基于活動理論的小學數學課堂教學活動模型建構 *

李玉順，譚律岐，公 雪，宋 彬，周 穎

(北京師范大學 教育學部，北京 100875)

一、問題提出

課堂教學一直是教育教學的重點研究領域，其中課堂評價作為基礎教育課堂教學體系的重要部分，是保證教學質量的重要手段。在以往的課堂評價領域中，質性研究占據了重要地位，如課堂觀察，但質性范式下課堂評價難以保證其“客觀性”與“科學性”。自上個世紀60年代以來，量化的、實證的，以及大規模比較的課堂評價研究逐漸發展起來，在信息技術迅速發展的當下，這種量化評價趨向更為明顯。最早有影響力的課堂量化研究是弗蘭德斯互動分析系統(FIAS)，它將學生與教師言語劃分出10個維度(其中教師7類，學生2類，表示課堂沉寂的1類)，以3秒為間隔對課堂師生言語進行編碼[1]。FIAS通過量化形式統計分析課堂教學中師生言語交互行為，一定程度上消除了傳統課堂質性描述評價的主觀性，開啟了課堂量化評價的先河。然而由于現代課堂的多樣性發展及課堂教學自身的復雜性，這類課堂評價體系以“自下而上”的形式將課堂“碎片化解構”，只能在教師與學生言語行為層面分析其交互水平，無法全面詮釋現代課堂的高階化意義。因而，課堂評價研究需要“縱向”突破言語行為交互分析層次。在面向學生核心素養發展的現代課堂教學中，教師往往圍繞教學目標組織教學活動，若課堂評價能從言語交互上升到活動層面，則更有利于呈現課堂的高階意義。

20世紀以來，活動理論從心理學領域開始萌芽，而后不斷豐富和完善。“教學活動”這一概念伴隨新課程改革的進程，越來越多地出現在實踐領域中，成為教師開展教學設計、學習設計的關鍵概念，并已經在實踐中常態化應用，日益成為課堂教學生態觀察的中介變量。這一概念雖然在實踐中已經取得了較大的進展，但在課堂觀察、課堂評價領域的應用和研究還遠未得到有效的發展，特別在評價理論研究層面進展緩慢，如何有效地鑒別一節課有哪幾個活動，活動內部又有何要素，這些對觀察、研究和評價課堂教學的現代化水平都具有重要的意義。基于此，本文從學科性課堂教學的活動分析入手，聚焦于小學數學課堂，探索如何基于活動理論形成有效切分教學活動單元的小學數學教學活動模型，為基于活動的課堂教學自動化評價開辟新的理論研究和實踐方向。

二、教學活動與活動理論

(一)教學活動

在國內的教育研究領域，“教學活動”一詞于20世紀末開始出現。“教學活動”被理解為師生之間溝通的社會性實踐活動，有研究者認為其本質是一種使學生掌握知識、發展認知技能的認識活動，也有研究者認為教學不僅是一個認識活動過程，也是一個促進學生身心全面發展的過程，夏正江將上述對“教學活動”的不同認識分為四類，包括特殊認識活動說、認識—發展說、多重本質說或復合本質說、認識—實踐說[2]。可以發現，教學活動的本質內涵為“師生之間促進學生發展的社會實踐活動”，無論是大到多個課時的項目式學習活動，或者是小到幾分鐘的課堂互動活動，都屬于教學活動的范疇，其外延是非常寬泛的，這導致了一線教學實踐中對教學活動這一概念的模糊性理解。

從教學活動概念的發展看，最初人們對教學活動的關注源于“活動教學”的提出，這些活動范圍較為狹窄，例如技能操作或者問題解決式的大活動，可能需要一個課時甚至多個課時來完成。這一特征同樣體現在國外教學活動研究中，檢索國外相關文獻時，得到的結果通常是游戲活動、綜合實踐活動、研究性學習活動等。伴隨著新課程改革推進以及學生主體地位的不斷強化，活動教學和傳遞教學日益融合，日常課堂有了豐富的活動性特征，特別是在技術豐富環境下，課堂教學活動進一步呈現出多樣化、多層次特點，研究者也開始關注更微觀的，即行為層面的教學活動(有時也稱為學習活動)。例如楊開城認為學習活動是指學習者以及與之相關的學習群體(包括學習伙伴和教師等)為了完成特定學習目標而進行的操作總和[3]。因此傳統的教師講授，也可以納入到教學活動的范疇，而所有的課堂教學可以視為一系列連續的教學活動組合。

在教學活動日益豐富多樣的情況下，有研究者從不同的視角對這些豐富的教學活動進行了歸類和劃分。楊開城和穆肅分別從“學習”和“教學”兩種視角探討了活動的分類。楊開城認為教學系統是由學習活動構成的，他將學習活動劃分為意義建構活動和能力生成活動[4]。穆肅則將信息技術環境下的教學活動分為教師活動、學生活動和無意義教學活動[5]。此外還有一些研究關注特定情境下的教學活動分類，例如錢冬明分析了電子書包支持下的語文閱讀課，認為其包含課堂導入、泛讀學習、精讀品味、遷移訓練、總結提升五個一級教學環節，此外還有例如情境導入、反饋導入等二級教學環節[6]，這里的教學環節也可被視作教學活動。周鵬總結了網絡學習空間的七種主要教學活動，分別是教師講授、隨堂測試、分組合作探究、教師提問、自主探究、游戲競賽、模擬實驗，并提出網絡學習空間課堂教學活動可劃分為課堂教學層、課堂教學活動層、教學活動操作行為層三個層次[7]。

總的來說，對“教學活動”這一概念，學界并沒有一個明確的界定和劃分依據。當我們越來越強調課堂教學中學生的參與，特別是信息技術與教育教學深度融合背景下，教學活動的豐富性大大增強，從而導致課堂教學的多樣性、復雜性不斷增加。言語交互層面的課堂量化評價無法解讀這種復雜性，故可以在FIAS言語行為分析方法基礎上，將時間取樣編碼發展為活動劃分編碼，在“目的性層次”上分析活動單元。結合以上論述，本研究將教學活動定義為：信息技術環境下，課堂教學中的教師與學生為了完成教學目標進行的完整的“教”與“學”行為序列組合。

(二)活動理論

學習理論研究人是如何學習的，只有理解學習過程才能更好地實施教學。而在學習理論發展的過程中，歷經了行為主義、認知主義，到建構主義、人本主義等，逐漸拋棄了原來“學習是一種刺激—反應”的認識，而越來越關注學習者的自我建構，以及與學習環境、學習共同體的交互。活動理論的提出，進一步解釋了這種交互的過程與結構。對應著學習理論的發展，教學實踐也同步發展，從以講授為主的傳統教學，轉變到以學生為中心的教學，到現在關注教學活動、學習活動的設計以促進學生深度學習的開展。因此，活動理論為解構教學活動，開展課堂評價提供了重要視角。

1922年，前蘇聯心理學家魯賓斯坦提出“將人類活動作為心理分析的基本單元”的思想后，以維果斯基、列昂捷夫為代表的學者將這種心理學思想構建成了第一代活動理論。維果斯基提出“活動”和“社會交往”對人的心理建構不可或缺的作用，強調活動與意識的統一，提出了“工具”這一中介概念，并發展了工具中介思想與理論。“工具”這一中介思想徹底打破了傳統行為主義“個體封閉心理過程”的主張，但沒有關注到個體以外的因素，因而沒有構成系統的活動理論。

列昂捷夫在此基礎上重構了“活動”的概念，擴展了活動理論的框架，提出活動的層次結構，即活動的三個水平模式：活動、行為和操作[8]，其中，活動具有系統性，它存在明確的客體，與動機密切相關，而行為與操作則不具有這種系統性。20世紀70年代，恩格斯托姆結合了黑格爾的活動思想和達爾文的生物進化論提出了活動模型理論，創立了活動理論“三角模型”，他提出活動是一個六要素系統，其中主體是指活動中的個體或者小組，他們依靠自己的意識進行行動；客體是主體操作的對象，與主體互動產生結果，可以是物質實體，也可以是精神或者符號；共同體是多個個體或小組通過交往與互動形成的穩定團體，他們共享客體并進行自我建構；中介包含工具和符號，它是主體將客體轉化為結果所需要用到的一切物質的或精神的事物；規則是對活動進行約束的規定、法律、政策和慣例，及潛在的社會規范、標準和共同體成員之間的關系；分工是共同體成員縱向權利地位分配與橫向任務的分配[9]。有研究者基于該理論，構建了智慧課堂教學活動模型，指出在智慧課堂教學系統中，學習者(主體)與教師共同構成學習活動的共同體，根據一定的規則，通過云服務平臺(工具)作用于學習資源，完成學習目標(客體)[10]。

三、課堂教學活動OSTRF模型

如前所述，為探索以活動理論為視角的課堂教學評價，本研究從數學學科課堂教學出發，以準確切分小學數學課堂教學中的教學活動單元并分析其結構特征為研究起點，通過文獻研究和訪談法，建構了小學數學課堂教學活動OSTRF模型(小學數學教學活動五要素模型，Object-Subject-Tool-Resource-Feedback)。

(一)教學活動初步模型

無論是活動理論還是教學設計相關理論都非常強調“目的”或“目標”[11]，教學活動首先應有明確的活動目標，并通過主客體的交互作用最終達成活動目標。楊開城認為學習活動是“學習者以及與之相關的學習群體(包括學習伙伴和教師等)為了完成特定目標而進行的操作總和”[12]。此外，在具體實施層面，教學活動通常以各類任務的形式開展。研究將活動目標和對該目標是否達成的評價作為教學活動的兩個關鍵要素。

活動理論認為活動是主體為了滿足自己特定需要而對客觀世界施加影響的過程，即是指“主體與客觀世界相互作用的過程”[13]。教學活動是教師和學生為滿足共同的需要而進行的交互過程，相對于一般的活動，課堂教學活動具有一定的特殊性。一方面，教學活動的主體是教師和學生組成的共同體，且教師通常獨自承擔著主體的部分重要職責，例如活動目標的制定；另一方面，教學活動具有客體內在性，即作為學習者所作用的客體，并不是客觀事物，而是各類學科知識，教學活動的目標和結果都在于學生本身的變化[14]。

除了主體和客體外，教學活動的順利實施還需要一定的支持工具，例如教材、多媒體設備等。郭文革提出在線課程教學活動要素[15]，包含教育者、受教育者、教學資源和教育交流工具。模型將主客體發生相互作用的中介——“工具”作為教學活動的關鍵要素之一。

根據活動理論，活動的順利實施需要主體、共同體之間有分工，并有其運行的規則。在教學領域，教學活動的組織形式，包括競爭、合作、練習等形式充分體現了活動的規則及主體之間的分工。綜上，本研究構建的教學活動要素與活動理論中各要素的對應關系如圖1所示。

圖1 教學活動六要素模型演繹過程

本研究基于活動理論整合了主體、客體、活動目標、活動組織形式、支持工具和活動評價六個要素，初步構建了初版小學數學教學活動六要素模型。活動目標引導教師與學生完成一系列行為和任務序列，這里采用了布魯姆的教學目標分類，分為知道、理解、應用、分析、綜合、評價；教學活動的主體結合了活動理論中的主體和共同體，包含教師主導、學生個體、師生互動和生生互動四種；教學活動的客體是主體通過相互作用操作的載體，即學科知識，分為陳述性知識、程序性知識和策略性知識三大類；活動形式是主體間交往互動的形式，包括教師的講授、學生的合作、競爭等；活動的支持工具是主客體進行交互的中介，包含傳統教學支持工具和數字化媒體支持工具；評價是對活動是否達成活動目標、學生認知目標的反饋，從形式上分為教師口頭提問、巡視、小測等。

初步構建的小學數學教學活動模型用于作為切分教學活動單元的標準進行課例的切分編碼，在主體或客體發生變化時進行教學活動的切分。

(二)試編碼

為檢驗構建的小學數學教學活動模型(初版)切分課例視頻的易用性及有效性，初步構建教學活動切分編碼表，如表1所示。三位研究人員在進行充分地交流討論，熟悉和了解活動模型和編碼表后，使用NVivo 11 plus軟件對兩節課例視頻進行背對背切分編碼。

表1 教學活動切分編碼表(初版)

經過三位研究人員背對背切分編碼，發現難以準確一致地切分教學活動單元。通過交流討論發現主要存在兩個問題：

1.部分要素意義相近，在編碼時無法明確區分。“主體”和“形式”意義相近無法區分，如形式為講授時主體通常是教師，形式為合作時主體通常是生生交互。課堂教學活動作為一種特殊的活動，具有極強的情境限制，組織形式往往已經暗含了主體。此外，“客體”和“目標”也存在類似的問題，活動本身具有面向客體的思想，即活動的目的性思想[16]，在教學活動中，客體是學科知識，而目標通常是學科知識的建構，二者本就具有密切的聯系。

2.三位研究人員的編碼信度較低(一致性信度為0.32)，原因是在進行教學活動單元切分時依據的要素不唯一，有的研究人員以活動主體為依據進行切分，當活動的主體發生變化時切分活動；有的研究人員以活動客體為依據進行切分，當學科知識變化時切分活動。

基于以上兩個問題，對小學數學課堂教學活動模型(初版)進行優化完善，將活動主體和活動形式合為“活動組織形式”，包括教師主體、學生個體、師生互動和生生互動四種組織形式。將活動客體與活動目標合為“活動目標”，將活動目標分為兩個維度，一個是學生認知水平目標，為了更準確描述認知水平目標，研究改用馬扎諾的認知目標分類，包括信息提取、理解、分析和綜合；另一個維度是核心素養目標，本研究采用史寧中教授的小學數學核心素養分類，包括數學抽象、邏輯推理和數學建模[17]。活動評價要素以評價主體為依據分為師評、自評和生生互評。

(三)專家訪談

為了進一步保證模型的有效性、科學性及實踐性，本研究邀請了三位領域專家對模型進行評估，并針對一線課堂教學活動設計與實施相關內容進行了訪談。專家團隊分別為課堂評價領域專家A、一線學校數學課堂教研專家B、C。專家反饋意見整理結果如下：

專家A：研究主題為信息技術環境下的課堂教學活動特征，應凸顯信息技術環境因素，著眼于數字化教學以及教師信息素養的評價。建議將數字化教學輔助資源與數字化教學支持設備納入評價范圍，以分析教師在教學過程中數字化資源與工具的應用能力。

專家B：學科核心素養是培養學生的最終目標，但是難以在具體教學活動中進行量化，一線數學教師會在教學設計中融入學科核心素養的思想，但在具體教學活動設計中很少作為活動目標。

專家C：在具體評價教學活動時，首先要注意教師的教學活動設計是否符合學生年齡特點，是否落實了課程標準中的具體認知目標，其次再看教師是否關注以學生為主體的思想，最后再看教學活動的情境、支持工具等是否新穎。好的教學活動是關注學生的認知是否發展，不是形式上的花哨。

針對以上專家意見，研究對模型進行了進一步的修改，區分了輔助資源和支持工具，以更好適應技術豐富環境下的課堂教學，此外刪除了活動目標中的核心素養目標，并將“活動評價”修改為“活動反饋”，得到最終的“課堂教學活動OSTRF模型”，并對專家進行了回訪，三位專家一致認為相關問題得以解決。

(四)課堂教學活動OSTRF模型

優化后的課堂教學活動OSTRF模型如下頁圖2所示，模型將教學活動單元分為五個要素構成，分別為活動目標、組織形式、支持工具、輔助資源和活動反饋。教學活動的主要目的是促進學生知識的建構和認知的發展，所以本研究的活動目標主要測量學生的認知目標，為了解決試編碼中研究人員反饋“布魯姆認知目標層次過多，歸類困難”的問題，研究將活動認知目標更改為馬扎諾的認知目標分類，即信息提取、理解、分析、應用。模型在小學課堂教學活動模型(二版)的基礎上增加了教學活動輔助資源，主要是教師教學過程中使用的圖文材料、音視頻資源、網絡交互式系統等軟件資源服務；教學活動支持工具是指目前基礎教育課堂常見的教學硬件設施，主要包括傳統工具、固定終端和移動終端；教學活動支持工具與教學活動輔助資源從教師使用的信息技術軟硬件環境的角度反映信息技術環境對基礎教育課堂教學的支持程度以及教師的數字化教學能力；將“活動評價”更改為“活動反饋”，測量教師或同學對學生認知目標達成度的反饋，包括認知反饋和非認知反饋。其中認知反饋是指有關學習表現的，能夠幫助學習者建構或重建認知圖式的課堂反饋，而非認知反饋多為情感反饋。

圖2 小學數學教學活動OSTRF模型

課堂教學活動OSTRF模型作為課例視頻切分標準主要通過教學活動目標及教學活動組織形式的變化作為切分標準。為保證切分的信度，規定只要教學活動目標和教學活動組織形式中的一個因素發生改變，則看是否是因為認知反饋引起的變化，如果是認知反饋引起的變化，不進行活動切分；若不是認知反饋引起的變化，則進行活動切分，具體流程如圖3所示。

圖3 教學活動切分編碼流程圖

根據小學數學教學活動OSTRF模型編制的教學活動編碼表如表2所示。

表2 教學活動編碼表

四、小學數學課堂教學活動特征

(一)教學活動劃分

本研究從“一師一優課”國家教育資源公共服務平臺優選了30節小學數學新授課，一年級至六年級每個年級分別5節課例。根據OSTRF模型對課例視頻進行切分，共獲得33個教學活動單元，448個有意義的教學活動。對切分獲得的教學活動單元進行歸類，發現共有六類教學活動，分別是：教學準備類活動、探究類活動、講解演示類活動、練習類活動、結果展示類活動和知識總結類活動。其中有3個活動單元沒有歸類，“小組討論”活動因為其作用的多樣性無法歸并到其他類，“自我評價”和“學生課前演講”因其偶然性沒有歸并到其他類。具體分類情況如表3所示。

表3 教學活動分類

(二)活動特征分析

1. 教學活動認知目標水平以“分析”為主

基于本研究課例集，在小學數學教學活動的活動目標認知層次占比分布中，分析層次的教學活動目標占比最高，為67.86%。其次是知識應用和理解層次，分別占比15.63%和13.17%。信息提取層次的教學活動目標占比最小，只有3.35%。教學準備活動的認知層次主要在信息提取、理解和分析三個層次。探究類活動、知識總結類活動、練習類活動、結果展示類活動4類教學活動的活動目標主要在分析層次。知識講解類活動的活動目標主要在理解層次。由此可見在小學數學教師在設計和實施教學活動的過程中尤其注重培養學生對數學問題的分析能力，這著重體現在探究類、知識總結類等活動中，此外輔以教學準備類、講解演示類、練習類活動，兼顧從信息提取，到理解、知識應用的不同層次目標。

2. 教學活動反饋以“認知反饋”為主

所有教學活動的活動反饋情況中，存在認知反饋的教學活動占比48.44%，接近一半，說明大多數教師能夠通過反饋推動學生的認知發展；存在非認知反饋的教學活動占比29.91%，這部分教學活動中，教師沒有對學生有認知上的引導，但對學生有情感上的肯定與贊賞，能夠促進學生學習的積極性；有21.65%的教學活動不存在任何反饋，這部分教學活動一般是以教師為主體的講解活動和以學生個體或小組為主體的練習活動。

3. 教師數字化工具與資源應用特征

在支持工具部分，教師主要使用傳統工具和固定終端，其中44.87%的活動使用傳統工具，包括黑板、教具、書本等。44.64%的教學活動使用固定終端支持教學，包括電子白板、投影儀等。只有2.01%的教學活動使用移動終端進行教學，包括點陣筆等。此外還有8.26%的教學活動是教師進行口頭講授或者學生回答問題，這部分教學活動沒有使用任何教學支持工具。

在輔助資源部分，使用圖文資源的活動占78.35%，只有1.79%的教學活動使用了音視頻資源，0.22%的教學活動使用了交互式系統，19.42%的教學活動沒有使用任何輔助資源。大多數教師用圖片、文字在電子白板上呈現教學內容，或者組織學生使用紙質版課本、學習單進行探究和練習，極少部分教師會使用音視頻資源來輔助教學。

詳細分析各類教學活動的教學支持工具及輔助資源的應用，主要使用傳統工具的活動類型有“探究類活動”和“練習類活動”，這兩類活動是學生自主或者合作的形式進行知識探究與練習，主要用到課本、學習單等紙質工具。“教學準備類活動”和“結果展示類活動”使用的工具主要是固定終端，教學準備活動一般是通過電子白板創設情境、展示數學問題；結果展示活動主要通過黑板和投影儀進行展示。“知識總結類活動”和“講解演示類活動”教師會根據知識類型、學生特點等具體情況選擇傳統工具或固定終端。有一小部分探究類活動和練習類活動是通過移動終端支持的，在30節課例中，只有一節課使用了移動終端“點陣筆”，其他課程多采用傳統工具和固定終端來支持教學。

所有類型的教學活動輔助資源都以圖文資源為主，受學科特點的影響，圖文資源使學生更能直觀地分析數學信息之間的關系，進行大量的思考和練習活動。只有在創設情境、講解知識等不需要學生分析思考的活動才使用音視頻資源。只有一個教學活動使用了交互式系統，是通過答題游戲的方式進行課堂知識的應用練習。有一部分教學活動沒有使用輔助資源，如“學生總結收獲”和一部分的練習類活動。

五、結語

小學數學課堂教學活動OSTRF模型以活動理論為理論基礎，考慮了當下的信息化教學環境特征，同時關注了教師的教和學生的學。在活動目標及活動反饋等要素上體現了促進學生認知發展的教學活動觀，而非追求花哨的活動形式。OSTRF模型的建立，能夠為小學數學課堂中教學活動的切分提供依據，并為后續的自動化分析提供可能。在后續研究中，可以利用該模型將教學活動單元逐一編碼，進行內容分析，自下而上建立小學數學教學活動事件庫，通過對教學活動的頻次、平均持續時長等特征的分析，能夠得到小學數學課堂的活動特征，通過滯后序列分析等方法得到現階段小學數學課堂教學進程結構，助力學校、區域的課堂評價研究與實踐，從而為智能技術賦能的課堂教學評價自動化創新一種新的評價范式。