,这有利于教师更精准地诊断教学实效,从而优化课堂教学活动,切实推动语文核心素养在课堂中落地。

以自动化评价助力大单元教学的整体优化——以“整式的加减”单元教学案例为例

以“整式的加减”大单元教学设计与实施为例,从前测两节课例的课堂教学智慧评价系统(CSMS)分析报告,洞察课堂教学的优化方向,制订大单元教学整体设计和教学主要策略,并借助CSMS的课例大数据评价分析报告和课堂专项指数,不断优化课堂教学。研究表明:借助机器自动化评价,以大单元教学为抓手,可以实现课堂教学的整体优化,助力学校学科组教研,并提升学科组整体的课堂教学质量。

CSMS助力教师成长为自觉的数字化教研者——以“直线与圆的方程”教学为例

运用课堂教学智慧评价系统(CSMS)开展高中数学课堂研究,结果表明:CSMS研究的着眼点与新课改要求下的课堂转型方向相一致,能及时反馈教师的课堂情况,对硬件设施要求不高,在重复课型数据对比中具有很高的准确度和灵敏性,生成的结果具有客观性、公正性、私密性。利用CSMS的这些特点,学校既可帮助教师突破瓶颈,促成课堂转型,实现教师的专业成长,又可促成各学科相互学习,实现学科融合。

专家与技术联动:基于CSMS的新手教师专业发展方式研究

为助力新手教师专业发展,可以探索专家指导与测评技术的联动。新手教师A在专家教师B的指导下,通过3轮学习形成教学设计终稿,并在课堂付诸实施;专家教师B同步观课并结合课堂教学智慧评价系统(CSMS)的大数据报告,指导新手教师A综合反思课堂实施效果。研究表明:在帮助新手教师专业成长的历程中,专家指导的主要价值是指导新手教师打磨与修改教学设计,重在教学思维的提升;CSMS的主要价值体现在精准诊断课堂实施,重在为改进课堂教学提供研究方向;专家联动技术可以更精准地促进新手教师专业发展。