借課堂大數據審視課堂教學中的問題設計

林慧娜

摘? ?要：對大數據背景下生物課堂教師的教學行為進行探討，提出課堂教學中針對課堂教學行為的研究結論：對課堂教學行為的數據分析，能夠幫助教師發現和解決課堂教學問題，優化教師的課堂問題設計，促進師生之間的深度對話，實現學生高階思維的培養。

關鍵詞：課堂大數據;問題設計;高階思維

2014年教育部印發了《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》，提出各學段學生要發展核心素養，明確學生應具備適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。其中“科學精神”下的“理性思維”“批判質疑”“勇于探究”，“學會學習”下的“勤于反思”，“實踐創新”下的“問題解決”“技術應用” 都要求培養學生的高層次綜合思維，即培養學生的高階思維。可見，以學生的高階思維能力為發展目標來設計問題尤為重要。

2019年筆者參加了由首都師范大學王陸教授率領的教師“廈門市思明區基于教育大數據教學研究項目”研修活動。該項目從教學模式、有效性提問、教師回應、四何問題、對話深度幾個維度收集課堂觀察數據，以期通過課堂觀察數據發現課堂教學行為的內在規律，從而揭示教學行為的意義。本文對筆者所執教的初中生物“植株的生長”一課進行數據分析，審視教師在教學中的問題設計是否合理，是否有助學生高階思維的發展，從而針對性地提出改進策略。

1? 課程簡介

“植株的生長”一課是《生物》人教版七年級上冊第二章第二節的內容。植株的生長現象在自然界中很常見，但由于根在地下生長，肉眼看不見，無法感知，而莖的生長又需要一個過程，因此學生不理解“幼根的生長”“芽的發育”的抽象過程。本堂課為學生創設了真實情境，通過展示各種植株幼苗實物引導學生觀察，調動學生生活經驗引入新課。課堂上教師組織學生圍繞著“根尖的生長，枝條的發育”等進行實驗設計并進行小組討論交流，幫助學生建構知識，內化知識;在教學中教師通過設計層層遞進的問題啟發學生思維，培養學生對知識的遷移運用，并設置一定比例的開放性問題，這些都意在培養學生的高階思維。在教學中教師除了引導學生進行實物觀察外，還充分借助電子交互白板、視頻，化解重難點，幫助學生達成學習目標。“植株的生長”一課教學過程與問題設計見表1。

2? 基于課堂觀察數據的問題設計分析

2.1? 課堂觀察數據及獲取方法

教師課堂的教學行為蘊含和反映教師具有的實踐性知識（隱形特征）。課堂行為數據指的是通過對教師的課堂行為按照某種維度進行觀察，獲取行為發生的頻次，轉換為數據，再按照一定的數學方式對數據進行處理后所得的數據[ 1 ]。本文采用記號體系分析方法對課堂教學進行觀察記錄并做診斷分析，它也叫項目清單分析。一般預先列出一些需要觀察且有可能發生的行為，觀察者在每一種要觀察的行為發生時做個記號，核查所要觀察的行為有無發生[ 2 ]。在分析診斷各維度的數據時要建立聯系，從而更全面地佐證課堂教學行為[ 3 ]。

2.2? ?問題的設計分析

培養學習者高階思維的問題設計，應該要由易到難、由淺到深、層層遞進，體現一定的開放性和層次性。通過對課例“植株的生長”中教師的提問和學生的回答，進行課堂觀察和數據采集，獲得了問題類型、學生回答方式和回答類型數據，如圖1至圖4所示。下面借助大數據從問題設計的開放性和層次性進行分析。

（1）問題設計的開放性分析

課堂問題設計的類型，按布魯姆教育目標分類法可以分為記憶性問題、推理性問題、創造性問題和批判性問題，其中的記憶性和推理性問題屬于低階問題，而創造性和批判性問題屬于高階問題。而麥卡錫博士提出4MAT教學設計系統，將問題分為是何問題、為何問題、如何問題和若何問題四種類型[ 4 ]。其中，是何與為何問題面向低階思維，如何和若何問題面向高階思維。

如圖1、圖2所示，本堂課中的問題設計以記憶性、推理性和四何問題為主，高階問題低于全國常模數據;從圖4中看出學生的回答也以推理性問題為主，說明教師對學生推理思考的訓練是到位的，但教師在提問中更多側重于事實的理解與掌握。根據圖3學生回答方式進行數據分析可以看出，教師用50%齊答方式管理對話，反映教師課堂提出大部分問題較為淺顯，容易回答，這也與圖4中學生“超過90%是認知記憶性回答和推理性回答”的數據相呼應。在課堂中教師注重問題設計的開放性，鼓勵學生嘗試提出問題、解決問題，培養學生問題意識和問題解決能力，如“在科學家統計的這組數據（黑麥根毛數量和表面積）中，同學們能提出什么問題？如何解決你們的問題？”教師還注重培養學生的創造性思維和批判性思維，如“如何設計實驗驗證根尖是幼根生長最快的部位？”“如何設計實驗證明無機鹽對植物生長的重要性？”“我們可以無限量的施肥嗎？”同時教師注重培養學生對知識的遷移、運用和評價能力，如“為什么準備移栽的茄子幼苗和黃瓜幼苗，根部總是帶有一個土團？”“植物為什么需要打吊針呢？”這些高階問題的設計說明教師關注到了學生高階思維的培養，但從圖3學生回答的類型來看，學生的創造性評價回答比例低于全國常模，這也說明了高階問題的設計與實施有較大的偏差。回顧本堂課教學過程，教師在提出高階問題后留給學生的時間很有限，未能讓學生進行自主思考、討論，小組間也沒有進行交流匯報，這與沒有采集到學生討論后匯報的數據相吻合（見圖3）。

因此，本堂課的問題設計有一定的開放性和批判性，指向了學生高階思維的培養，有利于學生核心素養的培育，然而在提出開放性問題時留給學生思考、討論、匯報的時間不足，未能進行更為深入的思考與討論，導致學習效果大打折扣。

（2）問題設計的層次性分析

師生的對話深度能夠反映問題設計的層次性，關注的是教師問題之間的邏輯關系和師生之間互動交流的深度。從圖5中看出，本堂課師生對話主要集中在對話深度一、深度二，其中，對話深度三和深度四的比例高于全國常模，這與圖1、圖2的問題設計主要是低階問題相一致。課堂中教師圍繞高階問題“如果讓你們設計實驗驗證根毛區是吸水的主要部位，首先要設計什么？”展開追問，形成深度四的對話：①如何設計對照實驗？②實驗中判斷根毛區是吸水的主要部位，要觀察什么？③按照我們的理論推斷，哪一邊的水位下降比較快？在探討試管中棉花作用時，師生的對話也達到深度四：①兩根試管中用什么來封閉？②為什么用棉花來封閉？③為什么不能讓水蒸發？④變量是哪兩個？從圖3、圖4看出，師生對話雖然達到深度四，但學生的齊答、自由答比例偏高，創造性回答比例也偏低，這與課堂中教師沒有留給學生充分思考、探究的行為是一致的。

從以上的分析可以看出，教師問題的設計有一定的層次性，并達到了一定的對話深度，這與高階思維的發展是吻合的;但教師問題總量偏多、雜亂，在瑣碎的簡單問題上花費了較多時間，使得學生探究時間不足，缺少了生生互動，失去了教師進一步引導和追問的機會，不利于學生從低階認知目標逐漸上升至高階認知目標。

3? 基于大數據的反思與改進

數據的分析診斷促進教師對課堂進行反思：如何設計高階問題，并留給學生充分的時間進行探究，讓學生高階思維能力的培養得到有效落實？回顧本堂課的教學過程，教師雖然注重對學生高階思維的培養，但從數據中看出實施的效果尚存不足，需要從以下方面進行改進。

3.1? 改進問題設計

教師要降低問題總量，同時要優化低階問題和高階問題的組合使用，盡量減少零散細小的簡單問題，避免“滿堂問”。教師可以適當增加高階問題的比例，如在提問探究根毛區作用的環節，在探討試管中棉花的作用時雖然師生間的對話達到深度四，但都停留在一問一答的淺層次對話，我們可以這樣重新設計問題：“為了控制單一變量根毛，同學們要怎么設計實驗？”留給學生自主思考、討論交流的時間。在此基礎上，預設學生的答案可能會有“可以試管中塞上棉花”“可以在水上面滴加油滴”，教師可以進一步追問“哪種方法好？為什么？還有其他方法嗎？”這樣的問題有一定的開放性，又體現創造性和批判性，可以促進學生深入思考，促進學生高階思維的發展。

3.2? 改進課堂活動設計

本堂課設計了三個具有開放性的探究活動：如何設計實驗驗證根尖是幼根生長最快的部位？如何證明成熟區是吸水的主要部位？如何驗證無機鹽對植物的生長的重要性？三次活動留給學生的探究時間都不足，我們可以采用幫、扶、形式展開。第一次活動可由教師主導、提供支架幫助學生完成探究活動;第二次活動應該增加學生探究時間、加強討論交流，可以組織學生借助導學案完成實驗探究，提高學生的自主性;第三次活動則可以在前兩次活動的基礎上完全放手讓學生小組自主討論完成。在這個過程中教師要做好小組討論的組織和管理，這樣遞進的活動設計符合學生的認知規律，層層深入，加深學生對重難點的深入理解，培養了學生的探究能力以及遷移運用能力，促進學生高階思維的發展。

4? 結語

它山之石可以攻玉。在課堂觀察數據的助力下，教師對課堂教學行為的反思有更清晰的依據， 從而“碰撞”出更明確的改進方向。相信長此以往，教師定能更好地完善課堂問題的設計，以此促進學生高階思維的培養，使學生的生物學科核心素養能真正落到實處。

參考文獻：

[1] 王春陽，王后雄.指向核心素養的高價思維研究[J].教學與管理，2021（2）：1-5.

[2] 王陸，張敏霞.課堂觀察方法與技術[M].北京：北京師范大學出版社，2002：80～92.

[3] 王迎.借課堂觀察數據審視教學對話的有效性——以一堂復習課為例[J].語文建設，2017（4）：22～25.

[4] 劉建琦，肖明.課堂問題設計中的教學行為大數據因素[J].中國現代教育裝備， 2019（12）：16～19.