智慧课堂以培养学生核心素养为根本宗旨，而学科能力培养是落实核心素养的有效途径。因此智慧课堂教学应关注学生学科能力的形成和培养，智能技术应用为学科能力培养提供了支撑。研究构建了面向学科能力培养的智慧课堂技术应用行为分析框架，聚焦一线教师智慧课堂应用行为进行分析，利用量化数据反映智慧课堂支持的学科能力培养，以及技术应用在学情定位、教学内容定制、教学活动开展、教学测评与反馈等环节的支持作用。

研究设计

01

研究对象

       某市“智慧课堂教学竞赛活动”获奖的30节小学数学教学视频课例。其中包括新授课、复习课、习题课等多种课型，教学内容涵盖小学数学数与代数、图形与几何两大主题，均关注学生学科能力培养。

02

面向数学学科能力培养的课堂技术应用分析框架构建

智慧课堂教学原则及流程

      智慧课堂教学中智能技术主要作用于教学流程的分析学生学情、提供数字化学习内容、开展各类课堂教学活动和教学评测四个方面。因此本研究将学情定位、内容推送、活动开展、测评反馈作为技术应用分析框架的一级维度，为确定具体观察指标提供指引。

智慧课堂技术应用行为及作用分析

      在以培养学科能力为核心的智慧课堂教学中，学情数据采集帮助构建指向学科能力的学习者画像，精准把握学生学情。针对学生学情数据，制定精准教学目标，开发相应的数字化材料，利用教学平台的“资源推送”功能，为学生准确推送个性化学习方案。教师根据学习者画像组织课堂，对学生能力品质的真实测量和记录，开展随堂测试，检验学生学科能力达成情况，辅助教师针对问题进行精准教学评价与反馈。

课堂技术应用行为分析框架构建

      参考已有研究提出的智慧课堂教学行为编码体系，结合智能技术在培养学科能力教学中发挥的作用，提出学情分析、资源推送、教学内容展示、学习成果展示、随机提问、任务布置、探究操作、资料搜集、在线讨论与协作、成果分享、评价反馈、智能测试、在线互评等13种师生智慧课堂技术应用行为，作为框架的二级观察指标，并将师生技应用行为分别用T-Tn和S-Tn表示。

表1 面向数学学科能力培养的师生课堂技术应用行为分析框架

03

抽样及编码方法

       采用每15秒记录一次的方法，观察判断15秒内师生是否有技术应用行为以及属于哪类技术应用行为，并用相应的行为编码进行标记，形成课堂技术应用行为的初始数据表。

研究结论

01

学情分析技术应用初显成效，对创造迁移能力分析不足

       当前教师已开始逐渐利用客观学情数据描绘学生学科能力水平，直观反映学生学习困难，为教学起点的确定打下基础。另一方面，教学平台的学情分析功能尚未完善，数据的自动化采集与分析技术多应用于客观选择题或填空题，学生高阶认知过程的学习数据难以采集。

02

技术在教学活动中的应用失衡，忽视学生学习的内在建构过程

       以教师为主体的教学导致了师生活动开展与技术应用的失衡。教师以激发兴趣为由，利用技术创设与教学内容关联性较弱的教学情境，阻碍学生学习的心理加工过程，学生需要同时激活两种心智模式以联接教学情境与教学内容的关系，一定程度上加重了自身的认知负荷。而单纯利用技术呈现教学信息，虽然提高了学生记忆大量知识的效率，但无益于高阶认知能力的发展，学生的问题解决能力、猜想探究能力、发现创新能力在单一学习活动中难以 得到培养。

03

教学测评技术应用理想，测评内容需面向问题应用迁移

       部分教师已利用各类技术工具开展学习过程的测评，并以测试数据支持后续教学评价与反馈，部分教师对学科能力认识不足，仍用教学惯性设计测试题目、分析学生课堂测试结 果，测试题目大多指向简单问题解决等学科能力，难以有效将高阶能力融入测试题目中。且对学生学科能力的分析局限于结果性数据，如测试正确率，忽视了学生的过程性表现。应用过程性测评数据考量学生在真实问题解决过程中表现出的数学信息提取、数学策略选择、数学模型建构等认知过程，从而分析学生对数学思维方式的内化情况。

04

教学整体尚未聚焦学科能力培养，教学效果有待提升

      智慧课堂教学各环节对学科能力培养的关注度不同，少部分课例已经实现了指向学科能力的综合培养。对此，教师制定符合学生实际情况的教学目标和教学活动，在课堂教学中通过 “小组讨论—习题练习—同伴互评—归纳总结—随堂检测”的学生活动序列，配合即时生成的学习成果调整教学，从而有效达成面向学科能力的教学目标。

讨论与建议

01

完善智慧教学平台功能，支持学科能力精准培养

       技术平台需要以学科能力框架为指引，建立学科能力培养全过程数据采集及分析功能。借助智能技术，采集学生全过程多维学习数据，自动化分析学生学习理解、应用实践、迁移创新三个学科能力层面达成情况和能力缺失点，预测学习发展趋势，呈现全过程学情。其次，为教师提供学科教学报告、能力分层作业、以及针对性教学建议，教师在此基础上进行设计改进，实施个性化教学干预，提高教学效率；智能学伴为学生提供学科能力分析报告，直观展示能力薄弱点，并针对性提供高适配度的学习资源，自动规划学习路径，布置学习任务，助力学生学科能力的形成。

02

深化教师对学科能力的认识，提升教师教学能力

       教师需要从理念和方法两方面提升面向学科能力培养的教学能力。首先，教师对学科能力内涵认 识不清会导致无法精准定位学生各学科能力情况，由于学情分析是教学设计与实施的基础，学情分析缺乏精准致使教学各个环节陷入经验主义的束缚。因此，教师需要对学科能力与核心素养的关系、学科能力构成维度及概念内涵、学科能力外显表现等进行系统学习和分析，构建自身认知结构，增强对学科能力的认同感。其次，教师需要掌握培养学科能力的教学设计与实施方法，将学科能力教学理念应用于教学实践场域中。

03

提升教师人机协同素养，助力实现智慧课堂教学目标

       在面向学科能力培养的教学中，教师首先需要审视自身教学角色定位，由传统知识传授者转变为智能技术的发展者、应用的建构者与责任者。一方面结合教育实践场域中教师存在的教学认知冲突和学科能力教学流程再造的真实教育需求，帮助技术更加贴合教育教学场景，以技术升级迭代赋能学生素养能力生成；另一方面教师需要在持续的学习中重构知识结构，积极探索将技术理念融入日常教学活动和管理工作中，并承担起相应教育责任，引导学生向接受者、协作者和建构者的人机协同角色转变。其次，主动学习智能技术基本知识，将智能产品的应用特性与学科能力教学痛点深度融合，重点承担指向学科能力的教学设计、教学精准干预调控以及学生综合素质培养等创造性、复杂性的教学工作。

      智慧课堂教学应聚焦培养学生的学科能力，教学各环节的技术应用为学科能力培养提供了基础支撑。当前，教师已经开始逐步关注智能技术支持的课堂教学环节，但各环节对学科能力的涉及多处于学习理解能力与应用实践能力，对创造迁移能力的培养仍待深入，教学还需更加关注学生的心理建构过程。此外教学平台功能性支持和教师自身素养一定程度上制约了智慧课堂教学效果的提升。因此未来智慧课堂发展中，教师需要提升自身教学能力及人机协同素养，以应对培养学科能力的课堂教学带来的挑战。

参考文献

[1]郭炯,丁添.面向数学学科能力培养的智慧课堂技术应用行为分析研究[J].中国电化教育,2023,No.433(02):134-141.

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