智课--基于大数据的课堂教学分析评测
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根据分值绘制云图
教师
计算云图的基本属性极 差、标准差等、周长等
根据云图及基本属性相 关值横向/纵向对比
言语
指示
反馈 主动 评价 提问
提问
讲授
个别 指导
观察 巡视
演示 展示
板书 思考
应答 举手
对话
讨论
观察
笔记 练习 实践 实验
云图模型的意义
1. 半径：教学行为中某一行为的分值 2. 极差：教学行为极端分布情况； 3. 离散（标准差）：教学行为分布的离
FIAC数据表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
采用时间抽样的办法，在指定的一段时间内，每隔3秒种观察者就依照左侧分类记下最能描述教师和班级语言行为的种类
的对应的编码，记在右侧表格中。比如，在第一个3秒内发生的是教师讲授行为，就在相应的格子内记下"5"这个编码。
北京中庆现代技术有限公司 唐珊珊
背景介绍 01
02 理论基础
落地实践 03
04 精准推送
案例展示 05
2020/3/29
2
人工智能发展 史
2020/3/29
1943-1956年诞生 1950-1970年早期
1980-2000年第2次发展 2006年第3次发展
1950年“图灵测试”
1956年达特茅斯会议AI诞生
目标 识别
教师行为 识别
2020/3/29
20
2.1 行为分析 学生行为分析
2020/3/29
21
2.1 行为分析 学生行为分析
课堂活跃热力图
多目标动态人脸识别 学生行为识别
2020/3/29
22
2.1 行为分析 班级行为分析
2020/3/29
23
2.2 语言分析 师生语言
2020/3/29
符号主义
早期推理系统
早期神经网络
专家系统
统计学派：语音识别
机器学习
神经网络 大数据 深度学习 机器学习 AlphaGo
机器视觉 人脸识别 表情识别 语音识别 机器翻译 OCR
3
人工智能落地前提
单一清晰领域 海量数据 超大计算量
2
4
国务院关于印发国家教育事业发展‘十三五’规划”中提出： 互联网、云计算、大数据、人工智能、三维(3D)打印等现代技术
AI 数据分析挖掘
数据建立模型
个体与模型分 析对比
诊断评测
精准推送
基于大数据的课堂教学分析评测系统
2020/3/29
16
AI分析维度
2020/3/29
• 知识点
17
2.1 行为分析 人脸识别模型训练
2020/3/29
18
2.1 行为分析 教师行为分析
2020/3/29
19
2.1 行为分析 教师行为分析
2020/3/29
S
7 ST T
S
S D 5T 6
4S
T
2
T
ST 1
3
T
教学模式 标准条件
练习型 讲授型 对话型 混合型
Rt ≤ 0.3 Rt ≥ 0.7 Ch ≥ 0.4 0.3 < Rt < 0.7, Ch < 0.4
左图对应的ST序列为： T T S T S D(T&S) D(T&S) T S S S T T 从而得到： 教师行为占有率： Rt=Nt/(Nt+Ns)=8/15=53.5% 师生行为转化率： Ch=拐点/(Nt+Ns)=7/15=46.7% 因此，该课堂为对话型
24
2.3 表情分析 学生表情
学生心理
技术可以测 量出的情绪
2020/3/29
积极
倾听
疑惑
理解
消极
抗拒
不屑
正常
高兴
鬼脸
悲伤
生气
愤怒
25
2.3 表情分析 学生表情
多目标情感计算
2020/3/29
26
2.4 OCR识别 知识点识别
OCR
2020/3/29
27
教学行为云图-教师课堂
16类行为分别采样评分
“是何”问题指向事实性问题 主要了解学生对事实性问题的掌握情况；
2020/3/29
若何 如何 为何 是何
高阶思维
低阶思维
13
教学行为分类-国内
华中师大分类
- 华中师大的模型更适合中国教育
2020/3/29
14
03 落地实践
2020/3/29
15
基于大数据的课堂教学分析评测
录播
非结构化数据
结构化数据
深刻改变着人类的思维、生产、生活和学习方式。
“教育基础数据常态化、伴随式采集”，“即时化分析”
7月20日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》， 明确了我国新一代人工智能发展的重点任务：
围绕智能教育、医疗、养老等迫切民生需求，发展便捷高效的智能服务。 利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的
新型教育体系。开发智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系统。 建立以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，实现日常教育和终身教育定制化。
2020/3/29
5
客观数据对教学过程的分析缺失
2020/3/29
客观数据对个性化学习支持不足
教学资源的利用率低下
6
是教育大数据的主要产生地
2020/3/29
7
教学过程的数据挖掘
课堂视频
结构化
数据挖掘
教学情报
教学过程的信息分析是教育信息化的基础和条件
2
8
课堂观察的理论基础
2020/3/29
9
教学行为分析-ST模型
教学行为笼统的分为T和S
教师T 学生S
1. 解说 2. 示范 3. 板书 4. 提示 5. 提问/点名 6. 评价/反馈 7. 发言 8. 思考/计算 9. 笔记 10. 实验/作业 11. 沉默
教师行为指向学生小 组的互动
2020/3/29
12
“四何”问题
概念：教师教育教学过程中提问方式的分类，包括“是何”“为何”“如何”“若何”四类
“若何”问题指向条件变化产生的新结果 主要了解学生对创造性知识的掌握情况。
“如何”问题指向方法、途径、状态等 主要了解学生对策略性知识的掌握情况；
“为何”问题指向原理、法则、逻辑等 主要了解学生对原理性知识的掌握情况；
这2样02，0/3每/29一行20个方格就记录下1分钟内20个行为的编码。上表10行就表示10分钟的连续观察。
11
教学行为分类-国内
吴康宁等学者
师个互动
师 生 行 师班互动 为 对 象 师组互动
师 控制-服从型
生
行 为
控制-反控制型
属 性 相互磋商型
教师行为指向学生个 体的师生互动
教师行为指向全班学 生群体的师生互动
T和S采样精度低会导致D，通常无法判 别D属于T还是S，中庆智课可以提高ST 分析的精度，细分D，从而更精准的计 算Rt和Ch
10
教学行为分析-弗兰德斯分类体系
教师发言 学生发言
弗兰德斯分类
间接影响 直接影响
1. 制造动机 2. 表扬 3. 理念 4. 提问 5. 讲授
6Fra Baidu bibliotek 指示 7. 批评 8. 学生应答 9. 学生自发发言 10. 沉默或混乱
教师
计算云图的基本属性极 差、标准差等、周长等
根据云图及基本属性相 关值横向/纵向对比
言语
指示
反馈 主动 评价 提问
提问
讲授
个别 指导
观察 巡视
演示 展示
板书 思考
应答 举手
对话
讨论
观察
笔记 练习 实践 实验
云图模型的意义
1. 半径：教学行为中某一行为的分值 2. 极差：教学行为极端分布情况； 3. 离散（标准差）：教学行为分布的离
FIAC数据表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
采用时间抽样的办法，在指定的一段时间内，每隔3秒种观察者就依照左侧分类记下最能描述教师和班级语言行为的种类
的对应的编码，记在右侧表格中。比如，在第一个3秒内发生的是教师讲授行为，就在相应的格子内记下"5"这个编码。
北京中庆现代技术有限公司 唐珊珊
背景介绍 01
02 理论基础
落地实践 03
04 精准推送
案例展示 05
2020/3/29
2
人工智能发展 史
2020/3/29
1943-1956年诞生 1950-1970年早期
1980-2000年第2次发展 2006年第3次发展
1950年“图灵测试”
1956年达特茅斯会议AI诞生
目标 识别
教师行为 识别
2020/3/29
20
2.1 行为分析 学生行为分析
2020/3/29
21
2.1 行为分析 学生行为分析
课堂活跃热力图
多目标动态人脸识别 学生行为识别
2020/3/29
22
2.1 行为分析 班级行为分析
2020/3/29
23
2.2 语言分析 师生语言
2020/3/29
符号主义
早期推理系统
早期神经网络
专家系统
统计学派：语音识别
机器学习
神经网络 大数据 深度学习 机器学习 AlphaGo
机器视觉 人脸识别 表情识别 语音识别 机器翻译 OCR
3
人工智能落地前提
单一清晰领域 海量数据 超大计算量
2
4
国务院关于印发国家教育事业发展‘十三五’规划”中提出： 互联网、云计算、大数据、人工智能、三维(3D)打印等现代技术
AI 数据分析挖掘
数据建立模型
个体与模型分 析对比
诊断评测
精准推送
基于大数据的课堂教学分析评测系统
2020/3/29
16
AI分析维度
2020/3/29
• 知识点
17
2.1 行为分析 人脸识别模型训练
2020/3/29
18
2.1 行为分析 教师行为分析
2020/3/29
19
2.1 行为分析 教师行为分析
2020/3/29
S
7 ST T
S
S D 5T 6
4S
T
2
T
ST 1
3
T
教学模式 标准条件
练习型 讲授型 对话型 混合型
Rt ≤ 0.3 Rt ≥ 0.7 Ch ≥ 0.4 0.3 < Rt < 0.7, Ch < 0.4
左图对应的ST序列为： T T S T S D(T&S) D(T&S) T S S S T T 从而得到： 教师行为占有率： Rt=Nt/(Nt+Ns)=8/15=53.5% 师生行为转化率： Ch=拐点/(Nt+Ns)=7/15=46.7% 因此，该课堂为对话型
24
2.3 表情分析 学生表情
学生心理
技术可以测 量出的情绪
2020/3/29
积极
倾听
疑惑
理解
消极
抗拒
不屑
正常
高兴
鬼脸
悲伤
生气
愤怒
25
2.3 表情分析 学生表情
多目标情感计算
2020/3/29
26
2.4 OCR识别 知识点识别
OCR
2020/3/29
27
教学行为云图-教师课堂
16类行为分别采样评分
“是何”问题指向事实性问题 主要了解学生对事实性问题的掌握情况；
2020/3/29
若何 如何 为何 是何
高阶思维
低阶思维
13
教学行为分类-国内
华中师大分类
- 华中师大的模型更适合中国教育
2020/3/29
14
03 落地实践
2020/3/29
15
基于大数据的课堂教学分析评测
录播
非结构化数据
结构化数据
深刻改变着人类的思维、生产、生活和学习方式。
“教育基础数据常态化、伴随式采集”，“即时化分析”
7月20日，国务院印发《新一代人工智能发展规划》， 明确了我国新一代人工智能发展的重点任务：
围绕智能教育、医疗、养老等迫切民生需求，发展便捷高效的智能服务。 利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革，构建包含智能学习、交互式学习的
新型教育体系。开发智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系统。 建立以学习者为中心的教育环境，提供精准推送的教育服务，实现日常教育和终身教育定制化。
2020/3/29
5
客观数据对教学过程的分析缺失
2020/3/29
客观数据对个性化学习支持不足
教学资源的利用率低下
6
是教育大数据的主要产生地
2020/3/29
7
教学过程的数据挖掘
课堂视频
结构化
数据挖掘
教学情报
教学过程的信息分析是教育信息化的基础和条件
2
8
课堂观察的理论基础
2020/3/29
9
教学行为分析-ST模型
教学行为笼统的分为T和S
教师T 学生S
1. 解说 2. 示范 3. 板书 4. 提示 5. 提问/点名 6. 评价/反馈 7. 发言 8. 思考/计算 9. 笔记 10. 实验/作业 11. 沉默
教师行为指向学生小 组的互动
2020/3/29
12
“四何”问题
概念：教师教育教学过程中提问方式的分类，包括“是何”“为何”“如何”“若何”四类
“若何”问题指向条件变化产生的新结果 主要了解学生对创造性知识的掌握情况。
“如何”问题指向方法、途径、状态等 主要了解学生对策略性知识的掌握情况；
“为何”问题指向原理、法则、逻辑等 主要了解学生对原理性知识的掌握情况；
这2样02，0/3每/29一行20个方格就记录下1分钟内20个行为的编码。上表10行就表示10分钟的连续观察。
11
教学行为分类-国内
吴康宁等学者
师个互动
师 生 行 师班互动 为 对 象 师组互动
师 控制-服从型
生
行 为
控制-反控制型
属 性 相互磋商型
教师行为指向学生个 体的师生互动
教师行为指向全班学 生群体的师生互动
T和S采样精度低会导致D，通常无法判 别D属于T还是S，中庆智课可以提高ST 分析的精度，细分D，从而更精准的计 算Rt和Ch
10
教学行为分析-弗兰德斯分类体系
教师发言 学生发言
弗兰德斯分类
间接影响 直接影响
1. 制造动机 2. 表扬 3. 理念 4. 提问 5. 讲授
6Fra Baidu bibliotek 指示 7. 批评 8. 学生应答 9. 学生自发发言 10. 沉默或混乱