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智慧教育,全球動態

教學行為數據分析引領教師專業成長:以智慧課堂團隊競賽為例

教學行為數據分析引領教師專業成長:以智慧課堂團隊競賽為例

科學化改善教育的強大力量

壹、 AI+大數據分析,解密教學行為


隨著信息技術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,是指透過新型的信息技術方法快速擷取、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。舉凡天文學、大氣學、醫療、社群網路、醫療紀錄、警政治安、交通路況、電子商務等,都能借用數據的分析來提高效能或開發商機。而現在教育界也搭上了這一個大數據的潮流,將能從教學中產生的大數據來促進教師專業成長。不妨想像:若課堂中的師、生間的互動情況能數據化分析,將能更科學化地探究「以生為本的課堂教學」;若對教師的教學方法數據化,就能幫助教師找出最有效的教學模式;若統計課堂中師生之間的提問互動與類型,就能提升課堂互動品質。現在,這些想像都已經成真了。通過信息技術,學校中時時刻刻都在積累教學大數據,從中採收的教學行為數據將能有效促進教師專業成長。教師可以通過「蘇格拉底(Sokrates)分析系統」所自動採集、分析的教學行為數據報告,作為自我提升的科學化依據。

貳、 蘇格拉底分析系統六大數據工具解密課堂教學行為


「蘇格拉底(Sokrates)分析系統」基於教學行為數據分析之AI人工智慧,即時提供自動生成的課堂教學行為數據,自動生成教師課堂行為數據分析診斷報告,就能協助專家學者與聽課教師,進行更科學化的、有效的進行議課、教研活動。根據教師課堂教學策略與教學行為,「蘇格拉底(Sokrates)分析系統」可以自動收集相關教學行為並進行數據分析。這些即時數據如下:
  • 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色。
  • 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、或修正科技智慧引擎的不足。
  • 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、或修正科技智慧引擎的不足。

 參、 智慧課堂團隊競賽

團隊競賽則是比教學競賽更上一級的競賽方式。團隊有領隊和導師,以團隊成員全員積分表現為最後勝出的關鍵,分學科、分學程的賽場組別,每隊派出最佳人選爭取每個賽場的最佳積分。團隊競賽最知名的就是2016年在浙江省舉辦的「2016第一屆兩岸智慧好課堂邀請賽」(圖一),計有台北、香港、寧波、紹興、成都和濟南組成的六大戰隊,是相當經典的教師專業成長成功模型;此外也有中東的約旦‧安曼,伊斯蘭教育學院(Islamic Education College)舉辦「Smarter Lecture Invitational - TMSC Carnival(智慧課堂團隊競賽)」、在成都舉辦的2016第一屆醍摩豆智慧課堂團隊競賽…….等。
圖一 2016第一屆兩岸智慧好課堂邀請賽
圖二 2016第一屆兩岸智慧好課堂邀請賽(紹興市華捨中學)
「智慧課堂團隊競賽」的教師專業成長模式,包含五個發展階段(圖三): 
一、團隊合作:由「領隊」組織3-5位跨學科智慧教師團隊,聘請「導師」指導智慧教師團隊,以合作學習方式,提煉智慧模式,研討智慧課堂。 
二、團隊訓練:進行系統性的教師團隊專業成長訓練,包括智慧教育支持系統科技增能、智慧教育理論、生本理念、合作學習、說課、聽課、議課、磨課、TPC教學設計、提問與數據決策分析等等。 
三、團隊競賽:競賽也是智慧課堂嘉年華,藉此交流、分享團隊訓練成果,也藉由專家評委即時點評與指導,精進團隊教學專業。 
四、團隊反思:競賽不是為了分出高下,是為了加速教師專業成長。反思評課報告、檢視課堂教學行為數據分析報告、學習行為數據分析報告,提煉更成熟的智慧模式與智慧課堂。 
五、團隊成長:教師專業發展目的是為了成就每一個孩子。參賽團隊也是種子團隊,可以進一步把學習成果複製、擴散到全校、乃至整個學區。
應用這五個發展階段與循環,不但能加速教師專業成長,也發展出教師團隊的專業成長合作文化,成為打造智慧學校、智慧學區的關鍵力量。
圖三 智慧課堂團隊競賽的RICS模型

 肆、 智慧課堂團隊競賽案例:桃園戰隊(2017第二屆兩岸智慧好課堂邀請賽)


2017第二屆兩岸智慧好課堂邀請賽在浙江省杭州市盛大舉辦,邀請的城市戰隊數量成長到15隊之多。其中桃園戰隊是非常典型的案例,通過桃園市政府的智慧城市發展藍圖引領、桃園市教育局「數位學堂」計劃支持、以智慧課堂團隊競賽為抓手,在短時間內以系統性、科學化的教師專業成長計劃,極有效率地帶起桃園市各區各校地智慧教師團隊,奠定了桃園市發展智慧教育的基石。以下從團隊合作、團隊訓練、團隊競賽、團隊反思、團隊成長五個面向來解析桃園戰隊快速成長的關鍵。
一、團隊合作:
面對2017第二屆兩岸智慧好課堂邀請賽,桃園市教育局指派主管資訊融入教學(教育信息化)的部門──資訊及國際教育科的巫珍妮科長擔任「領隊」,並聘請台北教育大學許育健教授擔任「導師」,共同帶領桃園戰隊迎接邀請賽的挑戰。桃園市於2016年啟動「智慧學校 數位學堂」的計劃,每一個區至少建置兩所班班都是智慧教室的智慧學校,所以桃園市教育局也以競賽為契機,組織了各校的種子教師一同進行密集的教師專業成長課程,引領桃園市往「智慧城市」的目標再邁進一步。因此桃園戰隊,有來自大有國中、龍潭國中、光明國中、桃園國中、桃園國小、文華國小等校超過30名成員,從2016年10月開始執行長達六個月的培訓計劃,將這群教師從零開始,培養為智慧教育理念與實力兼備的智慧教師。
圖四 桃園戰隊合影(許育健教授: 第一排左起第5位、巫珍妮科長:第一排左起第6位)

二、團隊訓練:
桃園戰隊的培訓計劃分為兩期:前三個月主要進行智慧課堂觀摩、智慧教育理念講座,以及智慧教室科技增能培訓、教學應用增能培訓,充分學習教學方法(Pedagogy)與科技應用(Technology),結合學科內容(Content),設計三者深度融合的TPC教學設計(教案)(圖五)。
圖五 TPC教學設計(教案)

後三個月則基於TPC教案密集進行各種「磨課」,包括校內學科社群磨課、跨校磨課、全市公開公開發表等活動,通過相互研討交流、導師指導,運用「醍摩豆智慧教室七大應用心法」以及「TBL關鍵機制」不斷打磨,最終提煉出具有生本特徵的智慧課堂。
圖六 智慧課堂之教師專業成長工具與策略關係圖

值得一提的是,在第一期進行智慧課堂觀摩與研討時,桃園戰隊除了邀請各地的智慧教師進行公開課觀摩之外,也取得北市大附小研發處主任──王瑀老師的教學行為數據分析報告(圖八),進行研討。王瑀老師是台灣少數使用智慧教室系統超過十年的智慧教師,智慧課堂相關課題研究多次獲獎、也時常受邀至兩岸各地進行智慧課堂相關講座、培訓。教學行為數據分析報告中的圖表,包含工具使用的頻次統計、使用時間統計、師生主導趨勢分析、小組有效互動分析、方法應用分析,能提供科學化的角度探究智慧課堂的客觀結構。
圖七 王瑀老師的語文課

這堂語文課的教學目標是教導學生如何從文本中推測文中人物的想法。王老師在這一堂課的教學過程中,先後進行了兩次二次作答、一次團隊合作學習,一共三個結構完整的教學片段。在這三個教學片段之間,穿插師生問答、老師講解、小組討論、意見發表等活動,串聯成一堂完整的語文課。
圖八 自主模式分析結果

「工具使用頻次」指出白板劃記頻次最高,與一般教學狀況類似,使用頻次第二高的是記分板,表示老師常透過加分的方式來鼓勵學生的正向行為。而在使用時間占比最高的是雙分割比較,代表這堂課花了很多時間在討論和比較學生的作品。另一方面,「主導趨勢分析」顯示出這堂課偏向是以老師主導,但中間有一段滿長的時間開放給學生主導,反應出學生進行小組活動的事實。「方法應用分析」則顯示了這堂課是一堂全班互動較高的課堂。通過「蘇格拉底(Sokrates)分析系統」,得以將王瑀老師在課堂上的教學行為完整記錄下來,進行分析,產生圖表,讓桃園戰隊的成員對理想的智慧課堂有更高層次的理解,成為自我精進的基礎。

三、團隊競賽:
兩岸智慧好課堂邀請賽是採取團隊競賽形式,由領隊與導師的專業指導下,先進行賽前備課研討,比賽當日團隊成員依照學科與學程個別出戰,最後以全員積分加總為最後勝出的關鍵。這是比單純的教學設計競賽更上一級的競賽方式。這種競賽模式,各隊在組隊的過程,就已經為了代表隊的陣容而進行不少研討(或者海選),最後確認的團隊成員,則在領隊與導師的帶領下,進行專業研討,以求達到最佳表現,這不僅是教師個人專業成長的精進,也體現團體合作的默契與專業成長形式,更甚者,這場邀請賽在某程度也反映了當地智慧課堂整體的教育水平。
圖九 2016第一屆兩岸智慧好課堂邀請賽比賽現場
圖十 2016第一屆兩岸智慧好課堂邀請賽台北戰隊
兩岸智慧好課堂在可傳播、可複製的規模之下,藉由各地智慧教育聯盟的推動,全球智慧教育運動的風潮影響,也能樹立一個新的成長標竿。2017第二屆兩岸智慧好課堂邀請賽在杭州擴大舉辦,邀請的城市數量達到15支戰隊,其中使用醍摩豆(TEAM Model)智慧教育支持系統的戰隊有8支(前往醍摩豆戰隊官網瞭解更多),也投入使用「蘇格拉底(Sokrates)分析系統」,詳細記錄所有頂尖智慧教師的教學行為數據,累積智慧教育大數據、加速教師專業成長。

四、團隊反思:
教師團隊競賽中的智慧課堂,是經過數十次打磨之後的精心設計,課堂中的教學行為數據分析就是教師專業成長的珍貴材料。
以小學數學科許大偉老師的教學行為分析報告為例(圖十一),可以發現從「科技運用次數圖」呈現了許老師在科技方面採用了至少10種互動技術,相當多樣。從「科技-時間分佈圖」可以看出許老師佈置了5次的全班互動問答,問答後也運用統計圖並停留一小段時間來挑人或討論,表示許老師用心處理了每個提問;其中有兩個是策略性的二次作答,顯示許老師做了數據決策,看見思考。課程的後半段藉由頁面推送、接收與作品比較進行了一個團隊合作學習任務,後面以討論、搶權等方式請學生發表展開這個關鍵概念,而且以計時器控制每人發言時間。比較有趣的是計分板的運用在電子白板上停留了很長的時間,老師可能將計分板放一個角落做團體計分,以便快速加分。

整體看來:

 
圖十一 許大偉老師的教學行為數據分析報告
  • 前半部以佈置提問來展開課堂的基礎,有相應的互動與數字決策處理。
  • 巧用計分板貫穿課堂,作為團體增強工具。
  • 工具的運用性全面且適當,展現出科技的熟悉度頗高。
  • 後半段較大的小組任務佈置,留有充分的時間展開與追問。
  • 是一個節奏清楚、策略明確的的課堂。

在團隊訓練的階段中,老師們也清楚感受到藉由團隊合作達成學習目標的強大效益,不僅透過共同組成的教研小組不斷的互動討論,並發出許多火花。有老師提到:「過去台灣老師習慣單獨備課,所以在教學過程中所產生的盲點一直都被忽略。藉由這次比賽期間共同備課的過程中,不管是對於課件的盲點、教學的盲點、學生反應的盲點都能在準備期間有所發覺,所以在正式教課時能達到行雲流水的境界,這是以前難以達到的目標。」對於整個教研小組來說,教師之間的交流互動不單單只是為了比賽,藉由這次的經驗讓小組成員之間產生很強的情感連結,對老師們來說是很難得的經驗。
在團隊競賽的階段也讓他們接觸到來自各地有著不同文化與教學風格的教師們。老師說:「大賽本身其實是一個很大的教學分享交流平台,在比賽中你可以看到各式各樣的老師與教法,在交流的過程中有些認為是自己缺點的部分,在其他老師看來反倒是獨有的特質,給了我很大的信心。」代表城市戰隊出賽,就能登上更大的專業平台,觀摩兩岸老師跨領域的教學設計、汲取不同面向的教學元素,增加思考碰撞。透過智慧課堂團隊競賽,讓第一線的老師們有機會交流反思,提煉更好的教學心法,聚焦自我專業的需求。(點擊連結或掃QR Code觀看第一屆台北戰隊團隊成長心得分享)
智慧課堂團隊競賽 促進教師專業成長 (第一屆台北戰隊團隊成長心得分享)

五、團隊成長:
桃園戰隊是桃園市推動智慧教育的一支精兵,也是智慧教育擴散的中心。首先,在桃園戰隊成員積極備戰的過程中,背後其實有學校行政團隊與教學研究團隊的支持,大家都被競賽點燃了熱情,過程中不僅戰隊成員得到了成長、共同教研的老師也因為彼此交流加深了對智慧課堂的認識、也作為促進全校教師常態化應用智慧教室的動力。以桃園市大有國中為例,從2016年完成智慧教室全校覆蓋一直到2017第二屆兩岸智慧好課堂邀請賽,短短不到一年的時間之內,全校教師已經改變教學方式,常態使用智慧教室,期間桃園戰隊培訓是推波助瀾的關鍵,大有國中有三位種子教師全程參與桃園戰隊培訓,最終選出楊雅婷老師作為桃園戰隊正式成員。
圖十二 桃園戰隊導師許育健教授,在楊雅婷老師磨課時給予指導

桃園戰隊也將豐碩的成果向全市擴散。在出發參加2017第二屆兩岸智慧好課堂邀請賽前,4月1日在大有國中舉辦「智慧教室 數位學堂成果發表活動」,展示戰隊成員經過密集培訓的成果。全體戰隊成員對來自全市的一百多位校長、主任進行公開課與議課活動,與會師長也藉此機會汲取桃園戰隊發展智慧課堂的經驗,加速教師專業發展;桃園市教育局林威志副局長也勉勵桃園戰隊作為智慧課堂先鋒,幫助桃園市未來能全面達到智慧學校,以及智慧學區的願景。最後,由桃園市教育局高安邦局長授桃園市市旗給桃園戰隊,由領隊巫珍妮科長接旗,局長並預祝桃園戰隊旗開得勝,奪得佳績。桃園戰隊的成長模型是教師專業成長的典範,也是桃園市發展智慧教育,乃至於智慧城市的堅實基礎。
圖十三 桃園市教育局高安邦局長授桃園市市旗給桃園戰隊

 伍、 結語


智慧課堂團隊競賽是極為成功的教師專業成長模型,除了2016第一屆兩岸智慧好課堂邀請賽(浙江省)、2016第一屆醍摩豆智慧課堂團隊競賽(四川省)、Smarter Lecture Invitational - TMSC Carnival智慧課堂團隊競賽(約旦安曼),後續在也有校內的、跨校的、區域型的……各種規模的智慧課堂團隊競賽在全球各地展開,顯示智慧課堂團隊競賽的價值具有跨地域、跨文化的特性,因此這個模型很快就能在各地複製應用。教學行為數據分析是深度結合AI人工智慧與教育理論的劃時代技術,能即時採收課堂中的教學行為數據、自動生成教學行為數據分析診斷報告,進而加速推進教師專業成長。科學化的數據分析報告不僅能提供教師個人自我精進的依據,也為教研單位與開闢了一條教學行為研究的全新途徑。教師專業成長是智慧教育發展的關鍵,透過高效的智慧課堂團隊競賽模型與劃時代的教學行為數據分析技術,就能加速教師專業成長,成就更多的智慧教師、智慧學校、智慧學區。

 陸、參考文獻

網奕資訊科技集團(2017)醍摩豆(TEAM Model)智慧課堂教學行為數據分析 
張奕華、吳權威(2017)智慧教育之教師專業發展理念與案例 第六章智慧教師之專業成長競賽模式 
網奕電子報(2017)【教師專業成長的催化劑-兩岸智慧好課堂邀請賽】。網奕電子報HB20170328C 
網奕電子報(2016)【2016第一屆兩岸智慧好課堂邀請賽,立下教師專業成長創新模式】。網奕電子報HB20160710C

 



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