基于數字技術指向核心素養的教學評一致性實踐研究*
——以“長方形、正方形的周長”教學為例

林雁平 楊雪花

1.上海市黃浦區北京東路小學 上海 200001 2.上海市金山區新農學校 上海 201503

一、引 言

在教育數字化轉型的大背景下，技術融合的課堂教學改革已進入新的發展階段。一方面，數字技術引領的經濟、社會發展對創新型人才培養提出了新的挑戰和要求；另一方面，新型基礎設施建設如5G、人工智能、大數據等領域正在逐步重塑學校教育生態環境。在知識圖譜、人機協同、教育數據挖掘、學習分析等教育技術的有力支撐下，教學組織形式、教師角色、知識傳遞方式和學校教學的邊界都在發生潛移默化的變化。我們要回歸學校育人本質，聚焦于課堂教學主陣地，必須堅持教、學、評一致性的原則?！读x務教育課程方案（2022 年版）》再次明確了這一原則，強調“注重伴隨教學過程開展評價，捕捉學生有價值的表現，因時因事因人選擇評價方式和手段，增強評價的適宜性、有效性”［1］。圍繞學生核心素養開展教學與評價活動已經成為教師的共識。利用數字技術提升教學與評價活動的有效性也是新時代教師應具備的能力。例如，在問題化教學活動及項目化學習活動中，不少教師已習慣于使用國家中小學智慧教育平臺等公共服務體系的優質數字資源，或采用數字化工具組織學生開展小組合作學習等形式多樣的教學活動。隨著更多成熟技術應用的普及和基礎數字化環境的完善，教師將有更多的機會深入探索技術與教育深度融合的可能。從學生核心素養發展的角度出發，構建一個技術支持下、有效貫徹教學目標的教、學、評實施體系，是現階段落實新課標要求的重要路徑。

基于當前教育數字化轉型的背景，開展數字賦能的、指向核心素養培育并體現教學評一致性的教學實踐是必要且重要的。因此，本研究利用智慧教育平臺，深入實踐以素養為導向的課堂教學模式。通過收集學生在課堂中的語言及行為等數據，本研究運用華東師范大學課程與教學研究所國際課堂分析實驗室的AI Classroom 高品質課堂智能診斷分析系統［2］進行數據處理及診斷改進，以期為數字化教學轉型研究提供有益的參考。

二、技術視角下的教學評一致性探索

在數學學科教學評一致性的研究領域，國內已有一部分教育研究者展開了相關探索。例如，華東師范大學蘇州灣實驗小學的李英老師結合校本的 730 智慧評價系統，從目標精確性、評價創新性和教學實施三個方面，對技術賦能小學數學教學評一致性進行了實踐探索，以期提高學生數學學習的效能［3］。又如，安徽省霍邱縣的李永林等研究者根據對課程標準相關要求及教學內容的分析，制定并分解了課時教學目標，使其具體化、可操作且可評價，然后設計了邏輯連貫的數學問題，引導學生開展與教學目標對應的學習活動，并依據學生的學習表現，分析、評價教學目標達成情況［4］。相關研究均顯示出對教學目標進行細化拆解的重視，學習評價系統等數字化工具的使用也使得整體評價方案更加綜合和全面。

核心素養導向的課堂教學需要為學生的學習提供空間和支持。數字技術作為教學的重要支持工具，能夠有效地激發并維持小學生參與數學學習的積極性，促進他們在學習過程中主動進行知識建構，在遷移、應用和反思中培育推理、抽象和建模等數學核心素養。在教學過程中，教師應以核心素養為導向，細化教學目標的設計。在此基礎上，教師可以設計并實施與教學目標相匹配的學習活動。而在應用數字技術落實新課標教學評一致性要求的過程中，教師應關注如何全面采集教與學過程中的數據，以確保評價結果的客觀性和精準性，從而形成數據驅動的教學評閉環。綜上所述，數字技術不僅是學科知識的多元化載體，還是教學活動開展的“腳手架”。它為師生突破傳統課堂教與學環境和流程，實現更高效的知識建構提供了抓手。

本研究以滬教版小學數學教材三年級第二學期第六單元“長方形、正方形周長”的學習內容為例，探究在實際問題解決中如何創設合理的信息化學習環境，以提升學生的探究熱情?；谥腔劢虒W平臺及人工智能技術的應用，本研究展現了教學評一致性的教學實踐過程，以期為數學課程核心素養的培育提供參考路徑。

三、基于數字技術的教學評一致性實踐

本部分內容屬于“圖形與幾何”領域的“圖形認識與測量”范疇，相關內容的學習要求包括“探索并掌握長方形、正方形的周長和面積的計算公式；在圖形認識與測量的過程中，增強空間觀念和量感”，學業要求為“會計算長方形、正方形的周長和面積；在解決圖形周長、面積的實際問題過程中，逐步積累操作的經驗，形成量感和初步的幾何直觀”。本部分內容指向的核心素養為量感及抽象能力，而建立量感是形成抽象能力和應用意識的經驗基礎。

本研究依據SOLO 理論，對“長方形、正方形的周長”的學習理解水平進行了分層次描述（表1），以體現學生思維發展的階段性水平，有效地評估學生的學習質量。

表1 “長方形、正方形的周長”學習理解水平的分層次描述

在將數字技術融入課堂教學時，教師必須考慮結合學科特點和學生的個體特征，以確保數字技術能更好地發揮其支持作用，促進學科核心素養的有效落實。為了實現這一目標，教師在數學課堂教學過程中應充分發揮數字技術的直觀性、生成性和反饋性等特點，以促進學生思維水平的提高，進而促進學科核心素養的培育。同時，在教學中合理運用“留白”技巧，能夠讓學生在學習中擁有更多的自主性和參與感，促進他們的全面發展。比如，適當的“留白”可以讓學生更加專注于核心概念和方法，有助于他們更好地理解和掌握所學內容。陳述“留白”和問題“留白”能夠留給學生自行思考的空間，激發他們的學習熱情和好奇心，促使他們主動思考和探索，培養他們的自主學習能力。方法“留白”和發現“留白”能夠培養學生的創新思維和靈活性。論證“留白”鼓勵學生發展批判性思維，培養他們解決問題的能力?！傲舭住边€能夠促進課堂上的互動和討論，加強師生、生生之間的交流，提高教學質量和效果。

（一）設計基于智慧教學平臺的教學活動方案

在課堂教學過程中，教師運用ClassIn 在線教室平臺，借助其提供的教學工具與學生進行互動。通過展示學生在課堂中的生成性數據，教師能夠及時了解學生對知識點的掌握程度，并解答他們提出的典型問題。此外，利用分組討論功能，教師將每個學生的答題過程以小組的形式進行同屏展示，使思維過程得以“可視化”呈現。這些教學活動將信息技術融入課堂，實現了數字化賦能教學。

1.創建數字化學習情境，引導學生明確測量對象

教師利用問題驅動的教學模式激發學生的學習興趣，并利用信息技術直觀的呈現特點，引導學生在平板電腦上指出長方形的周長位置。這有助于學生理解計算圖形的周長需要哪些數據（水平1），從而建立具體圖形邊長數據與周長之間的聯系。在此基礎上，學生能說出長方形周長的計算方法（水平2），明白長方形周長計算方法就是累加長方形各條邊的長度，從而理解度量的本質意義。

（1）情境導入，利用平板電腦理解圖形周長定義

學習活動一：

“六一”國際兒童節快要到了，學校計劃在操場上舉行慶祝兒童節的聯歡活動。聯歡活動的場地是一個長方形區域，為了增添節日氛圍，需要在場地周圍繞上裝飾彩帶。你覺得需要多長的彩帶？（請在場地圖中標出你覺得需要的數據）

教師通過情境導入，從中抽象出一個數學問題：求彩帶的長度，也就是求圖形的周長。為了解決這個問題，學生需要在平板電腦上準確標出繞彩帶的位置，并標出求彩帶長度所需要的數據。這些數學活動有助于學生進一步理解周長的定義，得出計算長方形周長的具體方法。通過這些實踐活動，學生認識到累加彩帶長度就得到長方形的周長。這種教學方法體現了陳述之“留白”。

（2）提供學習支架，引導學生自主探究，形成矩形周長解法

學習活動二：

算一算所需彩帶的長度，并交流各自的計算方法。（提示：如果覺得有困難，可以先閱讀數學教材第62 頁的內容，從中獲取相關的知識和信息后再進行計算）

教師設置的學習任務具有一定的開放性，為學生探究長方形周長的計算方法提供了思考的空間，這體現了方法之“留白”。在此過程中，學生可以從周長的定義出發，將長方形四條邊的長度累加得到周長；也可以利用長方形對邊相等的特征，通過計算兩組長與寬的和來優化長方形周長的計算方法。

通過引導學生進行數學閱讀，教師提供了學習支架，幫助學生更好地探究長方形周長的計算方法。他們借助長方形圖形的特征說明優化計算方法的理由，在數學說理的過程中加深了對于周長定義的理解。

2.豐富知識應用形式，呈現學生問題解決過程

通過整合多元化的資源，如師生互動和信息技術等，我們在數學閱讀和人際交流的過程中優化長方形周長的計算方法。在這一過程中，學生能借助圖形特征解釋長方形周長的計算方法（水平3），能夠將他們在長方形周長學習過程中積累的經驗進行遷移，以借助圖形特征解釋正方形周長的計算方法（水平3）。在解釋正方形周長計算方法的過程中，學生能夠構建更為完整的周長定義，并培養運用定量方法解決問題的思維方式。

（1）任務驅動，經驗遷移，形成正方形周長解法

學習活動三：

如果要在聯歡活動表演場地中設置一個正方形舞臺，你能算出它的周長嗎？（請在場地圖中標出你覺得需要的數據）

在理解長方形周長計算方法的基礎上，學生能夠將長方形周長的求解思路（從周長定義出發，或從圖形特征出發）遷移到探究正方形周長計算方法的過程中。正方形作為一種四邊等長的特殊四邊形，其周長的計算方法具有自身的特殊性。除了把正方形每條邊的長度累加外，還能運用正方形4 條邊的長度相等的特征得到正方形周長的求解方法。在實際操作中，學生可以將正方形的邊長標記在場地圖中，并使用這一方法來計算周長。在遷移應用的過程中，學生能夠發展高階思維，靈活運用所學的知識，培養創新能力。這體現了方法之“留白”。

（2）獨立思考，合作交流，歸納圖形周長公式

學習活動四：

獨立思考或小組合作，嘗試說說正方形和長方形的周長計算方法。

在探究過程中，學生需要清晰地說明自己的周長計算方法，并能理解他人的方法（水平2）?；谡叫蔚奶卣?，學生能夠歸納出“邊長×4”的周長計算公式（水平3）。由于正方形周長公式的得出相對簡單直觀，先對其進行歸納。隨后，學生通過電腦演示和同伴互助等方式，將從提煉正方形周長公式中獲得的經驗遷移至長方形周長公式的歸納中。在這一過程中，學生發現了圖形周長計算方法的共通之處，即圖形周長計算方法雖不同，但其周長都是長度單位的累加，都以度量的方式描述長短（水平4）。這體現了發現之“留白”。

3.深化應用遷移，關注現實情境，聚焦學生思維相異構想

通過創設具體的情境，教師直觀地展示周長與面積的計算方法，并聚焦學生可能存在的思維迷思，使其理解周長與面積各自的計算方法，并進一步理解周長與面積的異同（水平4）。在問題解決的過程中，學生審辨思考，對事物進行深入分析和評估，從而提高思維品質和解決問題的能力。

（1）結合情境，解決問題，辨析周長與面積異同

學習活動五：

為了預防參加表演的學生滑倒，要在邊長5 米的正方形表演場地鋪設地毯。需要多大的地毯？你能在場地圖中描一描地毯鋪在哪里，然后算一算嗎？

教師通過展示一個5×5 單位的正方形，引導學生深入理解周長和面積的計算方法。正方形周長的計算方法是四條同樣長度邊長的累加，即4×5。而面積的計算方法是1 行有5 個同樣大小的正方形，共有5 行，即5×5。這一過程有助于學生進一步明確周長是描述圖形一周的長度，而面積是描述圖形所占面的大小。兩者測量的對象不同，因而所用的度量單位也不同。學生在交流和辨析周長與面積的聯系與區別時，不僅是一種數學說理的過程，也培養了用定量的方法解決問題的思考方式。學生可以得出結論：計算正方形周長得到的是鋪設在表演場地周圍的地毯長度；計算正方形面積得到的是鋪設在表演場地上的地毯大小。這個過程強調論證的邏輯性，也為學生提供了自主探究的空間，蘊含著論證“留白”之美。

（2）技術輔助，審慎思辨，關注周長與面積計算的實際應用

學習活動六：

1.已知長方形的一組長與寬的和是13 厘米，它的周長是多少厘米？當長為7 厘米時，長方形的面積是多少平方厘米？

2.選擇（把正確答案的序號寫在括號里）

圖中每個小方格的邊長是1 分米，關于甲、乙兩個圖形的周長和面積，下面正確的說法是（）。

A.面積和周長都相等

B.周長相等，面積不相等

C.周長和面積都不相等

D.面積相等，周長不相等

通過ClassIn 在線教室平臺的應用，學生在實際應用周長與面積計算方法時審慎思辨的思維過程被以可視化的形式呈現，這為師生之間、生生之間的互動研討提供了豐富的資源。在這一討論“留白”的過程中，技術的輔助為學生的思維進階提供了充足的空間，有助于培養學生的批判性思維和創新能力。

（3）聯系實際，學以致用，深化對周長與面積的理解

教師可要求學生結合學校的實際情境，嘗試獨立或合作編制與周長或面積相關的數學問題。這一過程旨在促進學生聯系生活實際情境遷移應用所學的知識，深化對于周長和面積概念的理解與應用，為他們發揮創造性思維提供空間，提升其解決問題的能力。這種方式體現了問題之“留白”。學生選擇班級、校園中的具體場景，圍繞周長和面積的概念進行題目的編制。例如，學生考慮學校墻壁上需要預留的校匾安放空間，編寫了以下問題：

在學校墻壁上，需要留出一塊空間來安放校匾。已知需要留出的空間長130 厘米、寬50 厘米，問這一空間的周長是多少？根據以上數據，空間的面積是多少？

此問題編制的思路，體現了學生對周長和面積概念的實際應用能力，以及對生活場景中數學問題的敏感性和解決能力。

（二）運用信息技術創設自主探究的開放式學習環境

學生思維的發展沿著“知道周長定義，明確測量對象—應用周長定義，理解周長公式—辨析周長、面積，厘清兩者異同”的清晰路徑逐步進階。在此過程中，信息技術的運用為學生的思維空間與探究機會充分“留白”，引導他們主動學習、解決問題、創獲新知，對他們思維水平的進階起到了積極的促進作用［5］。

1.提供圈畫空間，明確測量對象，以發現之“留白”促進思維進階

在平板電腦上，學生可以任意描畫和修改圖形，標注周長和面積所在的位置，以及所需的數據。數字技術提供了更為便捷的多感官輸入方式，例如，學生可以選擇用紅色的線條描畫出圖形的周長，用白色的線條勾勒出圖形的面積。在操作過程中，學生能夠體驗周長與面積的區別，有利于他們發現兩者的異同，為后續聚焦異同、進行數學說理提供了重要的鋪墊。

2.學習過程可視，深入理解周長公式，以問題之“留白”促進思維進階

通過數字技術手段，教師將每個學生的答題過程以小組的形式進行同屏展示，使得思維過程得以可視化呈現。這一方法有利于生生之間相互交流，使他們能夠理解他人的方法，同時反思自己的方法，有可能提出具有思考性的問題，在改進與完善的過程中提升自身的思維能力。

以“學習活動六”題1 為例，“已知長方形的一組長與寬的和是13 厘米，它的周長是多少厘米？”在展示的這組學生解題過程中，他們都采用了舉例的方法，把13 分拆成兩個數之和，再運用周長的計算公式得出結果。此時，教師引導學生思考，詢問他們對于同學解題過程的看法。有學生提出疑問：為何不直接用13×2 的方式來計算周長？在這個問題的引導下，學生之間進行了深入討論。結合圖示，他們明白了13 表示長方形的一組長與寬之和，因而可以用13×2 得出周長。

3.反饋及時留痕，辨析周長與面積，以方法之“留白”促進思維進階

以“學習活動六”題2 為例，教師借助數字技術，及時收集、整理和呈現學生在課堂上答題情況的數據。這些直觀的數據為學生提供了領悟問題解決方法的切入點。面對學生答題情況的即時數據，教師進行了引導。

師：為什么選“B”的一個人都沒有？你覺得是為什么？

生：通過觀察圖形，可以看出甲、乙兩個圖形的面積明顯是相同的，都是10 個小方塊，因此可以比較容易地得出“B”選項提到“面積不相等”是錯誤的。

師：依據對“B”選項的判斷，可以推斷哪個選項也不對？為什么？

生：“C”選項也是錯誤的。因為“C”選項也包含“面積不相等”，所以不對。

這種數據留痕的方式，使學生能夠先聚焦于圖形面積之間的比較，明白甲、乙兩個圖形都有10 個小方塊，故而面積相同。在此基礎上，教師進一步引導學生進行周長的比較，逐步說明思考的過程，使他們理解周長與面積的異同。

（三）依托人工智能技術實現教學評閉環

評價對于指導教學實踐具有重要意義，它既是“指揮棒”，也是“聽診器”。學生在線下課堂中的言語表現、參與方式、專注情況等數據是開展教學評價的重要依據，能夠全面反映學生的學習狀態和教師的教學效果。本研究采用了華東師范大學課程與教學研究所國際課堂分析實驗室的AI Classroom 高品質課堂智能診斷分析系統。該系統基于課堂教學全過程采集到的音視頻數據，利用人工智能平臺進行分析，生成課堂智能分析報告。報告呈現學生的課堂活躍程度、學習深度、互動層次等方面的分析結果，能夠指導教師進行報告解讀、教學優化，補充過程性評價數據及維度，為教學評工作提供統一的可量化標準，進而為教學改進提供可驗證的依據。

通過對本節課的數據分析，我們發現本課的教學過程中師生均積極投入、互動充分（圖1），指向學生思維水平進階的反饋。學生思維活躍，表現出較高的學習投入度。例如，帶有推理性、解釋性的回復（指向分析、綜合、評價的學習目標）占學生總發言數的 33.33%，這表明學生在學習過程中進行了深層次的思考和分析，達到了較高的學習目標。

圖1 課堂互動 ST 分析圖

在技術運用的過程中，如何實現課堂教學的高效“留白”，為教學賦能，是一項具有深遠意義的研究課題。具體來說，諸如哪些環節的技術應用是可取的，哪些技術應用的引入能為學生提供更多的探索空間，這些問題都需要我們進一步思考與實踐，不斷努力探索。

四、總結與反思

《義務教育數學課程標準（2022 年版）》明確指出，要促進信息技術與數學課程融合，提供豐富的學習資源，設計生動的教學活動。在實際問題解決過程中，創設合理的信息化學習環境，提升學生的探究熱情，開闊學生的視野，激發學生的想象力，提高學生的信息素養［6］。核心素養導向的課堂教學需要為學生的學習提供必要的空間和支持。數字技術作為教學的支持工具，可以有效地激發并維持小學生學習數學的積極性，促進他們在學習過程中主動建構知識，不斷更新知識與能力結構，從而在遷移和反思中培育推理、抽象和建模等數學核心素養。在本研究中，數字技術發揮了以下重要作用：

一是揭示本質性。數字技術是學習過程中的支持手段，教師需要依據數學學科的特點來運用技術，充分發揮技術的優勢，幫助學生深入理解數學學科的本質特征。

二是體現趣味性。興趣是教學推進的重要動力，對于小學生而言尤其如此。數字技術作為課堂教學的支持工具，教師應該充分發揮其多感官輸入信息的優勢，從調動學生的外部興趣入手，逐步促進其思維水平的提升，以滿足其自我實現的需求。

三是關注生成性。借助數字技術，學生的學習過程得以留痕，使學生的思維可視化。這有利于教師根據學生的反饋情況來調整和推進教學過程，使學生的思維水平逐步進階，從而促進學科核心素養的培育。

四是凸顯反饋性。在教學過程中，教師需要收集和整理課堂教學過程中的相關信息，如答題的正確率數據等，并依據信息及時作出反饋和調整。此時，數字技術可以充分展現其優勢。教師可以依據反饋數據調整課堂教學行為，完善教與學的過程，更有效地推動學生的發展。

近年來，隨著在線教育的規?；瘧泌厔莶粩喟l展，線下學校教育的觀念受到了影響。線上線下混合式教學與教研的形態受到更多教育研究者的關注。同時，教與學終端設備的快速迭代也逐步拓展了評價數據的采集渠道，為教學新模式、教育新場景的創生提供了有利的條件。技術融合下的學科教學呈現出一種開放包容的狀態。生生協同、教學相長的課堂交互方式推動著學生的全面發展和成長。除了智慧教學平臺的應用之外，本研究還積極探索了“人工智能+教育”的示范場景，通過分析和運用教學過程數據、學業數據，實現精準教學和個性化指導的實施，有效落實因材施教的理念。