基于Python語言對高中信息技術“同課異構”的S-T分析

侯巖 王穎 趙健如 王玉龍

摘要：本文作者在國家教育公共平臺“一師一優(yōu)課”中選取高中信息技術實操類課程和理論類課程相同內容各三節(jié)課進行“同課異構”的實證分析，介紹了S-T分析法的內涵以及分析流程，并利用Pycharm軟件編寫Python數(shù)據(jù)分析程序繪制S-T圖、Rt-Ch圖，科學地呈現(xiàn)師生教學行為及過程，計算得出本節(jié)課的教學模式，并分析了教學問題，為提高課堂教學效率和促進教師自我發(fā)展提供了可行依據(jù)。

關鍵詞：Python數(shù)據(jù)分析;S-T分析法;高中信息技術;行為分析

近年來，隨著教育信息化和教師專業(yè)發(fā)展相關課題的不斷深入開展，教師更加迫切地需要對自己的課堂教學展開理性、深入的反思與研究，借此提高自身的專業(yè)水平。S-T分析法是一種直觀有效的教學分析方法，它可用于對教學過程進行定量的處理和評價，獲取客觀信息判斷課堂教學模式，有利于教師進行深刻的教學反思，完善課堂教學。

S-T分析法

1.S-T內涵

S-T分析法是對教學過程進行定量分析的典型方法之一，“S”代表“student”，指的是學生在教學過程中的行為;“T”代表“teacher”，指的是在教學過程中教師的行為。S-T分析法是通過記錄教師和學生在課堂中的表現(xiàn)，統(tǒng)計數(shù)據(jù)形成圖表分析最終結果。

2.S-T分析流程

S-T分析法的流程，首先是選定一節(jié)課，然后根據(jù)一定的時間間隔（如15s、30s），記錄教師和學生的行為，當在時間節(jié)點是教師的行為就記為“T”，如果是學生的行為就記為“S”，教師與學生交互對話的行為就記為“D”（計算Rt、Ch時D作T處理）。王陸與張敏霞編著的《課堂觀察方法與技術》一書對教師與學生的行為進行分類與定義，如表1所示。

通過繪制RT-CH圖確定教學模式，Rt即教師T行為占有率，表示教師T行為數(shù)與行為采樣數(shù)的比例，其中N表示教學行為的采樣總數(shù)，Nt表示T行為的采樣數(shù)。Ch即師生行為轉換率，表示教學的過程中T行為、S行為間的相互轉換次數(shù)與總的行為采樣數(shù)之比。

在課堂行為教學過程中，Rt=Nt/N，Rs=Ns/N。其中Rt值越高，教師活動越頻繁，表示該節(jié)課以教師為主，師生行為轉換率（Ch）Ch=（g-1）/N，g為序列數(shù)。其中，Ch值越高，表示師生互動越頻繁，Rt值、Ch值繪制在Rt-Ch圖中，橫軸為Rt，縱軸為Ch。S-T分析法劃分的教學模式分為練習型（Rt≤0.3）、混合型（0.3

同課異構的課程S-T分析

1.選題介紹

由于高中信息技術課程是理論與實踐并重的學科，為了更好地評估信息技術課程在教學中的實際應用情況，本次分析查找了兩類課程，一類是實操類課程，另一類是理論類課程。本研究以浙教版《必修1 信息技術》基礎教材為例，圍繞以《網(wǎng)頁制作》為例的實操課與以《信息的安全與保護》為例的理論課進行同課異構的S-T分析。

2.數(shù)據(jù)統(tǒng)計

課程內容選自浙江省教育出版社出版的高一年級教材，選擇不同教師的相同教材內容，實操課《網(wǎng)頁制作》選取三位教師（A教師、B教師和C教師）作為研究對象，理論課《信息的安全與保護》選取三位教師（D教師、E教師和F教師）作為研究對象。

首先反復觀看教師的授課視頻，并遵循S-T分析法對學生和教師的行為進行記錄，六位教師的授課時間基本都在40分鐘左右，以15s為一個時間間隔，通過教師和學生的行為比例來確定該時間段是教師行為（T）還是學生行為（S）或者是師生互動行為（D），進行數(shù)據(jù)匯總記錄，如表2所示。

3.數(shù)據(jù)分析

以A教師教學行為數(shù)據(jù)為例，通過Excel表格對教師的教學行為進行反復觀察，按照一定的時間間隔進行記錄統(tǒng)計，得出教學過程觀察記錄表，然后通過Pycharm軟件編寫Python數(shù)據(jù)分析程序，得出S-T曲線圖和Rt-Ch圖，代碼如圖1所示。

首先導入A教師的教學行為記錄Excel表格，提取數(shù)據(jù)集，運行如下頁圖2所示。

然后刪除文件的第一列，并定義數(shù)據(jù)類型，提取數(shù)據(jù)狀態(tài)列表，運行如下頁圖3所示。

由于data.values為嵌套列表，value把data.values的元素按順序全部放入value列表，運行如下頁圖4所示。

創(chuàng)建一個空列表放坐標點（x，y）。如果第一個元素為S（學生），那么xy列表的變化從空變?yōu)閇[0，15]];如果第一個元素為T（教師），那么xy列表的變化從空變?yōu)閇[15，0]];如果第一個元素為D（交互對話），那么xy列表就變?yōu)閇[7.5，7.5]]。利用循環(huán)語句，增加第二個數(shù)組直到循環(huán)結束輸出狀態(tài)坐標，運行如圖5所示。

最后，導入畫圖函數(shù)模塊，設置xy的坐標與屬性，設置圖的字體，最終生成S-T圖。

（1）實操課分析

通過以上代碼實現(xiàn)教師行為的數(shù)據(jù)分析，生成A、B、C三位教師的S-T曲線圖（從左至右），如圖6所示。

由A教師的S-T曲線圖可知，A教師的曲線前半截趨向T行為，后半截趨向S行為，且最后的T行為和S行為都有較為連續(xù)的現(xiàn)象。本節(jié)課基本由教師講授，學生以聽為主，基礎知識的講授與演示操作由T完成，然后教師找學生演示。

由B教師的S-T曲線圖可知，B教師的曲線圖基本上趨向T，即教師行為偏多，最后給學生實踐練習。本節(jié)課授課時間相對較短，主要是由教師進行基本知識講解，在第26分鐘時找學生進行演示，然后在29分鐘時講解，小組進行討論，合作完成網(wǎng)頁，從圖中可以看出學生行為集中在后半段，最后教師根據(jù)學生操作遇到的問題進行解疑并總結本課所學知識。

由C教師的S-T曲線圖可知，C教師的曲線圖基本上趨向S行為，整節(jié)課學生行為占比較高。本節(jié)課學生已經(jīng)掌握基礎知識，教師讓學生在做中學，在第17分鐘時教師講解完成讓學生進行操作演示，教師及時總結說明，根據(jù)操作中遇到的問題來解答疑惑，所以學生的操作集中在課堂的前半節(jié)，后半節(jié)主要是教師解疑，學生再操作，教師再解疑，不斷循環(huán)優(yōu)化操作的過程。

通過三位教師的S-T曲線圖，可求得Rt和Ch的值（如表3），并繪制三位教師的Rt-Ch圖（如圖7）。

①分析教學行為、教學模式。根據(jù)表中Rt和Ch的值可得教學模式分析結果，A教師和B教師都屬于講授型。但是在課堂中A教師行為所占比例相對更多，更注重教師對學生的單項知識傳遞作用;B教師在授課過程中以PPT和演示實驗作為主要教學手段，教學中以教師講授為主、學生活動為輔完成教學內容的學習過程;C教師的課堂中學生活動所占比例較多，教師重在引導學生在練習中發(fā)現(xiàn)問題獲得新知。

②分析課堂中的教師和學生的教學行為。通過教學活動中教師提問的時間節(jié)點、學生思考交流的情況來進行分析。從S-T圖可以看出B教師導入環(huán)節(jié)與學生交流相對頻繁，這樣會使課堂氛圍更為活躍，學生積極性得以及時調動。從課中這個環(huán)節(jié)來看，C教師的教學過程更多的是學生在操作，這與課程性質不謀而合，實操類課程就是讓學生在操作中獲取新知，在操作中質疑，在操作中收獲。

③分析教學過程中的師生教學互動。在教學方法上A、B教師都采用講授型，一方面學生動手操作時間太短，不利于知識的掌握，另一方面學生難以深入思考問題，隨大流簡單完成任務無法達到滿意的教學效果。C教師整節(jié)課基本都是讓學生進行操作，實施任務驅動，當學生在操作中遇到問題時，教師進行解答交流，學生在實踐中獲得新知，這有利于學生核心素養(yǎng)的提升，但是學生操作時間過長，建議把每節(jié)課的練習任務分成一個個子任務，避免學生操作時間過長造成低效率探究。因此，對于信息技術實操課比較推薦C教師的練習型教學模式。

（2）理論課分析

通過以上代碼實現(xiàn)教師行為的數(shù)據(jù)分析，生成D、E、F三位教師的S-T曲線圖（從左至右），如圖8所示。

由D教師的S-T曲線圖可知，D教師的曲線圖前半段偏向于T教師行為，且曲線中有師生短時間交叉連續(xù)現(xiàn)象，整個教學活動中師生互動相對較好。D教師通過情境導入，把任務分成小組來完成，在上課第22分鐘時小組進行交流探究，然后教師以提問的方式由已知引入未知，避免單一枯燥的理論講授，更好地促進了學生的學習。

由E教師的S-T曲線圖可知，E教師的曲線圖在課堂的約前三分之一時段都是教師單向授課，然后小組探究學生討論，教師及時解答疑難，師生互動頻繁交替進行。教師采用探究式教學，說明本節(jié)任務以后，在上課10分鐘左右小組開始討論，討論過程教師深入各小組查看討論情況，并及時予以指導，3分鐘后討論結束，教師提出問題小組成員作答，然后教師進行總結。由于這節(jié)課是在機房上課，基礎知識探究完成后，教師讓學生自己進行殺毒軟件的操作，并及時予以指導。

由F教師的S-T曲線圖可知，F(xiàn)教師約前四分之一的課堂時間是教師單向導入，然后大段曲線趨向S，接著師生頻繁交替地進行教學活動。教師通過創(chuàng)設情境，用視頻導入課程，看完視頻讓學生概括概念完成任務單，接著讓學生闡述自己的理解，教師進行再次講解并提出疑問，學生再次回答，接著教師進行總結，最后進行實際操作。但由于時間較短，教師讓學生自己進行殺毒軟件的操作，時間并不是很充分。

通過三位教師的S-T曲線圖，可求得Rt和Ch的值（如表4），并繪制三位教師的Rt-Ch圖（如圖9）。

①分析教學過程、教學模式。對《信息的安全和保護》三節(jié)課的同課異構，通過S-T和Rt-Ch圖看出該教學模式都屬于混合型（探究），教師在授課過程中以PPT、視頻及學生小組討論作為主要教學手段，在教學過程中積極與學生交流互動，引導學生積極思考、動手實驗，該教學模式能充分發(fā)揮學生學習的主體地位，教師作為引導者，創(chuàng)設學習情境，組織學習過程，鼓勵學生完成知識建構。

②分析課堂中教師和學生的教學行為。深入觀察課堂行為，首先D教師在基礎知識講解部分完成后，在展示小組任務環(huán)節(jié)采用了板書形式，十分浪費課堂時間，可以充分利用PPT等相關設備提前布置任務;在討論環(huán)節(jié)，學生更多的是自己看書查資料，課堂密度較低不能引發(fā)有效的交流思考;教師也沒有對學生回答的問題進行必要的解釋或者補充。F教師在課堂交流討論環(huán)節(jié)時間過于寬松，不利于更好地把控課堂且學生交流時間過長會適得其反。E教師的教學行為相對較好，互動積極，逐層遞進，由淺入深。

③分析教學過程中師生的教學互動。對于理論課，教師單一的講授和給學生過長時間討論交流，都不利于教學效果的達成。理論課比較推薦E教師的講授方法，E教師善于把大任務劃分成子任務，明確交流時間，提升交流效果，逐個完成教學任務。

研究結論

由于信息技術是一門理論與實踐并重的學科，在教學工作中教師要對教學內容有清晰的定位，明確其是偏重操作類還是偏重理論類。對于操作類課程，在教學任務的安排上，要善于把大任務分割成若干子任務;在教學時間的安排上，每個子任務的探究時間要在十分鐘之內，這樣有利于提升實踐的效率且易讓學生獲得成就感。對于理論類課程，要避免“滿堂灌”，對枯燥又抽象的概念應盡可能創(chuàng)設生活情境，由已知到未知，由淺入深，在學生討論后教師再進行概念深化補充，使其在做中學且強化師生的互動頻率，營造積極的課堂氛圍。

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