基于数字技术指向核心素养的教学评一致性实践研究*——以“长方形、正方形的周长”教学为例

林雁平 杨雪花

1.上海市黄浦区北京东路小学 上海 200001 2.上海市金山区新农学校 上海 201503

一、引 言

在教育数字化转型的大背景下，技术融合的课堂教学改革已进入新的发展阶段。一方面，数字技术引领的经济、社会发展对创新型人才培养提出了新的挑战和要求；另一方面，新型基础设施建设如5G、人工智能、大数据等领域正在逐步重塑学校教育生态环境。在知识图谱、人机协同、教育数据挖掘、学习分析等教育技术的有力支撑下，教学组织形式、教师角色、知识传递方式和学校教学的边界都在发生潜移默化的变化。我们要回归学校育人本质，聚焦于课堂教学主阵地，必须坚持教、学、评一致性的原则。《义务教育课程方案（2022 年版）》再次明确了这一原则，强调“注重伴随教学过程开展评价，捕捉学生有价值的表现，因时因事因人选择评价方式和手段，增强评价的适宜性、有效性”［1］。围绕学生核心素养开展教学与评价活动已经成为教师的共识。利用数字技术提升教学与评价活动的有效性也是新时代教师应具备的能力。例如，在问题化教学活动及项目化学习活动中，不少教师已习惯于使用国家中小学智慧教育平台等公共服务体系的优质数字资源，或采用数字化工具组织学生开展小组合作学习等形式多样的教学活动。随着更多成熟技术应用的普及和基础数字化环境的完善，教师将有更多的机会深入探索技术与教育深度融合的可能。从学生核心素养发展的角度出发，构建一个技术支持下、有效贯彻教学目标的教、学、评实施体系，是现阶段落实新课标要求的重要路径。

基于当前教育数字化转型的背景，开展数字赋能的、指向核心素养培育并体现教学评一致性的教学实践是必要且重要的。因此，本研究利用智慧教育平台，深入实践以素养为导向的课堂教学模式。通过收集学生在课堂中的语言及行为等数据，本研究运用华东师范大学课程与教学研究所国际课堂分析实验室的AI Classroom 高品质课堂智能诊断分析系统［2］进行数据处理及诊断改进，以期为数字化教学转型研究提供有益的参考。

二、技术视角下的教学评一致性探索

在数学学科教学评一致性的研究领域，国内已有一部分教育研究者展开了相关探索。例如，华东师范大学苏州湾实验小学的李英老师结合校本的 730 智慧评价系统，从目标精确性、评价创新性和教学实施三个方面，对技术赋能小学数学教学评一致性进行了实践探索，以期提高学生数学学习的效能［3］。又如，安徽省霍邱县的李永林等研究者根据对课程标准相关要求及教学内容的分析，制定并分解了课时教学目标，使其具体化、可操作且可评价，然后设计了逻辑连贯的数学问题，引导学生开展与教学目标对应的学习活动，并依据学生的学习表现，分析、评价教学目标达成情况［4］。相关研究均显示出对教学目标进行细化拆解的重视，学习评价系统等数字化工具的使用也使得整体评价方案更加综合和全面。

核心素养导向的课堂教学需要为学生的学习提供空间和支持。数字技术作为教学的重要支持工具，能够有效地激发并维持小学生参与数学学习的积极性，促进他们在学习过程中主动进行知识建构，在迁移、应用和反思中培育推理、抽象和建模等数学核心素养。在教学过程中，教师应以核心素养为导向，细化教学目标的设计。在此基础上，教师可以设计并实施与教学目标相匹配的学习活动。而在应用数字技术落实新课标教学评一致性要求的过程中，教师应关注如何全面采集教与学过程中的数据，以确保评价结果的客观性和精准性，从而形成数据驱动的教学评闭环。综上所述，数字技术不仅是学科知识的多元化载体，还是教学活动开展的“脚手架”。它为师生突破传统课堂教与学环境和流程，实现更高效的知识建构提供了抓手。

本研究以沪教版小学数学教材三年级第二学期第六单元“长方形、正方形周长”的学习内容为例，探究在实际问题解决中如何创设合理的信息化学习环境，以提升学生的探究热情。基于智慧教学平台及人工智能技术的应用，本研究展现了教学评一致性的教学实践过程，以期为数学课程核心素养的培育提供参考路径。

三、基于数字技术的教学评一致性实践

本部分内容属于“图形与几何”领域的“图形认识与测量”范畴，相关内容的学习要求包括“探索并掌握长方形、正方形的周长和面积的计算公式；在图形认识与测量的过程中，增强空间观念和量感”，学业要求为“会计算长方形、正方形的周长和面积；在解决图形周长、面积的实际问题过程中，逐步积累操作的经验，形成量感和初步的几何直观”。本部分内容指向的核心素养为量感及抽象能力，而建立量感是形成抽象能力和应用意识的经验基础。

本研究依据SOLO 理论，对“长方形、正方形的周长”的学习理解水平进行了分层次描述（表1），以体现学生思维发展的阶段性水平，有效地评估学生的学习质量。

表1 “长方形、正方形的周长”学习理解水平的分层次描述

在将数字技术融入课堂教学时，教师必须考虑结合学科特点和学生的个体特征，以确保数字技术能更好地发挥其支持作用，促进学科核心素养的有效落实。为了实现这一目标，教师在数学课堂教学过程中应充分发挥数字技术的直观性、生成性和反馈性等特点，以促进学生思维水平的提高，进而促进学科核心素养的培育。同时，在教学中合理运用“留白”技巧，能够让学生在学习中拥有更多的自主性和参与感，促进他们的全面发展。比如，适当的“留白”可以让学生更加专注于核心概念和方法，有助于他们更好地理解和掌握所学内容。陈述“留白”和问题“留白”能够留给学生自行思考的空间，激发他们的学习热情和好奇心，促使他们主动思考和探索，培养他们的自主学习能力。方法“留白”和发现“留白”能够培养学生的创新思维和灵活性。论证“留白”鼓励学生发展批判性思维，培养他们解决问题的能力。“留白”还能够促进课堂上的互动和讨论，加强师生、生生之间的交流，提高教学质量和效果。

（一）设计基于智慧教学平台的教学活动方案

在课堂教学过程中，教师运用ClassIn 在线教室平台，借助其提供的教学工具与学生进行互动。通过展示学生在课堂中的生成性数据，教师能够及时了解学生对知识点的掌握程度，并解答他们提出的典型问题。此外，利用分组讨论功能，教师将每个学生的答题过程以小组的形式进行同屏展示，使思维过程得以“可视化”呈现。这些教学活动将信息技术融入课堂，实现了数字化赋能教学。

1.创建数字化学习情境，引导学生明确测量对象

教师利用问题驱动的教学模式激发学生的学习兴趣，并利用信息技术直观的呈现特点，引导学生在平板电脑上指出长方形的周长位置。这有助于学生理解计算图形的周长需要哪些数据（水平1），从而建立具体图形边长数据与周长之间的联系。在此基础上，学生能说出长方形周长的计算方法（水平2），明白长方形周长计算方法就是累加长方形各条边的长度，从而理解度量的本质意义。

（1）情境导入，利用平板电脑理解图形周长定义

学习活动一：

“六一”国际儿童节快要到了，学校计划在操场上举行庆祝儿童节的联欢活动。联欢活动的场地是一个长方形区域，为了增添节日氛围，需要在场地周围绕上装饰彩带。你觉得需要多长的彩带？（请在场地图中标出你觉得需要的数据）

教师通过情境导入，从中抽象出一个数学问题：求彩带的长度，也就是求图形的周长。为了解决这个问题，学生需要在平板电脑上准确标出绕彩带的位置，并标出求彩带长度所需要的数据。这些数学活动有助于学生进一步理解周长的定义，得出计算长方形周长的具体方法。通过这些实践活动，学生认识到累加彩带长度就得到长方形的周长。这种教学方法体现了陈述之“留白”。

（2）提供学习支架，引导学生自主探究，形成矩形周长解法

学习活动二：

算一算所需彩带的长度，并交流各自的计算方法。（提示：如果觉得有困难，可以先阅读数学教材第62 页的内容，从中获取相关的知识和信息后再进行计算）

教师设置的学习任务具有一定的开放性，为学生探究长方形周长的计算方法提供了思考的空间，这体现了方法之“留白”。在此过程中，学生可以从周长的定义出发，将长方形四条边的长度累加得到周长；也可以利用长方形对边相等的特征，通过计算两组长与宽的和来优化长方形周长的计算方法。

通过引导学生进行数学阅读，教师提供了学习支架，帮助学生更好地探究长方形周长的计算方法。他们借助长方形图形的特征说明优化计算方法的理由，在数学说理的过程中加深了对于周长定义的理解。

2.丰富知识应用形式，呈现学生问题解决过程

通过整合多元化的资源，如师生互动和信息技术等，我们在数学阅读和人际交流的过程中优化长方形周长的计算方法。在这一过程中，学生能借助图形特征解释长方形周长的计算方法（水平3），能够将他们在长方形周长学习过程中积累的经验进行迁移，以借助图形特征解释正方形周长的计算方法（水平3）。在解释正方形周长计算方法的过程中，学生能够构建更为完整的周长定义，并培养运用定量方法解决问题的思维方式。

（1）任务驱动，经验迁移，形成正方形周长解法

学习活动三：

如果要在联欢活动表演场地中设置一个正方形舞台，你能算出它的周长吗？（请在场地图中标出你觉得需要的数据）

在理解长方形周长计算方法的基础上，学生能够将长方形周长的求解思路（从周长定义出发，或从图形特征出发）迁移到探究正方形周长计算方法的过程中。正方形作为一种四边等长的特殊四边形，其周长的计算方法具有自身的特殊性。除了把正方形每条边的长度累加外，还能运用正方形4 条边的长度相等的特征得到正方形周长的求解方法。在实际操作中，学生可以将正方形的边长标记在场地图中，并使用这一方法来计算周长。在迁移应用的过程中，学生能够发展高阶思维，灵活运用所学的知识，培养创新能力。这体现了方法之“留白”。

（2）独立思考，合作交流，归纳图形周长公式

学习活动四：

独立思考或小组合作，尝试说说正方形和长方形的周长计算方法。

在探究过程中，学生需要清晰地说明自己的周长计算方法，并能理解他人的方法（水平2）。基于正方形的特征，学生能够归纳出“边长×4”的周长计算公式（水平3）。由于正方形周长公式的得出相对简单直观，先对其进行归纳。随后，学生通过电脑演示和同伴互助等方式，将从提炼正方形周长公式中获得的经验迁移至长方形周长公式的归纳中。在这一过程中，学生发现了图形周长计算方法的共通之处，即图形周长计算方法虽不同，但其周长都是长度单位的累加，都以度量的方式描述长短（水平4）。这体现了发现之“留白”。

3.深化应用迁移，关注现实情境，聚焦学生思维相异构想

通过创设具体的情境，教师直观地展示周长与面积的计算方法，并聚焦学生可能存在的思维迷思，使其理解周长与面积各自的计算方法，并进一步理解周长与面积的异同（水平4）。在问题解决的过程中，学生审辨思考，对事物进行深入分析和评估，从而提高思维品质和解决问题的能力。

（1）结合情境，解决问题，辨析周长与面积异同

学习活动五：

为了预防参加表演的学生滑倒，要在边长5 米的正方形表演场地铺设地毯。需要多大的地毯？你能在场地图中描一描地毯铺在哪里，然后算一算吗？

教师通过展示一个5×5 单位的正方形，引导学生深入理解周长和面积的计算方法。正方形周长的计算方法是四条同样长度边长的累加，即4×5。而面积的计算方法是1 行有5 个同样大小的正方形，共有5 行，即5×5。这一过程有助于学生进一步明确周长是描述图形一周的长度，而面积是描述图形所占面的大小。两者测量的对象不同，因而所用的度量单位也不同。学生在交流和辨析周长与面积的联系与区别时，不仅是一种数学说理的过程，也培养了用定量的方法解决问题的思考方式。学生可以得出结论：计算正方形周长得到的是铺设在表演场地周围的地毯长度；计算正方形面积得到的是铺设在表演场地上的地毯大小。这个过程强调论证的逻辑性，也为学生提供了自主探究的空间，蕴含着论证“留白”之美。

（2）技术辅助，审慎思辨，关注周长与面积计算的实际应用

学习活动六：

1.已知长方形的一组长与宽的和是13 厘米，它的周长是多少厘米？当长为7 厘米时，长方形的面积是多少平方厘米？

2.选择（把正确答案的序号写在括号里）

图中每个小方格的边长是1 分米，关于甲、乙两个图形的周长和面积，下面正确的说法是（）。

A.面积和周长都相等

B.周长相等，面积不相等

C.周长和面积都不相等

D.面积相等，周长不相等

通过ClassIn 在线教室平台的应用，学生在实际应用周长与面积计算方法时审慎思辨的思维过程被以可视化的形式呈现，这为师生之间、生生之间的互动研讨提供了丰富的资源。在这一讨论“留白”的过程中，技术的辅助为学生的思维进阶提供了充足的空间，有助于培养学生的批判性思维和创新能力。

（3）联系实际，学以致用，深化对周长与面积的理解

教师可要求学生结合学校的实际情境，尝试独立或合作编制与周长或面积相关的数学问题。这一过程旨在促进学生联系生活实际情境迁移应用所学的知识，深化对于周长和面积概念的理解与应用，为他们发挥创造性思维提供空间，提升其解决问题的能力。这种方式体现了问题之“留白”。学生选择班级、校园中的具体场景，围绕周长和面积的概念进行题目的编制。例如，学生考虑学校墙壁上需要预留的校匾安放空间，编写了以下问题：

在学校墙壁上，需要留出一块空间来安放校匾。已知需要留出的空间长130 厘米、宽50 厘米，问这一空间的周长是多少？根据以上数据，空间的面积是多少？

此问题编制的思路，体现了学生对周长和面积概念的实际应用能力，以及对生活场景中数学问题的敏感性和解决能力。

（二）运用信息技术创设自主探究的开放式学习环境

学生思维的发展沿着“知道周长定义，明确测量对象—应用周长定义，理解周长公式—辨析周长、面积，厘清两者异同”的清晰路径逐步进阶。在此过程中，信息技术的运用为学生的思维空间与探究机会充分“留白”，引导他们主动学习、解决问题、创获新知，对他们思维水平的进阶起到了积极的促进作用［5］。

1.提供圈画空间，明确测量对象，以发现之“留白”促进思维进阶

在平板电脑上，学生可以任意描画和修改图形，标注周长和面积所在的位置，以及所需的数据。数字技术提供了更为便捷的多感官输入方式，例如，学生可以选择用红色的线条描画出图形的周长，用白色的线条勾勒出图形的面积。在操作过程中，学生能够体验周长与面积的区别，有利于他们发现两者的异同，为后续聚焦异同、进行数学说理提供了重要的铺垫。

2.学习过程可视，深入理解周长公式，以问题之“留白”促进思维进阶

通过数字技术手段，教师将每个学生的答题过程以小组的形式进行同屏展示，使得思维过程得以可视化呈现。这一方法有利于生生之间相互交流，使他们能够理解他人的方法，同时反思自己的方法，有可能提出具有思考性的问题，在改进与完善的过程中提升自身的思维能力。

以“学习活动六”题1 为例，“已知长方形的一组长与宽的和是13 厘米，它的周长是多少厘米？”在展示的这组学生解题过程中，他们都采用了举例的方法，把13 分拆成两个数之和，再运用周长的计算公式得出结果。此时，教师引导学生思考，询问他们对于同学解题过程的看法。有学生提出疑问：为何不直接用13×2 的方式来计算周长？在这个问题的引导下，学生之间进行了深入讨论。结合图示，他们明白了13 表示长方形的一组长与宽之和，因而可以用13×2 得出周长。

3.反馈及时留痕，辨析周长与面积，以方法之“留白”促进思维进阶

以“学习活动六”题2 为例，教师借助数字技术，及时收集、整理和呈现学生在课堂上答题情况的数据。这些直观的数据为学生提供了领悟问题解决方法的切入点。面对学生答题情况的即时数据，教师进行了引导。

师：为什么选“B”的一个人都没有？你觉得是为什么？

生：通过观察图形，可以看出甲、乙两个图形的面积明显是相同的，都是10 个小方块，因此可以比较容易地得出“B”选项提到“面积不相等”是错误的。

师：依据对“B”选项的判断，可以推断哪个选项也不对？为什么？

生：“C”选项也是错误的。因为“C”选项也包含“面积不相等”，所以不对。

这种数据留痕的方式，使学生能够先聚焦于图形面积之间的比较，明白甲、乙两个图形都有10 个小方块，故而面积相同。在此基础上，教师进一步引导学生进行周长的比较，逐步说明思考的过程，使他们理解周长与面积的异同。

（三）依托人工智能技术实现教学评闭环

评价对于指导教学实践具有重要意义，它既是“指挥棒”，也是“听诊器”。学生在线下课堂中的言语表现、参与方式、专注情况等数据是开展教学评价的重要依据，能够全面反映学生的学习状态和教师的教学效果。本研究采用了华东师范大学课程与教学研究所国际课堂分析实验室的AI Classroom 高品质课堂智能诊断分析系统。该系统基于课堂教学全过程采集到的音视频数据，利用人工智能平台进行分析，生成课堂智能分析报告。报告呈现学生的课堂活跃程度、学习深度、互动层次等方面的分析结果，能够指导教师进行报告解读、教学优化，补充过程性评价数据及维度，为教学评工作提供统一的可量化标准，进而为教学改进提供可验证的依据。

通过对本节课的数据分析，我们发现本课的教学过程中师生均积极投入、互动充分（图1），指向学生思维水平进阶的反馈。学生思维活跃，表现出较高的学习投入度。例如，带有推理性、解释性的回复（指向分析、综合、评价的学习目标）占学生总发言数的 33.33%，这表明学生在学习过程中进行了深层次的思考和分析，达到了较高的学习目标。

图1 课堂互动 ST 分析图

在技术运用的过程中，如何实现课堂教学的高效“留白”，为教学赋能，是一项具有深远意义的研究课题。具体来说，诸如哪些环节的技术应用是可取的，哪些技术应用的引入能为学生提供更多的探索空间，这些问题都需要我们进一步思考与实践，不断努力探索。

四、总结与反思

《义务教育数学课程标准（2022 年版）》明确指出，要促进信息技术与数学课程融合，提供丰富的学习资源，设计生动的教学活动。在实际问题解决过程中，创设合理的信息化学习环境，提升学生的探究热情，开阔学生的视野，激发学生的想象力，提高学生的信息素养［6］。核心素养导向的课堂教学需要为学生的学习提供必要的空间和支持。数字技术作为教学的支持工具，可以有效地激发并维持小学生学习数学的积极性，促进他们在学习过程中主动建构知识，不断更新知识与能力结构，从而在迁移和反思中培育推理、抽象和建模等数学核心素养。在本研究中，数字技术发挥了以下重要作用：

一是揭示本质性。数字技术是学习过程中的支持手段，教师需要依据数学学科的特点来运用技术，充分发挥技术的优势，帮助学生深入理解数学学科的本质特征。

二是体现趣味性。兴趣是教学推进的重要动力，对于小学生而言尤其如此。数字技术作为课堂教学的支持工具，教师应该充分发挥其多感官输入信息的优势，从调动学生的外部兴趣入手，逐步促进其思维水平的提升，以满足其自我实现的需求。

三是关注生成性。借助数字技术，学生的学习过程得以留痕，使学生的思维可视化。这有利于教师根据学生的反馈情况来调整和推进教学过程，使学生的思维水平逐步进阶，从而促进学科核心素养的培育。

四是凸显反馈性。在教学过程中，教师需要收集和整理课堂教学过程中的相关信息，如答题的正确率数据等，并依据信息及时作出反馈和调整。此时，数字技术可以充分展现其优势。教师可以依据反馈数据调整课堂教学行为，完善教与学的过程，更有效地推动学生的发展。

近年来，随着在线教育的规模化应用趋势不断发展，线下学校教育的观念受到了影响。线上线下混合式教学与教研的形态受到更多教育研究者的关注。同时，教与学终端设备的快速迭代也逐步拓展了评价数据的采集渠道，为教学新模式、教育新场景的创生提供了有利的条件。技术融合下的学科教学呈现出一种开放包容的状态。生生协同、教学相长的课堂交互方式推动着学生的全面发展和成长。除了智慧教学平台的应用之外，本研究还积极探索了“人工智能+教育”的示范场景，通过分析和运用教学过程数据、学业数据，实现精准教学和个性化指导的实施，有效落实因材施教的理念。