學(xué)校教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型 | 廣州開放大學(xué)：以人工智能數(shù)字化技術(shù)推動教學(xué)監(jiān)督與評估

“學(xué)校教育數(shù)字化改革實踐”

是《中國信息技術(shù)教育》雜志

2025年關(guān)注重點之一

將展示數(shù)字化賦能學(xué)校

教育教學(xué)的創(chuàng)新變革

呈現(xiàn)學(xué)校在推進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的

亮點舉措 特色成效 示范經(jīng)驗

廣州開放大學(xué)：以人工智能數(shù)字化技術(shù)推動教學(xué)監(jiān)督與評估

作者：趙宇丹 廣州開放大學(xué)

本文介紹了廣州開放大學(xué)利用人工智能數(shù)字化技術(shù)推動教學(xué)監(jiān)督與評估的實踐案例。在教育評價改革背景下，針對課程數(shù)量巨大、上課地點分散、課程情況復(fù)雜、督導(dǎo)人員緊缺等現(xiàn)狀，廣州開放大學(xué)通過人工智能數(shù)字化技術(shù)，構(gòu)建了教與學(xué)框架下的課堂教學(xué)監(jiān)督與評估分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合運用語音語義分析、教育模型分析等機器處理技術(shù)，實現(xiàn)了對全系統(tǒng)全覆蓋全周期的即時巡課與評課，為教學(xué)質(zhì)量評價提供了數(shù)據(jù)支持。系統(tǒng)提出了基于大腦信息自由能理論和中國知行哲學(xué)的“學(xué)習(xí)發(fā)生的知行模型”，建立了基于課堂結(jié)構(gòu)的多模態(tài)科學(xué)分析工具，并通過量化評估指標(biāo)和深入的相關(guān)性分析，解決了評課巡課中隱性信息人工難以捕捉和分析的難題。在實施過程中，系統(tǒng)助力教師自主提升教學(xué)技能，促進(jìn)了課堂教學(xué)評價改革和校本教研數(shù)字化轉(zhuǎn)型，取得了顯著的成效。未來，廣州開放大學(xué)將繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)體系，提出更精準(zhǔn)的定位改進(jìn)空間，并計劃投入“數(shù)字學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)”以進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。

背景

中共中央、國務(wù)院聯(lián)合發(fā)布的《深化新時代教育評價改革總體方案》（以下簡稱《總體方案》）是新中國成立以來首個針對教育評價進(jìn)行的系統(tǒng)性改革文件。《總體方案》明確指出“要改進(jìn)結(jié)果評價，強化過程評價，探索增值評價，并健全綜合評價機制”，同時，鼓勵利用線上平臺和軟件工具，借助大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)，對教與學(xué)行為進(jìn)行深度分析。

廣州開放大學(xué)（以下簡稱“學(xué)校”）面對課程數(shù)量龐大、上課地點分散、課程情況復(fù)雜、督導(dǎo)人員匱乏等實際困難，通過人工智能數(shù)字化技術(shù)，構(gòu)建了教與學(xué)框架下的課堂教學(xué)監(jiān)督與評估分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合運用語音語義分析、教育模型分析等先進(jìn)的機器處理技術(shù)，為常態(tài)化、規(guī)模化開展教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測和教學(xué)過程改進(jìn)提供了低成本、可定制的服務(wù)，并深入挖掘?qū)W校的教學(xué)方式特征，為教學(xué)過程評價提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐。這一舉措實現(xiàn)了全系統(tǒng)全覆蓋全周期的即時巡課與評課，使得教學(xué)質(zhì)量評價工作有數(shù)可循、有據(jù)可依、有理可證。

必要性

教育部在《關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中明確指出：“人才培養(yǎng)是學(xué)校的根本任務(wù)，質(zhì)量是學(xué)校的生命線，教學(xué)是學(xué)校的中心工作。”在大學(xué)教學(xué)活動中，課堂不僅是知識傳授的主要渠道，更是培養(yǎng)思維能力、塑造精神素養(yǎng)的關(guān)鍵場所。因此，實現(xiàn)教育質(zhì)量顯著提升的，首要任務(wù)便是聚焦課堂教學(xué)質(zhì)量的提升。

那么，從學(xué)生的角度來看，“好課”究竟應(yīng)具備哪些特征呢？騰訊教育-麥可思針對高校本科學(xué)生開展的調(diào)查研究顯示，“能夠有效地引導(dǎo)學(xué)生思考”（占比74%）與“重視實踐能力的培養(yǎng)”（占比60%）是當(dāng)今學(xué)生認(rèn)為好課最應(yīng)具備的兩個因素。這就要求教師在課堂教學(xué)中切實樹立“以學(xué)為中心”的教學(xué)理念，善于啟發(fā)引導(dǎo)，加強師生互動，有效引領(lǐng)學(xué)生成為教學(xué)活動的主體，讓學(xué)生通過主動參與教學(xué)實踐拓展思維，提升學(xué)習(xí)能力。

在新時代背景下，學(xué)生的角色應(yīng)從單純的教育接受者轉(zhuǎn)變?yōu)榻逃暮诵膮⑴c者，以便深度融入教學(xué)過程，促使教育目標(biāo)得以最充分地實現(xiàn)。傳統(tǒng)的“教師主講、學(xué)生靜聽”模式不僅抑制了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，還可能消磨其求知本能。

因此，革新教育觀念、重塑教學(xué)模式勢在必行。然而，傳統(tǒng)的課堂觀察與教育評估，由于操作復(fù)雜、資源有限，往往難以持續(xù)深入地融入日常教學(xué)實踐，導(dǎo)致在推動課堂教學(xué)模式創(chuàng)新與變革的過程中，面臨效率低下與成本高昂的雙重挑戰(zhàn)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)的深度融合與應(yīng)用，課堂教學(xué)監(jiān)督與評估分析系統(tǒng)應(yīng)運而生。這一系統(tǒng)將為學(xué)校的課堂改革提供強有力的技術(shù)支撐和驅(qū)動力，不僅規(guī)避了傳統(tǒng)評價手段的弊端，還為實現(xiàn)高質(zhì)量教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才開辟了新路徑。

關(guān)鍵技術(shù)與實施過程

課堂數(shù)據(jù)涵蓋了音頻、視頻、圖片、文字等多種形式，具有非結(jié)構(gòu)化、數(shù)量大、多樣性強、價值密度低等特點。課堂教學(xué)監(jiān)督與評估分析系統(tǒng)基于大腦信息自由能原理和中國知行哲學(xué)，提出了“學(xué)習(xí)發(fā)生的知行模型”，解決了國際學(xué)習(xí)理論過于側(cè)重哲學(xué)認(rèn)識論、缺乏可觀測評價手段的問題。知行模型批判性地吸收了ELT、4MAT等學(xué)習(xí)理論中的有益觀點，將內(nèi)在學(xué)習(xí)認(rèn)知過程與外在可觀測數(shù)據(jù)緊密關(guān)聯(lián)起來，并在此基礎(chǔ)上提煉出人工智能可實現(xiàn)的量化評價指標(biāo)。這些指標(biāo)覆蓋了課堂思維方式、教學(xué)風(fēng)格等以往難以定量分析的重要特征，使得本土化、易理解的課堂教學(xué)智慧評價分析成為可能。同時，本系統(tǒng)還融合了國際上弗蘭德斯分類系統(tǒng)、IRE、S-T等多種成熟的教育技術(shù)分析方法，建立了基于課堂結(jié)構(gòu)的多模態(tài)科學(xué)分析工具，支持多節(jié)課程關(guān)聯(lián)的大單元分析。

通過可擴(kuò)展的課堂教學(xué)智慧評價模型，結(jié)合人工智能技術(shù)的應(yīng)用，本系統(tǒng)對課堂音視頻和其他教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化、模型化處理。重點從課堂思維激發(fā)、課堂活動互動、課堂支撐支架等方面入手，通過量化評估指標(biāo)和深入的相關(guān)性分析，與傳統(tǒng)教研的質(zhì)性評價互為補充。這一舉措解決了評課巡課中隱性信息人工難以捕捉和分析的難題，提升了教育評價的精準(zhǔn)度與深度。

1.主要技術(shù)路徑

人工智能數(shù)字化技術(shù)，綜合運用聲紋識別、語音識別、視頻分析、自然語言處理等技術(shù)手段，依托學(xué)習(xí)發(fā)生知行理論、IRE互動分析、知識圖譜、弗蘭德斯互動分析等現(xiàn)代課堂教學(xué)評估評價教育理論，形成了全面而精準(zhǔn)的分析維度，對課堂教學(xué)特征進(jìn)行了全方位、多角度的深刻剖析。

在技術(shù)實現(xiàn)框架方面（如圖1），根據(jù)主體教學(xué)結(jié)構(gòu)理論和第三代教學(xué)活動理論，構(gòu)建了課堂結(jié)構(gòu)—活動評價矩陣（如下表），為人工智能智慧評價系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)，并依據(jù)評價矩陣，進(jìn)一步細(xì)化了評價細(xì)項，確保了評價的全面性和準(zhǔn)確性。

圖1 技術(shù)實現(xiàn)框架

表 課堂結(jié)構(gòu)-活動評價矩陣

2.具體實施過程

將學(xué)校以及下屬分校的課堂音頻或視頻數(shù)據(jù)對接到課堂教學(xué)監(jiān)督與評估分析系統(tǒng)（如圖2），通過多模態(tài)教學(xué)評價AI分析，將課堂的音頻或視頻進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)化和模型化處理。重點從課堂的思維激發(fā)、課堂的活動互動以及課堂的其他支撐項上多維度提供量化指標(biāo)和相關(guān)性分析，自動生成AI分析報告。同時，支持專家在網(wǎng)上點評，輔助專家解決課堂評價即時信息難以捕捉全面、隱性信息人工難以手工分析等問題；以其跨區(qū)域、跨時域的獨特優(yōu)勢，推動課堂教學(xué)監(jiān)督與評價實現(xiàn)高量常態(tài)化；依托互聯(lián)網(wǎng)，大幅提升評教效率，擴(kuò)大專家影響的輻射范圍，避免教育資源地區(qū)分配不均等問題，反促各地教師攜手成長。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)

使用系統(tǒng)對學(xué)校質(zhì)量監(jiān)督與評估中心的教研和評價工作進(jìn)行全面支撐，可滿足不同層級、不同角色工作人員對教研和評價工作的不同需要，包括：①為授課教師、專家、決策人員和系統(tǒng)管理人員提供服務(wù)和支持。②提供課堂采集模塊，將教師的授課音視頻及課堂信息收錄到系統(tǒng)中，并從音頻和視頻兩個信息源上對課堂進(jìn)行多維度的AI分析。③專家可對收錄的課堂按照既定的評估量表進(jìn)行專家評價，評教結(jié)果由AI分析和專家人工評價結(jié)合呈現(xiàn)。④管理人員可將制訂的評估量表導(dǎo)入到系統(tǒng)中，供專家評估時使用。同時，管理人員可將需要評價的課堂同專家相關(guān)聯(lián)，以確保專家評價可見的課堂范圍。⑤授課教師可在系統(tǒng)中對課堂進(jìn)行復(fù)盤，查看AI分析結(jié)果和專家評價反饋。⑥決策人員涵蓋教師個人、學(xué)校、地區(qū)、系統(tǒng)等，從課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)指數(shù)、教學(xué)效果、專家評價等多個維度，對教學(xué)質(zhì)量深入洞察，為教師發(fā)展和教學(xué)監(jiān)督評價工作提供數(shù)據(jù)支撐。

系統(tǒng)的運用與成效

1.大數(shù)據(jù)應(yīng)用

利用學(xué)校現(xiàn)有的直播錄播系統(tǒng)或教師自行通過手機采集的課堂音視頻，借助課堂教學(xué)監(jiān)督與評估分析系統(tǒng)，伴隨式對教師課堂或大單元教學(xué)行為進(jìn)行常態(tài)化分析，為教師提供詳細(xì)的分析報告，助力教師自主優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，讓教師發(fā)現(xiàn)自己教學(xué)能力的薄弱點以及改進(jìn)方向，探索學(xué)校智慧課堂教學(xué)模式。

借助數(shù)字化技術(shù)開展伴隨式、常態(tài)化的數(shù)字化課堂監(jiān)督與評價，以助力教師自主提升教學(xué)技能，促進(jìn)課堂教學(xué)評價改革，推動校本教研數(shù)字化轉(zhuǎn)型。學(xué)校采用本系統(tǒng)對教師教學(xué)行為進(jìn)行分析，綜合運用多個教育技術(shù)模型，聚焦教學(xué)策略，聚焦核心素養(yǎng)導(dǎo)向，采用目標(biāo)定位、課堂藝術(shù)、課堂調(diào)控、思維激發(fā)、評價反饋、整體發(fā)展、合作交流、學(xué)習(xí)體驗、目標(biāo)達(dá)成等九個課堂維度指標(biāo)，以及積極氛圍—課堂控制、教師主導(dǎo)講授—學(xué)生自主學(xué)習(xí)、教師主導(dǎo)講授—課堂控制、思維激發(fā)開放度—強化知識記憶傾向、教師推動有效學(xué)習(xí)程度—思維激發(fā)開放度、問答評—學(xué)生有效表達(dá)、課堂學(xué)生活動時間—學(xué)生交流與合作的有效度、教師思維激發(fā)特征—學(xué)生課堂思維特征等大單元維度指標(biāo)對，進(jìn)行課堂教學(xué)分析。其目的是為課堂畫像、為教師畫像、為學(xué)生畫像，及時發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題，在此基礎(chǔ)上輔佐教師進(jìn)行自我反思，有效提升課堂教學(xué)質(zhì)量與大單元教學(xué)規(guī)劃。

學(xué)校通過校本教研或區(qū)域網(wǎng)絡(luò)教研開展集備活動—教師進(jìn)行上課錄課、課例上傳—系統(tǒng)自動生成分析報告—專家網(wǎng)上點評，實現(xiàn)教師的自我反思、同伴互助、專家引領(lǐng)（機器+專家),實現(xiàn)跨區(qū)域/時域的高質(zhì)量常態(tài)化深度教學(xué)質(zhì)量監(jiān)督與評價，以推動校本教學(xué)質(zhì)量數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

2.成果成效

通過人工智能課堂分析系統(tǒng)實現(xiàn)了以下課堂教學(xué)變革：①營造積極課堂管理的氛圍；②鼓勵有效的課堂互動，讓學(xué)生在互動中思考，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；③鼓勵適度有效的課堂及時反饋；④推動課堂開放，讓學(xué)生多向度獨立思考；⑤把握教師主導(dǎo)與學(xué)生主體的平衡，課堂時間適度讓渡給學(xué)生；⑥提倡學(xué)習(xí)知行合一，激發(fā)學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為自己解釋世界、改造世界的能力。

未來規(guī)劃與總結(jié)

在實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量實時監(jiān)督與評價的智能化、科學(xué)化基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)體系，著眼于更精準(zhǔn)地定位改進(jìn)空間，筆者認(rèn)為課堂教學(xué)監(jiān)督與評估分析系統(tǒng)還需要在以下方面進(jìn)行改進(jìn)：①隨著數(shù)據(jù)量的增加，不斷優(yōu)化精準(zhǔn)度，可針對本校，以及不同類型課堂建立智慧課堂評價常模，提供更有針對性的課堂優(yōu)化方向。②在以操作類型、練習(xí)類型為主導(dǎo)的課堂中，可采集足夠的課堂活動信息，突破機器分析存在的局限性，使得人工智能分析的評價系統(tǒng)不受制約。③2025年，“數(shù)字學(xué)生應(yīng)用系統(tǒng)”預(yù)計可投入使用。可以將多種學(xué)習(xí)風(fēng)格的數(shù)字學(xué)生接入線上線下課堂，自動跟蹤教師授課內(nèi)容，以介入課堂問答和小組討論等方式，輔助教師組織教學(xué)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生互動思考，促進(jìn)有效學(xué)習(xí)的發(fā)生。

在大數(shù)據(jù)時代，課堂教學(xué)真實數(shù)據(jù)的收集、整理、分析、診斷、反饋日趨成熟，教師只有掌握和提升數(shù)據(jù)應(yīng)用分析能力，才能借由技術(shù)提升教育教學(xué)質(zhì)量。但技術(shù)的進(jìn)步不能取代教師的思考，只有當(dāng)教師立足學(xué)科知識邏輯并基于課堂質(zhì)性評價時，基于人工智能技術(shù)設(shè)計的課堂評價指標(biāo)才會煥發(fā)出生命力，才能為教師開展教學(xué)評價提供精準(zhǔn)反饋。當(dāng)質(zhì)性評價與人工智能技術(shù)深度融合后，教師可以更快地實現(xiàn)專業(yè)成長。

本文作者：

趙宇丹

廣州開放大學(xué)

文章刊登于《中國信息技術(shù)教育》2025年第3期

原標(biāo)題：以人工智能數(shù)字化技術(shù)推動教學(xué)監(jiān)督與評估——廣州開放大學(xué)實踐案例

引用請注明參考文獻(xiàn)：

趙宇丹.以人工智能數(shù)字化技術(shù)推動教學(xué)監(jiān)督與評估——廣州開放大學(xué)實踐案例[J].中國信息技術(shù)教育，2025（03）：81-84.

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