生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實踐誤區(qū)與消解路徑*

吳軍其 任飛翔 李 猛

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實踐誤區(qū)與消解路徑*

吳軍其 任飛翔 李 猛

（華中師范大學 人工智能教育學部，湖北武漢 430079）

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能與教育的深度融合，數(shù)據(jù)驅動課堂教學已然成為一種趨勢。然而，雖然數(shù)據(jù)驅動的課堂教學已開始廣泛開展，但由于對其缺少系統(tǒng)的觀照，導致理想的教學效果難以體現(xiàn)。基于此，文章在論述生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學內涵的基礎上，建構了數(shù)據(jù)驅動課堂教學模型，并指出數(shù)據(jù)驅動課堂教學存在觀念、應用、能力和實施者方面的四個實踐誤區(qū)。為使數(shù)據(jù)驅動更好地服務課堂教學，避免實踐誤區(qū)，文章提出應從在社會大系統(tǒng)中定性與定量相結合分析教育問題、利用多維度數(shù)據(jù)綜合分析精準定位教育問題、加強對教師基本數(shù)字能力的培養(yǎng)、發(fā)揮以學校為核心的多元主體協(xié)作優(yōu)勢的消解路徑。文章通過研究，期望能夠幫助教師在數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實踐中，樹立既要立足課堂，又要跳出課堂的系統(tǒng)觀念，并為未來課堂教學發(fā)展提供理論依據(jù)和實踐參考。

生態(tài)系統(tǒng)理論；大數(shù)據(jù)；課堂教學；精準教學；智慧教育

引言

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的發(fā)展和可穿戴設備的普及，數(shù)據(jù)獲取的門檻顯著降低，渠道不斷增加，教育數(shù)據(jù)價值日益顯現(xiàn)，數(shù)據(jù)驅動精準教學的范式得以產(chǎn)生[1]。區(qū)別于傳統(tǒng)的課堂教學，數(shù)據(jù)驅動的課堂教學數(shù)據(jù)來源呈現(xiàn)出全過程、多維度、多模態(tài)的特點，再加上智能技術與課堂教學的深度融合，使“一間教室不僅僅是一間屋子而已”[2]，傳統(tǒng)課堂教學中無法獲得的數(shù)據(jù)得以被感知、采集與應用。數(shù)據(jù)驅動課堂教學突破了傳統(tǒng)課堂教學的局限，通過發(fā)揮其自身特點，實現(xiàn)精準教學，全面提升了課堂教學效果。然而，雖然數(shù)據(jù)驅動的課堂教學通過引入數(shù)據(jù)理念并充分發(fā)揮智能技術的優(yōu)勢，使傳統(tǒng)課堂教學中被忽視或無法被采集的教學環(huán)境、師生心理、師生生理、師生行為等數(shù)據(jù)得以被感知與應用。但是，無論是傳統(tǒng)課堂教學還是數(shù)據(jù)驅動課堂教學都沒有跳出在課堂之中研究課堂教學的局限，導致課堂教學在分析教學問題、解釋教學現(xiàn)象時，由于缺少對來自課堂之外影響因素的分析，而無法精準定位問題、描述現(xiàn)象。

生態(tài)系統(tǒng)理論認為，發(fā)展的個體嵌套于相互影響的一系列環(huán)境系統(tǒng)之中，系統(tǒng)與個體相互作用并影響著個體發(fā)展，應重視人與環(huán)境間各系統(tǒng)的相互作用[3]。教育系統(tǒng)是社會復雜大系統(tǒng)中的一個子系統(tǒng)[4]，而課堂教學系統(tǒng)處于教育系統(tǒng)的核心，正是社會復雜大系統(tǒng)日常運作的重要環(huán)節(jié)之一。可見，影響課堂教學效果的因素不僅存在于課堂之中，還來自于課堂之外的社會復雜大系統(tǒng)。如果不能系統(tǒng)地看待數(shù)據(jù)驅動課堂教學，便會陷入像雅思貝爾斯（Karl Theodor Jaspers）所說的“每一位教師為教育花費的心血是前所未有的多，但因缺乏一個整體，卻給人一種無力之感”的困境[5]。因此，本研究借助生態(tài)系統(tǒng)理論，通過構建數(shù)據(jù)驅動課堂教學模型，并以其實踐活動為基礎辨析實踐誤區(qū)，進而提出消解路徑，以期為未來課堂教學發(fā)展提供理論依據(jù)和實踐參考。

一 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的內涵

生態(tài)系統(tǒng)理論（Ecological Systems Theory）源于生物學，后被社會工作和發(fā)展心理學等專業(yè)借鑒，前者將生態(tài)理論和系統(tǒng)理論組合為一種新的生態(tài)系統(tǒng)理論，形成社會工作的重要基礎理論之一[6]；后者經(jīng)美國心理學家尤里·布朗芬布倫納（Urie Bronfenbrenner）演繹，形成一種人類的發(fā)展理論[7]。布朗芬布倫納將人類成長所依存的社會環(huán)境（如家庭、機構、社區(qū)等）看作是一種社會性的生態(tài)系統(tǒng)，將環(huán)境劃分為微觀、中觀、外層、宏觀4大系統(tǒng)，強調生存環(huán)境對于分析和理解人類行為的重要性。該理論的獨到之處在于明確了人類成長的環(huán)境并非是一個獨立的、封閉的系統(tǒng)，相互嵌套的不同系統(tǒng)通過彼此間相互作用，共同影響人類的成長方向。課堂教學是在課堂這一特定情境中由教師的教和學生的學構成的雙邊活動，教學效果受師生共同影響，而師生成長所依存的社會環(huán)境又直接或間接地影響其課堂表現(xiàn)。基于對師生課堂內外多角度、多模態(tài)數(shù)據(jù)的綜合分析，為了更加準確、完整地還原課堂教學過程的理念，本研究采用該思想分析系統(tǒng)觀下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學。

尼葛洛龐帝（Nicholas Negroponte）在《數(shù)字化生存》一書中指出：“我們今天的教學方式和150年前相比，幾乎沒有什么根本的改變，在技術手段應用上，也差不多還停留在同樣的水平。”[8]雖然教師、學生、教材作為課堂教學三要素沒有因課堂教學形式的改變而發(fā)生變化，但是伴隨著三要素的其他教學因素也在逐步完善。在傳統(tǒng)課堂教學中，教師主要通過課堂觀察來掌控教學過程，依據(jù)作業(yè)、考試成績等數(shù)據(jù)來評價教學效果。隨著智能技術的支持和數(shù)據(jù)理念的引入，傳統(tǒng)課堂教學逐步轉向數(shù)據(jù)驅動課堂教學，教師開始通過獲取教學環(huán)境數(shù)據(jù)、師生心理數(shù)據(jù)和師生生理數(shù)據(jù)等更多與課堂教學相關的數(shù)據(jù)，開展教學決策。而引入系統(tǒng)觀思想后，本研究認為生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學是基于研究課堂教學問題，既立足課堂、又跳出課堂的生態(tài)系統(tǒng)觀念，在該觀念下課堂不再是封閉的環(huán)境，而是開放的系統(tǒng)；課堂教學效果既受課堂中教學環(huán)境、師生心理、生理和行為等因素的影響，也受課堂之外諸如家庭、學校、社區(qū)、社會等系統(tǒng)各因素的影響。課堂教學的內涵演進如圖1所示。

注：實線框表示封閉系統(tǒng)，虛線框表示開放系統(tǒng)。

借鑒布朗芬布倫納的觀點，生態(tài)系統(tǒng)視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學若要實現(xiàn)更加精準地分析教學問題、理解教學現(xiàn)象的目的，首先要將數(shù)據(jù)驅動課堂教學的環(huán)境視為開放的系統(tǒng)；其次要樹立系統(tǒng)中不同的因素都會對教學效果產(chǎn)生直接或間接影響的認識；最后在分析教學問題、解釋教學現(xiàn)象時要以系統(tǒng)觀提領，全方位、多角度地綜合考量。伴隨著智慧城市、智慧社區(qū)、家校協(xié)同、智慧校園以及智慧學習環(huán)境的建設，基于系統(tǒng)證據(jù)的教學正在得以實現(xiàn)，這為生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學提供了實踐基礎。

二 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的模型建構

生態(tài)系統(tǒng)理論基于每個人都生活在微觀系統(tǒng)之中并與中間系統(tǒng)相聯(lián)系、嵌套于外層系統(tǒng)和宏觀系統(tǒng)之中的觀點，強調對個體進行分析時要細分環(huán)境對人成長發(fā)展的影響因素。課堂作為一個開放系統(tǒng)，其教學效果受師生、家庭、學校、社區(qū)、社會等相互關聯(lián)因素的共同影響，其中各個組成部分之間會相互影響，并且每一部分都有助于整體功能的發(fā)揮。基于此，本研究構建了由微觀系統(tǒng)、中觀系統(tǒng)、外層系統(tǒng)與宏觀系統(tǒng)組成的生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動的課堂教學模型，如圖2所示。

注：箭頭表示因素之間的影響關系。

1 課堂教學微觀系統(tǒng)

無論是在傳統(tǒng)的課堂教學還是在系統(tǒng)觀指導下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學中，都可以將教師和學生看作典型的二元微觀系統(tǒng)。教師系統(tǒng)和學生系統(tǒng)作為微觀系統(tǒng)處于課堂教學的核心，構成了課堂教學生態(tài)系統(tǒng)的基礎。在這個系統(tǒng)中，需要關注教師和學生自身的狀態(tài)，如教師的聲音、語速、情緒、耐心、健康情況、知識儲備、技能水平等，學生的語言表達、書寫速讀、反應速度、理解能力、自控力、視力、注意力等，其共同決定教學目標的達成效果。此外，隨著在線教學的發(fā)展，在線課堂為課堂教學生態(tài)系統(tǒng)貢獻了新的要素。例如，在線教學包括同步在線和異步在線兩種形態(tài)，直播課堂和慕課分別是典型代表。直播課堂中師生通過網(wǎng)絡實現(xiàn)異地同步互動，而慕課是事先制作好的課程，供學生在線學習，其實質是學生與在線教學內容的互動。這兩種形式的教學效果受網(wǎng)絡時延、平臺和設備穩(wěn)定性等因素的制約，這樣就構成了教師—網(wǎng)絡—學生的三元微觀系統(tǒng)。由于微觀系統(tǒng)直接面向教師和學生，故該系統(tǒng)中每一個微小波動都可能成為“蝴蝶效應中導致美國德州龍卷風的一只南美洲蝴蝶扇動的翅膀”。

2 課堂教學中觀系統(tǒng)

中觀系統(tǒng)關注師生同其他主客體之間的關系，如要求師生不能脫離課堂環(huán)境而獨立存在，即研究課堂教學不能只關注教師與學生的個體因素。這是因為教師和學生每時每刻都受到課堂環(huán)境的影響，學習環(huán)境中的光線、噪聲、學生距離教師的位置（通常是離教師越近，被關注的程度越高，也可以解釋為什么教師喜歡讓最難管束的學生坐在講臺兩邊）等因素都會影響教學效果。疫情之后，在線教學得到快速發(fā)展，師生除受所處線下環(huán)境中各因素的影響之外，網(wǎng)絡時延、平臺和設備穩(wěn)定性也直接影響在線教學效果。因此，教師與學生（班主任與學生、任課教師與學生）、教師與教材、教師與環(huán)境、學生與教材、學生與環(huán)境、學生與學生等主體之間以及主客體之間的關聯(lián)與影響共同構成課堂教學的中觀系統(tǒng)。

3 課堂教學外層系統(tǒng)

外層系統(tǒng)是指教師和學生并未直接參與，卻對他們的行為和發(fā)展產(chǎn)生影響的系統(tǒng)。家庭、學校、社區(qū)、政府、企業(yè)等看似與課堂教學無關的外層系統(tǒng)卻能夠通過作為關系系統(tǒng)的中觀系統(tǒng)間接對教師、學生等主體產(chǎn)生影響，如留守兒童的家庭往往忽視對學生的教育關注。教育經(jīng)費投入充足地區(qū)的教師可能得到更多促進自身專業(yè)發(fā)展和能力提升的培訓機會。

4 課堂教學宏觀系統(tǒng)

微觀系統(tǒng)、中觀系統(tǒng)和外層系統(tǒng)嵌套于宏觀系統(tǒng)的文化、亞文化和社會階層背景之中，社會文化、價值觀、風俗、法律、政策、社會地位（職業(yè)與家庭條件）等宏觀系統(tǒng)因素同樣影響課堂教學效果。宏觀系統(tǒng)事實上是一個意識形態(tài)的范疇，它反映整個社會是否尊師重教、學校要教給學生什么以及要把學生培養(yǎng)成什么樣的人等。在不同的文化、亞文化以及社會階層中，這些觀念是不同的，如在允許體罰的文化中，教師往往會采取更激烈的手段進行課堂管理。

三生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實踐誤區(qū)

1 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實踐性調查

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅動課堂模型是本研究用以指導開展數(shù)據(jù)驅動課堂教學的“應然”的狀態(tài)，而要將其應用于實踐，必須先了解現(xiàn)實情況，通過找出“應然”與“實然”狀態(tài)之間的差距，進而找出該系統(tǒng)觀指導下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學模型在應用過程中要規(guī)避的誤區(qū)。為此，在2021年8月至10月間，本研究團隊向廣東、湖北、湖南、江蘇、重慶等12個省市中開展數(shù)據(jù)驅動課堂教學的中小學與高校試點發(fā)放問卷，以了解當前數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實踐情況，檢驗生態(tài)系統(tǒng)理論指導數(shù)據(jù)驅動課堂教學的必要性和實踐中可能會遇到的問題。

本研究共回收有效問卷5915份，其中高校教師3784份、中小學教師2131份。數(shù)據(jù)顯示，97.7%的教師認可該系統(tǒng)觀指導下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的理念，但教師對數(shù)據(jù)在驅動課堂教學中的作用期望過高，其中有95%的高校教師和85.1%的中小學教師認為隨著智慧教學環(huán)境的不斷完善，最終依靠數(shù)據(jù)能夠量化學生的一切；超過90%的教師沒有養(yǎng)成通過多維度、多模態(tài)數(shù)據(jù)綜合分析開展教學決策的習慣，相當數(shù)量的中小學教師將考試成績作為判斷學生“好壞”的主要標準；95.5%的教師認為落實新的教學理念勢必對教師能力提出更高的要求，83.17%的中小學教師抱有“不同學科的教師是否有必要具備一樣高水平的數(shù)據(jù)素養(yǎng)”的疑惑；教師普遍認為在課堂教學中缺乏有效的技術支持，導致對微觀系統(tǒng)和中觀系統(tǒng)中與師生密切相關的數(shù)據(jù)解讀能力不足；而各類協(xié)同機制尚待完善，外層和宏觀系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取難度較大。可見，生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學雖然得到了認可，但其在實踐中可能出現(xiàn)的共性問題集中在觀念、應用、能力和實施者四個維度，這也成為影響數(shù)據(jù)驅動課堂教學可持續(xù)發(fā)展亟待厘清的問題。

2 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實踐誤區(qū)

①觀念誤區(qū)：數(shù)據(jù)有可能量化學習者的一切。伴隨腦科學與情感感知技術的發(fā)展，數(shù)據(jù)開始用來展現(xiàn)以前隱藏的、無法被感知的教育關系[9]。羅伯特·羅森塔爾（Robert Rosenthal）和雷諾爾·雅各布森（Lenore Jacobson）在1968年就曾開展過一項實驗，他們對一所小學中的部分學生進行了“未來發(fā)展?jié)摿y驗”，并將“能成大器”的學生名單提供給教師，然而實際上這份名單中的學生是他們隨機選擇的。8個月后的再次測驗表明，雖然所有學生的成績都有提高，但之前被隨機選擇的學生得到了教師更多的關注，他們的進步更加明顯——這就是著名的羅森塔爾效應的由來，在這項實驗中數(shù)據(jù)影響了學生的學習結果。生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學會受到多層系統(tǒng)中各種不同因素的影響，這意味著對課堂內外數(shù)據(jù)的采集無論是在數(shù)量上還是在質量上都有質的提升。但是，不妨設想：通過數(shù)據(jù)分析將學生按成績和發(fā)展?jié)摿Ψ譃槿诺龋處熓欠駮ε琶拥鹊膶W生給予更多的關注？現(xiàn)實經(jīng)驗告訴我們，在課堂教學中，經(jīng)常出現(xiàn)排名靠前的學生得到教師更多關注的情況。雅斯貝爾斯說，教育是一個靈魂喚醒另一個靈魂的過程。未來即使能夠收集到足夠多數(shù)量和類別的數(shù)據(jù)用于教學決策，但如果教育被異化為完全靠數(shù)據(jù)來量化學生的學習表現(xiàn)、預測學生的發(fā)展?jié)摿Γ敲唇逃蜁皇＝虝ビ说纳袷r值。

②應用誤區(qū)：依靠單一維度數(shù)據(jù)分析解釋教學現(xiàn)象。數(shù)據(jù)多比少好，更多數(shù)據(jù)比算法系統(tǒng)更智能還重要[10]。但是擁有數(shù)據(jù)并不等于改善教學，數(shù)據(jù)只是對事物進行描述的符號記錄[11]，其本身并不會驅動教學，而是用于決策[12]。由于傳統(tǒng)技術手段的局限性使數(shù)據(jù)采集只包括行為頻次、響應時間等少數(shù)指標，這樣數(shù)據(jù)分析只基于單一維度數(shù)據(jù)，分析結果主觀性強，易出現(xiàn)以偏概全的情況，而依靠有限類型數(shù)據(jù)分析開展決策，往往造成認知偏差。據(jù)報道，國內某大學在部分教室“試水”人臉識別系統(tǒng)，用于日常考勤和課堂紀律管理。據(jù)稱，學生是否認真聽講、是否在玩手機、是否閉眼打瞌睡，都逃不過人臉識別系統(tǒng)的“法眼”[13]。在心理學中，所謂的“走神”也可能處于深度思考狀態(tài)。僅通過表情識別得到的注意力數(shù)據(jù)來判斷學生是否認真聽講并不科學。生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學強調通過由單一數(shù)據(jù)到多維數(shù)據(jù)、部分數(shù)據(jù)到整體數(shù)據(jù)的轉換來準確解釋教學現(xiàn)象。因此，要求教師通過提升自身多角度分析數(shù)據(jù)的能力，進而從各方面掌握更多的數(shù)據(jù)信息以應用于教學實踐中。

③能力誤區(qū)：不同教師群體的數(shù)據(jù)素養(yǎng)內容幾乎無差別。當下運用數(shù)據(jù)解決復雜教學問題的實踐仍存在許多挑戰(zhàn)，生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學要求教師在利用數(shù)據(jù)分析教學問題時，不僅有能夠篩選出關鍵數(shù)據(jù)的能力，還要有協(xié)調多元主體全面高效地獲取數(shù)據(jù)的本領，能夠理解數(shù)據(jù)分析結果中顯示的認知沖突。要達到這樣的要求，教師應具備一定的數(shù)據(jù)素養(yǎng)，即基本的數(shù)據(jù)意識，獲取、解釋數(shù)據(jù)的技能，并且能夠主動應用數(shù)據(jù)開展教學決策[14][15][16]。已有研究常常將教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)作為一種通用能力無差別地面向所有教師，以至于有研究認為：“形成數(shù)據(jù)文化的學校和教育系統(tǒng)的一個重要特征是其每位成員具有較高的數(shù)據(jù)素養(yǎng)”[17]。這樣的結論乍看之下似乎有道理，但研究團隊在總結多年教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培訓的經(jīng)驗后認為，“不同教師群體應具備的數(shù)據(jù)素養(yǎng)的側重點不同，應針對不同教師群體分類培養(yǎng)數(shù)據(jù)素養(yǎng)”。例如，胡藝齡等[18]在中小學信息技術教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)培養(yǎng)項目中，著重培養(yǎng)信息技術教師利用腳本工具進行數(shù)據(jù)分析、交流和解釋的技能，以提升其將數(shù)據(jù)信息轉化為知識的能力。阮一帆等[19]認為高校思想政治工作者應具備的數(shù)據(jù)素養(yǎng)包括：在思維上，具備整體性思維、容錯性思維和相關性思維；在技能上，掌握數(shù)據(jù)采集、分析、存儲能力；在倫理上，要養(yǎng)成合乎規(guī)范的數(shù)據(jù)倫理觀。此外，師范生作為未來教師，其數(shù)據(jù)素養(yǎng)的內容與教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)既有相同之處，也有區(qū)別。如上超旺等[20]指出，師范生重在養(yǎng)成對待數(shù)據(jù)的正確態(tài)度以及利用數(shù)據(jù)去解決問題、創(chuàng)新應用的品質。由此可見，在具體實踐中，對不同教師群體應具備的數(shù)據(jù)素養(yǎng)能力要求應是有差別的。

④實施者誤區(qū)：數(shù)據(jù)驅動課堂教學完全由教師主導。生態(tài)系統(tǒng)理論表明，在研究課堂教學時要跳出課堂，影響教學效果的因素不僅局限于課堂。有研究認為，教師要善于收集高質量的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)收集和分析解決具有較強現(xiàn)實意義的問題，了解數(shù)據(jù)分析的基本原理和方法、數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)的基本形式，以及如何在有限的時間內根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果做出最合理的決策[21]。但是，國內大多數(shù)中小學課堂技術條件尚不足以支撐智能化數(shù)據(jù)收集，尤其對諸如外層與宏觀系統(tǒng)所包含“課堂之外”的數(shù)據(jù)并沒有有效的采集手段。一些學校雖然前期開展了數(shù)據(jù)驅動教學探索，但是在數(shù)據(jù)收集過程中，師生要定期記錄自己的行為數(shù)據(jù)、填寫各種表格等，工作量大，難以長期堅持。對此，林書兵等[22]指出，從教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)到數(shù)據(jù)智慧的提升和飛躍，并非單靠教師個人就能實現(xiàn)，而是需要教師在學校數(shù)據(jù)驅動的教育變革生態(tài)中協(xié)同合作才有望達成。

四 生態(tài)系統(tǒng)理論視域下數(shù)據(jù)驅動課堂教學誤區(qū)的消解路徑

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學將教育問題置于社會大系統(tǒng)之中綜合考察，在充分發(fā)揮數(shù)據(jù)定量分析價值的同時，重視定性分析的作用，強調在條件允許和綜合考慮費效比的前提下，既要全面采集多維度、多模態(tài)數(shù)據(jù)，又要重視發(fā)揮關鍵數(shù)據(jù)的作用，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面。數(shù)據(jù)驅動課堂教學的效果不僅取決于教師投入的精力與重視程度，更對教師數(shù)字能力提出了更高的要求。以學校為核心的多元主體協(xié)作是高效獲得微觀系統(tǒng)、中觀系統(tǒng)、外層系統(tǒng)和宏觀系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及落實數(shù)據(jù)分析結果的有力保障。

1 在社會大系統(tǒng)中定性與定量相結合分析教育問題

愛因斯坦曾說：“并非所有重要的東西，都能計算得清楚。也并非每一件計算得清楚的東西，都有意義。”課堂教學具有情境復雜性和學習者動態(tài)性的特點，而實證主義教學由于過于強調預設與量化，忽視了課堂教學的特性[23]。由于課堂教學生態(tài)系統(tǒng)是一個復雜的巨系統(tǒng)，因此在定量研究之外，還要結合定性研究，從多方面的定性認識上升到定量認識[24]。教師如果完全依賴數(shù)據(jù)分析結果實施教學決策，極有可能對學生的成長與發(fā)展造成不可逆的傷害。大數(shù)據(jù)不是頭痛醫(yī)頭、腳痛醫(yī)腳的定量分析式“數(shù)據(jù)診斷”，而是要將其放在社會大系統(tǒng)中進行宏觀把握、微觀施策，在多方面定性認識的基礎之上，結合定量分析，才能透過現(xiàn)象看到本質。

2 多維度數(shù)據(jù)綜合分析精準定位教育問題

《中國基礎教育大數(shù)據(jù)2016-2017：走向數(shù)據(jù)驅動的精準教學》報告指出：教育大數(shù)據(jù)中的學習分析技術要向全維度、多模態(tài)教學數(shù)據(jù)的采集與分析發(fā)展[25]。生態(tài)系統(tǒng)理論認為：首先，個人的問題是生活過程中存在的問題，對個人問題的理解和判定必須在其生存的環(huán)境中進行。因此，學生的問題不僅僅是教學過程中存在的問題，對學生問題的理解和判定也必須在其生活的環(huán)境中進行。其次，要注意生態(tài)系統(tǒng)中關鍵部分的系統(tǒng)改變會影響或連帶改變其他系統(tǒng)。因此，在篩選和使用數(shù)據(jù)分析結果時要善于抓住影響教學效果的主要因素，即把握關鍵數(shù)據(jù)。再次，要注意問題產(chǎn)生的原因既然非單一因素，那么干預的解決之道也應該是多元的。因此，精準教學的實施路徑可以是全方位、多主體共同參與的。最后，對服務對象的幫助要從整個生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，把問題放到不同層面的系統(tǒng)中去看待和解決，避免出現(xiàn)“盲人摸象”與“管中窺豹”式的數(shù)據(jù)分析結論而誤導教學決策，從而真正實現(xiàn)教學精準化。

3 加強對教師基本數(shù)字能力的培養(yǎng)

生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的數(shù)據(jù)驅動課堂教學的實施，離不開教師自身能力的持續(xù)提高。雖然不同教師群體應具備數(shù)據(jù)素養(yǎng)的側重點不同，但教師基本數(shù)字能力作為支撐教師發(fā)展數(shù)據(jù)素養(yǎng)的一種橫向關鍵能力，是所有教師應具備的基礎能力。缺乏教學方法和技術支持是教師開展數(shù)據(jù)驅動教學面臨的主要障礙。為了提高教師的基本數(shù)字能力，許多歐洲國家在學校設置了數(shù)字協(xié)調員的角色，為學校管理人員和教學人員提供有關數(shù)字技術使用的建議和支持。不同國家的數(shù)字協(xié)調員職責可能不同，包括協(xié)調和組織專業(yè)發(fā)展活動或按需提供內部培訓、管理教師網(wǎng)絡和數(shù)字平臺、開展教學數(shù)據(jù)分析、協(xié)助學校負責人起草和實施學校數(shù)字計劃等。未來，數(shù)據(jù)的自動采集和分析將成為智能教學系統(tǒng)的發(fā)展方向，而中小學信息技術教師有望轉型成為專業(yè)的數(shù)據(jù)分析師，高校則有可能會設置專門的數(shù)據(jù)分析崗位，為各學科教師開展教學提供數(shù)據(jù)分析支持。因此，現(xiàn)階段應將對教師能力培養(yǎng)的重點繼續(xù)放在培養(yǎng)教師的基本數(shù)字能力上，即對教師數(shù)字思維、數(shù)字倫理、數(shù)字安全和數(shù)字技能的培養(yǎng)[26]。

注：開放系統(tǒng)的線條越粗，表示對數(shù)據(jù)驅動課堂教學的影響越大。

4 發(fā)揮以學校為核心的多元主體協(xié)作優(yōu)勢

教師僅靠一己之力無法也不能主導整個數(shù)據(jù)驅動課堂教學過程的實施，只有通過系統(tǒng)中各主體的協(xié)作才能有效開展，數(shù)據(jù)驅動課堂教學的多元協(xié)作系統(tǒng)如圖3所示。在生態(tài)系統(tǒng)理論視域下的課堂教學系統(tǒng)中，教師、學生構成基礎的協(xié)作單元，兩者之間的相互作用對課堂教學效果產(chǎn)生直接影響。而學生的成長是教師、學校、家庭、社區(qū)、政府共同影響的產(chǎn)物[27]，傳統(tǒng)的課堂教學效果分析中未對教師的因素進行深入考量，且家庭、學校和社會的作用也常常被忽視，這導致分析結果不精確、不客觀、不全面、不具體，據(jù)此提出的教學策略無法有效解決教學問題。學校作為連接師生、家庭、社區(qū)、政府以及全部社會生態(tài)系統(tǒng)的“橋梁”，對發(fā)揮系統(tǒng)協(xié)作優(yōu)勢起到核心作用，它為教師提供了數(shù)據(jù)應用的實踐場所、技術輔助、政策環(huán)境等支持。學校與家庭、師生構成的家校協(xié)作系統(tǒng)，與政府、社區(qū)構成的機構協(xié)作系統(tǒng)，與政策、法律、風俗、價值觀、社會地位、社會文化等構成的社會生態(tài)系統(tǒng)共同對課堂教學效果產(chǎn)生影響。例如，學校支持教師通過作業(yè)數(shù)據(jù)了解學生的知識點掌握情況，通過課堂行為分析數(shù)據(jù)了解學生的互動與聽課狀態(tài)，通過家校協(xié)作數(shù)據(jù)了解家長對學生的學業(yè)輔導與居家管理情況，通過政府、社區(qū)等機構數(shù)據(jù)了解學生的家庭狀況與校外活動情況等。因此，數(shù)據(jù)驅動課堂教學能否成功實施的關鍵，在于以學校為核心的多元主體發(fā)揮協(xié)作優(yōu)勢。

五 結語

研究課堂教學，需要精準定位教學問題，分析教學現(xiàn)象，并避免基于單一維度、孤立數(shù)據(jù)得出的片面結論甚至錯誤結論的干擾。為此，必須樹立課堂生態(tài)系統(tǒng)觀，著手解決因利益藩籬、安全信任等導致的大數(shù)據(jù)“不愿、不敢、不能”共享的問題[28]。本研究從生態(tài)系統(tǒng)理論視域下研究數(shù)據(jù)驅動課堂教學，從其內涵出發(fā)構建教學模型，并分析了其可能存在的實踐誤區(qū)及消解路徑。本研究的分析仍是基于思想理論的設想，后續(xù)研究將探索如何使其切實應用于數(shù)據(jù)驅動課堂教學中，以推動數(shù)據(jù)驅動課堂教學向系統(tǒng)化、智能化、全程化、可控化方向發(fā)展，并進一步探究影響課堂教學效果的數(shù)據(jù)驅動課堂教學關鍵數(shù)據(jù)指標。

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Data-driven Classroom Teaching under the Perspective of Ecological Systems Theory: Pitfalls and Paths

WU Jun-qi REN Fei-xiang LI Meng

With the deep integration of big data, artificial intelligence, and education, data-driven classroom teaching has become a trend. Although data-driven classroom teaching has been widely carried out, it is difficult to reflect the idea teaching effect of data-driven classroom teaching due to the lack of a systematic view. Therefore, based on the discussion of the connotation of data-driven classroom teaching under the perspective of ecosystem systems theory, this paper constructed a data-driven classroom teaching model, and pointed out four practical misunderstandings of data-driven classroom teaching existing in concepts, application, ability, and subjects. In order to make data-driven better serve classroom teaching and avoid practical misunderstandings, it was proposed in this paper that educational problems should be analyzed in the large-scale social system combining qualitative and quantitative analysis, and educational problems could be comprehensively analyzed and accurately positioned using multi-dimensional data, and the cultivation of teachers’ basic digital ability should be strengthened, and the advantages of multiple subjects cooperation with the school as the core should be given full play.Through the research, this paper was expected to help teachers establish a systematic concept of not only teaching in the classroom but also jumping out of the classroom in the practice of data-driven classroom teaching, and provide a theoretical basis and practice reference for the development of future classroom teaching.

ecological systems theory; big data; classroom teaching; precision teaching; smart education

G40-057

A

1009—8097（2022）10—0034—09

10.3969/j.issn.1009-8097.2022.10.004

本文為2021年信息化與基礎教育均衡發(fā)展省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心重點基金項目“信息化支持的農村教師專業(yè)發(fā)展研修體系研究”(項目編號：xtzd2021-007)、華中師范大學2021年國家教師發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新實驗基地建設專項研究項目“‘人工智能+’名師課堂創(chuàng)新應用”(項目編號：CCNUTEⅢ-2021-13)的階段性研究成果。

吳軍其，教授，博士，研究方向為智慧教育與教育技術創(chuàng)新，郵箱為wujunqi@mail.ccnu.edu.cn。

2022年4月7日

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