在21世紀(jì)的科技浪潮中，人工智能（AI）正以前所未有的速度滲透到社會的各個領(lǐng)域，教育領(lǐng)域也不例外。AI教學(xué)分析系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了革命性的變革，還極大地提升了教學(xué)效率與質(zhì)量，促進(jìn)了教育資源的均衡分配，為學(xué)生個性化學(xué)習(xí)開辟了新路徑。

一、AI教學(xué)分析系統(tǒng)的定義

AI教學(xué)分析系統(tǒng)，是以人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能教育，打造課前、課中、課后全場景教學(xué)閉環(huán)。實現(xiàn)課堂數(shù)據(jù)的伴隨式采集，結(jié)合業(yè)內(nèi)權(quán)威（中國教科院專家）對課堂觀察點和測量方式進(jìn)行AI建模，從而實現(xiàn)"國際一流，國內(nèi)絕對領(lǐng)先"的課堂風(fēng)格的教師畫像分析、提問層次分析、教學(xué)組織過程分析的算法能力，為學(xué)校和教育管理部門實現(xiàn)課堂教學(xué)問題的精準(zhǔn)診斷。并基于問題的交流研討，開展遠(yuǎn)程教研，匯聚共享教研成果，提升教、研、訓(xùn)效率效能的同時進(jìn)一步提升教師教學(xué)能力。

圖1.AI教學(xué)分析場景

二、實現(xiàn)功能

1. 學(xué)生行為分析

實時監(jiān)測學(xué)生的課堂行為，如舉手、聽講、閱讀、寫字等，分析學(xué)生的參與度和專注度。通過學(xué)生的表情變化，評估學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解和興趣程度。

2. 教師教學(xué)評估

分析教師的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課堂管理能力等，評估教師的教學(xué)質(zhì)量和效果。提供針對性的改進(jìn)建議，幫助教師優(yōu)化教學(xué)策略，提升教學(xué)質(zhì)量。

3. 課堂互動分析

評估課堂互動的頻率和質(zhì)量，如學(xué)生提問、教師解答、小組討論等。分析互動過程中存在的問題，提出改進(jìn)方案，促進(jìn)師生之間的有效溝通。

4. 教學(xué)效果評估

通過對比學(xué)生在課前、課中和課后的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，評估教學(xué)效果的改善情況。為教育管理者提供決策支持，優(yōu)化教學(xué)資源配置，提升整體教學(xué)質(zhì)量。

圖2.AI教師數(shù)字畫像

三、應(yīng)用場景

1. 教師單課報告

主要從教師的教學(xué)設(shè)計情況和 老師的課堂教學(xué)實施情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過人工智能技術(shù)，將教師單課的教學(xué)設(shè)計和課堂教學(xué)過程匹配相應(yīng)教學(xué)模型生成分析報告，幫助教師精準(zhǔn)定 位教學(xué)環(huán)節(jié)薄弱點，對相關(guān)問題科學(xué)"對癥下藥"，改進(jìn)提升。

2. 學(xué)校綜合報告

幫助學(xué)校管理者了解全校教學(xué)概況，掌握年級、學(xué)科教學(xué)數(shù)據(jù)分布通過相關(guān)教學(xué)數(shù)據(jù)，分析出校內(nèi)所有教師、課堂中在教師整體能力、課堂教學(xué)能力和對新課標(biāo)理解能力的教師等級分布情況，為管理者在教學(xué)診斷、學(xué)科教研、教師評價等方面決策提供科學(xué)依據(jù)。

3. 區(qū)域課堂分析數(shù)據(jù)中心

幫助區(qū)域管理者更加客觀了解區(qū)域內(nèi)各學(xué)校、各學(xué)科、各教師的課堂教育特點，形成區(qū)域內(nèi)課程畫像，為區(qū)域內(nèi)教學(xué)、教研、教 師專業(yè)發(fā)展等提供數(shù)據(jù)支撐。用最科學(xué)最客觀的的方法，對區(qū)域大數(shù)據(jù)治理和教育質(zhì)量提升提供有效抓手。

圖3.AI全校教學(xué)質(zhì)量分析

四、應(yīng)用案例

1、教師案例：以某學(xué)校李老師為例，通過對李老師的課堂教學(xué)進(jìn)行長周期的持續(xù)跟蹤分析，對李老師的教學(xué)設(shè)計能力、課堂教學(xué)能力、專業(yè)素養(yǎng)進(jìn)行科學(xué)、量化診斷，對李老師課堂教學(xué)的高階思維問題設(shè)計、評價及反饋、教學(xué)活動組織情況（獨立學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、展示匯報等）、學(xué)生課堂專注度和活躍度進(jìn)行長周期監(jiān)測統(tǒng)計，形成對課堂教學(xué)質(zhì)量的客觀勾勒。其中，教學(xué)設(shè)計能力、課堂教學(xué)能力、教師專業(yè)素養(yǎng)的量化診斷，分別以中國教育科學(xué)研究院"CFS教師教學(xué)設(shè)計能力評價量規(guī)"、"CFS 有效課堂評價量表"、"CFS未來教師能力等級框架"為依據(jù)，通過人工智能全自動采集課堂觀測點數(shù)據(jù)，形成量化診斷結(jié)果。通過對教師能力和課堂質(zhì)量的過程性數(shù)據(jù)采集和量化分析，形成教師數(shù)字畫像。

2、學(xué)校案例：以某學(xué)校為例，通過對全校教師的橫向數(shù)據(jù)采集，對學(xué)校教師能力和課堂質(zhì)量的整體情況進(jìn)行勾勒，幫助校長對學(xué)校課堂教學(xué)質(zhì)量、各科組發(fā)展情況、各年級發(fā)展情況進(jìn)行概覽。課堂教學(xué)質(zhì)量方面，通過課堂教學(xué)過程性數(shù)據(jù)的采集與分析，對全校 A、B、C 類課的數(shù)量及比例進(jìn)行快速診斷與分析，并對優(yōu)秀課例和異常課例進(jìn)行提示。通過課堂教學(xué)過程性數(shù)據(jù)對各科組、年級組的教師教學(xué)設(shè)計質(zhì)量、課堂教學(xué)質(zhì)量、教師專業(yè)能力、高階思維問題設(shè)計等方面進(jìn)行分析、比較，幫助校長直觀、及時發(fā)現(xiàn)科組、年級組的短板及問題。賦能科組教研方面，通過科組整體數(shù)據(jù)的采集與分析，通過數(shù)據(jù)快速遴選某方面表現(xiàn)優(yōu)異的教師，讓科組其他教師進(jìn)行聽課學(xué)習(xí)，提升科組教研效率。

3、區(qū)域案例：以某市區(qū)域為例，AI教學(xué)分析系統(tǒng)深化了"數(shù)據(jù)循證"的評價改革生態(tài)建設(shè)，通過循證施"教"、循證助"學(xué)"，持續(xù)推進(jìn)了全市的教學(xué)方式深度變革。其次，通過AI教學(xué)分析系統(tǒng)，形成了區(qū)域試點校的課堂教學(xué)過程性數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析和挖掘，為全市教育進(jìn)一步發(fā)展形成了建議。AI教學(xué)分析系統(tǒng)有效提升了教育薄弱地區(qū)的教研效率。通過實踐探索，提出了眾多創(chuàng)新的教研模式，通過AI教學(xué)分析系統(tǒng)的量化診斷，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)問題；結(jié)合背后的中國教育科學(xué)研究院"CFS 教師教學(xué)設(shè)計能力評價量規(guī)"、"CFS 有效課堂評價量表"、"CFS 未來教師能力等級框架"等量表、量規(guī)，快速形成教研方向與思路。

圖4.AI教學(xué)質(zhì)量量化統(tǒng)計

相較傳統(tǒng)的聽評課發(fā)現(xiàn)問題、多輪討論形成思路、集體教研解決問題，AI教學(xué)分析系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)問題環(huán)節(jié)得出的結(jié)論有數(shù)據(jù)支撐，更加科學(xué)精準(zhǔn)，并節(jié)省了大規(guī)模聽評課需要的人力和時間；在形成思路環(huán)節(jié)通過量表和量規(guī)給出了明確的教研和改進(jìn)方向，避免了老師從不同經(jīng)驗和角度出發(fā)，形成共識和教研方向效率較低的問題；在解決問題環(huán)節(jié)通過量表、量規(guī)中對應(yīng)的案例和定期組織的專業(yè)培訓(xùn)，賦能集體教研快速形成問題突破。

審核編輯 黃宇