在21世紀的科技浪潮中，人工智能（AI）正以前所未有的速度滲透到社會的各個領域，教育領域也不例外。AI教學分析系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅為傳統(tǒng)教學模式帶來了革命性的變革，還極大地提升了教學效率與質(zhì)量，促進了教育資源的均衡分配，為學生個性化學習開辟了新路徑。

一、AI教學分析系統(tǒng)的定義

AI教學分析系統(tǒng)，是以人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)賦能教育，打造課前、課中、課后全場景教學閉環(huán)。實現(xiàn)課堂數(shù)據(jù)的伴隨式采集，結(jié)合業(yè)內(nèi)權(quán)威（中國教科院專家）對課堂觀察點和測量方式進行AI建模，從而實現(xiàn)"國際一流，國內(nèi)絕對領先"的課堂風格的教師畫像分析、提問層次分析、教學組織過程分析的算法能力，為學校和教育管理部門實現(xiàn)課堂教學問題的精準診斷。并基于問題的交流研討，開展遠程教研，匯聚共享教研成果，提升教、研、訓效率效能的同時進一步提升教師教學能力。

圖1.AI教學分析場景

二、實現(xiàn)功能

1. 學生行為分析

實時監(jiān)測學生的課堂行為，如舉手、聽講、閱讀、寫字等，分析學生的參與度和專注度。通過學生的表情變化，評估學生對教學內(nèi)容的理解和興趣程度。

2. 教師教學評估

分析教師的教學內(nèi)容、教學方法、課堂管理能力等，評估教師的教學質(zhì)量和效果。提供針對性的改進建議，幫助教師優(yōu)化教學策略，提升教學質(zhì)量。

3. 課堂互動分析

評估課堂互動的頻率和質(zhì)量，如學生提問、教師解答、小組討論等。分析互動過程中存在的問題，提出改進方案，促進師生之間的有效溝通。

4. 教學效果評估

通過對比學生在課前、課中和課后的學習數(shù)據(jù)，評估教學效果的改善情況。為教育管理者提供決策支持，優(yōu)化教學資源配置，提升整體教學質(zhì)量。

圖2.AI教師數(shù)字畫像

三、應用場景

1. 教師單課報告

主要從教師的教學設計情況和 老師的課堂教學實施情況進行數(shù)據(jù)分析。通過人工智能技術(shù)，將教師單課的教學設計和課堂教學過程匹配相應教學模型生成分析報告，幫助教師精準定 位教學環(huán)節(jié)薄弱點，對相關(guān)問題科學"對癥下藥"，改進提升。

2. 學校綜合報告

幫助學校管理者了解全校教學概況，掌握年級、學科教學數(shù)據(jù)分布通過相關(guān)教學數(shù)據(jù)，分析出校內(nèi)所有教師、課堂中在教師整體能力、課堂教學能力和對新課標理解能力的教師等級分布情況，為管理者在教學診斷、學科教研、教師評價等方面決策提供科學依據(jù)。

3. 區(qū)域課堂分析數(shù)據(jù)中心

幫助區(qū)域管理者更加客觀了解區(qū)域內(nèi)各學校、各學科、各教師的課堂教育特點，形成區(qū)域內(nèi)課程畫像，為區(qū)域內(nèi)教學、教研、教 師專業(yè)發(fā)展等提供數(shù)據(jù)支撐。用最科學最客觀的的方法，對區(qū)域大數(shù)據(jù)治理和教育質(zhì)量提升提供有效抓手。

圖3.AI全校教學質(zhì)量分析

四、應用案例

1、教師案例：以某學校李老師為例，通過對李老師的課堂教學進行長周期的持續(xù)跟蹤分析，對李老師的教學設計能力、課堂教學能力、專業(yè)素養(yǎng)進行科學、量化診斷，對李老師課堂教學的高階思維問題設計、評價及反饋、教學活動組織情況（獨立學習、合作學習、展示匯報等）、學生課堂專注度和活躍度進行長周期監(jiān)測統(tǒng)計，形成對課堂教學質(zhì)量的客觀勾勒。其中，教學設計能力、課堂教學能力、教師專業(yè)素養(yǎng)的量化診斷，分別以中國教育科學研究院"CFS教師教學設計能力評價量規(guī)"、"CFS 有效課堂評價量表"、"CFS未來教師能力等級框架"為依據(jù)，通過人工智能全自動采集課堂觀測點數(shù)據(jù)，形成量化診斷結(jié)果。通過對教師能力和課堂質(zhì)量的過程性數(shù)據(jù)采集和量化分析，形成教師數(shù)字畫像。

2、學校案例：以某學校為例，通過對全校教師的橫向數(shù)據(jù)采集，對學校教師能力和課堂質(zhì)量的整體情況進行勾勒，幫助校長對學校課堂教學質(zhì)量、各科組發(fā)展情況、各年級發(fā)展情況進行概覽。課堂教學質(zhì)量方面，通過課堂教學過程性數(shù)據(jù)的采集與分析，對全校 A、B、C 類課的數(shù)量及比例進行快速診斷與分析，并對優(yōu)秀課例和異常課例進行提示。通過課堂教學過程性數(shù)據(jù)對各科組、年級組的教師教學設計質(zhì)量、課堂教學質(zhì)量、教師專業(yè)能力、高階思維問題設計等方面進行分析、比較，幫助校長直觀、及時發(fā)現(xiàn)科組、年級組的短板及問題。賦能科組教研方面，通過科組整體數(shù)據(jù)的采集與分析，通過數(shù)據(jù)快速遴選某方面表現(xiàn)優(yōu)異的教師，讓科組其他教師進行聽課學習，提升科組教研效率。

3、區(qū)域案例：以某市區(qū)域為例，AI教學分析系統(tǒng)深化了"數(shù)據(jù)循證"的評價改革生態(tài)建設，通過循證施"教"、循證助"學"，持續(xù)推進了全市的教學方式深度變革。其次，通過AI教學分析系統(tǒng)，形成了區(qū)域試點校的課堂教學過程性數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的分析和挖掘，為全市教育進一步發(fā)展形成了建議。AI教學分析系統(tǒng)有效提升了教育薄弱地區(qū)的教研效率。通過實踐探索，提出了眾多創(chuàng)新的教研模式，通過AI教學分析系統(tǒng)的量化診斷，精準發(fā)現(xiàn)問題；結(jié)合背后的中國教育科學研究院"CFS 教師教學設計能力評價量規(guī)"、"CFS 有效課堂評價量表"、"CFS 未來教師能力等級框架"等量表、量規(guī)，快速形成教研方向與思路。

圖4.AI教學質(zhì)量量化統(tǒng)計

相較傳統(tǒng)的聽評課發(fā)現(xiàn)問題、多輪討論形成思路、集體教研解決問題，AI教學分析系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)問題環(huán)節(jié)得出的結(jié)論有數(shù)據(jù)支撐，更加科學精準，并節(jié)省了大規(guī)模聽評課需要的人力和時間；在形成思路環(huán)節(jié)通過量表和量規(guī)給出了明確的教研和改進方向，避免了老師從不同經(jīng)驗和角度出發(fā)，形成共識和教研方向效率較低的問題；在解決問題環(huán)節(jié)通過量表、量規(guī)中對應的案例和定期組織的專業(yè)培訓，賦能集體教研快速形成問題突破。

審核編輯 黃宇