借助学习数据促进教学改进的实践探索

◎ 黄 琰 郑 云

一、问题的提出

目前上海市徐汇区各小学基本采用集体备课的方式，在上一届的教学设计基础上进行改进与完善。但是哪里需要修改，为什么要修改，应该怎么修改，大多是凭教师自身的教学经验。修改后的效果怎么样，也无从检验。同时，我们在平时的教学调研中发现，校本教研的主题大都是围绕市、区教学改革的方向，结合学校课堂教学的实际情况，找出相对薄弱的内容进行教学改进，开展备课、说课、上课、评课等校本教研活动。然而，找到的薄弱内容通常是教师的主观判断，而且教师一般也比较关注单课的教学改进，忽视教学内容的结构化研究，最后教学改进的效果只能靠课堂观察和评课。

针对上述问题，徐汇区小学数学学科教研团队利用“基于课程标准的小学数学学习过程诊断管理系统”（以下简称“系统”）中已有的两届学生学习数据，诊断原来教学中的问题，针对问题开展校本教研研究，期望通过研究形成学习数据分析支持下教学改进的一般路径，并在全区的教研活动中加以推广。

二、学习数据分析支持下教学改进的一般路径

我们在上海市徐汇区田林第三小学（以下简称“田林三小”）的数学教研组活动中开展了以学习数据分析支持下的教学改进为主题的校本教研研究。通过2020 年一个学期的研究，形成了学习数据分析支持下教学改进的一般路径（见图1）。

（一）分析上届学生学习数据，确定教研主题

首先需要确定校本教研的主题，也就是针对哪个单元教学内容开展教学改进的研究。我们从系统后台获取了田林三小上一届学生的学习数据，并与全区的参考值进行对比，找到该校学生相对薄弱的单元，就把此单元作为教学改进的主题，也就是校本教研的主题。

图1 学习数据分析支持下教学改进的一般路径

（二）研究上一届单元教学设计，进行归因分析

归因分析就是要教师从自身教学入手分析学生掌握不好的原因。对比数据后会发现，仅仅是一节课的教学不足以阻碍学生对于某一知识的系统掌握，因为单元教学设计才是整体把握知识结构、发展学生数学核心素养的有效途径。因此我们从上一届教师设计的单元教学设计入手分析，查找知识建构过程中出现的问题和原因，帮助教师找出问题症结，从而改进教学。

（三）重构单元学习活动，开展课堂教学实践

单元学习活动就是帮助学生经历完整的知识形成过程，促进学生对知识深度理解的有效途径。因此我们先从单元目标入手分析，再看学习活动的设计是否有利于目标的达成，针对问题对原有的学习活动进行重构与实践，并在校本教研活动中不断修改和优化单元学习活动，最终形成系列化的单元学习活动来解决教学中的问题。

（四）对比学生学习数据，进行总结与反思

当学生完成整个单元学习后再进行后测，对比两届学生的学习数据，最后可以用数据来验证教学改进的效果。通过一系列的校本教研，总结出针对此单元内容的一些教学策略和方法，并反思教学中还有待改进的地方，逐步强化单元教学意识，提升单元学习活动设计的能力。

三、学习数据分析支持下教学改进的具体实施

（一）通过数据对比，确定需改进的单元

2019 学年度田林三小已经完成单元教学设计的研制，其中学生完成整个单元学习后也做了系统提供的自测练习，2020 学年度对已有的单元教学设计予以进一步优化。但哪里需要优化，怎么优化，这个问题对教师来讲以前都是凭自己的经验，而现在可以借助上一届学生的学习数据，发现问题，确定需要改进的单元教学活动。

首先，我们查看了上一届的学习数据发现：该校四年级学生每个单元的学习数据均高于区参考值5%—10%，但第三单元“分数的初步认识（二）”只高了3.29%。我们又把这个单元三小节的数据进行对比，发现“分数的大小比较”和“分数的加减计算”这两小节只比区参考值高了1%，看来问题出在“分数的初步认识（二）”的单元教学上，因此就确定以这个单元为突破口开展研究。

（二）研究单元教学设计，进行归因分析

为了从教学中找出造成第三单元学生掌握不好的原因，备课组就对上一届的单元教学设计进行分析。思考：原来设计的学习活动是否必要？学生是自主探究还是被动接受？学习活动能否帮助学生理解知识？我们经过分析研讨发现有以下原因。

1. 重练习轻理解

在教学“同分母、同分子大小比较”时，教师只是出示一两个实物图，让学生进行看图比较后，就用结论去操练较多的练习。学生在开始的练习中只是机械地靠记忆去完成，但是过了一段时间，会因为遗忘将同分母、同分子的比较方法记错，造成比较结果错误。

2. 重讲授轻探究

在教学“同分母分数加减法”时，教师同样出示一些教材和课件上的图片，然后通过讲授的方式得到同分母分数加减法的计算方法，并要求学生朗读，想通过熟读的方式帮助学生加深印象。但是学生对于为什么分母不变，分子相加减的算理，没有亲身探究和体验过程。

3. 重单课轻整体

在教学“分数墙”一课时，教师设计了如下相关的学习活动。通过有效的学习活动，学生在自测中正确率高于区参考值3.46%。但是因为这样的学习活动只出现在单课中，而整个单元没有设计系列而又连贯递进的学习活动群，学生也就无法对整个单元知识形成清晰的脉络，所以对于知识的理解是零散、浅层次的。

活动：利用分数墙找相等分数

活动要求：

1.自己先利用分数墙上找一找相等分数，并写在练习纸上。

2.同桌交流找到的分数。

3.思考：对找到的相等分数有什么发现？

（三）重构单元学习活动，在课堂教学中实践

1. 重新研读课标与教材，并进行学情分析

《义务教育数学课程标准（2011 年版）》指出：“体验从具体情境中抽象出数的过程，理解分数、小数、百分数的意义”“能结合具体情境初步认识小数和分数，能读、写小数和分数”“能结合具体情境比较两个一位小数的大小，能比较两个同分母分数的大小” 。［1］从这些可以看出通过创设具体情境，让学生亲历知识形成的过程是尤为重要的。

在本单元学习之前，在分数的认识方面，学生已经初步了解分数，通过分数单位几分之一的累计建立真分数的意义，知道几个几分之几就是几分之几。这为学习分数的大小比较和分数的加减法打下了基础。但有些学生对分数意义的理解程度不同，有的还存在遗忘现象。因此，在教学新内容前，教师要对已学过的知识进行充分的复习，扫清学生学习新知的障碍。

2. 制定单元教学目标

基于以上研究，我们想利用自主学习、小组合作的方式，借助画实物图进行直观比较，以及用分数意义和组成等知识进行类比推理，从而来探究分数的大小比较和加减计算的结论和方法。因此我们制定了如下的单元教学目标。

（1）通过操作活动，直观比较同分母分数或同分子分数的大小，并进行同分母分数加减法。

（2）在利用图形研究分数的过程中初步感知数形结合的思想。

（3）在进行同分母分数或同分子分数大小比较和同分母分数加减运算时，通过分数组成的简单说理，发展类比、推理的数学思想，体会数学的逻辑性。

（4）在探究过程中，培养小组合作和自主学习的学习基础素养。

3. 重构单元学习活动

游学类教材未能形成系统出版。以在全球范围内传播中华文化的孔子学院为例，包含中华文化艺术因素的立体化教材研发已是一线教学人员首先考虑的问题。如何研发立体化教学系列，也是游学教辅材料目前的短板。秉持对外交流和文化输出的目的，以内容立体化、形式立体化和服务立体化为目标，将符合学习规律、实用有趣、贴近生活的内容融入游学教材中，形成游学类教材的系统出版，研发适合游学体系的立体化教材任重道远。

单元学习活动是单元教学的重要组成部分。通过分析原来单元教学中的学习活动发现，各个活动的目标性、系统性、关联性都比较缺乏，教师的主导痕迹比较明显。因此，我们根据单元目标着手设计了一系列互相关联的探究和实践活动，加强学生对知识发生发展过程的体验，促进学生对知识的理解与运用。

首先我们将原先设计的学习活动进行重新编排和整合（见表1），把构建“分数墙”和第六单元“数射线上的分数”放在本单元先行学习。因为“分数墙”和“数射线”都是学生认识分数的直观模型，通过学生构建分数墙和在数射线（0，1）区间内画出所有以2—10 为分母的真分数，既能复习三年级所学的有关分数知识，加深对分数意义的理解，同时也为分数的大小比较和同分母分数的加减计算提供了支撑。在比较同分母分数或同分子分数的大小和同分母分数加减法中，学生就可以利用已有的活动经验，借助分数墙等模型，通过小组合作、自主学习的学习方式来探究。

表1 单元学习活动设计新旧对比

活动一、二是通过画一画、量一量、找一找的方法，借助小组合作构建以2—10 为分母的一面分数墙和9 条数射线。

活动三、四是通过实物图的直观比较（包括用分数墙和数射线）和类比推理，借助独立思考、小组交流的方式自主探究同分母、同分子分数比较大小的方法。

活动五是通过画一画的直观比较（包括用分数墙和数射线）和分数组成的推一推，借助独立思考、小组交流的方式自主探究同分母分数加减的计算方法，掌握相同计数单位（分数单位）的数相加减，只要将计数单位（分数单位）的个数相加减这一普适性的方法。

此单元的六个学习活动设计遵循了小学生从以具体形象思维为主要形式逐步过渡到以抽象逻辑思维为主要形式的认知心理发展规律，彼此之间呼应、递进，有内在关联，便于学生在学习中将知识进行迁移，积累联系、转化、类比、推理等活动经验，并达成相应的单元教学目标，逐步发展了学生自主解决问题的能力。

4. 课堂教学实践

备课组完成初步的单元学习活动重构之后，积极开展课堂教学实践。以活动五中的“同分母分数的加减法”的学习活动设计（见表2）为例，进行校级的公开教学，教研组教师一起观摩研讨。在观摩过程中，每一位听课教师都以观察员的身份坐在每个小组的旁边，倾听、观察和记录学生完成各个学习任务的整个活动过程。听课后观察员再将各自的记录情况进行分享、交流、研讨，以各组学生的表现和成果来论证此学习活动设计的有效性。

当总结出同分母分数加减法的计算方法后，教师提出“分数加法与以前学的加减法有什么联系”时，学生通过小组讨论举例发现了为什么分母要相同，因为同分母就是分数单位相同，以前学的加减法也都是把相同计数单位的数相加减，所以其本质是相同的。

这样的学习活动既有外显的操作活动，又有内隐的心智活动，学生能够积累丰富的数学活动经验，体会数学的逻辑性，提升解决问题的能力。

表2 活动五中“同分母分数的加减法”的学习活动设计

（四）对比学生学习数据，开展总结与反思

1. 对比学生的学习数据

第三单元教学结束后，田林三小的四年级学生在系统上完成了自测。我们从数据中可以看出：各小节的正确率都有大幅的提升，特别是分数的大小比较和同分母分数的加减法分别提升了9%和7%。

2. 开展总结与反思

田林三小的此次校本教研证明了通过学习数据发现问题，并从自身教学入手进行归因分析改进教学是有效的。教师在反思中都提到了平时发现学生掌握不好，就是让学生多练，但这次真正体会到要让学生掌握并不只是多练，应该在教学中让学生自主探究，把握知识的本质才更为重要。由此逐步强化教师培养学生学科核心素养的意识，提升改进教学的能力。

四、总结与展望

一方面，通过此次研究，基本形成了经验与实证相结合的教研新模式。这个新模式就是教研主题的确立是以通过历年学习数据发现的问题为导向，进行归因分析，再进行教学方式、方法的改进，最后利用本届学习数据与历年的对比，来验证教学调整是否有实效。此种教研新模式搭建了数据分析与教学改进的桥梁。另一方面，这种教研模式充分发挥了对全区校本教研的辐射作用。通过推广田林三小的校本教研，引导全区教师在日常教学中关注学习数据，从数据中了解每位学生的学习情况和学习难点，反思自己教学中的疏漏，改进自己的教学方式，及时优化单元教学设计。真正引导教师从经验型教学走向经验与实证相结合的教学，从而对改进教学起到积极的作用。

今后，一方面借助信息技术平台，继续大范围收集区域学生的学习数据，数据的可信度会更高。通过数据对比，开展针对性更强的教研。另一方面，有了学习数据的支持，教研有了实证依据，可以使经验判断更接近事实，进一步提高教研的精准性。因此，为了实现区域内小学数学学科教育质量的整体、均衡发展，将继续借助信息技术，针对小学数学学科开展学习数据分析支持下的精准教研研究和实践，使教研由经验走向经验与证据的结合，有效提高教研的品质。