中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A

2024年12月2日，教育部印發(fā)了《教育部部署加強中小學人工智能教育》的通知，強調(diào)實施常態(tài)化教學與評價，注重培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，并推廣基于任務(wù)式、項目式、問題式學習的教學方法。這表明智能技術(shù)與教育教學的深度融合已成為現(xiàn)代教育發(fā)展的趨勢。

項目式學習（PBL）作為通知中提倡的教學模式，是一種以學生為中心的教學方法，通過解決現(xiàn)實問題來激發(fā)學生主動學習。這種模式鼓勵跨學科合作，要求學生在項目規(guī)劃、執(zhí)行和評估文章編號：1003-6148（2025）7-0088-5中發(fā)揮主導作用，而教師則扮演指導者和顧問的角色。項目式學習通過深度學習、反思和成果展示，培養(yǎng)學生的批判性思維能力、問題解決能力和溝通協(xié)作能力，為他們的未來學習和職業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》中提倡項目式學習，目的是打破學科界限，推動跨學科學習，從而培養(yǎng)學生的高階思維和解決實際問題的能力。項目式學習的教學流程和學生深度思維的過程如圖1、圖2所示。

圖1項目式學習的一般流程圖

圖2學生在項目式學習中的深度思維過程圖

項目式學習的課堂活動豐富性和學生思維活躍性，使得課堂評價變得復雜和多樣。利用高品質(zhì)的課堂智能分析系統(tǒng)，可以更深人地理解和改進課堂教學。本文基于“如何設(shè)計并制作一臺小型暖風機”的項目式學習，利用智能分析技術(shù)生成詳盡的課堂報告，提供對教學過程的深入洞察。該技術(shù)能夠采集課堂教學中的多模態(tài)數(shù)據(jù)，如師生的語音、視頻和生理信號等，并通過人工智能技術(shù)（如視頻分析、音頻分析、自然語言處理）進行特征提取、識別和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，它能夠?qū)虒W分析指標進行全程采集、量化和分析，最終生成可視化數(shù)據(jù)報告。通過該項技術(shù)，教師可以更好地把握教學動態(tài)，實現(xiàn)教學方法的創(chuàng)新和教學效果的最大化。此外，通過相應的數(shù)據(jù)分析報告，還可以促進教師教學反思和專業(yè)成長。

1 教學流程介紹

項目情境：蜜袋鼯適宜生活在 20°C～30°C 的環(huán)境中，其體溫為 32°C 在溫度低于 20°C 時，需要采取保溫措施，但不能用取暖燈，以免干擾其生物鐘。因此，小型暖風機成為最合適的取暖方式。

任務(wù)驅(qū)動：如何設(shè)計并制作一臺小型暖風機？

子任務(wù)1：認識暖風機的基本結(jié)構(gòu)。

任務(wù)要求學生拆解一臺常見吹風機，觀察其基本結(jié)構(gòu)，了解其工作原理，并尋找電流熱效應的利用和防止實例。

學生提出問題，猜想與假設(shè)，設(shè)計實驗方案，收集證據(jù)并得出定性結(jié)論，最后使用DISLab數(shù)字化實驗平臺進行數(shù)據(jù)分析，得出焦耳定律。

子任務(wù)2：探究電熱的多少與哪些因素有關(guān)？

學生需要考慮安裝位置、防燙措施和取暖效率。

子任務(wù)3：設(shè)計并優(yōu)化暖風機。

學生需要選擇合適的電阻和電動機，設(shè)計電路圖，并考慮如何使暖風機吹出的風更熱

任務(wù)拓展：為蜜袋的“家”制作并安裝暖風機。

項目成果：暖風機電路設(shè)計圖、暖風機實物模型、研究報告等。

2 高品質(zhì)課堂智能分析報告及反思

近年來，隨著課堂教學環(huán)境的不斷變化，許多改進型的分析系統(tǒng)應運而生。以下高品質(zhì)課堂智能分析報告包括課堂基本參數(shù)、學生視角、教師視角三大部分。

2.1 課堂基本參數(shù)

2.1.1 教師基本情況教師基本情況如表1所示。

表1教師基本情況表

反饋分析：由數(shù)據(jù)可知，教師語速適中，整節(jié)課提問次數(shù)略少。不過，對于項目式學習，學生活動多，思維深度會逐漸變大，教師的引導性語言要精準到位，提出的問題要有一定的思維含量才是最重要的，不能單看話語主體和提問個數(shù)。

2.1.2 課堂時段分析和課堂具體時間分布

課堂時段分析如表2所示。

表2課堂時段分析表

反饋分析：本節(jié)課是新授課，課堂上，教師需要把“焦耳定律\"課程內(nèi)容傳授給學生，同時引導學生解決一些實際問題，課后才是學生實踐的主戰(zhàn)場。課堂上，教師講授占比為 50.0% ，師生互動占比為 38.0% ，活動或沉寂占比為 12.0% ，對于數(shù)據(jù)中體現(xiàn)的教師講述時間過長、學生獨立思考和實踐的時間過少的問題，我們要根據(jù)具體課型一分為二地看待。

2.1.3課堂關(guān)鍵詞圖表分析（Top20）課堂關(guān)鍵詞分析如表3所示。

表3課堂關(guān)鍵詞分析表

反饋分析：從課堂關(guān)鍵詞分析表數(shù)據(jù)來看，教師沒有口頭禪，高頻出現(xiàn)的詞語都與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)。

2.1.4 課堂互動ST分析

在教學過程中，教師行為是指教師通過言語及非言語方式傳遞信息，具體表現(xiàn)為講解、演示及誦讀等行為。

學生行為是指學生言語及非言語的信息傳遞行為，主要包括學生的發(fā)言、小組討論及展示、完成個人任務(wù)、回答及提出問題等行為。課堂互動推進與課型圖如圖3所示。

圖3課堂互動ST圖

圖3中，師生互動曲線描述的是教師和學生的互動情況。橫軸方向的線段表示教師行為，縱軸方向的線段表示學生行為。當曲線更靠近橫軸時，說明教師活動占據(jù)主導；而當曲線偏向縱軸時，則表明學生的活動更為突出；若某段曲線整體接近 45^° 斜線，則表明在這段時間內(nèi)師生互動較為充分。

反饋分析：從課堂互動ST分析看，教師行為在課堂中占時為21：02，學生行為在課堂中占時為20：54。教師占有率為0.5，學生占有率為0.5。學生的行為偏少，教師的行為偏多。從課堂的基本信息視角分析，整節(jié)課活動豐富，注重學生的參與和體驗，重點培養(yǎng)學生的科學探究精神，提升其實驗設(shè)計和操作能力，以及將物理知識應用于解決實際問題的能力。雖然課堂活動豐富且注重學生參與，但在師生互動的時間分配上還有改進的空間。教師可以考慮減少一些講解時間，增加學生發(fā)言、討論和展示的機會，以促進更平衡的師生互動，提高學生的主動學習和參與度。

2.2 學生視角

2.2.1 學生發(fā)言情況學生發(fā)言情況如表4、圖4所示。

表4學生發(fā)言情況表

圖4學生回答情況分布圖

圖4中，R1是學生的簡單回復；R2是學生對知識與概念的回憶性回復，指向的是知道、理解、應用的學習自標；R3是學生帶有推理性、解釋性的回復，指向的是分析、綜合及評價等更高層次的學習目標。

反饋分析：學生在課堂上針對知識與概念的發(fā)言較多，這表明學生在知識層面的參與度較高。然而，高思維含量的發(fā)言（R3層級）相對較少，這表明學生在分析、綜合、評價等高階思維能力方面的參與有待加強，在高階思維能力的發(fā)展上還有提升空間。教師可以根據(jù)這些反饋調(diào)整教學策略，比如設(shè)計更多促進學生高階思維的活動，鼓勵學生進行更深層次的思考和討論，以提高學生的綜合分析和評價能力。

2.2.2 學生活動情況

在這節(jié)課中，教師主要開展了以下學習活動：

（1）引入話題，通過分享案例引出暖風機設(shè)計任務(wù)，激發(fā)學生的學習興趣。（2）展示生活實例，引導學生認識電流熱效應，并討論其在生活中的應用。（3）提出問題，讓學生結(jié)合生活經(jīng)驗猜想電熱與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學生的猜想能力。（4）設(shè)計實驗，指導學生通過轉(zhuǎn)換法觀察電熱現(xiàn)象，并運用控制變量法設(shè)計實驗方案。（5）動手實驗，學生分組連接實物電路進行實驗，記錄實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)實驗操作能力。（6）匯報交流，學生代表匯報實驗結(jié)論，其他學生進行補充和質(zhì)疑，提升表達與交流能力。（7）拓展應用，引導學生運用焦耳定律計算電熱，并討論如何設(shè)計更高效的暖風機，培養(yǎng)問題解決能力。（8）布置課后作業(yè)，要求學生選擇適當?shù)碾娐穲D進行制作，并查找相關(guān)資料，為下節(jié)課做好準備。

反饋分析：整節(jié)課活動豐富，注重學生的參與和體驗，尤其是課后小制作，有效培養(yǎng)了學生的物理素養(yǎng)和綜合能力。需要定期對學生的學習成果進行評估，同時引導學生開展自我反思，進一步提高教學質(zhì)量，促進學生的全面發(fā)展。

2.3 教師視角

2.3.1 教學事件分析

加涅的九個教學事件統(tǒng)計如表5所示。

反饋分析：上述分析報告說明，教師提供指導時，注意不要過度指導，以免限制學生的創(chuàng)造性思維；教師除了正面反饋，也可以提供建設(shè)性的反饋，幫助學生識別和改進不足之處；教師在評價學生時，除了肯定學生的表現(xiàn)，也可以引導學生進行自我評價和反思，加深其對學習內(nèi)容的理解。

表5加涅九個教學事件統(tǒng)計表

2.3.2 師生互動分析

課堂IRE占比統(tǒng)計如表6所示。

表6課堂IRE占比表

2.3.3 課堂提問分析—共計66次提問

反饋分析：這些話語和提問，加上師生互動，不斷追問，不僅明確了本節(jié)課的學習任務(wù)一—設(shè)計和制作小型暖風機，還指出了學生通過學習應該達到的能力水平，即用焦耳定律解決實際問題，進行實驗并記錄現(xiàn)象，以及課后完成設(shè)計和制作等，也為下節(jié)課的分享作品提供方法。在師生互動分析中，教師提問以封閉式問題為主，學生回答多集中于事實性知識。為提升互動質(zhì)量，應增加開放式問題（I3）和推理性回答（R3），促進學生高階思維的發(fā)展。同時，教師反饋（E3）需增強，以促進學生反思和群體討論。針對提問分析，教師已有效引導關(guān)鍵問題，未來可進一步鼓勵學生提出問題，增強學生的主動探究能力。

3總結(jié)

在項目化學習模式下，教學結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了顯著轉(zhuǎn)變。學生從被動的知識接收者變成了主動的參與者，他們通過小組合作，積極探討和解決實際問題。這種模式對教師提出了更高的要求，教師的角色轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑д撸枰谡n前設(shè)計出具有驅(qū)動性的問題或挑戰(zhàn)，這些問題和挑戰(zhàn)源自日常生活，能夠引導學生在解決問題的過程中不斷完善自己的方案。學生以好奇心為驅(qū)動，自主學習新知識，獲得更多的體驗。教學評價也從單一的結(jié)果評價轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注學生參與度和團隊協(xié)作能力的過程性評價，這不僅確保學生能夠達成既定的學習目標，還能個性化地發(fā)掘每個孩子的潛能，激發(fā)其學習興趣，形成關(guān)鍵的態(tài)度和情感價值觀，整合形成穩(wěn)定的核心素養(yǎng)，對培養(yǎng)創(chuàng)新型人才具有積極的促進作用。

結(jié)合高質(zhì)量課堂分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，教師可以從多個維度進行課后反思，發(fā)現(xiàn)存在的問題，并探討改進的方法。通過與同行課堂的數(shù)據(jù)比較，教師可以識別自身的不足，并為年輕教師提供向經(jīng)驗豐富的教師學習的方向。智能分析的數(shù)據(jù)有時可能缺乏人性化的考量，每位教師的教學風格都獨具特色。因此，教師需要理性、辯證地看待這些數(shù)據(jù)，從中提取有價值的信息，以助力自己的教學實踐。通過不斷的實踐和反思，教育者能夠更好地理解學生的需求，激發(fā)他們的潛能，并培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神的新一代。人工智能技術(shù)的介入，使教師能夠從更宏觀、更系統(tǒng)的角度審視教學過程，更全面地認識教學中的問題和亮點，從而實現(xiàn)教學實踐的優(yōu)化。

參考文獻：

[1]趙薇，吳芬.基于iFIAS的高中信息技術(shù)優(yōu)課課堂互動行為分析[J].中國教育技術(shù)裝備，2023（5）：73-75，122.

（欄目編輯 李富強）