李麗仙，解敏,2*，張輝鳳

(1.云南師范大學(xué)信息學(xué)院，云南昆明 650500；2.云南師范大學(xué)民族教育信息化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南昆明 650500)

課堂教學(xué)是由一定的環(huán)節(jié)、既定的程序構(gòu)成的活動。由于教育教學(xué)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)，該系統(tǒng)的不確定性使得教育教學(xué)過程中充滿了大量的不一致。比如，課堂教學(xué)過程中學(xué)習(xí)者的表現(xiàn)是無法準(zhǔn)確預(yù)設(shè)的，因此，教學(xué)過程中常常會出現(xiàn)預(yù)想不到的問題，而且事先撰寫的教案也不可能解決實(shí)施過程中所有的突發(fā)情況。每當(dāng)遇到這種情況，師范生在課堂教學(xué)中會對教案進(jìn)行臨時(shí)調(diào)整，解決突發(fā)情況[1]。另外，師范生在撰寫教案時(shí)，也不可能準(zhǔn)確預(yù)測課堂活動中出現(xiàn)的所有問題，從而導(dǎo)致教案與課堂實(shí)錄的差異，即不一致。這兩者之間的差異可能導(dǎo)致師范生無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)，從而影響他們的學(xué)習(xí)。因此，要正確處理好教學(xué)中教案與課堂實(shí)錄的關(guān)系。

目前，許多研究者已經(jīng)開始探索一致性研究。比如，熊雅雯探索了教學(xué)設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)一致性的描述性框架[2]，韓琬之探索了教學(xué)設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)不一致性的歸因框架[3]。北京師范大學(xué)的楊開城教授和鄭蘭琴博士探索了檢驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施過程是否一致的分析框架和計(jì)算方法[4]。鄭蘭琴博士還基于兩節(jié)小學(xué)科學(xué)課開展了一致性分析的個(gè)案研究[5]。

本研究對師范生教學(xué)技能訓(xùn)練的教案與課堂實(shí)錄的一致性進(jìn)行研究。以個(gè)案研究的方式，考察師范生教學(xué)技能訓(xùn)練中教案與課堂實(shí)錄之間的一致性，探究其不一致的原因，進(jìn)而作出教學(xué)反思，以期為師范生的教學(xué)技能訓(xùn)練提供一定的參考。

1 研究過程和研究方法

IIS(Instruction Information Set)圖分析法是一種基于信息流的教學(xué)分析方法，已成功應(yīng)用于教案、課堂教學(xué)和協(xié)作學(xué)習(xí)活動?，F(xiàn)有的研究通過對教案和教學(xué)視頻的分析，逐步建立了教學(xué)系統(tǒng)中IIS 圖分析的理論體系和相關(guān)技術(shù)，并驗(yàn)證了IIS 圖分析法的有效性。例如林凡等選擇大學(xué)本科課程《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》和《教學(xué)設(shè)計(jì)》部分教學(xué)內(nèi)容對IIS 圖分析法進(jìn)行了實(shí)證研究，形成了以教案為對象的IIS 圖分析操作規(guī)范[6]，丁瑩以課堂教學(xué)實(shí)施過程為對象的IIS 圖分析操作規(guī)范[7]，徐梅驗(yàn)證了教學(xué)系統(tǒng)IIS圖分析法分析教案的可行性[8]。本研究利用IIS 圖分析法對師范生教學(xué)技能訓(xùn)練中的兩個(gè)研究對象進(jìn)行分析，探究師范生教案與課堂實(shí)錄之間的一致性。

IIS圖的基本分析步驟包括：首先，需要獲得師范生教學(xué)技能訓(xùn)練的教案或課堂實(shí)錄視頻數(shù)據(jù)。將課堂實(shí)錄視頻轉(zhuǎn)錄為師生交互的文本。其次，對于教師主導(dǎo)的教學(xué)過程和學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)過程，繪制出知識建模圖。最后，將原始數(shù)據(jù)切分為信息流序列，為每條信息流進(jìn)行屬性標(biāo)注[9]。

1.1 IIS圖分析之信息流預(yù)處理

處理教案和課堂實(shí)錄數(shù)據(jù)時(shí)，需要將其切分成多條信息流，以便更好地分析教案和課堂實(shí)錄的一致性。

其中，信息流的預(yù)處理操作步驟包括：第一，將在教案中不存在而課堂實(shí)錄中存在的信息流類型刪除，這類指令大多是“管理指令”或者是“其他信息”等；第二，對課堂實(shí)錄中的信息流進(jìn)行合并。結(jié)合教案與課堂實(shí)錄的原始數(shù)據(jù)，考察教案中的信息流轉(zhuǎn)化成了課堂實(shí)錄中的何種信息流，將這些性質(zhì)相同或者相似的信息流合并成一條信息流。第三，對教案中的某些信息流進(jìn)行合并。根據(jù)課堂實(shí)錄的實(shí)際情況，將教案中的連續(xù)多條性質(zhì)相同的信息流進(jìn)行合并。

1.2 IIS圖分析之教案與課堂實(shí)錄一致性分析

判斷教案與課堂實(shí)錄是否具有一致性，需要通過以下三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行判斷。

1)信息流序列的一致性

“信息流序列”是指教師的教案是否在真實(shí)的課堂教學(xué)活動中得到了完整、真實(shí)的執(zhí)行[1]。大多數(shù)教案反映的是教師設(shè)計(jì)教學(xué)過程的一種意圖，而在實(shí)際的教學(xué)中，可能會出現(xiàn)多種情況，例如新增信息流、漏掉某些信息流或者某些信息流的順序顛倒等。因此，需要對教案與課堂實(shí)錄的信息流序列建立映射關(guān)系，以便更直觀地考察兩者的差異。Dice 系數(shù)是一種集合相似度度量函數(shù)，計(jì)算信息流序列的一致性，可以采用Dice 系數(shù)來計(jì)算[10]。Dice 系數(shù)的計(jì)算方法如公式1所示：

其中，A表示教案中形成的信息流序列的數(shù)量，B表示課堂實(shí)錄中生成的信息流序列的數(shù)量，A∩B表示教案與課堂實(shí)錄共有的信息流序列的數(shù)量，D表示信息流序列一致性的程度。當(dāng)D的值位于為0 到0.2 之間，表示一致性程度很低，D值位于為0.2到0.8之間，表示中度一致，D值位于0.8到1之間，表示高度一致[5]。

2)教案與課堂實(shí)錄中激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性

這一指標(biāo)主要考查的是教案與課堂實(shí)錄中所涉及的知識點(diǎn)范圍的一致性。Tversky 相似系數(shù)是實(shí)踐中常用的許多相似系數(shù)的概括，可以用Tversky 相似系數(shù)分析和比較教案與課堂實(shí)錄中激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性[11]。其計(jì)算方法如公式2所示：

在公式2中，A表示實(shí)際教案中激活的知識點(diǎn)，B表示課堂實(shí)錄中激活的知識點(diǎn)，f(A∩B)表示教案和課堂教學(xué)實(shí)錄中共同激活的知識點(diǎn)的數(shù)量，f(A-B)表示教案中激活而課堂實(shí)錄中沒有激活的知識點(diǎn)的數(shù)量，f(B-A)表示課堂實(shí)錄中激活而教案中沒有激活的知識點(diǎn)的數(shù)量，T表示一致性的程度。當(dāng)T值位于0 到0.2之間，表示一致性程度很低，T值位于0.2到0.8之間，表示中度一致，T值位于0.8到1之間，表示高度一致[5]。

3) 教案與課堂實(shí)錄中目標(biāo)知識點(diǎn)激活量的一致性

這一指標(biāo)考查的是教案與課堂實(shí)錄中所涉及的相同目標(biāo)知識點(diǎn)及其鄰接知識點(diǎn)的激活量是否一致[1]。激活量是由多個(gè)信息流的激活引起的知識點(diǎn)信息熵的累積和，反映了信息流對知識點(diǎn)的激活程度[12]。因此，僅僅對激活的知識點(diǎn)的范圍進(jìn)行簡單的分析是不夠的，還需要進(jìn)一步地分析來確定激活水平的一致性，即目標(biāo)知識點(diǎn)激活量的一致性。具體的計(jì)算方法如公式3所示：

在這個(gè)公式中，M1和M2表示兩組樣本知識點(diǎn)的平均激活次數(shù)，n1和n2表示兩組樣本知識點(diǎn)的激活次數(shù)，s1和s2代表兩組樣本知識點(diǎn)激活量的標(biāo)準(zhǔn)差。如果A值為0 到0.2，表示高度一致，A值為0.2 到0.8，表示中度一致，A值大于0.8，則表示一致程度低[5]。

1.3 研究對象與研究過程

本研究以云南省某師范院校XX 級XX 專業(yè)師范生《教學(xué)技能訓(xùn)練與測試》課程為研究對象。主要選取了兩名師范生的教案和課堂實(shí)錄，兩名師范生的教案具有一定的差異，其中一份寫得過于簡潔（記為TS1)，課堂實(shí)錄中的很多知識點(diǎn)在教案中都沒有得到體現(xiàn)；另一份教案寫得比較詳細(xì)（記為TS2)，課堂實(shí)錄中的知識點(diǎn)與教案的知識點(diǎn)基本一致。選取兩個(gè)研究對象的目的是比較詳案和簡案與其對應(yīng)的課堂實(shí)錄的一致性程度如何，從而給出一定的教學(xué)建議，為師范生的教學(xué)技能訓(xùn)練提供一定的指導(dǎo)意義。

本研究的基本過程分為5 個(gè)步驟：第一，選擇教學(xué)主題。本研究選擇的主題是兩位不同師范生講授的同一主題“利用圖表呈現(xiàn)分析結(jié)果”。第二，師范生撰寫教案。第三，課堂實(shí)錄與轉(zhuǎn)碼。師范生進(jìn)行課堂實(shí)錄教學(xué)，通過微格教室的導(dǎo)播系統(tǒng)記錄整個(gè)教學(xué)過程，形成相應(yīng)的教學(xué)視頻。之后，將視頻轉(zhuǎn)碼得到教學(xué)實(shí)施文本。第四，信息預(yù)處理。依據(jù)三個(gè)一致性指標(biāo)(D、T、A)的計(jì)算方法，編碼教案和課堂實(shí)錄，并進(jìn)行信息流預(yù)處理。第五，計(jì)算與分析一致性指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)不一致時(shí)，對其進(jìn)行分析，確定產(chǎn)生不一致的原因。

在轉(zhuǎn)碼階段，因?yàn)楂@得到的課堂實(shí)錄數(shù)據(jù)是非結(jié)構(gòu)化的，需要經(jīng)過一系列的處理轉(zhuǎn)換成文本數(shù)據(jù)后，才可進(jìn)行文本數(shù)據(jù)的挖掘。為獲得文本數(shù)據(jù)，本研究采用科大訊飛智能錄音筆SR901 從課堂錄像中的錄音提取文本。然而，原始數(shù)據(jù)從微格教室中獲得，視頻數(shù)據(jù)的精度有一定的損失，分離出的文本數(shù)據(jù)也可能存在錯(cuò)誤，如噪聲過大、音頻音調(diào)過小、師范生語速過快、師范生說話不清晰等問題都可能影響文本數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，所以利用SR901得到的文本還需要人工補(bǔ)全和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。

2 基于IIS圖分析法的教案與課堂實(shí)錄個(gè)案研究

2.1 TS1教案與課堂實(shí)錄的一致性分析

1)信息流序列的一致性

信息流序列在表格中用知識點(diǎn)序列來表示。表1為TS1教案和課堂實(shí)錄的信息流序列對照表。其中，X表示教案信息，Y表示課堂實(shí)錄信息。

表1 TS1的信息流序列對照表

從表1中，可以發(fā)現(xiàn)，教案中的信息流序列與課堂實(shí)錄中的信息流序列很不一致。依據(jù)公式1，A=5，B=13，A∩B=1，D=0.1，一致性很低。主要原因有：一是教案設(shè)計(jì)得不詳細(xì)，二是實(shí)際課堂實(shí)錄中出現(xiàn)了信息流順序顛倒、漏掉信息流和新增信息流等多種現(xiàn)象。比如，在具體的教學(xué)實(shí)施過程中提問學(xué)生需要用什么處理工具來進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，從而引出三個(gè)處理工具Excel、Numbers、Python，而這個(gè)知識點(diǎn)在“利用圖表呈現(xiàn)分析結(jié)果”這一節(jié)中是很重要的，教學(xué)設(shè)計(jì)方案中卻沒有體現(xiàn)出來，因而導(dǎo)致了兩者之間的不一致。

從表中可以看出，教案所產(chǎn)生的信息流很少，這也反映出該師范生的教學(xué)設(shè)計(jì)技能需要進(jìn)一步加強(qiáng)；而課堂實(shí)錄中產(chǎn)生了多條信息流，其中情境信息流與教案中一一對應(yīng)，說明師范生很注重創(chuàng)設(shè)情境以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也在一定程度上反映出師范生注重導(dǎo)入技能的提升。新增的多條信息流是師范生對知識點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致、重復(fù)地講解，體現(xiàn)出師范生注重講解技能的提升。但是在講解過程中出現(xiàn)了部分信息流減少、部分信息流順序顛倒等現(xiàn)象，這說明師范生的講解技能還有待進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)。

2)教案與課堂實(shí)錄中激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性

在分析教案與課堂實(shí)錄中激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性時(shí)，分別梳理出教案和課堂實(shí)錄中激活的知識點(diǎn)，然后再根據(jù)對應(yīng)的公式計(jì)算二者的一致性程度。其中，用特殊符號{}來區(qū)分出二者之間的差異。具體如表2所示。

表2 TS1中教案和課堂實(shí)錄激活知識點(diǎn)范圍的一致性對照

教案和課堂實(shí)錄激活知識點(diǎn)范圍的一致性計(jì)算結(jié)果顯示，在TS1中，A=19，B=30，f(A∩B)=15，f(A-B)=4，f(B-A)=15，根據(jù)公式2 可得出T=0.61，一致性程度適中。

3) 教案與課堂實(shí)錄中目標(biāo)知識點(diǎn)激活量的一致性

表3顯示的是教案與課堂實(shí)錄中目標(biāo)知識點(diǎn)的激活量。為了計(jì)算出二者的一致性程度，還需要計(jì)算出各自的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，具體如表4所示。

表4 TS1教案和課堂實(shí)錄中目標(biāo)知識點(diǎn)的激活量

表4給出了教案和課堂實(shí)錄中知識點(diǎn)激活量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，可以看出，A值大于0.8，表明TS1的教案和課堂實(shí)錄知識點(diǎn)激活量的一致性很低。

2.2 TS2教案與課堂實(shí)錄的一致性分析

1)信息流序列的一致性

TS2中信息流序列的處理過程與TS1一樣，表5為TS2 教案與課堂實(shí)錄對應(yīng)的信息流序列。其中，X表示教案信息，Y表示課堂實(shí)錄信息。

表5 TS2的信息流序列對照表

從表中可以看出，兩者的信息流序列不一致。根據(jù)公式1，A=6，B=15，A∩B=1，D=0.095，一致性很低。其原因主要是師范生在具體的教學(xué)實(shí)施過程中出現(xiàn)了新增信息流和部分信息流順序顛倒等現(xiàn)象。

從表5中可以看出，教案所產(chǎn)生的信息流很少，這從側(cè)面也反映出該師范生的教學(xué)設(shè)計(jì)技能需要進(jìn)一步加強(qiáng)；而課堂實(shí)錄中產(chǎn)生了多條信息流，說明師范生很注重創(chuàng)設(shè)情境以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也能在一定程度上反映出師范生注重導(dǎo)入技能的提升。新增的多條信息流是師范生對知識點(diǎn)的細(xì)致、重復(fù)地講解，體現(xiàn)出師范生注重講解技能的提升。但是在講解過程中出現(xiàn)了部分信息流的減少、部分信息流順序顛倒等現(xiàn)象。例如在教學(xué)設(shè)計(jì)方案中師范生先說明了制作圖表的步驟，然后再講解圖表的特點(diǎn)和用途，但是在實(shí)際的教學(xué)實(shí)施過程中卻反過來了，這樣也導(dǎo)致了二者的不一致。這說明師范生的講解技能還有待進(jìn)一步加強(qiáng)和改進(jìn)。

2)教案與課堂實(shí)錄中激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性

TS2教案和課堂實(shí)錄激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性對照表如表6 所示，兩者的差異用特殊符號{}區(qū)分出來?？梢钥闯鯝=17，B=18，f(A∩B) =15，f(A-B) =2，f(B-A)=5，T=0.81，結(jié)果表明TS2 教案和課堂實(shí)錄激活知識點(diǎn)范圍的一致性程度很高。從激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍來看，TS2的一致性要高于TS1。

表6 TS2中教案和課堂實(shí)錄激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性對照

3) 教案與課堂實(shí)錄中目標(biāo)知識點(diǎn)激活量的一致性

表7 顯示的是教案與課堂實(shí)錄中知識點(diǎn)的激活量。為了計(jì)算出二者的一致性程度，還需要計(jì)算出各自的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，具體如表8所示。

表7 TS2教案與課堂實(shí)錄中目標(biāo)知識點(diǎn)的激活量

表8 TS2教案和課堂實(shí)錄中目標(biāo)知識點(diǎn)的激活量

表8展現(xiàn)了教案和課堂實(shí)錄中知識點(diǎn)的激活量的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，可以看出，A值為0.03，在0 到0.2 之間，表明TS2教案中知識點(diǎn)的激活量和課堂實(shí)錄中知識點(diǎn)的激活量一致性很高。

2.3 TS1與TS2的教案與課堂實(shí)錄一致性比較

表9為研究對象TS1和TS2教案與課堂實(shí)錄所對應(yīng)的三個(gè)指標(biāo)的值。

表9 TS1和TS2教案和課堂實(shí)錄對應(yīng)指標(biāo)的值

信息流序列D方面，可以發(fā)現(xiàn)兩個(gè)研究對象的教案與課堂實(shí)錄中的信息流序列不太一致。TS1的D為0.1，TS2的D為0.095，究其原因，主要是在實(shí)際的教學(xué)實(shí)施過程中出現(xiàn)了新增信息流、信息流序列顛倒等現(xiàn)象。

激活目標(biāo)知識點(diǎn)的范圍T方面，TS1 呈現(xiàn)中度一致，TS2 呈現(xiàn)高度一致。TS2 中的激活目標(biāo)知識點(diǎn)范圍的一致性高于TS1，主要是TS1 在實(shí)際的教學(xué)過程中新增的知識點(diǎn)較多，這些新增的知識點(diǎn)有利于學(xué)生理解，而在教案中沒有體現(xiàn)中這些知識點(diǎn)，這也說明了師范生撰寫的教案還不夠詳細(xì)，這不利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

目標(biāo)知識點(diǎn)的激活量A方面，TS1的一致性很低，TS2呈現(xiàn)高度一致。這主要是因?yàn)門S1中教案中的信息流明顯少于課堂實(shí)錄中的信息流，TS1 的教案過于簡潔，而TS2卻基本一致。

3 總結(jié)與展望

對師范生教學(xué)技能訓(xùn)練中兩個(gè)研究對象的教案與課堂實(shí)錄的信息流序列、激活目標(biāo)知識點(diǎn)的范圍以及目標(biāo)知識點(diǎn)的激活量三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了細(xì)致的分析，主要是為了探究二者之間是否一致，如果出現(xiàn)了不一致的現(xiàn)象，找出其中的原因，以期為師范生的教學(xué)技能訓(xùn)練提供一定的教學(xué)指導(dǎo)建議。

師范生教學(xué)技能訓(xùn)練中教案與教學(xué)實(shí)施產(chǎn)生的不一致主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)。

首先，師范生在實(shí)際的教學(xué)實(shí)施過程中會新增一些教案中沒有的信息流，這些信息流能夠在一定程度上幫助學(xué)生理解本節(jié)課的基本知識點(diǎn)。比如教師重復(fù)講授某個(gè)知識點(diǎn)、創(chuàng)設(shè)問題情境引發(fā)學(xué)生思考或者回顧先前的知識點(diǎn)等，這樣的信息流對學(xué)生來說是很有益的。

其次，如果師范生在實(shí)際的教學(xué)實(shí)施過程中漏掉了某些重要的信息流，也就是忘記講解某些重要的知識點(diǎn)，這種現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)果對學(xué)生的學(xué)習(xí)具體很大的負(fù)面影響，不利于師范生達(dá)到自己的教學(xué)目標(biāo)。

最后，師范生在實(shí)際的教學(xué)實(shí)施過程中，由于某些因素如課堂中出現(xiàn)了一些突發(fā)情況，而導(dǎo)致在講解中某些信息流的順序顛倒了，使得教學(xué)內(nèi)容處于一定的混亂之中，從而導(dǎo)致教案與課堂實(shí)錄的不一致。這種不一致同樣對學(xué)生的學(xué)習(xí)具有一定的負(fù)面影響，不利于學(xué)生系統(tǒng)地去理解和掌握知識點(diǎn)。

本研究雖然分析了兩個(gè)師范生教學(xué)技能訓(xùn)練中的教案與課堂實(shí)錄之間的一致性，但也存在不足。首先，本研究在數(shù)據(jù)的處理過程中還缺乏嚴(yán)謹(jǐn)，師范生的教案大多寫得比較簡略，從而導(dǎo)致在一致性的分析中信息流序列出現(xiàn)大量的不一致。因此，今后需要進(jìn)一步規(guī)范教案模板中的指導(dǎo)性，提供撰寫范本，嚴(yán)格把關(guān)教案的撰寫，使其更加規(guī)范、詳細(xì)，為教學(xué)設(shè)計(jì)的高效實(shí)施與一致性的分析提供基礎(chǔ)。其次，本研究選取的數(shù)據(jù)量很少，只分析了兩個(gè)研究對象，其有效性還需要通過分析更多的數(shù)據(jù)進(jìn)一步檢驗(yàn)；最后，本研究根據(jù)一致性的分析結(jié)果來判斷師范生的教學(xué)技能情況，提供了一致性分析的較為客觀的量化數(shù)據(jù)，若依此進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施的質(zhì)性評價(jià)，還需要進(jìn)一步地研究和驗(yàn)證。