數據驅動下AI思維課堂提問循證改進實踐

廣州奧林匹克中學積極探索新時代下數據驅動賦能課堂的新路徑，結合思維型課堂中對問題鏈的設計，利用基于AI技術的課堂無感化分析，持續循證改進問題設計，使課堂推進更順利，思維錘煉更高效。循證改進過程中得出以下兩個核心觀點：一是“若何”類高階思維問題要合理細化拆分，利用階梯狀的“若何”問題鏈緊抓學生注意力；二是問題鏈設計要保持一定的思維深度，同時借助生生互助維持學習者的高專注度，實現高階思維的有效培養。

為更好從數據層面支持上述觀點，本研究選取七年級兩個同層次班學習者作為研究對象，聚焦初中數學七年級第四章《幾何圖形初步》授課內容，在連續三課時循證改進教學中，通過改進設問方式優化教學策略，觀察學習者課堂專注度以及其他指標的變化情況，以期從數據層面獲得支持。

課堂無感化分析數據顯示（見下頁表1），第一課時高階思維占比達28% ，學習者主動學習占比達 60% ，這兩項指標表現較為突出。然而，第一課時學生專注度僅為 30% ，遠低于我校七年級初中數學平均專注度。同時，教師行為占比高達 70% ，這體現出本節課基本是由教師主導推進的。綜合分析課堂實錄，產生具有如此差異性的數據，是因為這節課在問題鏈難度上梯度設置不合理，整體思維深度過深，且沒有合理利用思維腳手架幫助學生跨越潛在思維障礙，造成學生學習主觀能動性下降，專注度降低。教師計劃在第二課時的循證改進中降低問題鏈設計難度，激發學習者學習專注度。當問題鏈設計超出學習者的應答能力，不能適配學習者先決學情，即使高階思維問題占比高，學習效能也是偏低的。

表1基于AI技術的課堂無感化分析數據

第二課時，教師循證改進，主動通過增設更多“是何”“為何”問題，為學習者搭建思維腳手架，使問題鏈設計更貼合學情，旨在提升學習者專注度及學習效能。調整后，學習者專注度有所改善，專注度提升了12% ，達到了趨于平均值水平的42% 。但所增加的“是何”“為何”問題思維深度較為淺顯，使數據中高階思維問題占比下降了 12% ，僅有16% ，這體現出本節課未能充分滿足學習者高階思維培養的需求。教師計劃在第三課時的循證改進中，利用更多精心設計的“如何”“若何”問題，加大對學習者高階思維培養的力度。

第三課時，教師從兩方面持續優化課堂。一方面是持續優化“如何”“若何”問題設計。以解決實際問題為導向，教師精心設計階梯狀“若何”問題。教師將“當兩條直線被第三條直線所截，同位角相等可證明兩條線平行。還有沒有其他證明方式？”拆分為“當兩條直線被第三條直線所截，同位角相等可證明兩條線平行。若此時條件為內錯角相等，也可以證明嗎？”以及“若此時同旁內角互余，是否也可以證明？”。這樣階梯狀的若何問題設計，更能激發學習者學習熱情。另一方面，增設多次小組討論環節，在堅持高階思維問題占比保持38% 的同時，保持了 48% 的學習者專注度，實現教學效果的整體優化。與此同時，教師行為占比降低到 62% ，教師在課堂上的講授變得更少了，學生活動時間更長，凸顯了學生的課堂主體地位，這與關聯主義學習理論以及學習金字塔理論中所提到的“知識留存率與學生主體活動的正向相關”具有一致性。以小組討論替代了第二課時中“是何”“為何”等基礎性問題的思維腳手架作用，通過生生互助，先行者講題再次鞏固知識，后進者聽題縮小差距，有效促進了學習者高階思維的發展和學習效能的提升。

為了更好了解學習者視角下學習效能層面的感受，剖析教學過程中學習者高階思維的提升情況，以結果為導向驗證提問循證改進在教師專業發展的實效，后續，本研究對6名學習者進行了訪談。

通過系數 ?6 的訪談語義網絡分析，可以看出針對這三節課，學習者都將陳述重點圍繞“提問”“課堂”“教師”展開。課堂進程呈現出明顯的“問題驅動”特征。這證實AI思維課堂通過問題鏈設計實現了教學進程的有效推進。

根據情感傾向統計，學習者對于改進后的第三課時認可度較高，積極情感平均占 70.72% ；第二課時認可度次之，平均占 53.65% ；第一課時認可度積極情緒詞頻占比最低，平均積極情感占 34.76% ，平均消極情感占 20.64% 。這體現了數據驅動下AI思維課堂的每次循證改進，都能有效促進學習者積極情緒占比的提高，這種積極情緒帶動了學生學習主觀能動性的發展，促進了課堂效能的提升，也體現了教師專業技術水平在循證改進中得到了發展。同時通過詞頻分析，在學習者1、6訪談中，多次提及在第三課時中“小組討論”“若何”問題對他們的幫助和啟發，這體現了生生互助以及拆分“若何”問題對學習者高階思維發展的正面促進作用，可以在數據上支持本研究核心觀點。

綜合以上分析，本研究得出以下結論：首先，利用基于AI技術的課堂無感化分析，AI思維課堂循證改進能切實有效地提高教師專業素養和學習者的高階思維能力。其次，AI思維課堂應通過細化拆分“若何”“如何”問題，形成階梯狀問題鏈，在保證高階思維培養的前提下，提高學習者學習效能。最后，同伴互助的小組合作能切實解決具有一定思維深度的問題鏈設置所帶來的專注度困境，提高學習者學習專注度。

注：本文系廣州市教育成果培育項目“大數據支持下的思維型課堂的構建與實踐”、廣州市重點課題“高中育人方式改革背景下思維型課堂的構建研究”成果。