基于大數據技術的職教金課教學行為分析及啟示

賀 偉

一、問題提出

職教課堂不僅是學生學習知識、習得技能的主戰場，更是學生價值觀塑造、品行培養的主陣地。在職業教育高質量發展背景下，職教課堂的“含金量”關乎職業教育質量提升，關乎立德樹人重要任務的實現。2018年教育部原部長陳寶生提出，要把“水課”轉變成有深度、有難度、有挑戰度的“金課”。職業教育需要“去水存金”，打造金課。《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）》提出，提升職業教育專業和課程教學質量，推動職業學校“課堂革命”。

打造職教金課是職業教育提質培優的應有之義。職教金課的打造需要教師不斷優化課堂教學行為。目前學術界對職教金課的學術研究主要集中在概念特征、設計原則、建設策略等方面，對職教金課的教學行為研究不多。作為課堂教學的重要過程性要素，教學行為對于教學效果與質量起著重要作用。為了更好地分析職教金課的課堂教學行為，筆者借助ITIAS與NOOBIE課堂分析系統對全國職業院校技能大賽教學能力比賽一等獎獲獎作品進行分析，旨在研究職教金課的教學行為，并參照金課教學行為對優化職業院校教師課堂教學行為提出相關建議，為進一步提高職教課堂教學質量提供借鑒。

二、研究設計及實施

（一）研究對象

本研究選取2019年全國職業院校技能大賽教學能力比賽一等獎中10個獲獎作品的教學視頻為研究對象，視頻來源為全國職業院校技能大賽教學能力比賽官方網站。10個教學視頻中，中職和高職作品分別有5個；公共基礎課教學視頻中職和高職各1個，其余為專業課教學視頻，見表1。對所有教學視頻進行分組，專業課程一組以理論教學為主，高職和中職各為4個，專業課程二組包含部分實訓教學內容，高職和中職各為1個。研究對象分布均勻且具有典型代表性。

表1 研究對象教學視頻列表

（二）研究工具

1.NOOBIE課堂教學特征大數據分析系統

該系統是由廣州努比互聯網科技有限公司研發的人工智能輔助課堂分析系統，它運用人工智能(AI)、人工神經網絡(ANN)技術，將采集到的課堂教學音頻，轉換成為關鍵分析數據指標，基于其自主知識產權的NLP人工智能深度學習算法，依據相關權威分析模型，對數據進行分析，通過數據間的相互比較，形成分析結論。

2.ITIAS互動分析程序

華東師范大學顧小清教授、王煒對FIAS加以改進，提出了基于信息技術的互動分析編碼系統（Information Technology-based Interaction Analysis System，ITIAS）。ITIAS 細化了課堂教學中的有效語言，增加了學生行為評價要素，最為突出的是，增加了技術語言要素。該系統由三部分構成：描述教學行為的編碼系統；觀察和記錄編碼的準則；用于顯示和分析數據的矩陣表格[1]。其核心是編碼系統，如表2所示。

表2 基于信息技術的互動分析編碼系統（ITIAS）[2]

（三）研究過程

將課堂實錄mp4上傳到NOOBIE課堂教學特征AI分析平臺進行自動分析，分析完成后，下載分析結果。根據IFIAS系統編碼表，每3秒編碼一次課堂上發生的師生互動行為，將編碼規則輸入IFIAS分析程序，得到分析結果。觀看視頻片段，記錄筆記，將系統分析與自我觀察相結合，進行分析。

三、職教金課樣本課堂教學行為統計分析

（一）教學行為總體統計

整體來看，出現頻率最高的四種行為分別為教師講授、教師操作技術、學生操作技術、學生應答（主動反應），四種行為占比分別為16.20%、15.04%、14.71%、10.24%；頻率最低的四種行為分別為批評、學生做課堂練習、思考問題、無助于教學的混亂，四種行為占比分別為0%、0%、0.12%、0.33%，見表3。

表3 研究對象教學行為統計

1.出現頻率較高的教學行為分析

出現頻率最高的教學行為是教師講授（391次），占比16.20%。根據ITIAS編碼規則，講授是指教師就內容或步驟提供事實或見解；表達教師自己的觀念，提出教師自己的解釋，或者引述某位權威者（而非學生）的看法。結合視頻觀察發現，這一行為在樣本教學過程中主要體現在以下幾個方面：教師講解教學內容，教師就學生學習要求進行布置，教師進行教學總結等。教師是課堂教學的主導，上述教師的講授行為是課堂教學所必需的，在教學過程中起著答疑解惑、引導組織的重要作用，保證了課堂教學沿著合理、恰當的方向發展。

出現頻率第二高的教學行為是教師操作技術（363次），占比15.04%。根據ITIAS編碼規則，教師操作技術這一教學行為是指教師使用技術呈現教學內容，說明觀點。結合視頻觀察發現，這兩種行為在教學過程中主要體現在以下幾個方面：使用演示屏幕講解觀點、使用仿真軟件進行講解示范、自己動手進行動作示范等。這一教學行為占比較高說明了在類型教育改革背景下，職業院校教師越來越重視信息技術在課堂教學中的應用，教師的動手示范在教學過程中發揮著重要作用。

出現頻率第三高的教學行為是學生操作技術（355次），占比14.71%。根據ITIAS編碼規則，學生操作技術是學生使用技術來呈現教學內容，說明觀點；學生課堂做實驗。結合視頻觀察發現，這一行為在樣本教學過程中主要體現在以下幾個方面：學生使用信息化工具進行學習，使用虛擬仿真系統進行實操，自己動手進行訓練等。這一教學行為占比較高說明了在類型教育改革背景下，信息技術在職業院校學生學習過程中被較多地應用，教師也越來越重視引導、組織學生通過自己動手，內化、掌握知識和技術。

出現頻率第四高的教學行為學生應答（主動反應）（247次），占比10.24%。學生應答（主動反應）主要是指學生的回答超出了問題的答案，表達了自己的想法；引發新的話題；自由表達自己的見解和思路，如提出具有思考性的問題、開放性的架構。結合視頻觀察發現，這一行為在教學過程中主要體現在以下幾個方面：學生提出創新性觀點、方案；講解自己或小組觀點等。學生應答（主動反應）占比較高說明學生能夠提出創新性觀點，表明課堂教學有深度，學生學習有成效，學生深度融入了課堂教學。

2.出現頻率較低的教學行為分析

批評、學生做課堂練習占比都為0%。思考問題、無助于教學的混亂占比分別為0.12%、0.33%，只在個別樣本中出現。批評占比較低說明了課堂教學氛圍整體較為和諧，教師重視在教學過程中盡量避免教學行為對學生產生負面影響和作用，這是職教課堂進步的體現。思考問題占比較低說明課堂教學節奏較快，課堂教學“留白”不多，考慮到樣本皆為比賽視頻，視頻時間長度有硬性要求，這種情況的出現是可以理解的。學生做課堂練習占比較低是因為職教課堂中學生的單純練習不多，學生練習主要是使用技術進行演練，這也正是職教課堂類型特征的體現。無助于教學的混亂占比為0.04%，大部分樣本課堂教學視頻展現的教學過程效率較高，基本不存在這一行為。個別樣本視頻中存在這一行為的主要原因是課堂教學安排存在問題，學生轉換教學行為較慢，浪費了教學時間。

3.研究對象教學風格分析

教師教學行為中，提出開放性問題、提出封閉性問題分別占比3.90%、2.07%。提出開放性問題出現的頻率高于提出封閉性問題，說明視頻片段的課堂探究性較強。學生語言中，應答（被動反應）、應答（主動反應）、主動提問分別占比5.80%、10.24%、1.04%，學生在教學過程中的回答多數是主動應答，且多數回答超出教師圈定的框架，突破了教師原定的思考范圍，并說明學生在教學過程中的批判性思維、創造性思維得到了一定限度的激發，也是課堂深度教學的體現。

S-T分析法是一種以圖形的方式表示教學風格的分析方法。這種分析方法將教學中的行為分為學生（S）行為和教師（T）行為兩類，對于所記錄的行為序列數據，可以計算T行為占有率Rt，T-S行為轉換率Ch，并繪制Rt-Ch圖。Rt是指教師行為的占有比例，此值越大說明教師行為越多。Ch是教師行為與學生行為之間的轉換次數，此值越大說明教師—學生行為的轉換次數越多，據此可以判定該節課的教學風格。筆者使用NOOBIE課堂教學特征大數據分析系統對研究對象進行分析，發現多數樣本為對話型和混合型，課堂探究性較強，見圖1。

圖1 研究對象教學行為S-T 分析

（二）課堂教學行為比較分析

1.四大類語言的比較分析

根據ITIAS編碼系統，課堂教學行為分為教師語言、學生語言、沉寂語言、技術語言，結合視頻觀察可以分析出教學片段的基本結構，見圖2。

圖2 四大類語言在金課中的應用情況統計分析

所有樣本中，教師語言平均值為37.51%，最高為S6，屬于高職公共基礎課程，教師語言占比64.4%；其次為S7，屬于高職專業課程，教師語言占比為40.7%；其他樣本教師語言占比均未超過40%，說明在樣本視頻中教師處于主導地位，學生的參與度也很高。其中樣本S6教師語言比率較高，經過視頻觀察發現，該樣本中教師通過講解領袖事跡分析思政觀點，充分體現了思政課“八個統一”教學原則。所有樣本中，學生語言比率平均值為25.39%，最高為45.33%，說明在樣本視頻中學生的主體地位得到了體現，課堂氣氛比較活躍。其中樣本S3、S5（中職專業技能課）學生語言比率較低，分別為11.79%、2.44%，主要是因為這兩個教學片段以學生操作技術練習為主，與該課程的屬性相吻合。

所有樣本中，技術語言所占比率較高，平均值為36.73%，平均占用時間超過了片段總時間的1/3。通過視頻觀察發現，這部分教學行為在樣本中表現為師生使用信息化手段說明觀點、開展實驗操作、進行技術演練、進行仿真模擬等，也從側面充分體現了職教課堂的實操性要求。

綜上可見，不同類型的職教課堂具有不同的特點，教學行為在不同類型的課堂教學中構成比例也存在較大差別。如實訓課堂教學中學生操作技術占比較高，理論課堂教學中教師講解、教師操作技術占比相較于實訓課堂教學略高。活動型課堂教學中學生發言、學生合作討論占比較高。

2.教師語言的比較分析

（1）間接影響與直接影響

教師語言中，編碼1～5表示教師通過情感交流、表揚、肯定學生和提問對學生產生態度、情緒上的影響，其控制是間接的；編碼6～8代表講授、指示和批評，對學生具有更為直接的控制作用[3]。間接影響與直接影響的運用比值若大于1，表示教師傾向于對課堂和學生做間接的語言控制；反之，則傾向于做直接的語言控制。從表5可以看出，樣本S2、S3、S7間接影響與直接影響比值大于1，其他間接影響與直接影響比值小于1。10個樣本比值在25%～151.9%之間浮動，差異較大。見圖3。

圖3 樣本視頻中教師語言占比比較

（2）積極強化和消極強化

根據編碼表，教師語言中編碼1～3表達的是教師接受情感、教師鼓勵表揚、采納意見是教師對學生的積極強化，編碼7～8表達的是指示、批評是教師對學生的消極強化。積極強化占主導的教學風格有利于激發學生學習積極性，引導學生有效建構知識。由圖4可以看出，只有樣本S4、S7低于1，其他都高于1。說明大多數樣本片段中教師對學生的積極強化都占主導。樣本S4積極強化與消極強化比值是70.37∶100，樣本S7積極強化與消極強化比值是90∶100，結合視頻觀察發現樣本S4、S8均以示范、演示、指導學生操作為主，這是職業院校課堂教學所必需的，也是職教課堂教學特色的體現。

圖4 樣本視頻中積極強化和消極強化之比統計

（3）封閉式提問和開放式提問

在教學過程中，提問是一種常用且具有獨特作用的教學手段，起著啟發學生思考、引導課堂發展方向的作用。封閉式提問和開放式提問是兩種基本的提問方式。封閉式提問具有明確指向性、唯一性，基本框定學生的思考范圍。開放式提問答案不唯一，學生思考的范圍和途徑廣泛。封閉問題與開放問題之比小于1，說明教師傾向于開放式提問，開放式提問占主導的課堂教學更能啟發學生的創造性思維，但也存在問題難度大、學生不易回答的風險。由圖5可以看出，在所有樣本中，8個樣本低于1，2個樣本大于1，分別是S4、S6。S4略高于1，S6最高，結合對樣本S6的觀察發現，教師在本片段中以講授為主。

圖5 樣本視頻中封閉問題與開放問題之比統計

3.學生語言的比較分析

（1）學生主動回答

從圖6可以看出，學生主動回答占學生語言比重較大，平均值為41.68%，但各樣本之間占比情況差異較大。筆者選擇其中幾個典型樣本進行分析，S5被動回答占比為100%，主動回答占比為0%，學生被動發言較多，結合視頻分析可以發現，樣本S5以教師演示、示范和指導學生操作為主，學生主要在教師的指導下進行練習。因此，學生思維在一定范圍內受到了限制，被動回答較多。S2被動回答占比為3.03%，主動回答占比為96.97%，主動回答占比較高。結合視頻觀察可以發現，樣本S2以學生講解、匯報學習成果為主，教師結合學生匯報進行分析講解。學生課前通過小組合作完成教學任務，課堂講解匯報是學生課前學習的成果體現。

圖6 學生語言在金課中的應用情況統計

（2）學生主動提問

從圖6可以發現，在10個樣本中，學生課堂的主動提問占學生語言之比并不高，7個為0，S1、S4和S9這3個樣本視頻片段中皆有學生主動提問，占比分別為13.70%、0.03%和10.29%。結合樣本觀察發現，樣本S1和S9中，教師在教學過程中特別注意教學情境的創設和學生學習共同體的構建。教師通過教學情境的創設，激發學生思維，通過引導學生合作探究，讓學生相互討論，進行思想碰撞，因此學生的主動提問較多。學生的主動提問是學生質疑精神、批判意識的重要體現，部分樣本主動提問不高是需要重視的問題。

（3）學生合作學習

從圖6可以發現，在10個樣本中，與同伴討論占比不同，6個樣本視頻片段中皆有與同伴討論。其中S4占比最高，達到80.41%。S4的教學內容是“慢充端口的結構與定義”，教師采用了“布置學習任務，學生通過小組合作完成學習任務”的形式。結合樣本分析觀察可以發現，在沒有“與同伴討論”的樣本中同樣也采用小組合作的教學形式，樣本只是教學片段，在樣本中教師沒有引導學生進行生間討論，所以統計結果為0。

4.不同類型課堂教學行為對比分析

（1）理論課和實訓課的對比分析

從圖7可以得出，技術語言占所有教學行為的比重，實訓課明顯高于理論課。根據教學能力大賽的規則及筆者對樣本的查看分析可知，理論課樣本中也包括技能操作，實訓課教學也包括理論課教學，只不過兩種課堂類型側重點不同，實訓課以技能操作教學為主。技術語言中，“教師操作技術”在理論課和實訓課中占比分別為13.99%、19.08%，“學生操作技術”在理論課和實訓課中占比分別為10.81%、29.72%，“技術作用于學生”在理論課和實訓課中占比分別為6.32%、10.24%。但是“與同伴討論”在理論課和實訓課中占比分別為10.97%、0.20%，理論課明顯高于實訓課。

圖7 理論課和實訓課的教學行為對比分析

（2）公共基礎課和專業（技能）課對比分析

從圖8可以發現，“教師講授”在所有教學行為中皆有比重，公共基礎課明顯低于專業（技能）課；在“與同伴討論”“教師操作技術”“學生操作技術”等方面，公共基礎課明顯高于專業（技能）課。此外，在學生“應答（主動反應）”方面，公共基礎課略高于專業（技能）課。結合對分析樣本的查看發現，公共基礎課教師更注重利用信息技術啟發引導學生開展合作學習，啟發學生的創新思維；專業（技能）課教師更注重通過自身的講解示范指導學生演練、操作、展示，在此過程中提升技能水平。

圖8 公共基礎課和專業（技能）課對比

（3）中職組和高職組對比分析

從圖9可以得出，“教師講授”、學生“應答（主動反應）”在所有教學行為中皆有比重，中職組明顯低于高職組。教師“指示”“教師操作技術”“學生操作技術”，中職組明顯高于高職組。結合樣本視頻查看發現，中職組課堂教學更注重利用信息技術、課堂活動開展教學，高職組課堂教學也重視這兩種教學手段，但同時教師的精心講解更多。

圖9 中職組和高職組對比

四、職教金課教學行為研究結果分析

（一）職教金課是能讓學習真實發生的課

分析發現，研究對象中學生語言、學生操作技術所占比率較高，占總教學行為的40.53%；學生在教學過程中能夠主動應答，在教學行為中占比10.24%；多數課堂為對話、探究型課堂；學生能在教學過程中主動提問。以上表明，在樣本中學生學習在真實發生。

課堂是教與學的活動場所，從應然狀態而言，教師在教、學生在學是天經地義的事。但部分職教課堂的實然狀態卻是教師在教，學生卻未必在學，學習沒有發生特別是沒有真實地發生。馬克思指出“自由自覺的活動恰恰就是人類的特性”[4]，只有自由自覺的學習才是真實發生的學習。職教金課要采取多種方式保證學生“在學習”，即引起學生的學習興趣，提高學生的學習動機，使其能對自己的學習負責。

（二）職教金課是能讓學習走向深入的課

研究對象中學生主動回答在教學行為中占比10.24%，在學生語言中占比41.68%，結合視頻觀察發現學生主動回答超出了問題的答案，引發新的話題，提出了具有思考性的問題、開放性的架構。部分樣本中學生能夠在教學過程中主動提問，說明學生深入思考了問題。

學生“深學習”意味著學生動腦去思考，動手去創造，用心去感知，即能對所學知識進行加工、判斷、鑒賞、質疑、建構、創新等[5]。無論是基礎性課程還是實踐性課程，“金課”在傳承國家意志與利益相關者的訴求時均要以滿足專業課程的深度學習為前提。深度學習既是學生思維深度參與的過程又是學生學習思維特別是學科思維形成的過程。

（三）職教金課是能讓學習走向智能的課

所有樣本技術語言所占比率較高，技術語言占所有語言的平均值為37.05%，其中樣本S8高達77.59%。結合樣本觀察可以發現，所有教學片段使用了多媒體，大多數課堂教學片段都使用了教學平臺，多數專業課都使用了虛擬仿真技術。如樣本S2，教學內容為甲烷（探究氟利昂合成奧秘），教師在教學過程中使用了“化學仿真實驗室”信息化教學軟件；如樣本S8，教學內容為絕緣電阻試驗，教師在教學過程中使用了學校自己設計開發的“電氣設備高壓試驗”三維仿真系統。可以發現，在研究對象中，多數教師都非常重視將“互聯網+”和“智能+”融入教學。

將“互聯網+”和“智能+”思維與現代職教改革理念相結合，利用云計算技術、大數據技術、學習分析技術，完成職業教育職業情境創設、教學內容序化、職業能力訓練與提升，有助于構建一個智慧化的職業教育教學體系[6]。基于現代信息技術的職業教育教學，可以通過虛擬現實技術，實現對職業情景的虛擬呈現，包括企業與崗位情景、文化與心理體驗情景[7]，還可以起到豐富教學資源、提高評價效率、開展智能分析等作用。

（四）職教金課是能彰顯類型教育特征的課

所有樣本類型教育特征明顯，如課堂教學重視教師的動手示范，教師使用仿真軟件進行講解示范、自己動手進行動作示范等教學行為占比較高。重視學生實踐操作，學生使用虛擬仿真系統進行實操，學生自己動手進行訓練等教學行為占比較高，結合視頻觀察發現，部分課堂有企業教師參與課堂教學。《國家職業教育改革實施方案》指出職業教育與普通教育是兩種不同教育類型，職業教育有其自身類型化的特征。職業教育類型化已經成為教育界的共識。教育部職業技術教育中心研究所姜大源研究員指出，跨界、整合和重構是職業教育作為類型教育的三大特征[8]。職教金課要彰顯類型教育特征，教學過程要與生產過程深度對接，教學任務要與工作任務深度融合，教學環境要與生產環境高度契合。

五、對職業院校課堂教學的啟示

（一）優化教師行為，搭建助力成長“腳手架”

職業院校課堂教學需要教師不斷優化教學行為，為學生搭建助力自我成長的“腳手架”。這里的“腳手架”指的是教學支架，教學支架是指“由教師或父母（輔導者）對學習者所提供的即時支持，這種支持能促進學習者（被輔導者）有意義地參與問題解決并獲得技能[9]。學生在學習中遇到困難是正常的，他們的思維成長也需要“腳手架”。教師需要精益求精，不斷提升職業素養，綜合利用多種手段，創設能夠激發學生學習動機的教學情境；合理巧妙地提出問題、布置任務，既貼近學生的最近發展區，又能夠激發學生的創新思維；能夠進行精彩的操作演練、展示示范、講解分析等，讓學生能夠通過這些教學行為領略“師傅”風采，激發學生模仿、學習的動機；能夠打造協助學生解決問題的“工具箱”，在學生遇到困難時，指引學生利用工具，自主或協作解決問題；能夠及時、合理地給予學生具有積極意義的評價，增強學生的學習信心。

（二）優化學習行為，構建自我提升“共同體”

職教金課中學生能夠在課堂學習過程中得到素養提升的一個重要因素就是學習共同體的構建，學生能夠在協商、互助中成長和發展。職業院校要提高課堂教學的質量和效率，就需要不斷優化學生學習行為，構建自我提升的“共同體”。教師要注意建設有效的合作學習機制，引導學生在自主學習的基礎上，和小組成員之間互助、協作解決問題；要引導學生在自我提升的基礎上，扮演合作學習中的“小師傅”，主動幫助學習同伴，指導同伴學習的過程實際上也是自我再次提升的過程；在小組出現學習分歧或學習困難時，教師不急于直接指導，而是要鼓勵他組同學指導，或者引導全班同學共同解決；教師要注意使用多種合作學習方法，使合作學習更具有游戲性、競爭性，在小組互助的基礎上，組間互助更充分，合作學習有機性更強。

（三）優化互動行為，促生激發創新的“閃光點”

職業院校課堂教學需要不斷優化教師和學生的互動行為，促進學生創新思維、創新意識、創新靈感的激發。職教課堂中需要重視激發學生的創新思維，促進學生主動應答，提出創新性觀點。在問題的提出方面，教師應該提出基于真實生活情境、職業情境的復雜的學習問題，不要出現提出較多封閉性問題等情況；在指引學生學習方面，教師需要引導學生充分進行討論、交流或辯論，讓學生的思維進行碰撞，引導學生進行充分的思維發散、想象，不為學生的發言或者反饋設置固定框架，鼓勵學生提出不同觀點；在學生回答方面，引導學生合作開展調研、討論之后提出解決方案、完成學習作品，鼓勵學生跳出固有框架、模式，提出具有獨創性的觀點或思路；在學習評價方面，對于創新性的觀點或方案，教師在給予肯定性、激勵性語言評價的同時，也給予更高等級的綜合評價。