基于機器學習的學生非智力因素培養路徑優化研究

[中圖分類號] G623.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068(2025)20-0051-04

盡管近年的國家義務教育質量監測結果均顯示“學生的學習興趣、自信心等非智力因素與數學學業成績存在緊密關聯”，但教師在精準把握和有效提升學生非智力因素方面仍存在諸多不足。鑒于此，本研究以我校學生為研究對象，通過問卷調查收集數據，并運用機器學習中的決策樹算法開展深度挖掘與分析，旨在探索一套行之有效的學生非智力因素提升實踐策略，為廣大教育工作者提供有益借鑒與參考。

一、學生非智力因素解析

為深人精準探究影響學生學習的非智力因素的具體表現，本研究以我校912名學生為樣本進行問卷調查，系統整理歸納數據后通過表1直觀呈現，便于橫向與縱向對比分析。

在處理調查數據時，本研究引入了機器學習技術手段，將912份樣本依據年級差異劃分為6套樣本集，并將學生的學業成績設為關鍵輸出數據，其余調查項目作為輸入數據，借助決策樹算法展開深度的計算與分析，最終生成對應6個年級的決策樹模型。其中，一、二年級決策樹模型的根節點是\"學習興趣”；三、六年級決策樹模型的根節點是“學習自信心”；四、五年級決策樹模型的根節點是“學習自主性”。

綜合各年級決策樹模型根節點特征，結合問卷數據橫向與縱向對比分析，本研究最終提煉出我校學生非智力因素的實際表現及深層成因。

(一)學習興趣因素

“學習興趣\"呈現逐漸下降的趨勢。由表1數據可見，低年級學生對數學感興趣的比例為 98.5% 中年級降至 90.6% ，高年級進一步降至 89% ，即不感興趣的學生比例呈上升趨勢。

一、二年級學業成績受“學習興趣\"影響最為顯著。調查顯示，學業成績處于中等偏上水平（80分以上）的學生中， 93.92% 對數學持有較高興趣，表明“學習興趣”是該階段學業成績的核心影響因素。

進一步分析“學習興趣”偏低的原因：其一，作業負擔較重， 17.63% 的一、二年級學生反映完成家庭作業需 1～2 小時，僅 25.32% 的學生能在半小時內完成;其二，課堂教學趣味性不足， 53.53% 的學生表示完全缺乏聽課意愿，僅 9.62% 的學生仍能保持認真聽課。

（二）學習自信心因素

“學習自信心\"呈現逐漸下降趨勢。由表1數據可見，學生主動提問比例隨年級升高持續降低：一、二年級為 53.4% ，三、四年級降至 49.7% ，五、六年級進一步降至 42.5% 。未主動提問的學生則傾向于沉默或僅向同學提問。

三、六年級學業表現受“學習自信心\"影響尤為顯著。三年級學業成績偏下的學生中， 53.85% 明確表示“因害怕出錯，不敢主動回答問題或提出疑問”；六年級更有 59.06% 的學生承認“面對老師提問時，因擔心出錯而不敢主動回答”。

學生“學習自信心”偏低的主要原因有兩個。其一，教師鼓勵不足，當學生答案與教師預期不符時，常被快速否定或批評。三年級 44.38% 的學生、六年級 54.56% 的學生表示，因多次解題失敗經歷，逐漸喪失數學學習信心。其二，學習壓力增大，三、六年級作為小學階段關鍵轉折點，學習容量、難度與時間投入較之前均有顯著提升。六年級尤為突出， 45.61% 的學生除完成校內作業外，需額外進行半小時至1小時的課外學習， 9.36% 的學生甚至需1～2小時。

（三）學習自主性因素

“學習自主\"需求呈現逐漸上升的變化趨勢。從表1可知，低年級時有 95.2% 的學生認為死記硬背就可以了，中年級時也只有 3.8% 的學生意識到要“分析、理解和靈活運用”，高年級時學生意識到死記硬背是解決不了數學問題的，有 48% 的學生提出“需要理解再靈活運用”，且有 4% 的學生認為適當的舉例子對理解知識很有幫助。

四、五年級受“學習自主性”影響最大。有81.34% 的學生表示自己可以準確地獲取數學閱讀材料中的信息，并能對相關問題進行分析與解答；有 97.31% 的學生希望教師對相關數學問題進行變式、拓展，這樣他們能夠靈活地解決應用；超 97% 的學生渴望教師提供更多動手實踐、考察探究的機會。

“學習自主性”偏低主要歸因于以下兩個因素：第一，留給學生自主審題機會少，教師擔心學生讀題會浪費課堂時間，經常會代替學生讀題并分析題目；第二，忽視學生的自主思考。教師為了應對考試，只關注學生答案的正確與否，沒有關注他們是否真正理解知識，諸如“為什么”“請說說你這樣做的理由\"等引發學生思考的語言很少聽到。

二、改進措施

2019年，《中共中央國務院關于深化教育教學改革全面提高義務教育質量的意見》中明確指出，教師要積極優化教學方式，堅持教學相長，注重啟發式、互動式、探究式教學，探索基于學科的課程綜

合化教學。

基于學生的實際情況，我校數學教研組順應時代發展需求，積極探索教學模式創新路徑。自2019年起，經過兩年多實踐探索，逐步構建起以數學課堂為主陣地、以活動主題為抓手的“融合課堂”模式。該模式聚焦數學課程與綜合實踐活動課程的跨學科整合，通過將學習主動權交予學生，創設特定學習情境，助力學生數學興趣激發、自信心提升，從而促進學生核心素養發展。

（一）發掘主題 激發學生積極性

數學課程與綜合實踐活動課程的融合，關鍵在于實現數學課程內容（數與代數、圖形與幾何、統計與概率、綜合與實踐)與綜合實踐活動主題(考察探究、設計制作、職業體驗、社會服務）的有機融合。綜合實踐活動主題可轉化為數學教學的探究主題，為數學教學提供優質資源，推動傳統數學教學模式變革，激活課堂活力。例如，考察探究活動“神奇影子\"可為“長度單位”“測量\"\"比例”\"百分數\"等學習提供探究主題；設計制作活動“學做簡單家常餐\"可為“統計”“營養午餐”等學習提供探究主題；“創建我們自己的銀行”的職業體驗可為“認識人民幣”“稅率\"“利率”等學習提供探究主題；“紅領巾愛心義賣\"的社會服務可為“整數\"“小數\"“分數\"等學習提供探究主題。

豐富多樣的活動主題，使原本枯燥的數學課堂變得生動鮮活。學生在實踐活動中經歷抽象、運算、建模、數據收集與處理等過程，不僅形成數感、推理能力、運算能力、數據分析觀念、空間觀念等數學核心素養，還養成了認真勤奮、獨立思考、合作交流、反思質疑等良好學習習慣，有效提升了數學學習興趣。

（(二）課堂延伸 實現學生主體性

教學活動是師生積極參與、交往互動、共同發展的過程，有效的教學活動需實現學生“學”與教師“教”的統一。為實現學生主體性，可將教學延伸至戶外多元場景，如操場、圖書館、小菜園、超市等均可作為實踐場所。

1.校園內

(1)操場：組織學生開展考察探究，強化知識與生活的聯結。例如，通過測量相同時間內跑步路程，體會速度、時間、路程的關系；設計800米、1500米賽跑起跑線，經歷數據收集與整理過程；進行短跑、跳繩比賽，直觀感知\"1秒\"\"1分\"的時長；通過早、中、晚的方位觀測，明確校園東、南、西、北及東南、東北、西南、西北等方位指向。

(2)圖書館：組織學生進行職業體驗，深化學以致用意識。如擔任圖書管理員整理圖書時，運用“數字與編碼\"知識提升效率；擔任圖書統計員統計書籍種類時，運用“整理”“找規律”等知識解決問題。

(3)小菜園：依托校內勞動實踐基地，開展考察探究與設計制作活動，豐富學習方式。例如，開耕時通過“優化\"分工實現人人盡責；播種前測量土地長、寬數據計算面積，結合“植樹問題\"知識確定菜苗間隔，優化種植方案；施肥時運用“百分數”“比例\"知識配置營養液，促進蔬菜生長。

2.校園外

（1)超市（商店、市場）：在家長陪同下開展社會服務與職業體驗，豐富學習經驗。如擔任超市推銷員，感受不同“折扣\"形式對商品銷售的影響；通過獨立購物，實現“加、減、乘、除”的生活應用。

(2)家庭：鼓勵學生成為“數學小達人”，運用知識解決生活問題。如利用“分類\"知識整理房間；運用“統籌”知識合理安排作息。

無論校內校外，均致力于落實學生主體地位，使學生在實踐活動中輕松建立數學與生活的聯結。

（三）多元評價 關注學生自信心

評價的核心目的在于全面把握學生數學學習的過程與結果。科學呈現并合理運用評價結果，不僅能發揮評價的激勵功能，更能有效保護學生的自尊心與自信心。

為實現評價的多元價值，需避免單一化評價方式，綜合運用過程性評價與總結性評價。過程性評價通過書面測驗、口頭測驗、課堂觀察、課后訪談、課內外作業及開放式問題等方式，系統記錄學生在學習活動、提出問題、分析問題、合作交流等環節的表現；總結性評價則將學生在數學實踐活動中形成的活動方案、調查問卷、研究報告、實驗記錄、手工作品、反思日記等成果整理歸檔，由教師、家長、學生等多元主體共同參與評價。

過程性評價側重分析學生不同階段的表現特征與發展變化，總結性評價則推動學生記錄并反思數學學習歷程與成長軌跡。二者協同作用，共同構成完整的評價體系。

三、效果

經過階段性實踐，學生非智力因素(學習興趣、自信心、自主性)顯著提升，學業成績亦取得明顯進步。為精準驗證效果，本研究對參與調查的912名學生進行了回訪，首訪與回訪數據對比見表2。

具體表現為以下三個方面：

課上，學生參與積極性顯著提高，小組討論聲此起彼伏，既有激烈的質疑與思辨，也有真誠的互助與鼓勵，知識吸收效率與能力發展均呈現積極態勢。

課間，學生自發組建多樣化學習小組，通過互幫互助實現共同進步。每位學生均設定明確學習目標，在小組討論中積極發言、深人探討疑難問題；遇到難以解決的問題時，會詳細記錄并向教師請教，展現出良好的學習態度與團隊協作意識

課后，學生與家庭成員（如父母、兄姐等）構成緊密的學習共同體，圍繞數學問題展開深度探討、設計研究方案，并協同完成活動任務。這一過程不僅增進了親子關系與家庭和諧，更促使學生在家庭環境中持續保持數學學習熱情，實現學習場景的全方位延伸。

四、反思

學習是一個有機整體，而非孤立個體的簡單拼湊。學生群體蘊含巨大學習潛力，數學學習過程亦展現出獨特魅力。傳統教學環境下數學學業表現欠佳的學生，在此次實踐活動中取得顯著進步一一其數學學習興趣與自信心顯著增強，實現了從被動學習向主動學習的轉變，

在兩年多的實踐過程中，教師的教學觀念、行為與評價方式均發生積極轉變：從側重掌控全局轉向適度放權；從預設教學環節轉向聚焦學生成長；從過度關注標準答案轉向考量多種可能性；從著眼學習結果轉向關注學習過程。教師不再以權威身份單向引導，而是更多的扮演學習支持者角色，師生關系更趨和諧融洽。

核心素養一端連接真實世界，另一端連接完整個體。核心素養的培育不可能僅依賴單一課堂教學，必須依托學生親身參與的各類活動。基于此，需將課程設計主動權賦予教師，學習主導權歸還學生，推動知識回歸生活實踐，切實促進學生核心素養發展。

［參考文獻］

［1］趙勇剛.小學數學教學中對學生非智力因素的培養［J].天津教育，2021(29)：181-182.

[2] 陳智杰.小學數學教學非智力因素的科學應用[J]教育，2024(3)：57-59.

[3] 張宇.決策樹分類及剪枝算法研究D].哈爾濱：哈爾濱理工大學，2009.

【本文系廣東省東莞市“十三五”教育科研規劃立項課題“融勞動教育于小學數學教學的實踐研究”（課題編號：2020GH133）的研究成果。】

(責編李琪琦)