基于活动理论的小学数学课堂教学活动模型建构 *

李玉顺，谭律岐，公 雪，宋 彬，周 颖

(北京师范大学 教育学部，北京 100875)

一、问题提出

课堂教学一直是教育教学的重点研究领域，其中课堂评价作为基础教育课堂教学体系的重要部分，是保证教学质量的重要手段。在以往的课堂评价领域中，质性研究占据了重要地位，如课堂观察，但质性范式下课堂评价难以保证其“客观性”与“科学性”。自上个世纪60年代以来，量化的、实证的，以及大规模比较的课堂评价研究逐渐发展起来，在信息技术迅速发展的当下，这种量化评价趋向更为明显。最早有影响力的课堂量化研究是弗兰德斯互动分析系统(FIAS)，它将学生与教师言语划分出10个维度(其中教师7类，学生2类，表示课堂沉寂的1类)，以3秒为间隔对课堂师生言语进行编码[1]。FIAS通过量化形式统计分析课堂教学中师生言语交互行为，一定程度上消除了传统课堂质性描述评价的主观性，开启了课堂量化评价的先河。然而由于现代课堂的多样性发展及课堂教学自身的复杂性，这类课堂评价体系以“自下而上”的形式将课堂“碎片化解构”，只能在教师与学生言语行为层面分析其交互水平，无法全面诠释现代课堂的高阶化意义。因而，课堂评价研究需要“纵向”突破言语行为交互分析层次。在面向学生核心素养发展的现代课堂教学中，教师往往围绕教学目标组织教学活动，若课堂评价能从言语交互上升到活动层面，则更有利于呈现课堂的高阶意义。

20世纪以来，活动理论从心理学领域开始萌芽，而后不断丰富和完善。“教学活动”这一概念伴随新课程改革的进程，越来越多地出现在实践领域中，成为教师开展教学设计、学习设计的关键概念，并已经在实践中常态化应用，日益成为课堂教学生态观察的中介变量。这一概念虽然在实践中已经取得了较大的进展，但在课堂观察、课堂评价领域的应用和研究还远未得到有效的发展，特别在评价理论研究层面进展缓慢，如何有效地鉴别一节课有哪几个活动，活动内部又有何要素，这些对观察、研究和评价课堂教学的现代化水平都具有重要的意义。基于此，本文从学科性课堂教学的活动分析入手，聚焦于小学数学课堂，探索如何基于活动理论形成有效切分教学活动单元的小学数学教学活动模型，为基于活动的课堂教学自动化评价开辟新的理论研究和实践方向。

二、教学活动与活动理论

(一)教学活动

在国内的教育研究领域，“教学活动”一词于20世纪末开始出现。“教学活动”被理解为师生之间沟通的社会性实践活动，有研究者认为其本质是一种使学生掌握知识、发展认知技能的认识活动，也有研究者认为教学不仅是一个认识活动过程，也是一个促进学生身心全面发展的过程，夏正江将上述对“教学活动”的不同认识分为四类，包括特殊认识活动说、认识—发展说、多重本质说或复合本质说、认识—实践说[2]。可以发现，教学活动的本质内涵为“师生之间促进学生发展的社会实践活动”，无论是大到多个课时的项目式学习活动，或者是小到几分钟的课堂互动活动，都属于教学活动的范畴，其外延是非常宽泛的，这导致了一线教学实践中对教学活动这一概念的模糊性理解。

从教学活动概念的发展看，最初人们对教学活动的关注源于“活动教学”的提出，这些活动范围较为狭窄，例如技能操作或者问题解决式的大活动，可能需要一个课时甚至多个课时来完成。这一特征同样体现在国外教学活动研究中，检索国外相关文献时，得到的结果通常是游戏活动、综合实践活动、研究性学习活动等。伴随着新课程改革推进以及学生主体地位的不断强化，活动教学和传递教学日益融合，日常课堂有了丰富的活动性特征，特别是在技术丰富环境下，课堂教学活动进一步呈现出多样化、多层次特点，研究者也开始关注更微观的，即行为层面的教学活动(有时也称为学习活动)。例如杨开城认为学习活动是指学习者以及与之相关的学习群体(包括学习伙伴和教师等)为了完成特定学习目标而进行的操作总和[3]。因此传统的教师讲授，也可以纳入到教学活动的范畴，而所有的课堂教学可以视为一系列连续的教学活动组合。

在教学活动日益丰富多样的情况下，有研究者从不同的视角对这些丰富的教学活动进行了归类和划分。杨开城和穆肃分别从“学习”和“教学”两种视角探讨了活动的分类。杨开城认为教学系统是由学习活动构成的，他将学习活动划分为意义建构活动和能力生成活动[4]。穆肃则将信息技术环境下的教学活动分为教师活动、学生活动和无意义教学活动[5]。此外还有一些研究关注特定情境下的教学活动分类，例如钱冬明分析了电子书包支持下的语文阅读课，认为其包含课堂导入、泛读学习、精读品味、迁移训练、总结提升五个一级教学环节，此外还有例如情境导入、反馈导入等二级教学环节[6]，这里的教学环节也可被视作教学活动。周鹏总结了网络学习空间的七种主要教学活动，分别是教师讲授、随堂测试、分组合作探究、教师提问、自主探究、游戏竞赛、模拟实验，并提出网络学习空间课堂教学活动可划分为课堂教学层、课堂教学活动层、教学活动操作行为层三个层次[7]。

总的来说，对“教学活动”这一概念，学界并没有一个明确的界定和划分依据。当我们越来越强调课堂教学中学生的参与，特别是信息技术与教育教学深度融合背景下，教学活动的丰富性大大增强，从而导致课堂教学的多样性、复杂性不断增加。言语交互层面的课堂量化评价无法解读这种复杂性，故可以在FIAS言语行为分析方法基础上，将时间取样编码发展为活动划分编码，在“目的性层次”上分析活动单元。结合以上论述，本研究将教学活动定义为：信息技术环境下，课堂教学中的教师与学生为了完成教学目标进行的完整的“教”与“学”行为序列组合。

(二)活动理论

学习理论研究人是如何学习的，只有理解学习过程才能更好地实施教学。而在学习理论发展的过程中，历经了行为主义、认知主义，到建构主义、人本主义等，逐渐抛弃了原来“学习是一种刺激—反应”的认识，而越来越关注学习者的自我建构，以及与学习环境、学习共同体的交互。活动理论的提出，进一步解释了这种交互的过程与结构。对应着学习理论的发展，教学实践也同步发展，从以讲授为主的传统教学，转变到以学生为中心的教学，到现在关注教学活动、学习活动的设计以促进学生深度学习的开展。因此，活动理论为解构教学活动，开展课堂评价提供了重要视角。

1922年，前苏联心理学家鲁宾斯坦提出“将人类活动作为心理分析的基本单元”的思想后，以维果斯基、列昂捷夫为代表的学者将这种心理学思想构建成了第一代活动理论。维果斯基提出“活动”和“社会交往”对人的心理建构不可或缺的作用，强调活动与意识的统一，提出了“工具”这一中介概念，并发展了工具中介思想与理论。“工具”这一中介思想彻底打破了传统行为主义“个体封闭心理过程”的主张，但没有关注到个体以外的因素，因而没有构成系统的活动理论。

列昂捷夫在此基础上重构了“活动”的概念，扩展了活动理论的框架，提出活动的层次结构，即活动的三个水平模式：活动、行为和操作[8]，其中，活动具有系统性，它存在明确的客体，与动机密切相关，而行为与操作则不具有这种系统性。20世纪70年代，恩格斯托姆结合了黑格尔的活动思想和达尔文的生物进化论提出了活动模型理论，创立了活动理论“三角模型”，他提出活动是一个六要素系统，其中主体是指活动中的个体或者小组，他们依靠自己的意识进行行动；客体是主体操作的对象，与主体互动产生结果，可以是物质实体，也可以是精神或者符号；共同体是多个个体或小组通过交往与互动形成的稳定团体，他们共享客体并进行自我建构；中介包含工具和符号，它是主体将客体转化为结果所需要用到的一切物质的或精神的事物；规则是对活动进行约束的规定、法律、政策和惯例，及潜在的社会规范、标准和共同体成员之间的关系；分工是共同体成员纵向权利地位分配与横向任务的分配[9]。有研究者基于该理论，构建了智慧课堂教学活动模型，指出在智慧课堂教学系统中，学习者(主体)与教师共同构成学习活动的共同体，根据一定的规则，通过云服务平台(工具)作用于学习资源，完成学习目标(客体)[10]。

三、课堂教学活动OSTRF模型

如前所述，为探索以活动理论为视角的课堂教学评价，本研究从数学学科课堂教学出发，以准确切分小学数学课堂教学中的教学活动单元并分析其结构特征为研究起点，通过文献研究和访谈法，建构了小学数学课堂教学活动OSTRF模型(小学数学教学活动五要素模型，Object-Subject-Tool-Resource-Feedback)。

(一)教学活动初步模型

无论是活动理论还是教学设计相关理论都非常强调“目的”或“目标”[11]，教学活动首先应有明确的活动目标，并通过主客体的交互作用最终达成活动目标。杨开城认为学习活动是“学习者以及与之相关的学习群体(包括学习伙伴和教师等)为了完成特定目标而进行的操作总和”[12]。此外，在具体实施层面，教学活动通常以各类任务的形式开展。研究将活动目标和对该目标是否达成的评价作为教学活动的两个关键要素。

活动理论认为活动是主体为了满足自己特定需要而对客观世界施加影响的过程，即是指“主体与客观世界相互作用的过程”[13]。教学活动是教师和学生为满足共同的需要而进行的交互过程，相对于一般的活动，课堂教学活动具有一定的特殊性。一方面，教学活动的主体是教师和学生组成的共同体，且教师通常独自承担着主体的部分重要职责，例如活动目标的制定；另一方面，教学活动具有客体内在性，即作为学习者所作用的客体，并不是客观事物，而是各类学科知识，教学活动的目标和结果都在于学生本身的变化[14]。

除了主体和客体外，教学活动的顺利实施还需要一定的支持工具，例如教材、多媒体设备等。郭文革提出在线课程教学活动要素[15]，包含教育者、受教育者、教学资源和教育交流工具。模型将主客体发生相互作用的中介——“工具”作为教学活动的关键要素之一。

根据活动理论，活动的顺利实施需要主体、共同体之间有分工，并有其运行的规则。在教学领域，教学活动的组织形式，包括竞争、合作、练习等形式充分体现了活动的规则及主体之间的分工。综上，本研究构建的教学活动要素与活动理论中各要素的对应关系如图1所示。

图1 教学活动六要素模型演绎过程

本研究基于活动理论整合了主体、客体、活动目标、活动组织形式、支持工具和活动评价六个要素，初步构建了初版小学数学教学活动六要素模型。活动目标引导教师与学生完成一系列行为和任务序列，这里采用了布鲁姆的教学目标分类，分为知道、理解、应用、分析、综合、评价；教学活动的主体结合了活动理论中的主体和共同体，包含教师主导、学生个体、师生互动和生生互动四种；教学活动的客体是主体通过相互作用操作的载体，即学科知识，分为陈述性知识、程序性知识和策略性知识三大类；活动形式是主体间交往互动的形式，包括教师的讲授、学生的合作、竞争等；活动的支持工具是主客体进行交互的中介，包含传统教学支持工具和数字化媒体支持工具；评价是对活动是否达成活动目标、学生认知目标的反馈，从形式上分为教师口头提问、巡视、小测等。

初步构建的小学数学教学活动模型用于作为切分教学活动单元的标准进行课例的切分编码，在主体或客体发生变化时进行教学活动的切分。

(二)试编码

为检验构建的小学数学教学活动模型(初版)切分课例视频的易用性及有效性，初步构建教学活动切分编码表，如表1所示。三位研究人员在进行充分地交流讨论，熟悉和了解活动模型和编码表后，使用NVivo 11 plus软件对两节课例视频进行背对背切分编码。

表1 教学活动切分编码表(初版)

经过三位研究人员背对背切分编码，发现难以准确一致地切分教学活动单元。通过交流讨论发现主要存在两个问题：

1.部分要素意义相近，在编码时无法明确区分。“主体”和“形式”意义相近无法区分，如形式为讲授时主体通常是教师，形式为合作时主体通常是生生交互。课堂教学活动作为一种特殊的活动，具有极强的情境限制，组织形式往往已经暗含了主体。此外，“客体”和“目标”也存在类似的问题，活动本身具有面向客体的思想，即活动的目的性思想[16]，在教学活动中，客体是学科知识，而目标通常是学科知识的建构，二者本就具有密切的联系。

2.三位研究人员的编码信度较低(一致性信度为0.32)，原因是在进行教学活动单元切分时依据的要素不唯一，有的研究人员以活动主体为依据进行切分，当活动的主体发生变化时切分活动；有的研究人员以活动客体为依据进行切分，当学科知识变化时切分活动。

基于以上两个问题，对小学数学课堂教学活动模型(初版)进行优化完善，将活动主体和活动形式合为“活动组织形式”，包括教师主体、学生个体、师生互动和生生互动四种组织形式。将活动客体与活动目标合为“活动目标”，将活动目标分为两个维度，一个是学生认知水平目标，为了更准确描述认知水平目标，研究改用马扎诺的认知目标分类，包括信息提取、理解、分析和综合；另一个维度是核心素养目标，本研究采用史宁中教授的小学数学核心素养分类，包括数学抽象、逻辑推理和数学建模[17]。活动评价要素以评价主体为依据分为师评、自评和生生互评。

(三)专家访谈

为了进一步保证模型的有效性、科学性及实践性，本研究邀请了三位领域专家对模型进行评估，并针对一线课堂教学活动设计与实施相关内容进行了访谈。专家团队分别为课堂评价领域专家A、一线学校数学课堂教研专家B、C。专家反馈意见整理结果如下：

专家A：研究主题为信息技术环境下的课堂教学活动特征，应凸显信息技术环境因素，着眼于数字化教学以及教师信息素养的评价。建议将数字化教学辅助资源与数字化教学支持设备纳入评价范围，以分析教师在教学过程中数字化资源与工具的应用能力。

专家B：学科核心素养是培养学生的最终目标，但是难以在具体教学活动中进行量化，一线数学教师会在教学设计中融入学科核心素养的思想，但在具体教学活动设计中很少作为活动目标。

专家C：在具体评价教学活动时，首先要注意教师的教学活动设计是否符合学生年龄特点，是否落实了课程标准中的具体认知目标，其次再看教师是否关注以学生为主体的思想，最后再看教学活动的情境、支持工具等是否新颖。好的教学活动是关注学生的认知是否发展，不是形式上的花哨。

针对以上专家意见，研究对模型进行了进一步的修改，区分了辅助资源和支持工具，以更好适应技术丰富环境下的课堂教学，此外删除了活动目标中的核心素养目标，并将“活动评价”修改为“活动反馈”，得到最终的“课堂教学活动OSTRF模型”，并对专家进行了回访，三位专家一致认为相关问题得以解决。

(四)课堂教学活动OSTRF模型

优化后的课堂教学活动OSTRF模型如下页图2所示，模型将教学活动单元分为五个要素构成，分别为活动目标、组织形式、支持工具、辅助资源和活动反馈。教学活动的主要目的是促进学生知识的建构和认知的发展，所以本研究的活动目标主要测量学生的认知目标，为了解决试编码中研究人员反馈“布鲁姆认知目标层次过多，归类困难”的问题，研究将活动认知目标更改为马扎诺的认知目标分类，即信息提取、理解、分析、应用。模型在小学课堂教学活动模型(二版)的基础上增加了教学活动辅助资源，主要是教师教学过程中使用的图文材料、音视频资源、网络交互式系统等软件资源服务；教学活动支持工具是指目前基础教育课堂常见的教学硬件设施，主要包括传统工具、固定终端和移动终端；教学活动支持工具与教学活动辅助资源从教师使用的信息技术软硬件环境的角度反映信息技术环境对基础教育课堂教学的支持程度以及教师的数字化教学能力；将“活动评价”更改为“活动反馈”，测量教师或同学对学生认知目标达成度的反馈，包括认知反馈和非认知反馈。其中认知反馈是指有关学习表现的，能够帮助学习者建构或重建认知图式的课堂反馈，而非认知反馈多为情感反馈。

图2 小学数学教学活动OSTRF模型

课堂教学活动OSTRF模型作为课例视频切分标准主要通过教学活动目标及教学活动组织形式的变化作为切分标准。为保证切分的信度，规定只要教学活动目标和教学活动组织形式中的一个因素发生改变，则看是否是因为认知反馈引起的变化，如果是认知反馈引起的变化，不进行活动切分；若不是认知反馈引起的变化，则进行活动切分，具体流程如图3所示。

图3 教学活动切分编码流程图

根据小学数学教学活动OSTRF模型编制的教学活动编码表如表2所示。

表2 教学活动编码表

四、小学数学课堂教学活动特征

(一)教学活动划分

本研究从“一师一优课”国家教育资源公共服务平台优选了30节小学数学新授课，一年级至六年级每个年级分别5节课例。根据OSTRF模型对课例视频进行切分，共获得33个教学活动单元，448个有意义的教学活动。对切分获得的教学活动单元进行归类，发现共有六类教学活动，分别是：教学准备类活动、探究类活动、讲解演示类活动、练习类活动、结果展示类活动和知识总结类活动。其中有3个活动单元没有归类，“小组讨论”活动因为其作用的多样性无法归并到其他类，“自我评价”和“学生课前演讲”因其偶然性没有归并到其他类。具体分类情况如表3所示。

表3 教学活动分类

(二)活动特征分析

1. 教学活动认知目标水平以“分析”为主

基于本研究课例集，在小学数学教学活动的活动目标认知层次占比分布中，分析层次的教学活动目标占比最高，为67.86%。其次是知识应用和理解层次，分别占比15.63%和13.17%。信息提取层次的教学活动目标占比最小，只有3.35%。教学准备活动的认知层次主要在信息提取、理解和分析三个层次。探究类活动、知识总结类活动、练习类活动、结果展示类活动4类教学活动的活动目标主要在分析层次。知识讲解类活动的活动目标主要在理解层次。由此可见在小学数学教师在设计和实施教学活动的过程中尤其注重培养学生对数学问题的分析能力，这着重体现在探究类、知识总结类等活动中，此外辅以教学准备类、讲解演示类、练习类活动，兼顾从信息提取，到理解、知识应用的不同层次目标。

2. 教学活动反馈以“认知反馈”为主

所有教学活动的活动反馈情况中，存在认知反馈的教学活动占比48.44%，接近一半，说明大多数教师能够通过反馈推动学生的认知发展；存在非认知反馈的教学活动占比29.91%，这部分教学活动中，教师没有对学生有认知上的引导，但对学生有情感上的肯定与赞赏，能够促进学生学习的积极性；有21.65%的教学活动不存在任何反馈，这部分教学活动一般是以教师为主体的讲解活动和以学生个体或小组为主体的练习活动。

3. 教师数字化工具与资源应用特征

在支持工具部分，教师主要使用传统工具和固定终端，其中44.87%的活动使用传统工具，包括黑板、教具、书本等。44.64%的教学活动使用固定终端支持教学，包括电子白板、投影仪等。只有2.01%的教学活动使用移动终端进行教学，包括点阵笔等。此外还有8.26%的教学活动是教师进行口头讲授或者学生回答问题，这部分教学活动没有使用任何教学支持工具。

在辅助资源部分，使用图文资源的活动占78.35%，只有1.79%的教学活动使用了音视频资源，0.22%的教学活动使用了交互式系统，19.42%的教学活动没有使用任何辅助资源。大多数教师用图片、文字在电子白板上呈现教学内容，或者组织学生使用纸质版课本、学习单进行探究和练习，极少部分教师会使用音视频资源来辅助教学。

详细分析各类教学活动的教学支持工具及辅助资源的应用，主要使用传统工具的活动类型有“探究类活动”和“练习类活动”，这两类活动是学生自主或者合作的形式进行知识探究与练习，主要用到课本、学习单等纸质工具。“教学准备类活动”和“结果展示类活动”使用的工具主要是固定终端，教学准备活动一般是通过电子白板创设情境、展示数学问题；结果展示活动主要通过黑板和投影仪进行展示。“知识总结类活动”和“讲解演示类活动”教师会根据知识类型、学生特点等具体情况选择传统工具或固定终端。有一小部分探究类活动和练习类活动是通过移动终端支持的，在30节课例中，只有一节课使用了移动终端“点阵笔”，其他课程多采用传统工具和固定终端来支持教学。

所有类型的教学活动辅助资源都以图文资源为主，受学科特点的影响，图文资源使学生更能直观地分析数学信息之间的关系，进行大量的思考和练习活动。只有在创设情境、讲解知识等不需要学生分析思考的活动才使用音视频资源。只有一个教学活动使用了交互式系统，是通过答题游戏的方式进行课堂知识的应用练习。有一部分教学活动没有使用辅助资源，如“学生总结收获”和一部分的练习类活动。

五、结语

小学数学课堂教学活动OSTRF模型以活动理论为理论基础，考虑了当下的信息化教学环境特征，同时关注了教师的教和学生的学。在活动目标及活动反馈等要素上体现了促进学生认知发展的教学活动观，而非追求花哨的活动形式。OSTRF模型的建立，能够为小学数学课堂中教学活动的切分提供依据，并为后续的自动化分析提供可能。在后续研究中，可以利用该模型将教学活动单元逐一编码，进行内容分析，自下而上建立小学数学教学活动事件库，通过对教学活动的频次、平均持续时长等特征的分析，能够得到小学数学课堂的活动特征，通过滞后序列分析等方法得到现阶段小学数学课堂教学进程结构，助力学校、区域的课堂评价研究与实践，从而为智能技术赋能的课堂教学评价自动化创新一种新的评价范式。