基于課堂數據優化問題化教學

科學教學要重視學生問題意識的培養、提升學生科學思維品質，科學探究要圍繞科學問題展開，強調科學創新思維在于從不同角度分析、思考問題并提出新穎、有價值的觀點和解決問題的方法。問題化教學以問題為線索，通過設置與學生日常生活緊密相關的問題情境，讓學生經歷思辨、實踐、推理等過程，將教與學緊密結合。[1]這既符合課程標準的要求，又能有效促進學生的高階思維發展，提升他們的問題意識。問題化教學過程中，教師作為問題的引導者和設計者，應基于學生的前概念，精心設計問題情境，幫助他們將學習內容與生活實際相關聯，激發他們的學習興趣，引導他們提出有價值的探究問題。

盡管科學教師已經認識到問題化教學的重要價值，但在實踐中對于“問題”的理解和應用卻存在一定的偏差。實際教學中的問題設計，多由教師單方面主導，不斷地向學生拋出一系列低階問題，讓他們處于被動接受的狀態，即所謂的“滿堂問”。此外，[1]問題情境偏離教學主題、提問缺乏有效性、問題結構單一等也是比較常見的問題。

課堂數據分析可以精準指導教師做出正確決策。在參與潘翠君小學科學名師工作室的課題“基于課堂觀察大數據的教學行為改進研究”中，[2]我們以《模擬安裝照明電路》一課為例，依托COP團隊將采集到的數據聚焦問題化教學中的要素進行針對性地優化設計。

一、分析“師生話語主題詞”優化問題情境創設

師生話語主題詞分析反映的是教師話語內容與學生話語內容的匹配度，關注的是師生話語內容的關注點是否一致，體現了課堂教學內容聚焦程度和教師把握教學主題的能力。該課教師話語主題詞（如圖1左）為：開關、控制、小組、電路、屋主、燈泡等，學生話語主題詞（如圖1右）為：開關、導線、燈泡、控制、正極、亮起等。通過大數據分析師生話語主題詞匹配度為57.6%，評分為B，相對較低。

結合課堂實錄，我們發現原有教學設計在問題情境創設時過于直接，學生難以循序漸進地進入教師創設的情境，導致師生問答中出現話語主題詞偏差。因此，我們對該課導入環節和展示環節的情境創設做出了相應調整（見表1、表2）。

修改前，導入環節的情境設計是教師直接揭示任務“在房間中模擬安裝照明電路”，學生不容易從單個簡易電路直接過渡到復雜的多個電路。修改后，導入環節采用游戲導入，教師通過設問引導學生思考簡易電路和教室照明電路的相同點和不同點，學生在做游戲的同時可以觀察教室中的照明情況，自然而然地答出該課要討論的關鍵內容是一個開關控制多盞燈、多個開關控制多盞燈。這樣的設計既有趣，又能幫助學生實現知識的螺旋式進階。

修改前，小組展示環節的情境設計是，學生按照教師的要求直接展示兩盞照明燈是否按照要求正常工作，接著說明哪些部分可以進一步改進。修改后，設置了人偶“屋主”，學生需要引導“屋主”實地使用房間的照明系統。改進后的優點有：一方面，更加貼近真實生活情境，學生可以充分發揮想象力，展示在什么樣的情境下使用哪一盞燈；另一方面，此過程會清晰地暴露出一些設計制作的問題，如布局是否合理、線路是否穩固整齊。學生根據展示情況和評估表為后續評估改進做好鋪墊，真正做到自己發現問題、改進問題。

二、分析“問題類型”優化有效性提問

課堂中的問題類型包括：記憶性問題，即教師梳理出的與該課的學習內容密切相關的學生此前已有的知識、生活經驗方面的問題；推理性問題，即能引起學生依據已有的知識或經驗，經過思維的加工，推導出帶有其個性化特征的概念、判斷或推理的問題；創造性問題，即圍繞學生創造力的開發而設計的問題，要求學生致力于原創性和評價性思考，主要表現為學生能做出預測，解決生活中的問題；批判性問題，即需要學生變換問題角度做深層次思考或反思的問題。基于COP團隊大數據分析，如果分析結果顯示記憶性問題、推理性問題數量高于全國常模數據，創造性問題和批判性問題數量低于全國常模數據，說明教師提出的問題不能有效培養學生科學思維。數據表明（見表3），該課的“問題類型”評分等級為A，得分超過全國94.2%的同類型課程得分，學生回答類型方面與教師提出的問題類型相對應，得分超過全國89.6%的同類型課程得分。

在問題類型部分得分較低時，可以試著從以下幾個方面進行改進：①保證問題與問題之間存在邏輯關系，通過由簡到難層層遞進的問題設計促進學生深度理解；②結合拓展資源，設計具有深度和挑戰性的問題，引導學生透過事物表象發現背后的科學道理。進行問題化教學設計時，我們針對教材的教學提問進行了創造性改進（如圖2）。

修改前的問題設計，教師直接出示大任務“安裝照明電路”，接著問學生“結合臥室照明要考慮哪些問題”，此時問題過大，學生的回答容易偏離教學主題。修改后的問題設計為教師先告訴學生“需要安裝兩盞燈”，再提問“結合臥室照明有什么問題想問屋主”，給學生一定的空間，引發他們的深度思考。通過思考，學生的關注點迅速聚焦在該課的大任務“在房間內安裝兩盞燈，并能實現兩個開關分別控制兩盞燈”。可以看出，修改后的提問方式更有層次和邏輯，讓學生為了解決一個問題提出更多問題，這一環節有效培養了他們的問題意識。

三、分析“問題結構”助力培養學生科學思維

“四何問題”即是何、如何、為何、若何問題，[2]其中“是何”類問題反映教師提問的開放性教學傾向，該類問題越多，開放性越強；“為何”類問題指向原理、法則、邏輯等問題，如推理性問題等，該類問題的解決意味著原理性知識的獲取；“如何”類問題表示方法、途徑與狀態，如技能與流程性問題等，該類問題的解決意味著策略性知識的獲取，此類問題的占比越多，說明課堂上問題解決傾向越強；“若何”類問題反映教師提問的批判性及創造性教學傾向，該類問題越多，說明課堂設計的批判性及創造性傾向越強。[3]從“問題結構”的數據來看（見表4），該課的評分等級為C，得分超過全國26.8%的同類型課程，這表明，最初的教學設計在“問題結構”方面有所欠缺，不利于學生的批判性思維和創造性思維發展。

為了改善本節課的“問題結構”，培養學生問題意識，教師進行教學設計時可以結合生活實際、課外資料適時設計一些挑戰性的問題，引導學生從觀察事物表象出發。具體改進時，可以將描述性的“是什么”和“怎么樣”問題轉向“為什么”“如果……又會……”的解釋性問題。[1]因此，改進后的教學，我們增加了若何問題，在拓展環節問學生：“天氣越來越熱，如果屋主想再加裝一臺可以單獨控制的電扇應該如何設計？”學生可以利用該課學習的“多個電路回路”解決上述問題，實現知識應用與遷移，提升創造性思維。

結語

借助課堂觀察數據，通過對《模擬安裝照明電路》一課的教學實踐分析，我們發現課堂數據報告可以幫助教師整合問題，有效地提高問題化教學的質量。通過“師生話語主題詞”共現圖，可以了解學生是否聚焦本課教學目標，結合課堂實錄優化問題情境創設，確保教學情境連續性、遞進性、一致性。通過統計“問題類型”，可以檢查課堂提問是否有效，結合教學目標優化提問的邏輯性，促進學生高階思維發展。通過分析“問題結構”，可以結合教學資料確保問題設計去膚淺化和形式化，增加教學深度和廣度，引導學生在結構化問題的解決中構建知識體系，實現從低階思維到高階思維的發展。

（作者單位：廣東省深圳市寶安區上合小學）

參考文獻

[1]張琳.指向生命觀念的高中生物問題化教學設計研究[D].長春：東北師范大學，2022.

[2]潘翠君.基于課堂數據強化科學思維教學——兼談COP課堂診斷方法[J].湖北教育（科學課），2024（09）.

[3]王陸，馬如霞，彭玏.基于經驗學習圈的不同教師群體教學行為改進特征[J].華東師范大學學報（教育科學版），2021（02）.