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【好文共赏】从教学监测到精准教学

 张福涛lu70kpm9 2020-05-21
实证教研不但是利用数据作为教学诊断的依据,而且是在教学研究中借鉴并使用实证研究方法,用规范的研究方法在教育教学现场开展研究,在真实的教学情境中收集数据,得出翔实可靠的研究结论。教研系统是中国教育发展与改革的中坚力量,承担着引领和服务基层学校和教师教育教学实践的使命,作为一个扎根课堂、服务实践的特殊研究机构,开展实证教研是我们需要坚持的教研转型方向。浙江省近10年来在实证教研方面做了诸多的探索和思考,先后开展的校本研修、教育质量监测都是此方面的项目行动。
随着大数据时代的到来,我们再次考量实证教研的现状和契机时发现,覆盖浙江全省的教育文化大数据平台,全网互通的教育资源云服务体系,支撑课堂变革的多种信息技术工具,使很多“人力不可能完成的任务”变成了可能。我们试图充分利用现代信息技术,探索从更多依赖个人经验、直观判断的传统的实证教研方式走上寻求更多数据、采用科学诊断的现代实证新教研方式之路。我们以为,在教研领域聚焦在大数据、人工智能环境下教与学的变革,对数字化环境下课程改革、教学方式突破进行探索,更有利于推动教育变革和创新。


大数据平台下实证教研的前期探索与思考:教学评一致性研究的教学质量监测

为了寻找数据,增加教研的证据意识,我们从校本研修项目着手研究。2005年启动的校本研修项目中,我们引入课堂观察,积极推进课堂观察和诊断式的校本研修方式,就是把量化的数据观察和分析引入课堂观察、诊断和改进中去。但当时的观察,更多的是依靠教师的个体观察和团队合作。数据收集也有比较大的局限性。但通过这个项目让更多的教研员和教师认识到教学研究必须超越个人经验,用数据收集支撑实证教研。而之后的依赖大数据收集分析的中小学教育质量监测,则真正实现了依赖大数据平台开展教学评一致性研究的实证教研改进之路。
对于为什么要进行创新或改进教育监测与评价,荷兰学者雅普·希尔伦斯等认为,建立正规机制可以确保教育结果和措施有令人满意的质量水平,比如,建立教育服务提供者的问责机制,以及促进教育的持续改进,等等。这也是2013年浙江省启动中小学教育质量综合评价监测的初衷所在。随后开展了3次综合评价监测,通过学业测试与问卷调查了解学生学业质量现状与影响因子的情况。实践中,我们逐步形成了“一年监测,两年改进”的工作模式,对于义务教育质量省级监测,小学、初中隔年轮流进行,并于2014年、2015年、2017年和2019年,浙江省组织了4次综合评价监测结果的反馈活动。该项目成为真正意义上第一个省级教研部门应用大数据平台改进教研方式的项目。这样不仅在省级教研的层面利用了现代技术很好地解决了解放人力进行海量数据处理的问题,还为浙江省教育教学改革科学化决策提供了数据支撑。更重要的是,它推动了浙江省各地市教研部门和学校开展利用大数据平台进行教研方式改进的实践探索之路。在探索中,我们的教研工作呈现了三个方面的特征。

(一)方向性:数据支撑的实证研究引领学生发展和教育改革方向

随着中国“核心素养”时代的到来,“以德为先,全面发展,因材施教,知行合一”的教育理念逐步深入人心。无疑,学生发展核心素养将会成为未来基础教育改革的理念内核,课程重构、学科重组和课堂重建将会成为未来学校实施课改的基本路径。这些都是教研系统努力的目标和方向,而实证研究只是实现这些教育理念的理想路径之一。为此,确定教研的方向成为推进数据支撑的实证教研的首要原则。
以质量监测项目为例,在开展质量监测之始,我们就开始思考什么样的数据可以成为评价学生的重要指标和方向,我们提出了并构建了包含学生学习状况、学生综合素质和学生成长环境3方面12项指标(学业水平、应用和解决问题能力、学习兴趣与动机、学习负担、品德行为、心理健康、体质健康、艺术素养、师生关系、教师专业能力与教学方式、校长课程领导力、社会环境)的教育质量综合评价指标体系。我们不仅关注学生的学业情况,更关注学生的全面发展、学生的学习品质、质量形成的过程与成本、影响学生成长的环境因素。这为教研问题解决的综合视野提供了思路。
质量监测完成了浙江全省范围内有组织、成规模的大数据收集。收集了浙江省学生学习状况的全面数据,也及时了解了全省学生在学习兴趣、学习习惯、学业成果方面的情况,为更好地分析学生达成课程标准的要求提供了支撑和帮助。更重要的是,我们在数据收集之前就进行了方向定位,进行了绿色指标的研制,起到了全省范围内的科学质量观和教育发展观等方向性的引领。

(二)实践性:数据支撑的实证研究为学科教学改进提供支撑

教研员大多来自一线教师,同时他们的使命也更多的是服务基层、引领教师发展。依赖事实依据,基于实践的实证教研必然是教研要坚持的方向。基于实践、改进实践更是教研的宗旨。
质量监测的大数据平台,也为学科的教学改进提供了帮助,语文、数学、科学是我们监测的三门主要课程,每个学科都可以根据“中小学教育质量综合评价项目”的测试框架、学生学业表现,解密试题测试意图进行学科的分析报告分析反馈,透析命题技术,挖掘数据功能,改进学教方式。为此,各个学科的监测数据成为学科研究测试框架与学科素养的对应,用命题引领教学着力点,利用大数据发现学、教行为的关联,提升学生的学习品质。同时,各个学科也可以根据数据来分析学生的学业负担情况及减负提质以及研究的有效策略。如小学语文的报告就围绕“测试说明、学科总体表现、学生在‘积累与运用’能力维度上的表现、学生在‘阅读’能力的表现、影响学生语文能力的因素分析、结论与建议”六方面指导和促进全省小学语文教育的持续改进。
除此之外,浙江省一些地方通过平台进行阶段教学质量监测,利用数据精准分析及诊断学与教的状况,实时发布分析结果,通过区域教研部门和学校分类分层指导教学工作,为学与教改进提升帮助。
案例1:基于移动APP技术的温州市高中学情诊断及反馈
温州教育研究院利用“云”阅卷平台,基于移动APP技术创建学考选考高考数据分析模型,为区域、学校精准评价教学质量提供有效数据,为教师和学生提供学业诊断报告单。他们构建高中11个学科的知识树,建立学科能力评价体系;组织全市100多所高中学生参加统一测评,并开展全市统一网络阅卷;基于学考选考高考网络阅卷数据,创建切合全市高中学校实际需要的数据模型;为每个学校生成学校新高考成绩报告单,为每位学生提供选考知识点数据报告单,通过移动APP技术实时发布,引导学校和学生利用数据精准分析及诊断学与教,通过区域教研部门和学校分类分层指导教学工作,提升高中教学质量。

该项目中,他们不仅收集数据,还构建了数据模型,实现诊断的科学性。在全市4万考生40万份评价数据的基础上,构建高考学考选考数据模型,建立起各学科21等级分析、选考5等级划分、高考分类分层学校数据对比、试题质量检测及区域、学校、班级、学科、学生的数据模型100多个,形成完整的学业质量测评体系。同时联通家长、学生、学校、教育行政和教研部门,直接将全市教研大数据的结果报告迅速传递给每位学生,极大地拓展了学生及时把握自身实际情况的能力,为学生学业改进提供服务。

(三)专业性:数据支撑的实证研究为提升教研水平提供支撑

实证研究实际是一种定性和定量相结合的研究方式,量化的数据收集、现场的教学观察都是教研员获得客观资料,进行实证研究的依据。传统的实证教研多少有些“经验主义”的倾向,教研效率的高低完全依赖教研员“先天”的能力,而教研员自身的经验局限也成为教研广度、深度发挥的瓶颈。
大数据平台,只是借助技术帮助教研员获取了更为全面、客观、系统的数据,利用数据开展科学的诊断,还是需要依赖教研员自身的水平。如果我们无法从那些海量的数据中,从个别找出规律,归纳出现象背后的规律和改进策略,那么花大力气进行大数据信息只是增加负担而已。为此,提高研究者水平是关键,自从浙江的教育质量监测项目推进以来,我们同步开展了教研员培训、重视监测反馈与改进策略的发现,同时积极推动教学评一致性的教育评价改革。这些工作也为提高教研员自身的专业能力提供了方向。
案例2:嘉兴市南湖区教育研究培训中心基于“能力立意”学科测评数据分析的学教改进项目
嘉兴市南湖区不仅是浙江省评价改革的实验区,也是教学改革的实验区,他们启动了以“绿色评价”为核心理念,促进学生“学习力”发展的“学习动力、毅力和能力”要素评价(以下简称“三力”评价)的改革实践,其目的便是在抓住学生“学习力”发展的基本要素的基础上,从更加全面、生态的角度,对学生学业水平状况和教师对课程标准的执行情况进行监控,以实现教育质量评价的“绿色”理念,最终引领教师实施“轻负高质”的教学。在项目实施中,探索基于学科“数据分析—诊断教学—实施改进”数据使用途径,形成区域性改进行动路径是项目实施的重要阶段。他们不仅要求学科教研员在数据分析基础上组织学科教师进行基于问题改进的教研策划,也要求学校结合数据分析报告,研究解决策略,改进学教方式。正是在这样的项目进程中,一大批教研员和骨干教师在项目参与中成长,发展,有效提升了专业能力。
在省级带动下,浙江省近年来在数据支持教研方面有了飞速发展,省内很多地区如衢州市、温州市、嘉兴市、金华市、湖州市等都展开了基于大数据的个性化教学研究和实践,涌现出了一大批有典型应用经验的学校。同时,在实施进程中,我们也发现了一些地区存在操作上的误区,例如有数据无分析,有结果无改进,信平台而不信教师等问题。一些地方,大数据平台试题库丰富了,教师自身的命题能力却弱化了;课堂上的资源丰富了,教学的方法却更机械了;个性化的诊断方式多样了,但学生的刷题量增加了。以上有些问题是由于技术层面的发展还有不足,有些则是因为我们的研究本身还不够深入。


大数据平台下实证教研的未来走向与路径:技术和教学改革深度融合的精准教学

人才培养目标的精准定位和质量的精准评价是对人才培养起点和终点的精准把关,而要确保起点和终点始终连贯一致则需要以教学过程的精准为前提。2017年,浙江省推出了“精准教学”等项目,对人才培养过程的探索集中体现在“数据智能驱动教学”上,即以大数据实时监测教师的“教”和学生的“学”,并依据数据分析结果实时改善和修正教学。“精准教学”项目的推进则是对大数据时代下实证教研方向的再出发,我们试图进一步依托大数据平台,促进技术和教学改革深度融合,寻求推进大数据下实证教研发展的新路径。

(一)从数据精准走向教学精准,实现“人工智能”和专业教研的无缝对接

我们以为,精准包括教师教学的精准、学生学习的精准和教师教研的精准。这样的精准,需要两方面条件共存:一是收集更科学有效的数据才可以更客观地诊断学科教学情况,诊断教师的教和学生的学的真实情况;二是强调基于学科课程标准,增加运用数据、案例、经验三结合的方式进行调研分析、综合分析并改进。如果说后者更多是专业教育教研人员的事,那么,前者就需要更多懂教育的专业信息技术人员。所有的大数据平台的设计和使用,从一开始就应该融入教育教学改革的理念和方向。2017年年底,浙江省教研室和科大讯飞签约,成立了基础教育“精准教学”研究中心。同时,期待依赖科大讯飞的专业技术力量,双方开展“人工智能+教育”的合作,促进人工智能技术在基础教育研究领域的全面应用,构建适合基础教育发展,适合教研推进的新型教育产品和技术创新体系,促使技术平台更好地为实现教育教学改革提供支撑。
案例3:“玩转平板、即评即教”的精准教学
永康中学2018学年开展精准教学实践,经过一个多学期的探索,摸索出了“玩转平板、即评即教”的精准教学方式,取得了良好的教学效果。“玩转平板、即评即教”的精准教学流程如图2所示。

课前,借助于移动终端的教育系统,学生可以进行课前预习,这样教师上课教学就有了依据,可以通过学生的预习情况有针对性地讲解。

课中,通过各个环节的安排,学生的学习数据可以及时得到反馈,这样使得教师可以精准地了解每个学生的掌握情况,实现人人参与,人人被关注。
课后,学生可以通过观看课堂录像进行复习;平时学生的错题可以自动收录,学生也可以再次巩固练习,直至完全掌握。对于课后作业,学生可以利用互批功能修改、交流,既减轻了教师日常的教学负担,也让学生在批改中发现问题、解决问题,提高了学习效率。
某班主任老师介绍:诸如手动点名、快速问题、分组讨论、随堂测试等实时互动工具的设计和运用等基于移动学习终端的精准教学使课堂变得更加生动、课堂效率更高。红花奖惩、金榜等功能的运用,使得教师对学生的评价变得精准、个性、灵活,也让学生的学习兴趣更加浓厚了。
除了正常教学,教师还利用移动平台终端开展分层教学。例如,在科学和数学两个科目,教师对班里的学生进行合理的分组,针对不同小组的学生特点,发布适合小组学生的作业,再根据学生的答题情况给学生发布合适的微课视频,真正能够实现精准教学,提升教学效率。

(二)从数据实证走向教学改进,实现教育改革和技术推动的深度融合

精准教学的过程应该是教师和学生通过不断更新的学习数据分析,各自进行数据挖掘、评价诊断,准确定位新的教与学的目标,调整教与学的策略,周而复始地以新的状态进入新的教学活动的过程,从而形成一个持续动态的循环系统(如图3所示)。在这个系统里,以生为本,学为中心,教师是一个真正的设计者、引领者和指导者。

在这个循环系统里,教学改进是核心,而教学改进的关键是目标导向、精细分析、行为跟进。目标导向就是指通过大数据分析,让师生明确不同学生在不同时段不同维度的发展目标,即把学生的最近发展区清晰化。接着是更细致的个性化引领,包括现状分析、归因分析和干预分析。最后是行为跟进。根据数据分析,对学习时间的分配、学习方法的改进等方面,进行策略上的引领,学科教师通过对教学数据的分析,针对共性和个性的问题,制订切实可行的教学改进方案,在教学实施时加以改进。同时进行支持优化,对相关学习资源、教学时间等进行智能优化。
未来的教研必然会从网络教研走向“互联网+”教研,但还需要更多的研究支撑,我们与浙江大学教育学院合作,在2017年确立的重点课题《大数据背景下精准教学的实践研究》,试图在此方面有更进一步的思考和行动。该项目已在以下五方面加以研究,部分突破项目也有所突破。
1.教育大数据平台及其功能研究。主要研究大数据和人工智能在教育教学中应用的相关理论;研究教育大数据平台的功能需求;选择若干教育大数据的典型平台,分析其数据挖掘和学习分析功能,分析教学内容(试题库)、多媒体资源、知识体系的合理性,分析学习评价指标体系、命题规律和价值导向的科学性等。
2.基于大数据的个别化深度学习研究。研究如何通过大数据平台使学习评价多元化,不仅让学生的学业水平显性化,也让学生了解自身身心健康、学业进步、个性技能、成长体验等;研究如何通过大数据平台实现学生学习个性化;研究基于云平台、移动终端的有效学习方式;研究如何利用大数据平台引导学习评价从关注分数转向学习诊断、问题解决等高阶思维能力培养等。
3.基于大数据的个性化教学模式研究。研究大数据平台与现代教育技术装备在学科教学中的应用;探索不同学科基于大数据、人工智能的教学路径和教学设计方案,创新具有学科特色的教学方式研究及实践;总结基于大数据的个性化教学模式及典型教学案例;研究在互联网和人工智能大背景下教师角色的转换和定位,以及教师在态度、情感、价值观等方面的改变。该子课题是整个项目的核心部分。
4.基于大数据的实证性教研模式研究。对大数据支持教师个体教研的相关问题开展研究,主要包括大数据平台如何基于学业数据打通教研业务闭环,将学业数据采集与分析的结果反馈于教研活动,通过优化教研活动促进教师专业发展;研究大数据平台如何支撑教师校本教研,促进研究范式转型,提高教研活动效率和质量等。
5.基于大数据的智能化教学管理研究。研究大数据平台如何让各级管理者能够及时了解各个学校、各个教师的教学状况,实现教学质量和区域(学校)教育水平的科学化评估和管理,最终实现精细化管理、智能化决策;研究大数据信息区域无缝流转和融通共享问题;研究大数据隐私与伦理问题以及教育大数据的规范使用问题等。同时,我们还成立中小学大数据研究联盟,遴选有一定基础的区域和学校共同开展大数据应用研究和实践,共同致力于在大数据、人工智能环境下教与学的变革,对数字化环境下课程改革、教学方式突破进行探索,推动教育变革和创新。

(三)从城区依赖走向城乡同步,优先发展和均衡推动相结合

大数据时代的另一个重要的优势是,强大的数据信息平台覆盖面广和受益面大。但全覆盖的信息平台面向全省各个学校、各个教室、各个家庭,教研的难度必然增加。特别是在浙江这样一个经济发达的地区,这已经不是仅仅在城市的范围了。同时,大数据平台为每个学生提供的详尽的数据和个性化分析服务,使得个别化教育的理想不仅在城区先进学校可以实现,在偏远农村学校也成为可能。
2019年,为办好每所乡村学校,助推乡村振兴,浙江省政府将“互联网+义务教育”城乡1000所学校结对帮扶工程列为2019年十大民生实事之一。主要采取城乡同步课堂、远程专递课堂、教师网络研修、名师网络课堂观摩四种类型,让城乡孩子共享优质教育资源,探索依托信息技术提升乡村学校教学质量和教师专业水平的经验和模式。全省结对帮扶学校有1458所、785对,受援的乡村学校数占全省义务教育乡村学校总数的60%,浙江省历史上第一次实现乡村小规模学校(指100人以下的乡村小学和教学点)受援全覆盖。截至2019年11月底,全省结对帮扶任务完成率为145.8%。全省四类结对帮扶活动共开展5万余次(其中同步课堂开课量达2.9万课次),参与师生236.1万人次。
案例4:金华市婺城区“城乡携手 四同教学”范式
2019年,金华市婺城区积极探索基于“互联网+义务教育”的课程改革,探索形成了“城乡携手 四同教学”范式。“四同”是指结对学校“同上一堂课、同听一节课、同研一节课、同享一微课”。各学校在此基础上可以结合实际创造性实施“四同”。例如,金华市环城二小开发了“两线六步”城乡结对教学模式。“两线”指的是线上、线下两种同步学习形式;“六步”指课前线上微课学习,线下进行学习诊断;课中线上协同互动,线下互访交流;课后线上拓展学习,线下复习分享。“两线六步”教学模式推进了常态化、长效的城乡学校共同体建设,促进了结对学校的差异发展、共同发展。
“互联网+义务教育”全面实施的一年,也是实证教研同步跟进的一年。我们调研发现,取得了一系列的阶段性的成果。
第一,对于学生来说,拓展了城乡学生的学习视野,激发了城乡学生的学习动力,丰富了城乡学生的学习经历,提高了城乡学生的学业水平,促进了城乡学生的共同成长。
第二,对于教师来说,更新了城乡教师教学观念,培养了城乡教师的信息素养,提高了城乡教师的教学水平,促进了城乡教师专业发展。
第三,对于城乡学校来说,完善了城乡学校基础设施,培养了城乡学校的师资队伍,实现了城乡学校资源共享,促进了城乡教育均衡发展。
截至2019年12月10日,浙江省政府“浙里督”民生实事“办得怎么样?由你说了算”公众评价,该项实事浏览量达400万人次,参与评价47.8万人次,好评率一直高达99.7%。
在该项目的实施中,我们有了更多的思考,利用数据平台,调动专业资源通过网络支撑乡村学校,帮助乡村教师科学评价学生的学习过程、性格特点、兴趣爱好和学习成绩等要素,预测学生的学习态度、学习行为和知识的掌握程度,向学生提供个性化的学习建议,实现个性化教学和服务。同时也帮助广大乡村教师开展网上研修,提供专业援助。今后,这样的项目想要更精准地实施,还要更好地通过实证教研方式将学情了解和自主学习、学为中心的改革联系起来。
时间的车轮将我们带入中国发展的新时代,中国发展的新时代将教育推向了一个现代化发展的新征程。新时代、新征程也为教研带来了新的问题。我们相信,随着网络信息化的快速发展、教研人员利用的大数据将不再有难以克服的技术壁垒,更多的是方式的转变和策略的研究。随着中国“核心素养”时代的到来,我们要使大数据更好地进入教育领域,发挥在教育教学改革中的作用,为教研工作解决问题。笔者相信,通过教研系统专业力量的努力,我们必然可以利用教研的智慧,让教育教学与信息技术更加深度融合,从而使核心素养“可见、可评、可教”。

(作者系中国教育学会化学教学专业委员会副理事长,浙江省教育学会副会长)

责任编辑:李 洁

微信编辑:郭晨跃

监  制:余宏亮

本文选自《课程·教材·教法》2020年第5期。

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