數據驅動下的教師提升學生思維品質的探索

《教育強國建設規劃綱要（2024—2035年）》指出提升教師數字教學能力與學生適應AI時代的素養，凸顯教育數字化、智能化轉型的重要性。本研究基于“希沃信鴿”教學評價系統，依托該系統的多模態數據采集與分析技術，記錄與診斷師生課堂行為，通過七年級同班同師兩個學期的57節數學常態課生成的57份有效報告，深入探討數據驅動下的教學優化路徑，嘗試構建“數據洞察，策略重構，效能評估”的閉環優化模型，助力教師在日常課堂中提升學生思維品質。

一、數據洞察：多模態診斷分析

57節樣本課例以秋季學期課堂數據為本研究數據比對的起點，智能評課系統在“學生學習”和“教師教學”兩大維度為教師課堂的自我洞察與分析提供了翔實的診斷數據。數據顯示，學生課堂興趣不足，被動接受式教學導致學生參與感弱，缺乏主動探究動力；學生學科自信偏低，高階思維挑戰不足，學生難以獲得深度學習的成就感；課堂素養導向薄弱，批判性、創新性活動缺失，核心素養發展缺乏載體。

從教師教學維度看，主要存在以下問題：一方面，提問結構失衡。低階問題占 52% （記憶 32%+ 理解20% ），分析、評價、創造類問題總和不足 20% 。問題鏈設計缺乏邏輯梯度，未能形成“腳手架式”思維引導，難以促進學生的思維向更高層次發展。另一方面，時間分配失當。當下課堂為講授主導型課堂， 53% 教師講授加上 92% 單向師生交互，擠占了學生自主思考時間。同時，小組討論流于形式，僅占 3% ，平均時長少于3分鐘，碎片化的討論模式限制了學生深度思考和知識建構，不利于學生批判性、創新性等多元化思維的培養。

二、策略重構：精準教學干預

基于布魯姆認知目標分類與深度學習理論，在春季學期課堂教學進行了三級結構化干預，讓學生思維品質增值。

1.問題類型結構化調控

秋季學期課堂中記憶型問題占13% ，理解型問題 39% ，應用型問題34% ，分析型問題 12% ，評價型問題2% ，創造型問題 0% ，低階問題占比偏高，故教師在后續進行了課堂問題類型結構化調控。

（1）優化低階問題，發展學生的分析性思維、概念化能力和遷移應用思維。例如，將傳統識記型問題“平行線的定義是什么？”轉化為實踐任務：“在教室里找出3組平行線，說說它們有什么共同特點。”學生通過觀察門窗邊框、地磚縫隙等實物，在教師引導下逐步發現：這些直線無論如何延長都不會相交，故沒有交點，最終自主總結出“同一平面內，當直線a，b不相交時，我們稱直線a與b互相平行”。這種從生活實物到數學概念的提煉過程，使抽象定義變得直觀可感，也培養了學生的分析性思維及遷移應用思維。

（2）增加評價型問題，發展學生的批判性思維、元認知思維、辯證思維和邏輯論證能力。例如，“甲同學用‘代入消元法’解二元一次方程，乙同學用‘加減消元法’解方程，請學生具體說明哪種方法更合適。”學生需要對比兩種證明方法的使用條件，通過分析方程組結構特征、實踐檢驗解題效能，歸納出“當方程有 x 直接表示y優先代入消元，相同字母系數相同、相反或成倍數關系時優先選擇加減消元”的策略。這一過程促使學生經歷猜想、探究、評估等步驟，發展學生的批判性思維、邏輯論證能力，形成“因題擇法”的理性決策素養。

（3）結合實際情境提出創造型問題，發展學生的發散性思維、系統性思維、跨學科思維等。例如課本在“拓廣探索”中提到“利用平行線與相交線設計一個戶型圖”，學生在設計時除了利用所學知識，還需要平衡功能分區與幾何美學，協調尺寸比例，處理宏觀布局與微觀構造等。

2.構建階梯式問題鏈并適時追問

以“實數第一課時”為例，首先通過“有理數的定義及分類標準是什么”這個問題激活學生已有認知；繼而以“無限不循環小數是否屬于有理數”引發認知沖突，引導學生自主建構無理數概念；隨后提出“如何在數軸上表示 ”這一操作性問題，通過幾何作圖深化學生對知識的理解；最后以“實數與數軸上的點是否存在一一對應關系”這一探究性問題，引導學生從代數與幾何雙重視角完成知識體系的整體建構。教師還可以追問“如何在數軸上表示3√3？其坐標確定需要哪些數學工具？”“若數軸被無限放大，我們能否找到沒有實數對應的點？”等問題。

3.增加自主思考和深度學習時間

基于深度學習理論中“概念建構與主動探究”的協同要求，將學生自主思考和深度學習討論的時間加以延長。以“平行線中的翻折問題”專題課為實踐案例，在概念聚焦階段，教師通過3分鐘微講授回顧平行線性質與判定定理，并呈現基礎圖形提出核心探究問題；隨后進入7分鐘的合作探究階段，采用“獨立思考一小組論證一全班展示”的三階探究模式，充分保證每個學生能夠參與思考，發展獨立思維，之后教師做簡單總結，再次引導學生對基本圖形進行變式探究，并組織新一輪小組合作探究；最后通過10分鐘的深度拓展階段，完成“原型—變式—遷移”的思維迭代激發過程。

三、效能評估：動態成效評估

通過對兩個學期課堂提問類型和教學時間分配這兩組動態數據的縱向對比分析，多維度驗證了本研究教學優化策略的成效。

課堂提問類型的結構性調整直接推動了學生數學思維的發展。數據顯示：記憶型（下降 2% ）、理解型（下降 12% ）等低階問題占比持續下降，分析型（上升 9% 、創造型（從 0% 突破至 5% ）等高階問題實現跨越式增長。

教學時間的調整與問題鏈設計的優化形成協同效應，共同驅動學生思維層級的躍升。數據顯示：秋季學期多以教師講授和師生交互為主的課堂模式，逐步轉變為以“學”為中心的模式，教師講授從 53% 下降至 49% 小組討論從 3% 提升至 12% 、課堂練習從 2% 提升至 38% ，學生有更多的時間深度思考、提出問題。

此外，學生能大膽質疑，不僅理解當前解法的邏輯，更能透過表象觀察到數學思想的通用性。課堂觀察顯示，學生自主生成的探究性問題數量較前期有大幅度的提升，這也意味著學生開始從知識的接受者逐步轉變為思維的開拓者。

四、結語

總體而言，基于兩組數據以及課內外學生表現的追蹤分析表明，本研究實施的優化策略在一定程度上成功重構了課堂教學形態，有力地促進了學生思維品質的發展。通過系統性的教學改進，課堂生態在認知、時間兩個關鍵維度實現了顯著性的轉變：在認知維度上，教學問題設計從低階記憶型為主轉向高階思維型主導，全面促進了學生分析、評價和創造能力的發展；時間維度上，教學中心從“教師的教”逐步向“學生的學”轉變。這些變化相互促進，共同推動了學生思維品質的提升。數據驅動的動態優化機制賦予教學改進持續深化的特征，為思維型課堂建設提供了可復制、可推廣的實踐范式。

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。