基于Python语言对高中信息技术同课异构的S-T分析报告

1、 基于Python语言对高中信息技术“同课异构”的S-T分析 侯岩 王颖 赵健如 王玉龙Summary：本文作者在国家教育公共平台“一师一优课”中选取高中信息技术实操类课程和理论类课程相同内容各三节课进行“同课异构”的实证分析，介绍了S-T分析法的内涵以及分析流程，并利用Pycharm软件编写Python数据分析程序绘制S-T图、Rt-Ch图，科学地呈现师生教学行为及过程，计算得出本节课的教学模式，并分析了教学问题，为提高课堂教学效率和促进教师自我发展提供了可行依据。Key：Python数据分析;S-T分析法;高中信息技術;行为分析近年来，随着教育信息化和教师专业发展相关课题的不断深入开展，教

2、师更加迫切地需要对自己的课堂教学展开理性、深入的反思与研究，借此提高自身的专业水平。S-T分析法是一种直观有效的教学分析方法，它可用于对教学过程进行定量的处理和评价，获取客观信息判断课堂教学模式，有利于教师进行深刻的教学反思，完善课堂教学。S-T分析法1.S-T内涵S-T分析法是对教学过程进行定量分析的典型方法之一，“S”代表“student”，指的是学生在教学过程中的行为;“T”代表“teacher”，指的是在教学过程中教师的行为。S-T分析法是通过记录教师和学生在课堂中的表现，统计数据形成图表分析最终结果。2.S-T分析流程S-T分析法的流程，首先是选定一节课，然后根据一定的时间间隔（如1

3、5s、30s），记录教师和学生的行为，当在时间节点是教师的行为就记为“T”，如果是学生的行为就记为“S”，教师与学生交互对话的行为就记为“D”（计算Rt、Ch时D作T处理）。王陆与张敏霞编著的课堂观察方法与技术一书对教师与学生的行为进行分类与定义，如表1所示。通过绘制RT-CH图确定教学模式，Rt即教师T行为占有率，表示教师T行为数与行为采样数的比例，其中N表示教学行为的采样总数，Nt表示T行为的采样数。Ch即师生行为转换率，表示教学的过程中T行为、S行为间的相互转换次数与总的行为采样数之比。在课堂行为教学过程中，Rt=Nt/N，Rs=Ns/N。其中Rt值越高，教师活动越频繁，表示该节课以教师

4、为主，师生行为转换率（Ch）Ch=（g-1）/N，g为序列数。其中，Ch值越高，表示师生互动越频繁，Rt值、Ch值绘制在Rt-Ch图中，横轴为Rt，纵轴为Ch。S-T分析法划分的教学模式分为练习型（Rt0.3）、混合型（0.3rt0.7，ch0.4）、对话型（0.3rt同课异构的课程S-T分析1.选题介绍由于高中信息技术课程是理论与实践并重的学科，为了更好地评估信息技术课程在教学中的实际应用情况，本次分析查找了两类课程，一类是实操类课程，另一类是理论类课程。本研究以浙教版必修1 信息技术基础教材为例，围绕以网页制作为例的实操课与以信息的安全与保护为例的理论课进行同课异构的S-T分析。2.数据统

5、计课程内容选自浙江省教育出版社出版的高一年级教材，选择不同教师的相同教材内容，实操课网页制作选取三位教师（A教师、B教师和C教师）作为研究对象，理论课信息的安全与保护选取三位教师（D教师、E教师和F教师）作为研究对象。首先反复观看教师的授课视频，并遵循S-T分析法对学生和教师的行为进行记录，六位教师的授课时间基本都在40分钟左右，以15s为一个时间间隔，通过教师和学生的行为比例来确定该时间段是教师行为（T）还是学生行为（S）或者是师生互动行为（D），进行数据汇总记录，如表2所示。3.数据分析以A教师教学行为数据为例，通过Excel表格对教师的教学行为进行反复观察，按照一定的时间间隔进行记录统计

6、，得出教学过程观察记录表，然后通过Pycharm软件编写Python数据分析程序，得出S-T曲线图和Rt-Ch图，代码如图1所示。首先导入A教师的教学行为记录Excel表格，提取数据集，运行如下页图2所示。然后删除文件的第一列，并定义数据类型，提取数据状态列表，运行如下页图3所示。由于data.values为嵌套列表，value把data.values的元素按顺序全部放入value列表，运行如下页图4所示。创建一个空列表放坐标点（x，y）。如果第一个元素为S（学生），那么xy列表的变化从空变为0，15;如果第一个元素为T（教师），那么xy列表的变化从空变为15，0;如果第一个元素为D（交互对话

7、），那么xy列表就变为7.5，7.5。利用循环语句，增加第二个数组直到循环结束输出状态坐标，运行如图5所示。最后，导入画图函数模块，设置xy的坐标与属性，设置图的字体，最终生成S-T图。（1）实操课分析通过以上代码实现教师行为的数据分析，生成A、B、C三位教师的S-T曲线图（从左至右），如图6所示。由A教师的S-T曲线图可知，A教师的曲线前半截趋向T行为，后半截趋向S行为，且最后的T行为和S行为都有较为连续的现象。本节课基本由教师讲授，学生以听为主，基础知识的讲授与演示操作由T完成，然后教师找学生演示。由B教师的S-T曲线图可知，B教师的曲线图基本上趋向T，即教师行为偏多，最后给学生实践练习。

8、本节课授课时间相对较短，主要是由教师进行基本知识讲解，在第26分钟时找学生进行演示，然后在29分钟时讲解，小组进行讨论，合作完成网页，从图中可以看出学生行为集中在后半段，最后教师根据学生操作遇到的问题进行解疑并总结本课所学知识。由C教师的S-T曲线图可知，C教师的曲线图基本上趋向S行为，整节课学生行为占比较高。本节课学生已经掌握基础知识，教师让学生在做中学，在第17分钟时教师讲解完成让学生进行操作演示，教师及时总结说明，根据操作中遇到的问题来解答疑惑，所以学生的操作集中在课堂的前半节，后半节主要是教师解疑，学生再操作，教师再解疑，不断循环优化操作的过程。/rt0.7，ch0.4）、对话型（0.

9、3rt通过三位教师的S-T曲线图，可求得Rt和Ch的值（如表3），并绘制三位教师的Rt-Ch图（如图7）。分析教学行为、教学模式。根据表中Rt和Ch的值可得教学模式分析结果，A教师和B教师都属于讲授型。但是在课堂中A教师行为所占比例相对更多，更注重教师对学生的单项知识传递作用;B教师在授课过程中以PPT和演示实验作为主要教学手段，教学中以教师讲授为主、学生活动为辅完成教学内容的学习过程;C教师的课堂中学生活动所占比例较多，教师重在引导学生在练习中发现问题获得新知。分析课堂中的教师和学生的教学行为。通过教学活动中教师提问的时间节点、学生思考交流的情况来进行分析。从S-T图可以看出B教师导入环节与

10、学生交流相对频繁，这样会使课堂氛围更为活跃，学生积极性得以及时调动。从课中这个环节来看，C教师的教学过程更多的是学生在操作，这与课程性质不谋而合，实操类课程就是让学生在操作中获取新知，在操作中质疑，在操作中收获。分析教学过程中的师生教学互动。在教学方法上A、B教师都采用讲授型，一方面学生动手操作时间太短，不利于知识的掌握，另一方面学生难以深入思考问题，随大流简单完成任务无法达到满意的教学效果。C教师整节课基本都是让学生进行操作，实施任务驱动，当学生在操作中遇到问题时，教师进行解答交流，学生在实践中获得新知，这有利于学生核心素养的提升，但是学生操作时间过长，建议把每节课的练习任务分成一个个子任务

11、，避免学生操作时间过长造成低效率探究。因此，对于信息技术实操课比较推荐C教师的练习型教学模式。（2）理论课分析通过以上代码实现教师行为的数据分析，生成D、E、F三位教师的S-T曲线图（从左至右），如图8所示。由D教师的S-T曲线图可知，D教师的曲线图前半段偏向于T教师行为，且曲线中有师生短时间交叉连续现象，整个教学活动中师生互动相对较好。D教师通过情境导入，把任务分成小组来完成，在上课第22分钟时小组进行交流探究，然后教师以提问的方式由已知引入未知，避免单一枯燥的理论讲授，更好地促进了学生的学习。由E教师的S-T曲线图可知，E教师的曲线图在课堂的约前三分之一时段都是教师单向授课，然后小组探究学

12、生讨论，教师及时解答疑难，师生互动频繁交替进行。教师采用探究式教学，说明本节任务以后，在上课10分钟左右小组开始讨论，讨论过程教师深入各小组查看讨论情况，并及时予以指导，3分钟后讨论结束，教师提出问题小组成员作答，然后教师进行总结。由于这节课是在机房上课，基础知识探究完成后，教师让学生自己进行杀毒软件的操作，并及时予以指导。由F教师的S-T曲线图可知，F教师约前四分之一的课堂时间是教师单向导入，然后大段曲线趋向S，接着师生频繁交替地进行教学活动。教师通过创设情境，用视频导入课程，看完视频让学生概括概念完成任务单，接着让学生阐述自己的理解，教师进行再次讲解并提出疑问，学生再次回答，接着教师进行总

13、结，最后进行实际操作。但由于时间较短，教师让学生自己进行杀毒软件的操作，时间并不是很充分。通过三位教师的S-T曲线图，可求得Rt和Ch的值（如表4），并绘制三位教师的Rt-Ch图（如图9）。分析教学过程、教学模式。对信息的安全和保护三节课的同课异构，通过S-T和Rt-Ch图看出该教学模式都属于混合型（探究），教师在授课过程中以PPT、视频及学生小组讨论作为主要教学手段，在教学过程中积极与学生交流互动，引导学生积极思考、动手实验，该教学模式能充分发挥学生学习的主体地位，教师作为引导者，创设学习情境，组织学习过程，鼓励学生完成知识建构。分析课堂中教师和学生的教学行为。深入观察课堂行为，首先D教师在

14、基础知识讲解部分完成后，在展示小组任务环节采用了板书形式，十分浪费课堂时间，可以充分利用PPT等相关设备提前布置任务;在讨论环节，学生更多的是自己看书查资料，课堂密度较低不能引发有效的交流思考;教师也没有对学生回答的问题进行必要的解释或者补充。F教师在课堂交流讨论环节时间过于宽松，不利于更好地把控课堂且学生交流时间过长会适得其反。E教师的教学行为相对较好，互动积极，逐层递进，由浅入深。分析教学过程中师生的教学互动。对于理论课，教师单一的讲授和给学生过长时间讨论交流，都不利于教学效果的达成。理论课比较推荐E教师的讲授方法，E教师善于把大任务划分成子任务，明确交流时间，提升交流效果，逐个完成教学任务。研究结论由于信息技术是一门理论与实践并重的学科，在教学工作中教师要对教学内容有清晰的定位，明确其是偏重操作类还是偏重理论类。对于操作类课程，在教学任务的安排上，要善于把大任务分割成若干子任务;在教学时间的安排上，每个子任务的探究时间要在十分钟之内，这样有利于提升实践的效率且易让学生获得成就感。对于理论类课程，要避免“满堂灌”，对枯燥又抽象的概念应尽可能创设生活情境，由已知到未知，由浅入深，在学生讨论后教师再进行概念深化补充，使其在做中学且强化师生的互动频率，营造积极