數據驅動下的世界的教育趨勢

隨著資訊科技與網路科技的爆炸性發展，數據的累積與解析越來越受重視，而大數據(big data)更是成為讓人琅琅上口的新名詞。大數據（big data），又稱巨量資料，是指透過新型的資訊科技方法快速擷取、處理和分析大量資料，成為可解讀有用的資訊，以供理解現象、預測趨勢和決策之參考。現在舉凡天文學、大氣學、醫療、社群網路、警政治安、交通路況、電子商務等，都有在藉由數據的分析來提高作業效能或開發商機。而現在教育界也搭上了這一個大數據的潮流，將從教學中產生的大數據來促進教師專業成長。若課堂中的師、生間的互動情況能數據化分析，對於教師發展以學生為中心的課堂教學是否會有幫助？若教學中教師所使用的教學方法能統計且數據化，對於教師找出最能提升教學成效是否有幫助？若課堂中教師與學生之間的提問與回應都能有效記錄，對於改善師生間的互動是否有幫助？這些問題是有解答的！為了從教學大數據中提取重要的訊息以促進教育的發展，教師可以透過「醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳」採集課堂中的教學訊息並進行數據分析，幫助教師提升其專業能力。

   醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳的環境設計哲學

教研，即教學研究，是在現代教育理念的實踐發展背景下，以教育理論為依據，用科學方法對學科教學的實施和理論進行研討活動，以此來總結教學經驗，發現教學問題，研究教學方法，而AI智慧教研中心則是專為教師專業發展的教研需求而建置設計。
「醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳」，是在微觀教室或公開授課的醍摩豆TBL智慧教室裡，建置醍摩豆課堂教學行為數據分析系統，即蘇格拉底分析系統，使「議課廳」變成運用科技智慧、能自動分析教學行為的「智慧型議課廳」。醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳是一個提供議課專家與教學現場的老師們一個精進教學的場所，它是一個大講堂形式的課堂，或是一個中間隔著單向鏡的大教室。在醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳中老師使用HiTeach 互動教學系統進行教學，教學實況透過ezStation智慧型錄製系統錄製並同時呈現在專家評委前方的大屏幕上（大講堂模式，如圖一），或是專家評委們直接透過單向鏡觀察（大教室模式，如圖二）。在專家評委面前還有教學與學習行為儀表板，即時呈現課堂數據變化。每位專家都配有一台裝有蘇格拉底APP的平板電腦，專家們可對自己所觀察到的現象即時輸入，交由「醍摩豆數據分析系統」進行分析。

圖一 醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳-大講堂模式

圖二 醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳-大教室模式

例如，位在四川成都高新區的成都師範銀都紫藤小學，在全校導入了醍摩豆智慧教室後，為了培養專業智慧教師，持續促進教師專業成長，因此建立了全球第一間醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳 ─「紫藤雲」，做為教師提升專業實力的練功房！「紫藤雲」是大教室模式的醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳，教師在有著完整TBL智慧教室的環境中進行課堂教學(如圖三上)，教師將學生進行異質分組，在課堂中藉由HiTA、IRS與平板與學生進行多元的互動。教室四周的座椅可提供給前來觀課的教師或是來賓近距離的觀察教師與學生在課堂中交流的情形。專家們在老師上課時會在教室後方的觀課室中觀看(如圖三下)，除了透過單向鏡直接觀看教師的教學外，觀課室中的屏幕上將會即時的出現課堂中教師相關的教學行為數據，而專家評委們也會透過蘇格拉底APP輸入自己在課堂中觀察到的教學行為(如圖四)。當公開課結束，授課教師與觀課的教師、來賓與專家們在進行議課與教研活動時，除了可以藉由ezStation智慧型錄製系統回顧剛剛上課的教學內容外，透過醍摩豆數據分析系統所產出的「教學行為數據分析報告」可以做為討論時的參考依據，協助教師提煉與精進自己的教學。

圖三 成都師範銀都紫藤小學的紫藤雲

圖四 教學專家評分

醍摩豆(TEAM Model) TBL智慧教室高度整合HiTeach互動教學系統、IRS即時反饋系統、HiLearning電子書包學習系統、IES雲端補救學習平台、HiTA智慧助教及AClass ONE智慧學伴，讓教師能在課堂中隨時啟動TBL團隊合作學習模式與策略。教師能在課前透過IES完整掌握每一個學生的自學情況，從而調整自己的教學策略；在課堂中方便而有效率地收集、彙整、分類學生討論的成果、即時掌握各個團隊的學習成效，發揮團隊合作學習的優勢並強化團隊合作學習的成效；課後學生可以透過智慧學伴進行課堂複習，並透過診斷報告了解自己的學習難點，進行補救學習。在TBL智慧教室中(如圖五)，學生座位分為多個小組，每一個小組配備一台平板電腦，作為學生收集、產出與回饋的工具；每一個學生則持有一個IRS即時反饋系統，能對課堂中的問題、調查、互評等活動提供個人化的回饋。教師則是使用HiTeach 互動教學系統，在電子白板或觸控螢幕上呈現課堂教材、彙整學生的討論結果、檢視各組學生的學習成效，並可使用智慧手機上的HiTA智慧助教進行智慧巡堂，隨時拍攝熱烈討論的狀態、團隊實作的成果或個別學生特別的思考與作品，並可立即向全班展示與分享，讓教學素材更加豐富。
 

圖五 TBL智慧教室

   蘇格拉底分析系統六大數據工具解密課堂教學行為

醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳運用教學行為數據分析之AI，透過「蘇格拉底分析面板」，即時提供「自動」和「半自動」生成的課堂教學行為數據，協助議課專家與聽課老師們，更科學的、有效的進行議課、教研活動。在醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳中，課堂中的教學行為會透過HiTeach互動教學系統自動記錄，並自動上傳至IES雲端補救學習平台，接著教學行為大數據雲服務就會自動生成「教學行為數據分析報告」，協助議課專家與聽課老師們，更科學的、有效的進行議課、教研。

圖六 課堂教學行為數據「採收」服務架構

根據教師課堂教學策略與教學行為，醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳可以自動收集相關教學行為並進行數據分析。這些數據如下：

• 主動趨勢數據：顯示這堂課的師生互動情況，是由教師主導或以學生主導為主。
• 有效互動數據：顯示這堂課的有效互動頻率，計算師生、 生生間互動行為數據後，產生有效互動點數，包含全班與各小組互動點數。
• 工具使用數據：顯示這堂課的智慧教室工具使用情況，呈現工具使用頻次統計、時間比率，以及各項工具使用時，所引發的互動強度。
• 方法應用數據：顯示這堂課的方法應用趨向，系統根據教學片段，分析教學行為數據後，呈現課堂中教學方法應用的特徵。
• 提問標記數據：顯示這堂課中，議課專家使用蘇格拉底APP認可的有效提問標記，以補充、或修正AI的不足。
• 回應標記數據：顯示這堂課中，議課專家使用蘇格拉底APP認可的有效回應標記，以補充、或修正AI的不足。

   案例分析-成都師範銀都紫藤小學馬宏韜老師

以成都師範銀都紫藤小學的馬宏韜老師所教授的數學課「小猴子掛香蕉」為例，蘇格拉底系統分析了馬老師的教學行為，產出了一份課堂行為數據分析診斷報告。

1.主導趨勢數據分析：

本堂課為小二數學，馬老師將教學主題融入活潑生動的故事中，透過故事的進行，一步一步帶出學習內容。
課堂一開始，先進行一連串師生問答引發學生動機，接著進行小組合作學習，讓孩子們思考與討論，主動與學習內容產生連結，讓學生在動手解決問題的過程中觀察數學的規律、發掘新的問題，並上台分享合作學習的成果。觀看圖七，橫軸是以老師為主的課堂教學時間，縱軸是以學生為主的課堂教學時間，分析圖中的水平的線即代表教師在這堂課中的主導時間，垂直的線則是代表在課堂中學生主導的時間，可以看出這堂課中有很長一段時間都是以學生為主，馬老師只是在旁提示、引導。接著馬老師在講課的過程中持續透過與學生問答以及請學生上台發表想法的方式來觀察學生對學習內容的掌握狀況，並即時給予正向的情意支持。

圖七 主導趨勢數據分析圖

2.有效互動數據分析：

有效互動數據主要總結出堂課中運用科技工具時的互動性，這堂課的科技有效互動點數為1200。例如運用IRS提問並根據數據做決策時，所有的學生都必須投入思考與回答，就累計了79個互動點數。

圖八 有效互動數據分析圖

3.工具行為數據分析：

藉由圖九的工具行為數據分析圖，我們可以看到馬老師在課堂中總共運用了7次記分板來給予學生正面鼓勵，激發學生的學習動機與促進學生團隊合作。課堂中平均使用了各項科技工具，雖然數據分析結果顯示馬老師在科技運用的比例較低，但每項工具的時機都用得適時適量，且白板畫記的時間較少，顯示這堂課老師講述部分較少，以學生為主的課堂活動較多。

圖九 工具行為數據分析圖

4.方法應用數據分析：

從圖十中，可以看出老師課堂中所使用的教學方法的比例，顯示在課堂中老師與所有學生有多樣化的互動。運用講課方法較多，課堂中可以觀察到老師解說內容與回應學生的提問較為詳盡，處理團隊動力時，也會有較多的指導語，另外在小組學習和全班互動部分也很明顯，個人學習部分，主要落在討論或答題前的自學思考段落中。

圖十 方法應用數據分析圖

5.提問標記數據分析：

透過專家使用App所記錄的課堂提問，分別有事實性提問、因果性提問、關鍵性提問與延伸性提問四種。馬老師事實性提問有4個，因果性提問有3個，關鍵性與延伸性提問分別為5跟2個，顯示出老師能依照課程內容進行有效且針對性的提問，這在低年級的課堂來說，相當不錯。

圖十一 提問標記數據分析圖

6.回應標記數據分析：

透過專家使用App記錄的課堂回應，分別有積極追問、詳加點評、簡單回應與打斷忽略四種。可以發現馬老師在課堂中不會打斷忽略學生，重要問題也會再追問與詳加點評。每個學生的回答，教師都有回應。較簡單的回答，也會給予簡單回應來鼓勵學生。

圖十二 回應標記數據分析圖

    醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳的未來實踐

發展智慧教育的重要基礎為智慧課堂，而要讓智慧教育有效發揮的關鍵就是智慧教師的培養，所以為了讓教師成長為一位智慧教師，就需要醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳這個重要的練功房。在醍摩豆醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳中採收的大量教與學大數據，透過客觀的數據分析，加上教學專家的專業知識，就能即時對教師的教學模式、教學方法等面向進行指導建議，讓以往教研時對教師評價的主觀因素影響減少，其即時性更是大幅提高對教師專業指導的效率。教師可透過每堂課後所產出的教學行為數據分析報告(如圖十三)比對自己的教學設計，即能精進自己的教學內容，確認自己的教學可達到教學目標，這就是教師自主專業成長的自主模式。透過醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳，教師團隊與專家團隊共同議課、共同分享、共同成長，此為教師專業成長的議課模式，讓學校教師團隊以團隊合作的形式一同向上成長。而在教育行政單位，如教育局的整合下，將能促進智慧學區專業成長，做到整合數據、分析研討、理解差異、目標性專業協助，教師專業成長的學區模式能完美整合學區內的教育資源，使學區教師專業成長。醍摩豆AI智慧教研中心/議課廳完美結合了智慧課堂這個「診斷室」與專家們的「會診室」，依照教師教學行為而產生的大數據的評價、診斷，讓教育專家科學化的有效幫助教師提升專業知能，這更是未來提高教師專業的新方向。

圖十三 馬宏韜老師《有多少個字》課後所產出的教學行為數據分析報告