AI课堂语音分析,对教师与学生有哪些价值

EduBrain
2020/07/10 11:22 Comment(s)

AI课堂语音分析,对教师与学生有哪些价值?

课堂语言是知识传递、师生交流的主要方式。在“对话”中,教师不仅传授知识,也与学生相互影响。课堂中的语音内容由教师讲课、学生发言、师生语言互动组成。课堂语音不仅承载着课堂教学内容,也包含了教师的授课逻辑与风格、师生互动等。


受到技术的限制,过去“课堂语音”没有得到有效的记录和分析。语音分析、自然语言理解等AI技术的进步与发展,打开了“课堂视频”中“课堂语音”分析的大门。那么,“AI+课堂语音”有哪些应用价值,对教师、学生有哪些帮助?以下4点为教育工作者提高参考。


1、客观、完整的呈现课堂发言情况


语言是主要的课堂教学行为,占所有教学行为的80%,因此,对课堂语音的分析是理解课堂和教学的重要途径。


采集整节课的课堂语音后,可以区分教师发言与学生发言,并统计出教师与学生的发言时间,教师与学生发言在整节课的分布情况


教师可以根据这些数据,了解整堂课的师生发言情况及学生的表达机会。有研究对比了中美小学数学课,发现在中国的课堂上,教师的发言时间是学生的3倍多;而美国课堂上,教师与学生的发言时间基本持平,学生拥有更多的发言与表达机会。




2、分析教师的教学语言、教学逻辑


教师的课堂语言一般具有规范性、教育性、科学性和差异性的特征。60年代初,美国教育学家弗兰德斯(Flanders)在课堂语言行为互动分析系统中,认为课堂教学中教师的语言行为有7类:


(1)接纳感受:主要指教师对于学生的感受表示接纳或陈述,而不是拒绝和威胁

(2)赞赏或鼓励:指教师对学生的观点或回答表示赞赏和鼓励

(3)接纳或利用学生的观点:指教师在学生的观点或回答的基础上进行重复 、 扩充等表达

(4)提问:指教师对学生就教学内容进行提问。 

(5)讲解:指教师就教学目的或教学内容并结合自己的理解进行陈述,表达观点和事实

(6)命令:指教师通过语言要求学生做出某些行为,例如叫学生起来回答问题

(7)批评或维护权威 :指教师为维护自己的权威而命令学生改变某些行为的语言


其中前三类属于“教师评价语言”,后两类属于“教师管理语言”,因此,按照目的可以将教学语言分为评价、提问、讲解、管理这四类。不同的语言在课堂教学中起到不同的作用,例如评价语言反映了师生互动,提问语言反映了教学设计,管理语言反映了教师对课堂纪律的把控。


对教学语言的统计分析可以直观反映出教师在课堂教学中的表达方式。另外,再借助基础教育知识图谱技术,可以梳理教师的授课逻辑,这有益于年轻教师的专业成长。


3、分析教师的授课模式、课堂气氛


基于课堂的师生发言情况可以判断出教师的授课模式以及课堂气氛。


以清帆科技「数据驱动型课堂」解决方案为例,常见的授课模式有四种,分别为教师讲授、师问生答、多维互动、学生探究。教师的授课模式并不单一,但是四种模式的占比不均:如果教师喜欢讲课,讲授模式的占比就高;喜欢提问,师生问答的占比就高。


与其他班级或上节课的数据比较,如果学生发言较少,师问生答、多维互动、学生探究的占比较低,就说明本节课的课堂气氛相对不活跃,教师可以从教学内容、教学设计等多个方面进行教学反思。




4、作为学生课后复习的笔记


课堂笔记是学生复习、回顾的重要资料,学生通过记录整理教师的讲述、板书、PPT,完成自己的课堂笔记。


这个过程存在两个问题:一是写字的速度跟不上教师讲课的速度,笔记内容不完整;二是学生一边听讲一边记笔记,容易本末倒置,为了抄笔记而耽误了对讲课内容的理解


利用语音识别技术自动生成课堂笔记,再辅以自动提取的课堂板书,就能为学生提供完整的复习资料。在课堂上集中精力听课、跟上老师的思路,也能提高学生的学习质量。


Q博士有话说


除了上述的4点支持外,课堂语音分析也是学校进行自动化教学评价的依据。此外,有研究者认为可以基于课堂语音实现课堂签到,用在走读班和高校中,减轻教师的管理负担。


随着AI语音分析技术的发展与成熟,AI在课堂语音中的应用和价值还将不断被发掘。学校与教师应该不断加强信息化素养,以应对正在被AI赋能的课堂。


参考资料

1、常文泉、李东兴、骆祖莹,《面向课堂师生问答的自动语音分析研究》,2017第二届教育与创新国际会议论文集 ,2017

2、叶冉青,《中美小学数学教师课堂语音的比较研究》,华东师范大学硕士论文,2016

3、薛辉,《基于语音识别的课堂笔记系统设计与实现》,商洛学院学报,2020

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