语文个性化教学特色分析论文

2022-04-22

摘要:小学课堂教学的客观需要和教师专业发展的主观需要为开展课堂教学特色评价提供了现实依据。小学特色课堂教学评价要坚定不移地以全面发展学生的核心素养为指向,坚持动态发展、学生为本、要素整体性等评价原则,通过对小学课堂教学目标、教学环境、教学内容、教学过程、教学效果等内容的评价,有效保障小学课堂的教学质量,全面提升学生核心素养。今天小编为大家精心挑选了关于《语文个性化教学特色分析论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

语文个性化教学特色分析论文 篇1:

小学语文个性化教学的思考

摘要:在信息化的背景下,小学语文个性化教学实践改革遇到了一系列的问题,包括任课老师没有重视小学语文个性化的教学改革、小学生自身发展受到多种因素制约和多媒体技术在教学中难以发挥作用等,对这些问题的解决会帮助小学个性化语文教学的实践改革,同时对我国教育方向的确定也会有一定的借鉴作用。

关键词:小学语文 个性化教学 实践改革

自我国经济水平不断上升,国民不仅对物质有了一定的要求,同时对我国的小学教育水平要求也就在逐渐的提高。小学个性化语文教学的实践改革的提高也就成为教育水平提高的关键,在现代化迅速发展的背景下,小学语文个性化教学所遇到的各种各样问题也不容忽视。实践改革已成为必经之路,所以小学语文个性化教学中的实践改革应该首先得到教务部门的重视。

一、小学语文个性化教学实践改革的现状

1.任课教师没有重视个性化的教学改革

小学语文个性化教学实践改革的先行者一定是在与同学们朝夕相处的小学语文教师人员,教师的教学方法直接关系到课程教学的实践改革。小学语文教师的角色在实践改革中起着至关重要的作用,然而小学语文教师对课程教学实践改革没有十分的重视,这就造成了实践改革在实行中遇到了一系列难以解决的问题。每一个语文老师应该首先做到的就是采取更加优质的教学方法帮助学生学习,可现实确实任课老师由于自身知识水平储存不足就想要安于现在,不想为学生们提供一个更好的学习平台,只想自己省事省力省时。还有一些任课老师则是完全没有注意到我们的社会已经进入到了知识更新速度加快的时代,还只是愚昧的用传统的教学方式来捆绑住学生们的思想,这样的忽视的最终结果就是教出来的学生不能适应社会的进步,当然这样的学生也不会满足社会对人才的需求

2.小学学生受到周围因素的影响严重

语文教育有两个重要的方面,一个是在教师方面,另一方面就是小学学生。近年来,由于教育改革还有社会压力等问题的存在,造成人们一些错误的观念,应试教育在家长心中根深蒂固,小学生在进入学校后就经常被家长告知要优异的成绩,这就会造成小学生对语文学习越来越不感兴趣,通常为了应付家长的严要求和高分数,学生们对于语文课文的学习分为这篇是要求背诵的、考试会考的或者这篇只是要求阅读就不用浪费时间的。这种思想一旦在学生们的心中形成就一定会对学生的未来学习生活中产生一定程度的不良影响,同时也不利于小学语文个性化教学的实践改革。小学语文教育又是作为学习其它学科的基础,但面对学生受到分数因素影响的问题,这就造成了小学语文个性化教学实践改革的短板,成为不得不重视的问题。在教育改革不断推进的今天,这些问题只会只增不减,可能还会有些学生不能适应新的教学方式导致更加厌学。

3.多媒体技术在教学中的难以发挥应用

小学语文个性化教学实践改革面临的又一大问题,就是小学学校缺少使用安装的多媒体技术装备。产生这一现状的原因有一些,下面就逐条分析一下。多媒体技术作为近几年新兴的新科技,能够准确掌握的人才不是很多,尤其在小学学校这里显得尤为稀少,这就导致小学学校难以在多媒体技术进行教学这里得到进一步的开展。在课堂上,任课老师不习惯使用多媒体进行操作,使得多媒体技术设备仪器一直闲置在教室,逐渐被教师忽视,同时小学生学生也就不会重视多媒体在课堂上是否起到应该存在的意义。这些小的问题不断累积,最终可能形成的结果就是多媒体技术完全在教学中没有任何用武之地。多媒体技术在教学中难以发挥应起到的作用,也就是直接影响到了小学语文个性化教学实践改革。

二、小学语文个性化教学改革的措施方法

1.促使任课老师重视个性化在教学中改革

为了解决任课老师对小学语文个性化教学的实践改革的忽视问题,教育部门和学校方面都应该采取一些相应的措施方法,尤其是任课老师自身也需要做出积极进步的行动。教育部门应该考虑社会已经进入信息化时代和大量高科技术适合应用在教育的课堂上,由此教育部及其有关部门需制定合理的小学学校语文个性化教学实践改革方案,方案的实行也需要有强有力的监督部门配合实践改革的推动。小学学校方面就应该针对教育部及其相关部门下达的小学语文个性化教学实践改革方案采取具体的行动,学校也应该给任课老师明确的指示与要求使用新的方式进行语文课程教学,同时校方应该给任课老师进行有关的教育改革讲解与培训,以确保任课老师能够掌握新的教学方式并且可以正确的给同学们进行个性化的授课,这些会帮助任课老师加强对实践改革的重视程度。任课老师自身也需要做到对学校安排的新教学方式认真对待,并且要自己逐渐提高对新方式的熟练程度就会增加对教学的信心。

2.加强对小学学生的个性化培养

小学语文个性化教学的实践改革逐渐深化的同时,应该加强对小学生的个性化培养,可以从营造宽松的氛围来唤起学生的自信,这就需要教师与家长们进行有效的沟通,帮助家长建立起语文个性化教育对小学生将带来的教育意义,这样会减少家长对小学生施加的压力,减少压力后在一定程度上会帮助小学生对语文的学习兴趣增加。小学的学校教师可以通过让学生以小组讨论的形式探究语文课堂上对课文进行深入探讨来提高小學生不同的个性,小学生自身个性能够得到有效的发展将会在侧面上促进小学语文的个性化教学实践改革的步伐。小学语文教师为了培养学生的个性,可以通过根据学生的不同兴趣爱好和实际情况来布置出不同的语文相关的特色作业,比如爱读书的就推荐给学生一本适合他知识储备的书籍,作业就是该书的读后感,这样不但提高了学生的阅读水平而促进他的个性发展,让他更加喜爱语文。通过个性化的培养会激发学生学习语文的积极性,培养学生多方面的能力。

3.增强多媒体在小学语文教学课程中的应用

多媒体在小学课堂上的应用应该有一套合理且完善的体系,体系的建立能夠帮助改进多媒体在小学语文个性化教学中的应用。在课堂上,多媒体技术能够帮助任课教师建立情境教学模式,这种模式可以通过多媒体技术借助丰富的学习资源创设情境,激发学生主动参与的热情,引导学生把所学的知识与一定的学习参考资料相挂钩,让学生自主的学习与课本相关的一切有联系的知识,扩宽知识面,加强学生的知识储备。任课教师可以充分利用多媒体技术播放与教学内容相关的视频、音频和图片等,通过信息技术为学生创造条件,使学生能够更快地进入学习的氛围,增强学生学习的热情。小学学校的领导应该关注多媒体仪器设备的应用,可以开展相关的学习课堂,只有对多媒体技术有了解才会更好的将它应用在教学中。了解多媒体技术就能够知道它有利弊两方面,扩大它的有利方面,并且采取预防措施规避弊端,这就要通过正确的世界观、价值观和人生观的引导小学生学生个性化发展。

三、结语

总之,想要在知识速度更新快的背景下对小学语文个性化教学进行实践改革,就应该促使任课老师重视个性化在教学中的改革、加强对小学学生的个性化培养和改进多媒体在小学语文个性化教学课程中的应用,同样要学会利用现代化的科技手段完善自己的教学方式,以便更好地改进小学语文个性化教学。

参考文献:

[1]喻莉,王中华.关于小学语文个性化教学的思考[J].南昌师范学院学报,2012,(06):186-189.

[2]叶惠丹.个性化教学法在小学语文教学中的应用思考[J].吉林教育,2014,(1Z):56.

[3]屈彩萍.新时期小学语文中实施个性化教学的思考[J].都市家教,2015,(10).

[4]曹扬添.关于小学语文个性化阅读的浅略思考[J].文理导航,2016,(04).

作者:郑倩

语文个性化教学特色分析论文 篇2:

核心素养视域下小学课堂特色教学评价探究

摘要:小学课堂教学的客观需要和教师专业发展的主观需要为开展课堂教学特色评价提供了现实依据。小学特色课堂教学评价要坚定不移地以全面发展学生的核心素养为指向,坚持动态发展、学生为本、要素整体性等评价原则,通过对小学课堂教学目标、教学环境、教学内容、教学过程、教学效果等内容的评价,有效保障小学课堂的教学质量,全面提升学生核心素养。

关键词:小学;课堂教学质量;现实依据;基本原则;评价体系

课堂教学是全面培养小学生核心素养的重要途径,课堂教学评价是不断提升教育质量的重要推动力,也是近年小学课程改革的重要一环。小学课堂教学是由若干要素构成的综合性实践活动,其中教师是教学活动的主体以及学生学习的引导者和传授者。厘清小学课堂教学各要素之间的相互联系,构建行之有效的课堂教学特色评价体系,是有效保障小学课堂教学质量,全面提升小学生核心素养的可行路径。作为课堂教学学主体之一的教师,在教学实践中应合理构建特色教学评价体系。
一、实施小学课堂特色教学评价的意义

课堂教学特色评价是实现教师特色教学和提高学生学习效率、激发学生学习热情的重要推动力,对于创办特色学校、培育特色教师、实施特色课程等均具有重要的现实意义。小学课堂教学的客观需要和教师专业发展的主观需要为开展课堂特色教学评价提供了现实依据。

(一)有利于加快特色学校的创建和实现可持续发展

在特色学校的创办过程中,特色教学是特色学校的根基和灵魂,课堂教学特色评价有利于加快特色学校的创建和可持续发展。教育部统计数据显示,2017年底我国小学数量约为16.7万所,这些学校表现出明显的区域性、类型性和层次性特点,每一所学校都有自己独特的办学历史和文化,进而形成了独特的办学风格。在追求公平、优质的课堂教学目标过程中,每一所学校都需要在教学实践中不断创新理念和方法,形成自己的教学特色和学校品牌。课堂教学特色评价可以在中观层面规范、引导教师的课堂教学行为,帮助教师主动学习先进的教学方法和教学技巧,形成学校总体的教学特色。

(二)有利于挖掘、培育和发展教师课堂教学特色

在特色教师的培育过程中,特色教学是特色教师的本质规定,课堂特色教学评价有利于挖掘、培育、巩固和发展教师的课堂教学特色。德国教育家第斯多惠提出:“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒和鼓舞。”教师作为课堂教学的主体,他们在教学思想、教学过程、教学管理等方面具有各自特色。开展课堂特色教学评价可以挖掘教9币的特色教学潜力,可以帮助教9币更好地进行专业发展,形成稳定的、人无我有、人有我优的教学特色,并在持续的教学评价中不断帮助教师巩固和发展自己的教学特色。

(三)有利于提高特色课程的实施效果

在特色课程的实施过程中,特色教学是特色课程的必要手段,课堂特色教学评价有利于提高特色课程实施的效果。学校需要依据特色的育人目标,运用科学的评价手段,广泛搜集和整理各种信息材料,对特色课程的教育活动、教育过程和教育结果进行价值判断,为提高课程质量和教师教学决策提供参考。以往小学课堂上教9币教学评价用语单一且笼统、模糊,如“你太棒了”“你说得真好”,但这种评价难以让学生真正明白、懂得自己好在哪里、对在哪里。

(四)有利于学生的个性发展

在学生学习过程中,特色教学是学生个性学习的重要保障,课堂特色教学评价有益于学生的个性发展。孔子提出“因材施教”,主张针对不同的教育对象,要采取具体的、有针对性的教育方式,教师课堂教学亦是如此。每个教师都具有不同的个性特点、不同程度的知识储备以及独特的思维方式。因此,评价者在课堂教学评价中亦要注意评价形式的多样性,丰富多彩的评价形式会使教学评价效果事半功倍。

传统的语言评价是最直接、快捷的方式,也是目前小学教学评价中应用最多的一种方式。为了促进学生个性发展,评价者可以组织专家对有特殊需求的教师(可能是实验室,也可能是室外)进行录像评教、微课评教,利用信息技术的优势在线评课,让教师和学生与专家进行交流和互动。
二、实施小学课堂特色教学评价的基本原则

小学课堂评价的转型与特色构建要以发展学生的核心素养为指向,要始终把学生作为课堂教学的主体与主人公,最大限度地拓展学生在课堂教学中的潜在发展空间,实现对学生认知、情感与行为等多方面的培养与提升。

(一)动态发展性原则

小学课堂特色教学评价要坚持动态发展性原则。课堂教学评价是通过推动教师与学生的教与学,来促进学生知识的增长、技能的习得以及情感态度价值观的形成。因此,这种对学生综合素质的培养必须始终以核心素养发展为指导思想,同时也要以学生的全面发展作为课堂评价好与坏的根本标准。一方面,要始终把教师的课堂教学活动作为评价对象,密切关注教师在课堂教学中所表现出的思想状态、专业状态和情感状态等,一切以促进教师的教学知识、学科知识、教学技能、组织管理为最终目的。另一方面,要以动态的、持续的教学评价促进教师课堂教学质量的改进,增加形成性评价的比重,让评价者深入课堂活动之中,通过课堂观察和合作性对话,推动评价范式与评价教学方法的革新,努力实现课堂教学质量的最大化提升。

(二)以学生为本原则

小学课堂特色教学评价要坚持以学生为本原则。学生与教师是课堂教学过程中的两大基本要素,课堂特色教学评价要以促进学生的全面发展为最终目的,关注学生和教师在教与学互动中的发展与提升。一方面,课堂特色教学评价要以提升学生的学业素养为根本宗旨,以促进个人的社会实践、实现个人价值为终极目标。教师的一切“教”都是为了促进学生的“学”,所有教、学与评价,都是为了最终让学生学会学习、寻找适合自身品质特点的学习方法、提升个人的全面发展。另一方面,课堂特色教学评價要积极促进课堂教学效果。“亲其师,信其道”,只有教师秉持先进科学的教学理念,掌握最优化的教学范式与方法,才能更好地教学,提升课堂教学效果,以帮助学生获得适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。

(三)要素整体性原则

小学课堂特色教学评价要坚持要素整体性原则。小学课堂是一个完整的、平衡的教学生态场域,对其评价也一定要形成系统化的体系、遵守一定的原则。一方面,要对课堂教学要素进行整体性评价。各教学要素在课堂教学生态系统中处于相对稳定的动态平衡中,特色教学评价不能针对某个单一的要素,要以学生可能发展的综合素养方向与结果为评价对象,教师的教学评价要达成目标的整体性表达。另一方面,特色教学评价需要多元主体的参与和先进评价方法的应用。学生的综合素养发展包括多个方面,融合了多个发展要素,要准确评价学生的整体性发展、评价教师课堂教学质量不能单纯依靠客观的量化评价。对于学生的认知、情感等方面的发展需要进行质性评估,以保证评价结果真实、可靠,评价要对教师课堂教学质量改进和提升有实际帮助。
三、小学课堂教学特色评价体系的构建

课堂师生互动过程中,良好的教学评价能够通过其激励和引导作用,使教师的教学更加具有针对性,从而夯实学生的知识与技能掌握,促进学生综合素养的提升。因此,教师要联系课堂教学各要素,构建行之有效的课堂特色教学评价体系,不断深化小学课堂教学改革。

(一)教学目标评价

教学目标的达成是教学评价的基本参照。教师要根据课程标准和学生的实际发展水平,以提高学生的综合素养为根本目标,制定科学合理的教学目标,做到具体、明确、可观察、可测量。

1.端正教学目标价值取向

教师要始终以培养和提高小学生的核心素养为指向,把“知识与技能”作为主线,注重在实践中培养学生掌握科学的学习方法,鼓励学生参与合作与挑战。如在小学二年级语文教学中,教师要引导学生养成讲普通话和与人交流的意识,并能够在写作中运用阅读和生活中学习到的词语。

2.厘清具体教学目标

教师要从整体上准确把握课本的知识结构,厘清学年、单元以及每一个课时目标,抓好每一课教学重点、难点,着力激发学生的学习内驱力与学习兴趣,帮助学生跨过“最近发展区”。如在小学二年级语文教学中,教师应带领学生复习巩固汉语拼音,认识和会写每个学习单元的生字,理解意思,正确书写。

3.优化教学目标的达成方法

根据教学目标的设定与学生对知识、技能的实际掌握情况,教师可“因材施教”,采取师生问答、操作练习等多种方法来解决问题,以实现基础性目标和发展性目标的有机结合。

(二)教学环境评价

和谐的教学环境是激发特色课堂教学评价、提高教学效率的保障,主要包括色彩、温度、桌椅等硬件设施的布置和民主、文明、和谐的软文化环境的建设,尤其要注意坚持以人为本的原则,突出营造人文关怀氛围,始终把学生放在学习的首位。

1.提高教学设施使用效率

教师要充分提高教室里教学设施的使用效率,通过室内计算机、投影仪等先进设施拓展学生的思维空间,帮助学生深刻理解、掌握知识与技能,最大化地拓展学生对教学主题隋境的思考与再创造空间。

2.优化教学环境设置

优质教学环境可以激发师生的高水平互动,可以让更多的学生在课堂上参与思考与表达,促进师生平等对话。理想的教学环境包括教师对教学情境的设置,如在小学数学学科“认识倒数”一课中利用小游戏进行导入——“同学们,老师和你们一起玩一个文字颠倒的游戏,我说明天,你们应该说什么?说天明。在数学中也有数字颠倒问题,这节课老师就来讲一讲这样的有趣知识。”

3.遵循学生身心发展规律

环境设置还应遵循不同年段学生的身心发展规律,努力激发学生的学习内驱力,让师生在和谐的环境下,通过科学的教学与评价,激发目标实现的持续性动力,促进双边成长。

(三)教学内容评价

教学内容是学生课堂学习的主体,教师通过仔细梳理,把学习内容有结构、容量合理、有层次地展现给学生,会让学生更好地感知未知、辨析重难点,在大脑中建立完整的知识结构。

1.准确分析学隋

学生现有知识的掌握状态决定了教师授课的内容、难度与方法。教师选择教学内容与方法时要尊重学生的个体差异,要准确把握学生最近发展区两端的实际水平,“以学论教”,根据学情适当重构知识结构。

2.正确组织教学内容

对小学生尤其是低年级小学生来说,知识网的构建比零散的知识点接纳更为重要。这就要求教师要深入研究课标,科学组织知识点,遵循学生的认识发展规律,而后“授人以渔”。如小学语文阅读教学中,学生知识获得的目的之一在于更好地投入实践、实现其社会价值,因此阅读内容必须以密切联系实际的新思想、新问题以及新技术等反映社会发展要求的内容为主。

(四)教学过程评价

教学过程除了重视内容的选择与传授,还要恰当制定、选择教学策略,力求最大限度地激发学生的学习内驱力,以促进学生自我学习的发生与发展。

1.设计科学合理的教学流程

教师设计科学合理的教学流程,既要求教师要事先规划好导入、新授和巩固之间的层次与联系,还要求教师要指导学生建立并遵循民主、权威的课堂学习规则,使课堂学习张弛有度又秩序井然。在此,互联网等新科技的广泛使用也会促进教学流程的顺利展开。

2.发挥教学智慧与专业素养

教师要关注细节、观察学生,把握好课堂思维动向的发展,教师评价要充分发挥教师的教学智慧与专业知识素养。教师在进行教学评价时,要做到及时、准确、具体,教师的评价要高效地反馈学生的学习效果,以便帮学生厘清知识的构建过程,使学生更清楚地诊断、分析问题。

(五)教学效果评价

教学要能够促进师生双方的教学相长。教师要始终秉持“以学论教”的先进教学评价理念,注重通过学生的合作、思维表达和情绪等评估学生理解、掌握和运用知识与技能的程度。

1.科学设置教学难易度

理想的课堂教学,教师要科学设置教学的难易度。学习是一个循序渐进的过程,教学过程要做到深入浅出、层层递进。在教学过程中,教师要注意把握好教学梯度,善于发掘训练契机。

2.营造活跃的课堂氛围

理想的课堂教学,教师要营造活跃的课堂氛围。教师要真正做到把课堂还给学生,营造真正的开放课堂,让学生自主进行合作交流与学习,全面激发学生的学习内驱力。

3.全方位提升课堂教学效度

理想的课堂教学,教師要能够全方位提升课堂教学效度。教师要从不同角度看待、辩证分析学生的学习行为,深入追寻个性化的学习方式,高效率地指导学生运用学习材料。在此基础上,使学生养成独立、高效的学习习惯,为学生提升实践能力、实现社会价值打好坚实基础。

作者: 邵睿

语文个性化教学特色分析论文 篇3:

智慧课堂教师行为数据的分析方法与应用验证

摘要:课堂教学行为数据的采集与分析能有效反映教学效果,以往的课堂教学行为分析多采用教学视频打点分析、课堂观察量表等方法对课堂教学进行评价。在云计算与大数据服务支持的背景下,涌现了大量基于云+端应用模式的智慧教学环境,使教学行为数据的自动采集与分析成为可能。该文从教师专业发展的角度,将教育数据挖掘方法应用于智慧课堂环境下教师行为数据的可视化分析与应用,提出一种面向智慧课堂教师教学模式的频繁序列挖掘算法和聚类分析方法,通过教学视频案例的分析验证,发现针对某一具体学科聚类分析得到的优秀教师结果簇与实际教学中的优秀教师表现出较强的一致性,且各学科的智慧课堂教学模式呈现不同的发展特点。该方法对提高课堂教学质量和促进教师专业能力提升具有重要的实践探索意义,为“互联网+”时代下建立教师新型的评价方式提供新思路和新方法。

关键词:智慧课堂;课堂教学行为数据;数据挖掘分析方法;教师专业发展

一、问题提出

云计算、大数据和学习分析等新一代信息技术融人教育教学全过程,智慧教育日渐兴起,并日益成为未来教育的发展趋势。智慧课堂是智慧教育的典型教学应用,其迅速发展引发了教学环境的新一轮变革,为教师创新教学模式、转变教与学方式、提升专业发展水平提供更多机会,也因此对教师的专业发展提出了更高的要求和标准。其中,数据素养已成为当下任何教师都必须具备的核心专业能力,具体表现为数据意识、数据处理与分析能力、数据决策能力、数据交流与评价能力等。对于教师而言,采用数据驱动的精准教学模式,对课堂进行全样本、全过程分析,透视隐藏在数据背后的教学特征,能帮助教师对自身教学行为进行有效反思,提升专业发展能力。

智慧课堂常态化应用为收集和分析教学过程中的数据创造了许多机会,实时追踪课堂教学中产生的行为表现数据,全面刻画教师的教学过程与学生的学习过程。相比传统课堂,智慧课堂教学行为丰富且复杂,其影响因素也较多,如:教师的教学时间长短、已有知识结构、教学策略、教学模式以及外部环境和技术等因素的综合作用。采用传统的视频分析法、课堂观察法等质性描述分析智慧课堂的教学行为,通常仅得到师生互动性增强、课堂较活跃等表层信息,缺乏底层有效行为数据的支撑,因而在传统分析方法下进行智慧课堂教学行为的研究面临不少难题。

目前教育数据挖掘与学习分析技术相结合主要针对学生行为进行建模与学习趋势预测,更多关注学生行为数据的采集与分析,较少从教师专业能力提升的角度,采集与分析智慧课堂的教师行为数据。如何借助日益成熟的教育数据挖掘对课堂教学进行量化观察和数据处理,对技术支持的教与学创新应用具有重要实践意义。基于此,本文针对智慧教学环境所采集的跨平台异构、多源、非完整以及动态演化的数据,采用合适的数据挖掘方法及可视化分析技术,全面分析智慧课堂环境下教师行为数据的价值信息,发现教师的教学规律和教学方法特点,为大数据时代下教师专业发展的研究范式提供新思路和新方法。

二、相关研究基础

教育数据挖掘(EDM)是指在教育环境中应用数据挖掘技术分析教育教学活动中产生的数据,用以解决教学实践与教育研究中的问题,旨在改善和提高教学质量。

(一)教育数据挖掘方法的相关研究

教育数据挖掘常用的方法有聚类、关联规则、序列模式挖掘、文本挖掘、Web挖掘等。聚类是在教育数据挖掘中使用较多的方法,是一种无监督的学习算法,不需要对数据进行训练,主要按对象的特性进行相对合理的分类,将一个完整的数据集分成不同的子集,同组的样本具有相似的特征,采用的聚类算法有K-Means、K-medoids等。早期的聚类分析数据来源主要是人为输入数据进行分析,计算量大且冗繁,如通过问卷调查的方法收集教师的信息技术教学应用情况数据,采用K-Means聚类分析教师的信息技术教学应用形态;利用课堂教学行为大数据,运用视频观察法和聚类分析法研究课堂教学的规律。随着数据量的不断丰富和扩大,研究者们开始运用技术实现数据记录、存储和导出,并以此作为聚类分析算法的输入数据进行深透挖掘,如对基于Moodle网络日志进行的聚类分析,发现教育现象之间的相互关联与规则;将在线学习系统的数据做聚类,发现在线数学游戏学生团队协作中的行为规则。

关系挖掘的主要目的是为了找出数据与数据之间隐藏的具有关联性的某种关系,目前关系挖掘在教育方面的应用主要是研究在线学习环境中学生成绩与教学活动之间的内在联系,研究者利用关系挖掘,探索在线学习环境中学习者学习活动和学习成绩的相关关系,进而用于改进学习内容呈现方式和序列,以及在线教学方法。频繁项集和关联规则是关系挖掘中最高效的兩种方法。通常在做关联规则挖掘时的首要步骤是生成频繁项集,随后在频繁项集的基础上生成规则,因此更准确地说,关联规则是关系挖掘领域最主要的算法之一。序列模式挖掘作为与关联规则较为相似的算法,也可用于关系挖掘,但序列模式挖掘更关心数据之间顺序的关联性。

(二)教育数据挖掘应用的相关研究

早先国内外对于教育数据挖掘的应用研究主要聚焦于在线学习或学习结果数据的挖掘,关注学生发展,对学生的行为表现、学习偏好等内容进行评估,因为访问学生日志的数据和学习成绩数据更容易自动获取和分析,如利用数据挖掘工具对在线开放课程学习者的过程和行为数据进行采集与聚类分析,发现不同群体的学习行为与学习效果之间存在密切相关性。而近年来人们越来越意识到教师数据对于改善教学设计的重要价值,教师教学数据挖掘逐渐成为教育数据挖掘领域最新的发展方向。McKenney收集教学过程中的数据进行教学实证研究,表明教学挖掘有利于帮助教学和学习,是一个非常有潜力的领域。更有一部分学者深入探讨了大数据对教师表现的影响研究,关注分析教育系统中的行为数据,以探索课堂教学模式的应用及效果,进一步评估和改进教师表现。陈俊强等人通过定量与定性相结合的分析方法,对大数据背景下科学课教师的教学行为进行了探讨,全面剖析课堂存在的教学问题,有效促进教师改进课堂教学行为。与之不同的是,李淼浩在对教学行为大数据分析的基础上,融入了教学模式和课堂效率的评价,帮助教师清晰审视教学方法的合理性,有益于实现教学能力的自我提高。此外,还有学者针对特定的智慧课堂环境中产生的教学数据进行挖掘分析,包含师生的行为互动数据和表现数据,并以此构建了完整系统的智慧课堂学习行为分析框架;孙曙辉提出了智慧课堂数据挖掘分析的四类应用模式,最后基于真实数据探讨了学生主观行为对成绩的影响分析应用案例;除关注智慧课堂学生群体的行为分析外,有学者还基于智慧课堂教师教学行为数据,寻找不同教师群体及其教学行为的关系。不难发现,现有研究多采用传统的分析方法,关注课堂教学呈现的显性数据,对自动采集的海量教师行为数据分析利用较低,尚不能深入对教学过程性数据进行全面挖掘分析,需要提出一套系统集成的技术方法来挖掘分析过程性的教师行为数据。

三、智慧课堂教师教学行为分析方法

智慧课堂应用规模不断扩大,掀起智慧教学研究热潮,并引发教学环境设计、教学活动个性化编排、教学管理科学决策等方面的变革,使这些过去靠拍脑袋或理念灵感加经验的工作,逐步变成一种数据支撑的行为科学。教学行为分析技术是对教学过程中产生的各种教学行为数据进行解读和分析,以评估教师教学开展情况并指导教师改进教学。

(一)智慧课堂教师教学行为数据采集与处理

精确的数据采集是数据挖掘的前提和基础。智慧课堂教学通常由一系列复杂的教学活动与环节组成,每个活动中生成的动态数据具有与情境紧密结合的特征,本文依托前期研究基础,从直接情境与间接情境两方面对智慧教学情境数据进行分类并筛选其具体指标,重点关注智慧教学活动中的强交互任务和任务执行场景。直接情境能够由终端或者其他手段直接获取。间接情境则主要为教与学活动情境,通过埋点方式进行采集。结合最常用的课堂教学行为分析编码系统,通过调研智慧课堂互动系统功能模块和相关研究基础,将智慧课堂间接教学情境采集数据分为课堂讲授、课堂测试、自主探究、小组协作、总结评价、反思提升6大教学活动模块。具体教育场景采集数据及其结构如表1所示。

(二)智慧课堂教师行为分析挖掘方法

面对智慧课堂教学环境所采集的动态情境数据,需借助交互可视化分析机制进行充分挖掘和应用,构建一套云端结合的数据分析挖掘方法。该方法的实现包括接口模块、预处理模块、分析模块、服务模块、可视化模块共五个模块完成。教师教学行为数据通过接口模块进入预处理模块,经预处理和标准化后进入分析模块,主要采用频繁模式挖掘和聚类算法进行分析,完成后的结果通过服务模块暴露给可视化模块进行交互显示。

1.频繁序列挖掘关键算法与流程

课堂行为序列是一组具有时间维度的活动组合,按照时间与逻辑上的先后顺序进行排列,其中每一个元素都是带有时间属性的活动,对应到某个具体教师就是教师课堂行为序列。智慧课堂中教师课堂行为序列是通过埋点采集的方式进行。序列模式挖掘是指从序列数据库中寻找频繁子序列作为模式的知识发现过程。通过序列模式挖掘算法发现教师的教学频繁序列,发现智慧课堂教师教学活动的极大频繁序列。

(1)数据采集与预处理方法

对确定的目标数据进行采集。由于智慧课堂的用户操作行为种类多且分散,本文将原始课堂行为序列按照6类间接教学情境分类,然后进行标准化,形成特征数据。数据预处理阶段需要对数据进行异常值处理以及简单的数据变换,主要对教师的无效操作数据进行剔除。例如:如果教师教学行为序列中某一活动的驻留时间小于N(0.5min)或者超过N(30min),则代表这不是教师所实施的有效活动,即教师可能在教学操作过程中出错或教师可能离开这个教学操作,需要将该操作从教师教学活动列表中剔除。

(2)数据挖掘算法设计

将MFSGrowth算法应用于极大频繁序列挖掘,算法的具体实现伪代码如图1所示。

2.基于教师教学活动数据的聚类分析实现

频繁序列挖掘给出了教师常用的智慧课堂教学序列,若想深入分析当前智慧课堂教学模式的发展特点,还需借助聚类分析方法找出具有相同教师行为属性的教师,从而形成不同阶段特征的教学共同体,以此帮助学校发现一批在教学方法运用、课堂结构编排、技术工具使用等方面都较为出众的优秀教师,为教育部有关部门制定面向不同教学方法特色的教师专业培训方案提供依据。此外,对于在智慧课堂中较难开展教学的教师来说,聚类分析方法能够对教师特征和行为进行监测与分析,有助于教师认识自己在开展智慧课堂教学过程中的优势和不足,进一步识别教师采用的智慧课堂教学模式特征,及时发现教学有待改进的方面并采取相应的措施来促进自身的专业发展。本文采用优化的K-Means聚类算法,具体实现方法如图2所示。

(1)数据处理

聚类分析的数据处理,首先对样本指标或参量值进行标准化处理。将原始课堂活动数据进行标准化形成特征数据。由于数据中存在一部分极大或者极小数据,采用离群点识别和剔除处理操作,离群点识别主要是基于四分位数箱行图,以6个教学活动为聚类属性,依次建立每个维度的四分位箱形图,从而将教师课堂活动数据中的离群数据(异常值)提取出来,并根据特征属性维护离群数据表,将相同类型的离群数据放人到一个新的聚类结果簇中;经过离群点识别和剔除处理后,对剩下的教师课堂活动数据利用优化的K-Means算法進行聚类分析。

(2)算法设计

聚类分析使用了两层聚类,第一层聚类主要使用DBScan聚类算法,基于教师的访问数据以及访问时间的相似度,对用户会话进行聚类,得到的结果为多个类集;第二层聚类则使用了K-Means聚类算法,在第一层聚类的结果上根据教师在每个类集中的使用比例对教师进行聚类,算法的具体实现伪代码如图3所示。

四、基于智慧课堂教师行为数据频繁序列挖掘和聚类分析的可视化实现

本文所分析的课堂数据源于珠海“粤教云”试验区所实施的“智慧课堂”项目,该项目在珠海市中小学校中基本实现常态化使用,数据覆盖范围包含54所学校,378个班级、419名教师用户数据、4269条课堂数据,其中每条课堂数据包含大量过程性行为数据与学业结果数据。本研究通过对智慧课堂中的课堂教学行为数据进行挖掘,试图通过可视化方式发现在智慧课堂环境下教师教学方法及模式的发展特点。

(一)智慧课堂教学行为序列挖掘的可视化实现

以珠海学校教师课堂行为序列为数据集,采用序列模式挖掘的方法,挖掘出较高频度教学路径,显示教师常用的教学课堂序列,从而发现智慧课堂的极大频繁序列。智慧课堂因其教学内容呈现便利、教学反馈及时、教学互动高效等技术特征,教师的教学活动与课堂教学结构也不同于传统课堂。Jacobson依据学生所获指导的不同,将课堂的结构划分为高结构化教学(教师满堂课都在讲授,即传统的满堂灌)和低结构化教学(教师把课堂交还给学生,让学生进行探究学习和项目学习,教师仅仅一个指导者的角色),并形成SPS(Sequencingof Pedagogical Structure)框架。本文在此基础上对教学结构序列框架(SPS)进一步完善,新增了时序特征,并参考教学方法、教学媒体结构对应的教师指导特征,结合研究的实际应用情况,对教学活动进行高低结构定义,即课堂讲授(H)、课堂测验(H)、自主学习(L)、小组协作(L)、总结评价(L)、反思提升(L),其中字母H代表高课堂结构、字母L表示低结构课堂,详细信息如表2所示。

1.频繁序列挖掘结果分析

为避免频繁序列的重复挖掘,定义如果某个频繁序列不是频繁序列集中其他任一频繁序列的子序列,则称该频繁序列为极大频繁序列。研究以珠海市语文学科教师数据为例,从数据库中抽取语文学科教师行为数据并过滤掉总体时间不足20Min的无意义和不完整的无效数据后,得到序列模式数据库D,采用MFSGrowth算法进行挖掘,最后选择在频繁度阈值为10%情况下挖掘到的频繁序列,得到38条极大频繁序列。此处列出了排名前7的极大频繁序列,如表3所示,并对各条频繁序列进行了深入解读。

挖掘出来的7条极大频繁序列,3条为高低型结构,2条为低高型结构以及2条低低型结构,智慧课堂的课堂结构未出现高高型以教师为中心的教学课堂结构,说明智慧课堂环境中开展的教学已不再是纯粹的高结构实施,这与文献的研究结论相吻合,更多呈现出以低结构教学为主、高结构教学为辅的教学设计趋向。目前教师在智慧课堂中使用最多的为“课堂讲授一小组协作”这一教学结构,属于H→L高低型的教学结构序列,表示该课堂在整个教学过程中同时运用高结构化教学方法和低结构化教学方法,在技术的支撑下,增加了低结构化教学方法的比重。而与其相反的L→H型结构序列是比较典型的低高结构教学,它注重解放学生,先让学生自己体验,教师再提供高结构化的指导,与教师直接进行讲授相比,L→H型结构更注重培养学生的高阶思维和问题解决的能力,这种课堂结构被认为是“主导一主体型”教学结构思想的最佳体现,有利于突破传统课堂的教学方法,给予学生极大的发挥空间,较容易取得良好的教学效果。H→L型和L→H型虽只是时序的不同,但这种差异却体现了不同的教学理念,会带来显著不同的学习效果。与此同时,挖掘结果中还发现L→L型结构序列,即凸显以学生为中心的低低型教学结构,课堂设计指向更高阶认知目标的内容,适用于语文综合性学习的探究课。新技术的使用极大地改变了教育过程的性质,现有的智慧课堂教学已基本摆脱了以单一课堂讲授为主的教学方式,更多采用多种教学方法交替组合的形式开展教学实践,教师在关注高结构课堂的同时,逐渐转向以实现生成性教学为目标的低结构课堂。

2.频繁序列挖掘结果验证

为进一步验证频繁序列挖掘算法的有效性,以珠海市某实验校8节语文课为例,通过对智慧课堂教学视频分析,详细了解智慧课堂的课堂结构及课堂教学目标达成情况。分析发现,语文学科教师课堂教学结构序列主要为H→L型结构(如表4所示),未出现H→H型结构,这一分析结果与频繁序列挖掘结果基本符合。总体表明智慧课堂教学在技术的支撑下,基本已摆脱教师满堂灌型教学方法,正朝着以学生为中心的方向发展,教师开始关注高低结构并重的教学方法,较好符合新课程改革提倡的教育理念。以现阶段的分析情况来看,智慧课堂教学环境的使用仍有较大提升的空间,目前的课堂形态仍然是一种知识控制下的线性关系,即学生的学习更多是教师主导下的线性学习,学生在课堂中的主体地体并未较好体现。参考这一频繁序列挖掘结果,可有效辅助教师快速刻画课堂教学结构全貌,为其改进完善智慧课堂教学结构设计提供更科学化的参考。

(二)智慧课堂教学活动数据聚类分析的可视化实现

智慧课堂作为现代信息技术与教育相融合的产物,适当且有效地运用现代信息技术能够促进教育的个性化发展,促进教育新模式的产生。通过相关文献调研发现,当前智慧课堂发展呈现出阶段性特征,根据智慧课堂智能化技术与智慧化教学的特征,提出智慧课堂教学模式的三个阶段特征,改进型、交互型和理想型,具体发展阶段特征如图4所示。可以发现三类教学模式的判定依据均与技术和教学紧密联系,这为本研究聚类分析得出的教师教学规律和教学方法特点的比较分析提供参照标准,下面研究将分析试验校教师聚类结果反映出的智慧课堂教学模式发展阶段,为推进智慧课堂教学实践的有效应用提供参考。

1.基于优化的K-Means算法的可视化分析

研究以珠海市初中语文学科教师的教学活动数据为数据集,采用聚类分析的方法,挖掘智慧课堂教师的教学模式。以课堂讲授、课堂测试、自主探究、小组协作、总结评价、反思提升为特征属性,经过传统K-Means、DBScan、优化k-Means多次聚类算法核对,发现选择优化的K-Means算法效果更佳。由于不同学科教师的智慧课堂教学行为可能有所差异,所以通常筛选同一学科教师进行聚类分析。本文选取珠海市初中语文学科30位教师478节课的智慧课堂数据进行教学模式可视化实现,结果如图5所示,其中8位教师属于改进型,18位教师属于交互型,4位教师属于理想型,体现了健康持续的智慧课堂教学模式发展态势。

2.聚类结果的验证

为验证聚类结果的准确性,结合文献调研、问卷调查和教师訪谈的相关内容,本文制定了一个优秀教师评定框架,对教师的职称、论文、课例、公开课、教学设计等其他优秀成果进行综合评价,由此判断聚类结果与教师优秀情况是否具有关联。优秀教师评定框架分别对三种类型的智慧课堂教学模式进行了特征分解,并设定相应分值:改进型综合评价得分范围为0-15分,交互型为16-25分,超过25分即达到理想型阶段。通过对上述30位初中语文教师智慧课堂教学优秀成果的评分,将聚类分析结果和实际评价结果进行一一比较,以三种教学模式类型聚类结果准确率的平均数,表征聚类分析方法的整体性能。结果显示,改进型的准确率为77.78%,交互型、智慧型各为85%和80%,聚类计算得到的平均准确率达到80.93%,详情如下页表5所示,发现语文学科教师的挖掘结果与实际评价结果基本吻合,表明该聚类方法的整体性能较为良好。

研究同时发现不区分学科的教师聚类得出的结果与教师实际评价相差甚远,例如以珠海市香洲区的1050条课堂数据为数据集进行聚类分析,可得到平均准确率为75.2%,但如果将筛选条件精确到具体学科,聚类的准确程度得到了较大幅度的提升。初步考虑是因为不同学科的教学标准对教师的要求有所不同,例如,理科教师在智慧课堂进行教学时会有较多的小组探究、问题思考行为,而文科教师在这方面表现出比较弱的水平。总体来说,智慧课堂教学活动数据聚类分析方法与实际教学情况表现出较明显的一致性,分析方法具有一定的有效性。

五、结语

随着技术支持下教学环境的不断改进与发展,教育教学模式也在持续更新融合。本文通过对智慧课堂环境下教师的教学行为进行分析,提出了基于教师行为数据的频繁序列挖掘和聚类分析方法,并结合教学应用实践验证了分析方法的有效性,取得了一定效果,分析发现智慧课堂不仅是教与学环境的改进,更是对课堂教学结构、教学模式等方面产生了深入影响,逐步走向以学生为中心的课堂教学结构。基于大数据的学习分析一直以来都是教育信息化2.0时代研究的热点与难点问题之一,本文选取了教师专业发展的角度,提出了基于智慧课堂的教师行为数据挖掘分析方法和应用案例,通过数据解构智慧课堂,期待能为教师智慧教学能力的发展提供一些数据支撑,为促进智慧课堂的教师专业发展提供研究的新思路和新方法。

作者: 王冬青 刘欢 邱美玲

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