文∣陈晓锴 李文静

一、引言

2022年3月，教育部颁布新修订的义务教育课程方案，同步出台《义务教育数学课程标准(2022年版)》(简称“新课标”)。新课标指出“有效的教学活动是学生的学和教师的教的统一，学生是学习的主体，教师是学习的组织者、引导者与合作者”[1]，如何落实学生主体地位是课堂教学重点关注的内容。

广东省教育研究院联合努比技术公司基于信息技术和人工智能开发的课堂教学智慧评价系统(Classroom Structure-based Multimodel-supported Scoring System，简称CSMS)，以学习发生的知行模型为理论支点，建构素养导向的课堂质量标准体系。[2][3]CSMS以大数据为依托，在激发课堂思维、加强师生互动等方面为教师诊断课堂教学、关注全体学生提供强大的数据支持，帮助教师客观观察课堂，进行自我反思与改进，实施促进学生发展的教学活动，落实学生主体地位。

二、研究对象、工具与理论

(一)研究对象

自2022年9月起，广东省教育研究院联合努比技术公司在全省开展“5G+CSMS助力教研数字化转型”实验研究，教师A所在学校参与了该项目，A是实验教师。[4]教师A任教小学5年，积累了一定的教学经验，具有强烈的自我提升意识，期望借助该实验实现职业发展的新突破。

小学阶段的学生求知欲强，对事物充满了好奇心。在课堂上，如何通过整合教学内容、优化课堂提问、改进师生互动等多种措施来激发学生的学习兴趣，落实学生主体地位，提升教学质量，是本次教学研究重点关注的领域。本文主要有两个目标：一是利用CSMS ，帮助教师了解课堂教学对学生思维方式、合作交流的影响，为教师自主优化课堂教学提供参考；二是利用知行理论，深化螺旋式学习的认知，为改进教学方法提供理论指导。

本文选取5节小学三年级数学课为研究对象，具体课例信息如表1所示，其中Y表示研究课型，X表示新授课型，L表示练习课型。

表1 5节课例的基本信息

(二)研究工具和方法

CSMS是一种运用人工智能实现自动评分的大数据课堂测评工具，它从教师主导、学生主体两个角度，将课堂分为目标定位、课堂艺术、课堂调控、思维激发、评价反馈、整体发展、合作交流、学习体验和目标达成9个评分领域，对应9个指数，每个指数由3～6个不等的细项指标合成，共计 40 个细项指标。[5]借助人工智能，可将细项数据分解为思维过程分析、交流互动过程分析、知识点关联分析、其他支撑细项分析四类量化指标。

本文拟从课堂教学内容、课堂师生互动两个方面进行分析，具体分析框架如表2所示。本文所有数据均来自CSMS大数据分析报告。

表2 大单元分析框架

三、研究过程

(一)课堂教学内容

1.教学素材选取的适切性

三年级的学生具有好奇心，探索欲强，初步养成了良好的学习习惯，能进行独立学习、小组合作、全班交流等学习活动，处于具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的阶段。因此，教师要合理组织教学素材，精心创设有意义的学习活动，让学习自然发生。教师A在这5节课例中均对教材内容做了适当调整，具体见表3。

表3 5节课例中教材内容与课堂教学处理一览

2.教学内容组织的有效性

KLY1中，教师A引出问题后，引导学生动手画图，充分调动三年级学生的参与热情，使学生自己动手感知不同画法下周长的不同，从而引出最短算法，并通过小组讨论、交流，加深学生对周长公式的理解。

KLX1中，教师A将教材例题计算长方形的周长改为疫情防控期间加强体育锻炼的情境，紧贴当时的生活实际，符合学生相应的生活经验，能够引起学生共鸣，使得学生很快进入学习状态。

KLX2中，教师A直接采用教材素材提问：“参加这两项比赛的共有多少人？”学生说出不同答案后产生“冲突”，从而激发学生解决问题的兴趣，简单高效，但稍显机械。

KLL1中，教师A同样直接采用教材素材进行提问，并引导学生小组讨论算式的意义。这是数学教师对教学情境所做的常见处理，练习课型直截了当进入主题，但缺乏一定趣味性。

KLX3中，教师A首先提问：“你在购物过程中遇到过什么数学问题？”启发学生调动生活经验，自主思考，以此导入课题，同时通过追问讲解估算方法，引导学生在小组讨论中归纳、感悟，选择合适的解题策略解决实际问题。

(二)课堂师生互动

课堂师生互动是指在课堂教学情境中教师和学生之间发生的具有促进性或抑制性的相互作用或影响，它是课堂教学最活跃的组成因素，直接影响课堂教学效果和质量。本文采用弗兰德斯互动分析系统(Flanders Interaction Analysis System，FIAS)、 “问答评”模式(Initiation Response Evaluation，IRE)、生师模型(Student-teacher model，S-T)等多种技术工具，对课堂师生互动情况进行多角度分析。

1.课堂言语互动

FIAS 用于观察分析师生在课堂上的言语互动过程，以 3 秒为单位对师生言语进行分类，由教师言语(T1～T7，共七类，分别表示接纳情感、鼓励表扬、采纳意见、提问、讲授、指令、批评或维护教师权威)、学生言语(S1～S2，共两类，分别表示被动应答、主动表达或提问)、安静/混乱(X，一类)三大部分组成，形成十类互动行为编码。5节课例的FIAS结果如表4所示。

表4 5节课例的FIAS结果

根据表4，5节课例中教师激励学生主动参与互动以及启发性两个指标大幅超过常模值，说明教师在课堂上的评价反馈以及启发教学做得很好，对于学生的回答能够及时给予正面评价与回应。

学生话题稳定性以及师生话题互动稳定性也高于常模值，说明师生关系较为融洽，课堂上学生能够根据教师的提问自主表达自己的观点。

教师发问以及教学话题十分接近常模值。复盘发现，教师T4类(提问)语言出现次数较多且分布时间较为平均，说明教师倾向于采取提问的方式推动课堂教学。T5类(讲授)的语言出现次数非常高且持续时间较长，说明教师授课方式可能偏向于讲授型，学生容易产生学习疲倦感。

5个课例在学生发问这一指标上表现最弱，明显低于常模值。观察学生的语言，发现学生S1类的语言非常多，S2类的语言屈指可数，说明课堂教学中学生能够积极回答教师的提问，但是在激发学生自主发问方面教师需要重点关注。

2.课堂“问答评”互动

IRE主要用于观察分析师生在课堂上的提问、回答、反馈的情况，典型的问答评模式主要分为四类：简单型(IRE模式)、学生讨论思考再答型(IDRE模式)、追问型(IRIRE模式)、其他组合型模式。教师通过提问发动互动(Initiation)，学生对教师提问作出响应(Response)，随后教师对学生的响应进行评价反馈(Evaluation)。如果教师给学生预留讨论或思考的时间，模式里会有D(Discussion)出现。通常来说，问题开放的 IDRE 模式能激发学生带着问题参与学习的热情；过多封闭性问题的 IRE 模式过于强调教师威信，会影响学生思维参与的积极性。5节课例的“问答评”结构互动分析如表5所示。

表5 5节课例“问答评”结构互动分析

KLX2、KLL1以及KLX3中，教师的“问答评”运用偏多，说明教师A授课过程以教师提问、学生回答的问答模式为主，导致教师威信较强，压制学生独立思考的空间，容易让学生形成依赖性，难以自主发现问题和解决问题。

综合来看，教师在提问时运用较多简单型(IRE模式)以及追问型(IRIRE模式)，而讨论思考再答型(IDRE模式)运用较少，因此不能很好地激发学生自主思考。教师A可在后续课堂教学中设置一些讨论思考再答型问题，并预留充足时间让学生进行独立思考。

如表6所示，对比5节课例互动数据中教师提问的类型以及评价反馈情况，可以发现，教师提出的问题主要集中在若何(What if)、如何(How)以及其他(Other)，说明教师较为注重情境创设及数学知识的应用练习；但是是何(What)以及为何(Why)类问题提问较少，不利于学生对数学概念的理解以及知识的内化建构；而其他(Other)类问题过多可能会对学生清晰理解教师的教学指令产生干扰。教师A可进一步明确提问方式，提高提问质量。

表6 5节课例互动数据教师提问类型以及评价情况分析

在评价反馈方面，教师A充分给予学生正面反馈，鼓励学生投入课堂学习，但并未对学生的回答进行引述。复盘发现，教师评价完学生的发言后，没能及时抓住课堂的自然生成资源，及时调整教学节奏，而是回归到原本的教学设计中，反映出教师的评价反馈并未落到实地，学生回答的价值未得到凸显，这点需要改进。

3.课堂类型

课堂类型有Rt及Ch两种指标。Rt指教师行为的占有比例，此值越大说明教师行为越多。Ch是教师行为与学生行为之间的转换次数，此值越大说明教师与学生行为的转换次数越多。

根据Rt和Ch的值的大小将课堂类型划分为练习型、讲授型、对话型及混合型。对话型的显著特点是Ch值较高，此种模式师生之间互动充分。讲授型的显著特点是Rt值较高，此种模式以教师讲授为主。当教师行为占有率较低时，以学生活动为主，为练习型。当教师行为占有率在一半附近时，教师、学生均充分参与，为混合(探究)型。

如图1所示，教师A的课堂类型涉及对话型及混合型，且以对话型为主，说明教师在课堂上与学生展开了充分的交流互动，学生参与度高。值得思考的是，课堂教学中，师生交流互动越充分，教师的提问及引导就更为重要，教师要更加关注课堂问题的设计。

图1 单元课堂类型

四、分析形成的主要结论

(一)有效提问，顺应学生认知规律

1.改变提问方式，凸显学生主体地位

通过对5节课例“问答评”结构互动数据的分析，可以看到虽然教师A致力于通过问题串即“教师发动提问→学生响应→教师评价反馈”的方式驱动学生自主学习，但在课堂呈现时多为简单型的IRE模式，过多简单型、封闭性问题，容易使学生对教师提问产生依赖性，总是期望教师给出问题来激发思考，不利于激发学生创新思维。

KLX1中，教师A提问“这两个问题一样吗？”引发学生思考，接着教师安排小组讨论环节，让学生在组内进行讨论，最后全班汇报交流。改变提问方式，让学生讨论思考后再回答，更能突出本节课的重点与难点，继而通过小组讨论给予学生充分表达的机会，提高学生的参与度。而在对比估算以及准确计算两种解题策略的活动中，教师A再次提问后只邀请了一名学生论述观点，并未组织学生同桌交流或分组辩论等，只有部分学生能体会两种解题策略的区别，因此本节课的这一重点与难点教学效果不佳。

对于课堂教学中的重难点内容，教师可以多设计一些开放性问题为学生提供思考的平台，让每个学生都有发言的机会，让学生经历独立思考、小组讨论、师生总结的过程，顺应学生的认知规律，凸显学生的主体地位。

2.关注“为何”“如何”类语言引导，满足学生认知需求

根据学习发生的知行理论，“为何”“如何”方式是促进学生内化建构、进行思想练习的重要方法。“如何”类语言引导学生进行思想练习，“为何”类语言引导学生进行原因探索进而内化建构。对于数学学习而言，“为何”类语言引导学生探索数学知识产生的背景及原理，“如何”类语言引导学生综合应用知识解决概念性及实际情境下的数学问题。

根据表7，5节课例中教师A“为何”类、“如何”类语言引导比例较低，尤其是课例KLX2、KLX3中分别只占6%、9%。KLX2是习题课，主要进行巩固练习，教学主线是“学生做题—全班评讲”。为进一步激发学生学习兴趣，教师A设置了“水果连连看”“数字观察员”“采摘小能手”等问题情境，但是在评讲练习中，缺少“为什么这样列式？”“在这道题中，维恩图可以帮助我们吗？”等探索性问题，故而学生在练习过程中，未能很好地感受学习的价值。KLX3中，学生通过课堂学习了解了精确计算以及估算这两种解决问题的方法，但是对于这两种方法的选取差异及学习价值，教师A限于教学时间而没有满足学生的认知需求，因此很多学生不知道什么时候可以采用估算策略，导致推动有效学习程度较低。

表7 5节课例“四何”比例分布

因此在小学数学课堂中，教师可以设计真实情境，创造认知冲突，让学生感受数学学习的意义，并通过同伴合作、小组辩论、全班分享、师生总结等方式帮助学生真正理解数学知识产生的背景以及原理。教师在课堂练习中要设计概念性的数学问题以及实际情境下的数学问题等多样化的题目，让学生学以致用，感受数学学习的价值，激发学习动力，获得数学学习的成功体验。

3.鼓励发问，树立学生问题意识

传统教学模式下，学生往往没有问题意识又或者不敢发问，不利于创新意识的培养。教师要积极为学生创设发现问题、提出问题的机会。例如在课堂中，教师创设情境后，可以只出示数学信息，不提出问题，放手让学生自己去情境中发现问题，再引导学生将思考聚焦到需要研究的内容。这个过程可以让学生体验到学习的意义，形成学习动机，学会用数学的眼光观察现实世界。在自主发问环节中，教师重点培养学生树立问题的意识，同时调动知识储备，为下一步问题解决做好充足准备。同时，教师应该鼓励学生用数学眼光去看待身边的事物，鼓励学生从生活实际出发提出数学问题，并为学生提供表达与展示的机会。

基于这样的思路，教师可以鼓励学生自主去发现问题、提出问题，为学生提供表达交流的平台，帮助学生克服心理上对提问题的恐惧，树立起问题意识。

(二)螺旋式教学，使学习自然发生

结合学习发生知行模型以及实践教学研究，教师开展教学时，首先应创设情境，激发学生学习需求，引导学生探索情境背后的原因；紧接着再提出概念或引入新概念，从抽象的层面引导学生深化理解原因；最后，开展概念应用的思想或实际练习并设计现实场景的思想练习，促进知识迁移和巩固。

1.创设有趣、真实的情境，激发学习需求

实践证明，从学生的生活实际出发提出问题，能够更好地引起学生的共鸣。例如在KLX1“长方形和正方形的周长计算”教学中，教师结合疫情期间需要加强体育锻炼的现实背景，出示两名学生在小区跑步的路线图，分别为长方形和正方形，引导学生计算跑步路程即是图形的周长，从而引出周长公式。如果无法找到合适的现实情境，在小学阶段尤其是低年级，可以出示一些虚拟情境或者是通过游戏导入、文化渗透、错题纠正(当小老师)等方式创设情境。教师在进行情境创设时，要充分考虑本班学生的接受情况，考虑学生的直接经验与间接经验，了解当前学生关注的热点问题。

因此，教师要合理整合教学素材，精心设计学习情境，根据实际需求将教材内容调整为接近学生生活实际，符合学生认知水平的情境，让学生感知到学习的价值，激发学生的学习需求与兴趣。

2.关注原因探索引导，强化课堂体验感

数学发展历程源远流长，我们是站在巨人的肩膀上进行学习。学生对于数学知识发生的背景以及形成的原理具有强烈的探索欲望，教师在课堂中要满足学生的认知需求，尽可能还原数学知识产生的现实情境。例如在教学“集合”一课时，对于交集产生的意义及其价值，教师可在课堂中设置贴姓名卡片的游戏，在活动中引导学生发现有些同学参加了两项活动，但是一张姓名卡片不能同时贴在代表两项活动的两个集合圈，从而引发认知冲突，凸显交集产生的意义，学生经历这样一个探究活动后更有兴趣认识集合这一概念。

教师A在本次研究中发现，学生对于数学知识产生背后的原因充满好奇，这是激发学生学习动机的入口，同时教师A也在3节新授课中做出回应，增加“为何”类语言引导，但受到教学模式固化影响，效果不是特别显著，原因是教师仍然不能突破以往的教学模式，在实际授课过程中更关注知识技能的讲授，这也给进入教学高原期的教师提供一个突破自我的方向。

五、反思与后续研究设想

(一)反思

1.客观观察课堂

作为一线教师，很多教师在教学中都存在或多或少的困惑，但苦于找不到改进方向，而CSMS平台为教师自我观察、分析课堂提供便利。教师A在授课后先进行自我反思，再对照CSMS平台的数据报告，进一步关注课堂的提升点，改变课堂教学模式，为自我课堂研究与创新的探索提供方向。而在分析数据中，教师A进一步了解各项指标参数的设置缘由，不断发现“惊奇”，区别于以往基于认知经验的自我剖析及同伴指导，CSMS平台提供了全面自我观察课堂的可能性。“感觉只能解决现象问题，理论才能解决本质问题”，数据往往比感受来得更客观。

当然，课堂存在无限可能，数据只能说明其中一部分，分值高的课堂也存在值得改进与反思的地方，因此，我们要客观看待数据。

2.常教常新，与时俱进

教学是一项烦琐但富有挑战性的工作，教师备课备学情时要走心，做到常教常新。教师要有创新意识，在教学中绝不能套用老办法，要基于时代的发展以及学生的学情进行教学设计调整及重组，更要看到人工智能、信息技术等创新领域对课堂教学的影响与帮助，积极探索信息技术与学科教学的创新融合途径。

(二)后续研究设想

CSMS平台的数据报告涵盖的指标参数丰富全面，学习发生的知行理论值得广大一线教师进一步研究。教师可将初步实验的结论应用到实践中，继续探索教学预设与课堂生成之间的差异及其产生的原因，通过实践进一步丰富经验，为开展更高效的课堂教学提供理论支撑，力求在“实践—认识—再实践—再认识”的研究历程中突破自我，提高教学质量，探索并形成符合现代育人目标的教学风格。