基于计算教育学的人工智能课堂分析框架和技术实现.pdf

第

30

卷

第

5

期开放教育研究Vol.

30,

No.

5

2024

年

10

月Open

Education

ResearchOct.

2024

基于计算教育学的人工智能课堂分析

框架和技术实现

张治

程抒一

王天蓉123

（1.

上海市宝山区教育局

上海市未来学习研究与发展中心,

上海

201999；2.

上海理工大学

光电信息与计算机工程学院

上海200093；3.

上海市宝山区教育事务服务中心

上海市未来学习研究与发展中心,

上海

201999）

[摘要]人工智能技术为基于计算的教育教学研究提供了全新场景，驱动课堂教学分析进入计算时代。

本研究基于“素养导向，学为中心”的课堂价值观，形成了“主动学、深度学、互动学、高效学、多样学”五维

观测视角和高质量课堂分析框架模型，建立了计算教育学视域下的人工智能课堂分析技术框架，开发了包含

采集层、数据层、计算层、分析层、支架层、资源层和循证层的七大功能模块，共154项学习分析指标的人工智

能课堂分析系统。在此基础上，本研究以上海市宝山区161所学校10109节课为样本开展课堂分析，构建了

————

“微观中观宏观”三层次课堂改进和“诊断反思研究”三梯度赋能教师发展的实践路径，并形成了

“理论驱动”“数据驱动”“问题驱动”三类应用模式。

[关键词]计算教育学；课堂分析；人工智能循证实践；教学评价

[中图分类号]G434

[文献标识码]A[文章编号]1007−2179（2024）05−0087−14

人工智能与大数据为基于计算的教育教学研与解决的关键挑战。因此，本研究基于计算教育学

究提供了全新场景，驱动课堂教学分析进入计算时视角，重塑课堂分析的价值导向和计算的底层逻辑，

代。然而，目前智能技术支持的课堂分析，仍面临建立人工智能课堂分析技术框架，并基于区域真实

以下困难：一是惯性地关注教的行为，尚未形成课堂的全过程数据，探索人工智能课堂分析的应用

“以学习为中心”的分析逻辑和框架；二是难以实路径与模式，以期为丰富计算教育学的实践应用场

现常态化的数据采集与分析；三是停留在浅层行为

景、创新人工智能课堂分析范式提供借鉴。

分析，缺乏深度认知和思维分析，未能让学生思维

一、研究现状与范式突破

发展和素养提升实现可计算。由于课堂是由复杂

变量构成的教育场景，“课堂的价值导向”“计算（一）研究现状

的底层逻辑”“技术的架构搭建”和“研究的范自1970年弗兰德斯互动分析系统（

Flanders

式突破”等问题，仍是人工智能课堂分析亟需面对Interaction

Analysis

System）形成以来，经过近五十

[收稿日期]2024-09-01[修回日期]2024-09-05[DOI编码]10.13966/ki.kfjyyj.2024.05.009

[作者简介]张治，上海市宝山区教育局局长，上海市未来学习研究与发展中心常务副主任，华东师范大学特聘教授

）；程抒一，助理研究员，上海理工大学光电信息与计算机工程学院；王天蓉，正高级教师，上海市宝山区教育

事务服务中心，上海市未来学习研究与发展中心