AI智能教室促進歷史教學改進的價值意蘊與實踐策略

摘要：歷史學作為一門人文學科，其學科屬性和培養目標要求學生具有深厚的文化底蘊和基本的人文素質，而歷史學科核心素養的發展水平具有抽象性，難以評估。為了解決這一問題，本文探討了師生畫像在高中歷史教學中的應用，通過收集師生的課堂表現數據，分析并評估了學生歷史素養發展水平，并且挖掘了其對教學行為改進的價值和策略，最終形成數據期待，重構教學路徑，促進學生歷史學科核心素養的發展。

關鍵詞：數字畫像；智能教室；教學行為；高中歷史

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）06-0091-04

培育學生的核心素養是歷史學科高水平育人價值的集中展現，而歷史學科的核心素養，如唯物史觀、史料實證、時空觀念等相對抽象，難以通過簡單的結論或統一的標準去評定。為了增強教學行為的有效性，使學生的反饋表現更加直觀、準確，提升評估的科學性，筆者認為可以引入交互設計之父艾倫·庫珀（Alan Cooper）提出的“用戶畫像”這一概念。庫珀認為用戶畫像是建立在一系列真實數據之上的目標用戶模型，是真實用戶的數字化替身。在教育領域，“師生數字畫像”依托智能教室環境，運用人工智能技術采集、分析師生在課堂上的言語與行為數據，并對課堂進行循證反思，以及教學評估與改進，從而促進學生歷史核心素養的發展，實現歷史學科的育人價值。

師生數字畫像賦能高中歷史教學的價值意蘊

師生數字畫像技術借助智能教室課堂教學分析系統，廣泛且深入地收集并剖析課堂教學全過程中的多維度數據，旨在為教師提供全面而詳盡的學生學習動態、教學效果評估以及課堂互動反饋。在高中歷史教師的授課和反思中，由于學科素養發展的抽象性，其量化的過程相對困難，而將高中歷史教學行為和學生反饋情況形成完整的過程性數據，將素養發展水平具象化，便于分析教學中的各個方面的實效性，更全面地評估課堂。

1.數據收集的精準處理

智能教室課堂分析系統在收集課堂各階段數據時，采用全面的視角，同時聚焦于教師的教學行為和學生的反饋情況，確保數據收集的準確性和完整性。該系統運用課堂定量分析方法中的Student-Teacher（S-T）分析法，以預設的時間間隔對課堂教學視頻進行精確采樣，并依據系統模型對視頻樣本點的師生行為進行細致分類，分別以“S”（代表學生行為）或“T”（代表教師行為）進行記錄，形成S-T數據序列，系統通過計算繪制出S-T曲線，對課堂類型進行精準分類，從而揭示出實際采用的教學模式。

2.抽象素養的具象表達

針對高中歷史學科素養發展的抽象性特點，以及教學問題精準識別的難度，將數字畫像技術引入高中歷史教學中，不僅要對收集的教學數據進行深度關聯與分析，還需緊密結合教師的教學設計進行綜合考量。教師的教學設計往往基于過往教學經驗中的學情預測，明確具體的教學意圖和目標定位，而教學數據則直觀展現了學生在實際教學活動中的反饋情況。這兩者間的不匹配，正是教學問題的具體呈現。

通過構建師生數字畫像，可以根據師生行為的判定來揭示其一致性，即學生是否遵循教師的教學指令進行學習，從而描繪出整節課的表現曲線。從特定時間點觀察，課堂參與度的峰值或谷值能夠反映出學生參與課堂的熱情高低；從較長的時間段來看，持續3分鐘以上的課堂熱度變化，則能揭示該時段的教學內容是否有效激發了學生的興趣；而從整堂課的全局視角分析，表現曲線還能揭示學生保持熱情的時間段以及未能積極參與教學過程的時間。

此外，師生畫像還通過對學生行為的判定來展現全體學生行為的一致性，即學生是否在相同時間做出相同的行為，進而生成整節課的參與度曲線。這條曲線能夠直觀反映學生在課堂上的積極參與程度：當處于聽講和讀寫狀態時，曲線反映了參與這些行為的學生比例；而當出現舉手、應答或生生互動時，曲線的上升則意味著教師成功調動了學生的課堂參與度。

3.教學行為的反思改進

師生畫像研究為教師提供了有關教學策略的深入洞察。借助對課堂觀察數據的細致分析，教師能夠精準識別教學流程中的薄弱環節及其根源，從而采取針對性的教學策略進行改進，如當數據揭示出在某一課堂環節中，學生表現出沉默寡言、思考時間過長、交流參與度低且質量不高時，表明當前的教學設計或目標設定可能存在問題。此時，教師可以據此重新規劃該環節，優化教學策略。

針對師生畫像的分析，筆者總結了如下框架：教學數據收集——教學數據分析——教學數據運用。這種反饋和調整機制可以顯著改進教育質量，為學生素養的提升提供支撐。

師生數字畫像改進歷史教學行為的實踐策略

筆者所在學校借助智能教室平臺對歷史課堂教學進行數據收集，利用人工智能技術對課堂中師生的教學行為進行量化評價，形成可供參考的數據，具有生成性和動態性。結合統編版教材的編寫特征，基于實際的歷史課堂實踐，通過分析數據、運用數據最終實現教學行為的改進和優化。

1.立足核心素養，收集課堂區間師生表現

《普通高中歷史課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）強調歷史視野、歷史思維及核心素養的培養，其發展需經歷“輸入—思考—輸出”的過程，且思考與輸出的占比應高于輸入。為具象化衡量素養發展水平，筆者收集此過程的時間數據及其對應的教學行為和學習表現數據。這些數據緊密關聯教師的教與學生的學，有助于評估與改進課堂教學行為，實現歷史學科的育人價值。

在對統編版《中外歷史綱要》上冊《馬克思主義的誕生與傳播》進行課例循證時，從歷史核心素養中的時空觀念和史料實證的素養培養角度出發，對課堂中教學行為的分類、時長數據進行收集，對學生在“思想的時代——工業革命后的社會變化”“時代的思想——思想家們解決問題的嘗試”“思想的力量——馬克思主義的影響及世界意義”三個課堂環節中的表現和教師行為間的關系進行記錄，形成了教學行為數據圖（如下頁圖1）、師生活動曲線圖（如下頁圖2）、參與度曲線圖（如下頁圖3）。

在第一次課堂教學時，教師圍繞本課的內容要求，帶領學生了解了馬克思主義產生的時代背景，馬克思、恩格斯的理論探索與革命實踐，以及《共產黨宣言》的主要內容，理解了馬克思主義的世界意義。然而，在實際教學過程中，學生的參與度與反應在“思想的時代、時代的思想”兩個環節顯得積極主動。而在“思想的力量”環節，學生沉默時間相較于前兩個環節延長，提示筆者需要對教學過程進行更細致的“切片分析”，即分段收集并分析學生在特定時間段內的行為表現數據，以便更精準地評估教學效果與學生反應。

2.分析表現數據，評估學生素養發展水平

圍繞課堂教學行為對歷史素養的培養目標，在對數據進行切片處理后，收集的區間表現數據更具有指向性。結合課堂教學實際對區間表現數據進行分析，對學生在本課內化的歷史素養發展水平進行評估，可以更精準地發現教學行為的得與失。

首先，結合圖1，本節課學生的應答時長較多，但師生互動與生生互動時長相對較少，這反映出學生在一定程度上是被動參與課堂的，缺乏足夠的思維碰撞與深度交流，從而導致應答質量不高。這也表明學生在這一核心素養上的發展水平并未得到顯著提升。

進一步觀察圖2，在環節三中，在探討“馬克思、恩格斯的理論為何是科學的？”時，雖然包含了較長時間的學生活動，但這并未有效轉化為教學的高效性，反而凸顯了教學行為的低效與學生素養發展水平的不足。這提示，單純增加學生活動時間并不足以保證教學質量的提升，關鍵在于活動的設計與實施是否能有效激發學生的思維與討論。

在圖3中，第一區間對應“思想的時代——工業革命后的社會變化”學習環節，學生表現出聽講狀態與參與表現的同步上升，對應學生開始嘗試理解生產力迸發背后的社會弊病，這看似積極，實則是該擔心的第一個重點：為何此處是唯一看似良好的表現數據？此處學生可能僅基于前一課“工業革命的背景與影響”的陳述性知識進行思考，也與該部分內容較為直觀、易于理解有關，實則未能深入挖掘工業革命背后的復雜動因及其對全球歷史的深遠影響，即并未達到本課歷史素養發展的核心要求。而第二區間的先下落后上升趨勢，則反映了學生在閱讀“林木盜竊案”故事后的討論變化。學生最初可能因故事內容的陌生或復雜性而感到困惑，但在教師的引導下，逐漸深入思考并展開真實的小組交流。這一過程雖然費力，但學生最終揭開了《資本論》作為弱勢者“辯護書”的意義，以及剩余價值理論如何揭露資本家剝削工人的秘密。這表明，有效的引導與深入的思考對提升學生的歷史素養至關重要。

由此，筆者開始思考本課到底需要教學生什么，歷史素養的培養不僅僅是對歷史知識的記憶與復述，更重要的是引導學生站在唯物史觀的角度分析問題、解決問題。提升課堂教學質量的關鍵在于平衡教師的講授與學生的參與，通過多樣化的教學活動與適時的評估反饋，幫助學生克服思維障礙，在改進中獲得歷史素養的發展。

3.形成數據期待，重構歷史素養發展路徑

明確了課堂應有的模樣，教師需要重新設想學生在課堂的學習狀態，并對課堂數據產生合理的期待。為了實現這些期待，教師應結合分析重建歷史課堂，為學生的歷史素養發展搭建堅實的支架。

具體而言，筆者希望在圖2中看到師生互動與生生互動時長的顯著增加，同時希望學生的練習時長與練習質量能夠形成正相關，反映出高效的學習狀態。對于圖3，則希望表現數據能夠保持相對平穩，避免大起大落，以體現學生素養習得的持續性和穩定性。

為了實現這些期待，筆者重新進行了教學設計與實踐：以馬克思與恩格斯的革命活動為線索，將教學內容整合為“現實社會的巨大落差、理想社會的艱辛探索、理想社會的實現路徑、理想社會的實踐嘗試”四個部分。通過這種以人帶史、敘史見人的教學方式，不僅建立了歷史事件之間的邏輯關聯，還有效降低了學生理解理論與歷史意義的難度。這樣一來，課前的期待數據基本實現，如圖4、圖5、圖6所示。

將師生數字畫像應用于高中歷史教學行為的改進，應當是一個螺旋式上升的過程。在這個過程中，教師會不斷發現教學行為的改進成效，其中最為顯著的是期待數據的逐步達成。結合學生的課堂表現和練筆作品來看，學生對新課標要求“理解馬克思主義誕生的經濟基礎、階級基礎與現實需要”的體會和運用能力確實有了顯著提升。盡管在圖4中，講授的占比看似偏多，但經過分析發現這實際上與師生互動的增加有著密切的關聯。在更加活躍和深入的師生互動中，教師需要適時地引導和講解，以確保學生能夠準確地理解相關知識，這種講授并非單向的知識灌輸，而是建立在師生互動基礎上的知識傳遞與思維啟發。

結語

借助師生數字畫像理論框架下人工智能技術所進行的數據收集與分析，教師能夠迅速且精確地識別出課堂教學活動中的亮點與不足，進而有針對性地重新設計并優化教學活動，從而進一步揭示了教師在教學過程中的改進空間以及對學生學習效果的積極影響。當前，教育人工智能領域正朝著基于實證的課堂教學可視化、量化分析這一關鍵方向邁進，技術賦能歷史教學，將顯著改進教學行為，更加緊密地聚焦于學科核心素養的培育，切實服務于學生的全面發展。這不僅增強了教學的實效性，也為教育人工智能的深入發展和廣泛應用開辟了更為廣闊的空間。

參考文獻：

中華人民共和國教育部.普通高中歷史課程標準（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020.