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,轉化為可解讀的有用資訊,以供理解現象、預測趨勢和決策之參考。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,皆藉由數據分析來提升作業效能或開發商機。
現在,教育界也搭上了這股大數據的潮流,從教學中提取數據來促進教師的專業成長。如果課堂中師生間的互動情況、教師所使用的教學方法、以及提問與回應的過程都能被數據化且有效記錄,這將對發展以學生為中心的課堂教學帶來極大的助益。為了從教學大數據中提取重要的訊息,教師團隊可以透過「AI 智慧教研中心 / 議課廳」這樣的空間來採集教學訊息並進行數據分析,精準幫助教師提升專業能力。
教研(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進行研討活動,以此來總結教學經驗、發現教學問題並研究教學方法。而「AI 智慧教研中心」正是專為教師專業發展的教研需求而建置設計。
「AI 智慧教研中心 / 議課廳」,是在微格教室或公開授課的 HiTeach 智慧教室裡,建置課堂教學行為特徵數據的採收與分析系統。透過蘇格拉底 AI 人工智能的輔助分析,使「議課廳」升級為能自動分析教學行為的「智慧型議課廳」。這是一個提供觀課、議課專家與教學現場老師們精進教學的場所,它可能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。
在空間中,老師使用 HiTeach 智慧教學系統進行教學,教學實況透過 AI 智能終端系統錄製,並同時呈現在專家評委前方的大螢幕上(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)。在專家評委面前配有教學與學習行為儀表板,即時呈現課堂數據變化。每位專家皆配有裝載「蘇格拉底觀課記錄 APP」的平板電腦或手機,專家們可將觀察到的現象即時輸入,交由系統進行彙整、統計與分析。


例如,位於四川成都高新區的成都師範銀都紫藤小學,在全校導入 HiTeach 智慧教室後,為了培養專業智慧教師,建立了全球第一間醍摩豆 AI 智慧教研中心 / 議課廳 ─ 「紫藤雲」,做為提升專業實力的練功房!
「紫藤雲」是大教室模式,教師在有著完整 HiTeach TBL/PBL 智慧教室的環境中教學(如圖三上)。教師將學生進行異質分組,藉由手機 HiTA、IRS 反饋器、平板等工具與學生進行多元互動。教室四周的座椅提供給前來觀課的教師或來賓近距離觀察。
專家們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察外,觀課室的螢幕上會即時出現教學行為數據,專家或評委們也會透過 APP 輸入觀察紀錄(如圖四)。當公開課結束,授課教師與來賓在進行議課時,除了可藉由 AI 智能終端回顧教學影像外,透過 AI 蘇格拉底(Sokrates)系統產出的「教學行為數據分析報告」更能做為討論時的科學依據,協助教師提煉與精進教學。


醍摩豆(TEAM Model)智慧教育支持系統架構下的 HiTeach TBL/PBL 智慧教室,高度整合 HiTeach、IRS 即時反饋、HiGroup 小組合作學習、IES 雲端平台、HiTA 醍摩豆教師 APP 及 AClass ONE 智慧學伴,讓教師能隨時啟動 TBL 團隊合作學習模式。
教師能在課前透過 IES 掌握學生的自學情況以調整策略;在課堂中有效率地收集、彙整學生討論成果,掌握團隊學習成效;課後學生可透過智慧學伴進行複習,並透過診斷報告進行補救學習。在 HiTeach TBL/PBL 智慧教室中(如圖五),學生座位分為多個小組,每組配備平板電腦作為產出與回饋工具,每位學生則持有 IRS 反饋器。教師透過電子白板或觸控螢幕呈現教材,並可使用手機上的 HiTA APP 進行智慧巡堂,隨時拍攝熱烈討論的狀態或學生作品向全班分享,讓教學素材更加豐富。

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、有效地進行議課與教研活動。課堂中的教學行為會透過 HiTeach 自動記錄並上傳至 IES 雲平台,接著大數據雲服務就會自動生成「教學行為數據分析報告」。

根據教師課堂教學策略與教學行為,AI 智慧教研中心可自動收集並分析以下六大數據:
以成都師範銀都紫藤小學的馬宏韜老師所教授的數學課《有多少個字》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。
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。課堂一開始先進行師生問答引發動機,接著進行小組合作學習,讓學生在解決問題的過程中觀察數學規律並上台分享。觀看圖七,橫軸是教師主導時間,縱軸是學生主導時間。水平線代表教師主導,垂直線代表學生主導。可以看出這堂課有很長一段時間是以學生為主,馬老師在旁提示引導,並即時給予正向的情意支持。

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。

藉由圖九,我們可以看到馬老師在課堂中總共運用了 7 次記分板來給予正面鼓勵。課堂中平均使用了各項科技工具,每項工具都用得適時適量,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。

從圖十中,可以看出老師與所有學生有多樣化的互動。運用講課方法較多,處理團隊動力時有較多的指導語;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。

透過專家記錄的課堂提問,分別有事實性、因果性、關鍵性與延伸性提問四種。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,顯示出老師能依照內容進行有效且針對性的提問,在低年級課堂來說相當不錯。

透過專家記錄的課堂回應,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,重要問題會再追問與點評,每個學生的回答皆有相應的鼓勵。

發展智慧教育的重要基礎為智慧課堂,而有效發揮的關鍵就是智慧教師的培養。為了讓教師成長為能適應現代化科技輔助的智慧教師,就需要 AI 智慧教研中心這個重要的練功房。採集到的大量教與學數據,透過客觀分析加上專家的專業知識,能即時對教師進行指導,減少主觀評價的影響,大幅提高專業指導效率。
授課教師可透過每堂課後產出的數據分析報告(如圖十三)比對自己的教學設計,精進教學內容,此為教師的「自主模式」。教師團隊與專家團隊共同議課、分享,此為「議課模式」。而在教育行政單位整合下,促進學區專業成長,做到理解差異、目標性協助,此為「學區模式」。
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」,依照大數據的評價與診斷,讓教育專家科學化地幫助教師提升專業知能,這是未來提高教師專業的全新方向。
