數(shù)智賦能，思維革新

1引言

研究背景：在教育信息化背景下，CSMS系統(tǒng)作為智能評(píng)估工具逐步融人教學(xué).初中數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)教育核心學(xué)科，其教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生思維發(fā)展.然而，傳統(tǒng)教學(xué)偏向教師單方面講授，學(xué)生參與度偏低，加之教師容易因長(zhǎng)期執(zhí)教形成思維定勢(shì)，難以有效調(diào)整課堂結(jié)構(gòu)和教學(xué)方式.因此，借助CSMS系統(tǒng)分析優(yōu)化教學(xué)策略，成為提升課堂成效、實(shí)現(xiàn)教師專業(yè)成長(zhǎng)的研究熱點(diǎn).

CSMS：基于評(píng)價(jià)模塊和量化指標(biāo)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，遴選出成熟的評(píng)價(jià)技術(shù)工具，運(yùn)用人工智能自動(dòng)生成各個(gè)量化指標(biāo)數(shù)值，形成基于結(jié)構(gòu)多模型聯(lián)合的課堂教學(xué)智慧評(píng)價(jià)系統(tǒng)（classroom structure-basedmultimodal-supported scoring system，簡(jiǎn)稱 CSMS）[1].

研究意義：通過CSMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，剖析初中數(shù)學(xué)傳統(tǒng)課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)中的不足，并基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)課堂教學(xué)策略轉(zhuǎn)型、教師自我提升與專業(yè)成長(zhǎng)提出針對(duì)性建議.

2 研究方法

數(shù)據(jù)收集與分析：采用CSMS系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)收集與分析工具，上傳錄課視頻或音頻，分析前、中、后測(cè)課的多維度評(píng)價(jià)數(shù)據(jù).CSMS整合了多種教育技術(shù)模型，能夠自動(dòng)洞察課堂教學(xué)并生成課堂大數(shù)據(jù)報(bào)告.該系統(tǒng)選用學(xué)習(xí)發(fā)生的知行模型分析課堂師生教與學(xué)的思維過程，選用弗蘭德斯互動(dòng)分析系統(tǒng)（下文簡(jiǎn)稱FIAS）、“問一答—評(píng)”結(jié)構(gòu)模式（下文簡(jiǎn)稱IRE）、師生互動(dòng)模型（下文簡(jiǎn)稱S一T）來分析師生交流互動(dòng)過程2.

對(duì)比研究：對(duì)個(gè)人的前、中測(cè)課評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，針對(duì)評(píng)分偏低的維度，選取高評(píng)分課例進(jìn)行對(duì)比分析，找出自身課堂教學(xué)策略中存在的問題，結(jié)合優(yōu)秀課例的成功經(jīng)驗(yàn)提出針對(duì)性優(yōu)化策略，并在后測(cè)課中實(shí)踐優(yōu)化策略.

3CSMS數(shù)據(jù)分析與問題診斷

3.1 課例情況說明

在運(yùn)用CSMS分析的過程中，筆者共上傳了10節(jié)課，其中前測(cè)課“數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)”難度較低，中測(cè)7節(jié)課全部與一次函數(shù)性質(zhì)有關(guān)，從基本圖象到性質(zhì)的拓展逐步提高難度.

例如 以中測(cè)課“一次函數(shù)性質(zhì)6\"（后簡(jiǎn)稱為“性質(zhì)6”）為例，該課包含10分鐘作業(yè)講評(píng) +30 分鐘新課，設(shè)計(jì)了多種變式以加深學(xué)生對(duì)函數(shù)的理解.但該課以教師講述為主，缺少完整的“問一答—評(píng)”互動(dòng)結(jié)構(gòu)和適當(dāng)總結(jié)，限制了學(xué)生的思維與知識(shí)接收.

除前、中測(cè)課，后期上傳一節(jié)公開課、一節(jié)后測(cè)課，在下一部分詳細(xì)闡述.

3.2 CSMS數(shù)據(jù)分析維度

為更有針對(duì)性地進(jìn)行探究，選取較直觀的FIAS的七維指標(biāo)進(jìn)行分析.對(duì)比系統(tǒng)的參考值（常模數(shù)值），課例中明顯偏低的指標(biāo)有啟發(fā)性（參考值與0.42，中測(cè)得分整體不高于0.2）與教師發(fā)問比率（參考值0.2，中測(cè)整體得分不高于0.11）；其中“性質(zhì)3”與“性質(zhì)6”兩節(jié)課在教師正面回應(yīng)數(shù)值（參考值0.75，兩節(jié)課得分分別為0.33和0.32）上同樣明顯偏低，且這兩節(jié)課的啟發(fā)性最低（得分分別為0.02和0.03）.注：本文所有數(shù)據(jù)來源于CSMS系統(tǒng)《課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)分析報(bào)告》

以上述描述可以看出，前、中測(cè)課啟發(fā)性明顯整體偏低，這與提問相關(guān)數(shù)據(jù)明顯呈正相關(guān).另外，參照CSMS分析報(bào)告中的“教學(xué)過程速覽”可以看出，課例在追問、對(duì)學(xué)生及時(shí)評(píng)價(jià)、給予學(xué)生思考討論時(shí)間等方面始終偏弱，但在推動(dòng)有效學(xué)習(xí)、豐富想象力、學(xué)揲生對(duì)學(xué)習(xí)風(fēng)格的多樣性展現(xiàn)等方面表現(xiàn)一直較為突出.由此可見，教師的邏輯性、課程合理性架構(gòu)沒有大問題，但可能缺少與學(xué)生的有效互動(dòng).

另外，評(píng)分較低的性質(zhì)3、性質(zhì)6兩節(jié)課正是唯二在“激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與”方面表現(xiàn)不突出的課程.結(jié)合前面的情況可以看出，教師對(duì)學(xué)生的激勵(lì)、給予學(xué)生思考討論及提問的空間與及時(shí)的反饋?zhàn)穯枴?duì)學(xué)生想法的接受方面的延伸較少.

4改進(jìn)策略與實(shí)施

4.1 基本教學(xué)策略調(diào)整

基于以上分析，筆者深刻意識(shí)到教學(xué)策略轉(zhuǎn)型的迫切性.為了在保持知識(shí)體系完整、邏輯清晰的前提下優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，給予學(xué)生思考的時(shí)間與空間，筆者設(shè)計(jì)了一節(jié)公開課 “旋轉(zhuǎn)中的動(dòng)點(diǎn)與最值問題”.

該課從旋轉(zhuǎn)與圓的定義和性質(zhì)引入，對(duì)應(yīng)到兩類動(dòng)點(diǎn)最值問題，引導(dǎo)學(xué)生得出旋轉(zhuǎn)類動(dòng)點(diǎn)最值的基本方法；通過設(shè)計(jì)系列問題或情境引導(dǎo)學(xué)生自主探究，并針對(duì)不同解題方法加以評(píng)價(jià)，盡量讓學(xué)生自主進(jìn)行解題、探究、總結(jié).

課程中，學(xué)生能較好地掌握直線型和圓弧形兩類最值的解題方法，對(duì)解題思路和過程也都有較為完整的展示；但由于場(chǎng)地所限，基本只能使用教師預(yù)設(shè)的PPT，方向較固定，缺少更開放的探究討論.以外，這節(jié)課的數(shù)據(jù)依然不盡如人意，總體評(píng)分僅64.2分，啟發(fā)性為0.03教師發(fā)問比率為0.02.

為了突破瓶頸，筆者選取了在相同場(chǎng)地、面向同一個(gè)班級(jí)授課、系統(tǒng)評(píng)分為83.2分的 X 教師的公開課數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，該課啟發(fā)性為0.41，教師發(fā)問比率為0.23.

可以看出， X 教師的公開課在啟發(fā)性與教師正面回應(yīng)學(xué)生指數(shù)上明顯高于筆者，然而兩課都是采取“提問—思考—回答—教師反饋”的教學(xué)模式，具體數(shù)值的差異又源于哪里呢？

4.2 教學(xué)細(xì)節(jié)反思與策略進(jìn)一步轉(zhuǎn)型

數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)IAS除七維指標(biāo)外，還有一項(xiàng)名為“激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與互動(dòng)”的指標(biāo)，其中筆者公開課分值僅 1.62% ，而 X 教師公開課分值為 13.63% .另外，從教師提問IRE（表中值指“簡(jiǎn)單型：追問型：學(xué)生思考討論再答型”三種提問類型的次數(shù)分布，參考值為總量 _4-13，X 教師公開課IRE為 2：1：3 ，筆者公開課 IRE1：0：0 來看，筆者的提問少且單薄，僅有簡(jiǎn)單型提問，這與教師提問相關(guān)指標(biāo)較低相符.

通過復(fù)盤 X 教師的3段“學(xué)生思考討論再答型”互動(dòng)教學(xué)片段發(fā)現(xiàn)， X 教師的提問是在讓學(xué)生充分自主思考后詢問是否有同學(xué)分享思路，再在學(xué)生有反應(yīng)后點(diǎn)舉手學(xué)生回答，并且在學(xué)生回答過程中教師均有針對(duì)內(nèi)容的追問和鼓勵(lì)；而筆者可能因認(rèn)為教學(xué)設(shè)計(jì)合理，習(xí)慣在學(xué)生思考過程中多提示，且經(jīng)常先直接展示學(xué)生解答過程，再讓學(xué)生說明思路，而非直接點(diǎn)舉手學(xué)生回答或進(jìn)行鼓勵(lì)式的提問.

因此，在后測(cè)課中，筆者在學(xué)生做題時(shí)嘗試減少直接提示，盡量多讓學(xué)生發(fā)揮，包括思路說明、總結(jié)歸納等；提問盡量顧及不同類型學(xué)生并且對(duì)他們加以鼓勵(lì).

比如，在學(xué)生給出分類討論的多個(gè)答案時(shí)，對(duì)其如何得出答案進(jìn)行追問，讓學(xué)生詳細(xì)說明分類方法，并在闡述時(shí)加以鼓勵(lì)；在學(xué)生用 A 方法時(shí)，追問“是否還有其他方法”或“有沒有用 B 方法的”以引出新方向，以及“為什么這里用 A ”“什么情況適合用A”等，讓學(xué)生基于回答再進(jìn)行思考.這樣的設(shè)計(jì)策略以學(xué)生自己表述的內(nèi)容為基礎(chǔ)，通過教師追問引發(fā)深層思考，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的積極性.

5 改進(jìn)效果評(píng)估

經(jīng)過上述反思與改進(jìn)，后測(cè)課系統(tǒng)評(píng)分顯著上升，為84.7分；啟發(fā)性上升至0.38，教師發(fā)問比率為0.18，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與互動(dòng)為 12.8% ，IRE為 2：3：0

可以看出，后測(cè)課的“激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與互動(dòng)”指數(shù)大幅上漲，教師提問方式豐富了，尤其是增加了多段追問型提問，且原先最為不足的啟發(fā)性指標(biāo)也接近了參考值.

在教學(xué)過程基本數(shù)據(jù)中，“教師善用追問”一項(xiàng)的表現(xiàn)也變得突出；另外，學(xué)生學(xué)科自信指數(shù)同樣得到了顯著提升（見表1）.

另外，課堂信息中問答類的四何分布情況（若何、為何、是何、如何），也從原有的僅“為何”一類問答，變?yōu)樗暮尉鶆蚍植迹ㄒ姳?），說明在教師課堂投放邏輯的信息分布變化不大的情況下，有效提問明顯增多.

6 總結(jié)與反思

6.1CSMS在教學(xué)策略轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用

實(shí)踐表明，CSMS系統(tǒng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析為教師提供了精準(zhǔn)的教學(xué)反饋.它能迅速揭示教學(xué)中的優(yōu)點(diǎn)與不足，助力教師突破定勢(shì)思維，引導(dǎo)教師從學(xué)生的視角出發(fā)，重新審視并優(yōu)化教學(xué)策略，推動(dòng)課堂向更高效的方向發(fā)展.

6.2教學(xué)策略轉(zhuǎn)型的具體建議

（1）強(qiáng)化學(xué)生參與：部分教師希望學(xué)生跟著預(yù)設(shè)的“正確”思路走，而忽視了學(xué)生對(duì)知識(shí)的分析過程，以及給予學(xué)生應(yīng)有的鼓勵(lì).實(shí)際上，任何課堂教師都應(yīng)致力于營(yíng)造積極開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行多元表達(dá)與思維碰撞.

（2）多元化互動(dòng)模式：師生互動(dòng)方式不應(yīng)單一不變，教師應(yīng)基于課堂內(nèi)容設(shè)計(jì)啟發(fā)性提問，并在學(xué)生回答過程中捕捉其思維動(dòng)向并加以追問，以多類提問的形式激發(fā)學(xué)生思維.教師還可以組織實(shí)驗(yàn)、小組活動(dòng)、學(xué)生展示等多樣化活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)探索.

（3）節(jié)奏與細(xì)節(jié)優(yōu)化：除關(guān)注教學(xué)設(shè)計(jì)與師生互動(dòng)等基本結(jié)構(gòu)調(diào)整外，還應(yīng)注重教學(xué)過程中的細(xì)節(jié).優(yōu)化互動(dòng)并非單純地讓學(xué)生講和簡(jiǎn)單的表?yè)P(yáng)，還要注意設(shè)問藝術(shù)、鼓勵(lì)方式、節(jié)奏把控、語(yǔ)言精練等多方面的細(xì)節(jié).

6.3教師專業(yè)發(fā)展與自我提升

CSMS為教學(xué)策略轉(zhuǎn)型指明了方向，而教學(xué)質(zhì)量的提升還需要具體實(shí)踐.教師應(yīng)在數(shù)據(jù)反饋的基礎(chǔ)上，借鑒優(yōu)秀課例，創(chuàng)新教學(xué)方法，不斷適應(yīng)教育環(huán)境與學(xué)生需求的變化，持續(xù)對(duì)標(biāo)新課標(biāo)，完成從“經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)”到“數(shù)據(jù)賦能”的轉(zhuǎn)型.

【本文系廣州市教育科學(xué)規(guī)劃2024年度重點(diǎn)課題“基于集團(tuán)教師能力提升的校本教研數(shù)字化轉(zhuǎn)型研究一以初中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)為例\"（課題編號(hào)：202315946）結(jié)項(xiàng)成果】

參考文獻(xiàn)：

[1」許世紅，劉軍民，王時(shí)舟，等.人工智能視域下課堂教學(xué)智慧評(píng)價(jià)：理論建構(gòu)、模型支撐與技術(shù)實(shí)現(xiàn)[J].教育測(cè)量與評(píng)價(jià)，2022（2）：56-65.

[2]溫秀梅，許世紅，李藝勛.CSMS單元數(shù)據(jù)分析助力名師凝練教學(xué)風(fēng)格的個(gè)案研究[J].教育信息技術(shù)，2024（Z2）：23-26.