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人工智能视域下课堂教学智慧评价：运用CSMS课堂教学评价系统提升小学数学老师课堂教学反思能力

快乐学习报·教育周刊

广州市八一希望学校数学课题组，广东　广州　510000

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摘要：CSMS全称是“基于结构的多模型联合的课堂教学智慧评价系统”，是运用人工智能技术规模化、常态化评价课堂教学的指标体系和评价系统。课堂教学反思又称为“反思性教学”，是指教师在教学实践中，批判地考察自我的主体行为表现及其行为依据。笔者团队以CSMS的大数据分析报告，全方位诊断小学数学教师课堂教学情况，以“智慧+反思”的模式快速提升教师课堂反思的能力。

关键词：人工智能；课堂教学智慧评价；CSMS；课堂反思能力

一、问题的提出

课堂教学反思又称为“反思性教学”，是指教师在教学实践中，批判地考察自我的主体行为表现及其行为依据。通过观察、回顾、诊断、自我监控等方式，或给予肯定、支持与强化；或给予否定、思索与修正，将“学会教学”与“学会学习”结合起来，从而努力提升教学实践的合理性，提高教学效能的过程。因此，教学反思被认为是“教师专业发展和自我成长的核心因素”。美国学者波斯纳认为，没有反思的经验是狭隘的经验，至多只能形成肤浅的知识。如果一个教师只满足于经验的获得而不对经验进行深入的反思，那么他的旧有理念及不适当的行为就很难改变，其结果是他的教学将可能长期维持在原来的水平而止步不前。在这一背景下，"反思型教师”成为教师的成长方向。

二、解决问题的过程与方法

（一）提出基于CSMS的“智慧+反思”模式

笔者团队首先将课堂教学反思进行分类。课堂教学反思从时间角度，可分为教学前、教学中、教学后三种类型。在三种教学反思中，相对而言，教学后反思显得尤为重要。在教学后，通过比较、领悟，认真思考整堂课的得与失。

现行的课堂教学分析，多过度依赖专家，其分析效率低，存在难以规模化服务等难题。开展人工智能下的课堂教学评价，能够辅助智慧评价的高效开展，关注情感信息的动态变化，还原真实课堂的精准采集，实现师生成长的轨迹追踪。通过对象层、数据层、技术层和应用层四个层面的系统架构，搭建人工智能下课堂教学评价的实践路径，指向课堂语言分析、课堂行为分析、课堂情感分析与课堂教学评价体系四大应用场景。

CSMS依据主导—主体教学结构理论和第三代活动理论，重点分析课堂的教学结构，运用人工智能实现自动评分的大数据课堂测评工具。它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。教师可以在常态化、标准化的课堂教学中借助CSMS 的技术诊断与分析，运用智慧评价给出的量化指标找到课堂存在的教学问题，课后可以及时地进行反思，帮助教师探索教学规律，系统掌握提升课堂效能的方法。

基于以上分析，笔者团队提出基于CSMS的“智慧+反思”模式，即“上课录课—课例上传—CSMS系统生成分析报告—同伴+专家主观点评—基于大数据客观分析+诊断性主观分析的改进反思”。探索对提升教师反思能力改进课堂教学，改善教学思维的积极推动作用，主旨在于促教师成长，随之改进教学。

（二）形成双新背景下的的科组精化备课体系

1.坚持大单元整合教学——融合多个学科，努力实现五育

融合2022版的新课标明确了“跨学科学习”，旨在“引导学生在数学实践活动中，联结课堂内外、学校内外，拓宽数学学习和运用领域；围绕学科学习、社会生活中有意义的话题，在综合运用多学科知识发现问题、分析问题、解决问题的过程中，提高数学基础与运用能力”。“跨学科学习”拓宽了数学学习边界，丰富数学学习内涵。

2.构建基于CSMS分析报告的“教学后反思”三级集备体系

笔者团队引领学校数学科组“以教促研、以研促思、以思促教”，逐步形成年级集备、年段集备、科组集备的三级集备范式。

一是科组备课步骤：确定教学计划→个人自备教学设计→集思广益通思路→二次备课→形成教后反思。

二是年段集体备课流程：熟悉教材提出问题→中心发言把握重点 →共同研讨解决问题→形成预案分发教师→结合实际二次备课→课堂实施信息反馈→教后反思理论提升。

三是年级集体备课流程：岗练课/研讨课/示范课→研读CSMS分析报告→教学后反思→萃取成果经验→改进个人教学→成果反馈，辐射科组。

（三）形成运用数学课堂实录分析改进个人与团队教学的范式

一是立足课堂实录，解读报告，诊断课堂寻找反思点，提升对教学实践的判断、思考和分析能力。笔者团队让不同发展阶段的数学老师成为导师与被观察对象，抓手是每位老师的大单元跨学科课堂实录，基于CSMS评价系统提供的外显数据诊断反思课堂，找出团队共性与个体个性的优点与缺点，力求在课堂教学活动中反思探索出促进教师专业发展成长的方向。

二是调整教学策略，归纳总结提升教学方法，转化教学行为。CSMS 是具备人工智能特征的课堂教学洞察工具，用于教师有意识地发现、分析、优化教学方式方法及其教学技能。当 CSMS 某个指数或相关的细项指标出现低分时，意味着对应的教学环节需要改进，低指数一定程度上能够灵敏地指向课堂，以及教师技能有待改进和优化的方向。

科组将结合CSMS系统生成的课堂分析报告进行研讨分析，围绕报告中低于常模的细项指标逐项分析原因，提出问题，思考如何优化课堂，提出解决策略，转化现有不良的教学行为。

三、成果的主要内容及亮点

笔者团队经过一个学年的实践探索，认为CSMS涵盖了对培养学生数学核心素养重要的思维和互动交流的特征分析，对教学结构的分析评价具有重要的现实意义，形成了基于CSMS的“智慧+反思”模式、基于CSMS分析报告的“课堂教学后反思”三级集备体系两大成果。

为证明运用CSMS课堂教学评价系统提升小学数学老师课堂反思能力的效果与亮点，笔者团队剖析了《大单元视角下<运算律>的整合与设计》过程，对团队核心成员朱老师进行了基于CSMS系统的大数据分析的个人教学特点探索。

首先从大单元的课堂整体情况来看，在课堂教学活动结构的九个分析领域中，目标定位、思维激发、学习体验方面表现良好，需要重点关注的有课堂调控、合作交流、整体发展方面。

根据各课时的教学效果序列分析，大数据按照授课主题将课堂划分为若干个活动片段，呈现出教师教学组织、学生学习效果的过程情况。其中最长学生发言分别为149.6秒。可见，每一节课学生都能充分表达，课堂互动充分，这是朱老师教学的一大特点。

此外，报告显示朱老师在教学方法上，对学生及时评价反馈，善用追问型问题模式。

从教与学基本参数看，在课堂上，能有效激发想象力和思维。本单元教学中，借助PPT、希沃白板、几何画板等信息技术工具，创设探究的情境，激发学生的学习兴趣，丰富学生的想象力，同时让学生用口头语言或书面语言将内容表述出来。

通过研读报告，发现朱老师的教学中还存在着一些不足。

第一，是在“学生的课堂反应”中，学生发言在2秒内的次数最多，这表明表示学生对老师封闭性提问的响应（如：好不好？是多少？等类似提问），学生被动跟进教师的授课进度，难以引发学生的深入思考。

第二，在课堂负极氛围这一指标中，呈现的分值处于参考范围的临界值，这表明朱老师的管理风格偏严厉，容易让学生产生压迫感，不敢表达真实想法。

第三，不管在大单元分析还是个别课例分析中，从弗兰德斯雷达图中可以发现，“学生发问”明显低于常模，学生主动发问意识相对欠缺。

朱老师的课堂是立足《课程标准（2022年版）》，将“运算能力”列为数学学习的核心素养，以学生运算能力发展的大单元整体规划，对《运算律》进行重组备课，并在实施课堂教学过程中运用“5G+智慧教育”系统，进行了目标定位、思维激发、学习体验，明确了需要重点关注的有课堂调控、合作交流、整体发展，系统综合反映了具体教学的优势与不足。通过基于以上“主观诊断+客观数据”的分析，朱老师调整和改善了教学方法，效果立竿见影。

四、效果与反思

CSMS是一项基于人工智能的技术，它能对课堂教学作出诊断与评价，最终反哺课堂教学的改进。

（一）效果

1.课堂教学能力提升：在运用人工智能开展课堂教学智慧评价中，学校数学科组新手（3人）、胜任（9人）、骨干（3人）、专家（1人）四阶段的老师，尤其是核心成员的教学实施得到全面诊断。基于CSMS的量化指数，有效挖掘老师专业发展的成长点，找准发展的方向和策略，把教师教学风格、教学方法等客观形象地呈现出来，实证化、确证化、指标化、显性化、结构化地揭示教学要素之间的关联，有利于教师快速成长。

2.成果辐射：通过对运用CSMS系统促进教师教学反思专业发展的策略研究，学校数学科组探索形成了基于CSMS的“智慧+反思”模式、基于CSMS分析报告的“教学后反思”三级集备体系。

（1）辐射到科组：学校科组在多次备课、研讨、反思后，总结了以下两个措施：①均衡运用四何（即是何、为何、如何、若何）的提问。这是课堂知识传递方式的典型代表，四何的使用反映了教师在课程设计上对场景设置、原因探索引导、概念抽象概括、知识练习和知识迁移方面的总体规划。②适当增加使用“为何”和“如何”，是促进学生产生内化建构、思想练习的重要方法。有利于激发学生学习数学的兴趣，充分激发学生各方面的潜能，培养学生的数学素养、创造发散思维，促进学校数学教学质量的整体提升。

（2）辐射到本区：朱静洁老师于2023年6月2日上午在越秀区教育高质量发展备课项目推进会活动（小学数学科分会场）上，做了题为《聚焦新课标，探索大单元》的专题发言，以点带面辐射到本校以及本区其他的小学数学教师。

（3）辐射到广州市：2023年4月18日，我校举行了教育部“基于教学改革、融合信息技术的新型教与学模式”越秀实验区广州市八一希望学校成果交流展示活动。成果交流展示活动以“希望教育的行与思——大单元教学视域下小学全学段跨学科作业设计创新研究”为主题，我校六名教师展示了三节课例，与各界同仁交流广州市八一希望学校大单元教学视域下小学跨学科课堂教学成果和经验。

（4）辐射到广东省：在2022学年广东省 5G+教育质量监测成

果应用推广活动中，朱静洁老师与黎露丝老师做了专题报告，让学校数学科在专业发展的道路上又增添了浓墨重彩的一笔。

（二）反思

（1）课堂反思能力提升，应更聚焦于课堂始终以教师如何优化课堂调控，促进学生积极主动学习。结合CSMS学业评价系统的分析报告，持续完善基于CSMS分析报告的“课堂教学后反思”三级集备体系，展开“课堂教学后反思”，培养数学教师对教学实践的判断、思考和分析能力。

（2）笔者团队把数字化教研作为学校教育高质量发展的重要抓手，以CSMS系统推动常态课堂数字化测评，通过对课堂教师的教学行为、学生听讲状态等实时感知，挖掘课堂智能化教学的多元辅助功能，再结合多层级的数据分析，最大程度上为精准教学提供支撑。

【本文系广东省教育重点领域研发计划项目“5G+智慧教育”项目（编号：2020B0101130014）中“5G+教育质量监测与改进”场景成果推广应用研究成果】

参考文献：

[1]许世红，刘军民，王时舟，等.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[J].教育测量与评价，2022（2）.

[2]周文超，张寅，彭峰，等.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[J].教育测量与评价，2022（3）.

[3]努比技术.广州市文德路小学课堂教学大数据分析报告[EB/OL].（2022-05-24）[2022-06-06].http//public-files.fujiaOyi.com/pub7ish文德路小学人工智能助力教师发展课堂分析报告-teacher-[01～03].pdf.

作者简介：劳浩勋，学历：本科（硕士），职称：中小学高级教师，单位：广州市八一希望学校；孔慧文，学历：本科（学士），职称：中小学一级教师，单位：广州市八一希望学校；朱静洁，学历：本科（学士），职称：中小学二级教师，单位：广州市八一希望学校；黎露丝，学历：本科，职称：中小学一级教师，单位：广州市八一希望学校；陈杰伟，学历：本科（硕士），职称：中小学高级教师，单位：广州市八一希望学校。

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