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AI赋能数学/研究了几位大咖教育哲学以后,我提出了:学生认知六维画像

AI赋能数学/研究了几位大咖教育哲学以后,我提出了:学生认知六维画像
最近一段时间都在研究特级教师或者教研员的教育哲学。细心品味,还是很有收获。每位大师眼中都有儿童,但是他们关注儿童的认知维度是有差异的。

PART 01

这个发现对我们意味着什么
七个人,七种"儿童视角",但它们不是平行的——
它们之间有一个隐藏的层次关系:
六位老师,给了我们六个不同的眼睛
我把他们的眼睛合在一起,提出了学生认知的六维画像。

PART 02

学生认知六维画像
一句话定义:
用六个维度,看清楚一个学生在学习这节课之前, 真实的认知状态是什么——从哪里来,现在在哪里,要去哪里。
为什么需要这个框架:
传统前测分析,只问一个问题:学生会不会?
这个框架问六个问题,因为"会不会"不足以告诉你这节课应该怎么上——
你需要知道学生带来了什么经验,用什么方式理解,思维结构在哪里, 有没有身体经历,在单元里处于什么位置, 还有那个最容易被忽略的——孩子的数学直觉是什么。
六个维度合在一起,才是一个真实学生的完整认知画像。

PART 03

六个维度详解
维度一·经验维
来源:斯苗儿
核心问题:这个学生带来了什么经验?
斯苗儿说:"学生的学习经验,不仅要敢于暴露,而且要尽早暴露。"
学生进入课堂,不是空杯子,他带着已有的经验来的。 这些经验,有些有帮助,有些会干扰。
三种经验类型:
正迁移经验→ 学生已有的、对这节课有帮助的旧知识→ 教学策略:激活,作为新知识的生长点→ 例:"认识分数"前,学生已经会平均分负迁移经验→ 学生已有的、会干扰这节课的错误想法→ 教学策略:暴露,让它充分碰撞后被推翻→ 例:"平行四边形面积"前,  学生以为面积=邻边相乘空白经验→ 学生完全没有相关经验→ 教学策略:先建立,再推进→ 例:从未接触过负数情境的学生
前测分析时问:
这个学生的答案,说明他带来了什么经验?
是正迁移还是负迁移?
哪个经验对这节课影响最大?
维度二·直觉维
来源:吴正宪
核心问题:这个学生对这个概念的数学直觉是什么?
吴正宪说:"要听懂孩子说的话。"
直觉是比经验更隐性的东西。 经验是学生能说出来的,直觉是学生感受到的但说不清楚的。
孩子的数学直觉,准不准确是另一回事。 但如果教师连孩子的直觉是什么都不知道, 就没办法从孩子真实的感受出发设计教学。
四种直觉状态:
直觉准确但表达不规范→ 孩子感觉对了,但说不出来→ 教学策略:帮他找到语言,不要急着纠正表达→ 例:学生说"就是把它分开嘛"——  感受到了平均分,但说不出"平均"直觉有偏差但有内在逻辑→ 孩子的理解是错的,但错得有道理→ 教学策略:先理解他的逻辑,  再找到那个逻辑的破绽→ 例:学生说"平行四边形拉一下就是长方形,  所以面积一样算"——  逻辑自洽,但忽略了"拉"的过程改变了什么直觉和数学本质背离→ 孩子的直觉把他完全带偏了→ 教学策略:需要强烈的认知冲突来打破→ 例:学生觉得"数越大,分数越大"——  直觉来自整数经验,完全背离分数本质没有直觉,在猜→ 孩子根本没有真实的感受,在应付→ 教学策略:先创造感性接触,  让孩子先有感受再有理解→ 这是最需要警惕的状态
前测分析时问:
这个学生的答案背后,是什么感受在驱动?
他是真的有直觉,还是在猜?
他的直觉,和这节课的数学本质之间,距离有多远?
维度三·表征维
来源:袁晓萍(C-P-A)
核心问题:这个学生的理解停在哪种表征层次?
理解同一个数学概念,可以有不同的表征方式。 表征层次,决定了这节课应该用什么样的材料和活动。
三个表征层次:
C·具体操作层(Concrete)→ 学生只能借助实物、操作来表达理解→ 离开了具体的东西,就说不清楚→ 教学材料:需要可以操作的实物→ 例:只能用手指头数才能理解加法P·图示表征层(Pictorial)→ 学生能用图、示意图、模型来表达→ 不需要实物,但需要视觉支撑→ 教学材料:图形、数线、示意图→ 例:能画出分数的示意图,  但还不能纯粹用符号运算A·抽象符号层(Abstract)→ 学生能用数学语言、符号、公式表达→ 不需要具体支撑,可以纯粹推理→ 教学材料:数学符号和关系→ 例:能直接用算式表达并解释分数运算
前测分析时问:
这个学生的答案,用的是哪种表征方式?
如果让他换一种表征来说,他能说吗?
这节课,需要从哪个表征层次开始?
维度四·结构维
来源:SOLO分类理论
核心问题:这个学生的思维结构处于哪个层次?
SOLO关注的不是"对不对", 而是"点与点之间的连接程度"—— 学生知道了一个点,还是知道了多个点, 还是能把这些点连成一个有意义的结构?
四个结构层次(简化版):
孤立点→ 学生抓住了一个相关信息,但孤立的→ 说了一个,说不出它和别的东西的关系→ 例:"分数就是分子除以分母"  ——知道了运算,不理解意义多个点(未连接)→ 学生知道了几个相关信息,但并列罗列→ 说了几个,说不清楚它们之间的关系→ 例:"分数有分子有分母,  还有一条线,表示分了几份"  ——有多个要素,但没有联系起来有关联→ 学生能把多个点连接成一个整体→ 能解释"为什么",能说清楚各要素的关系→ 例:"把一个整体平均分成若干份,  其中几份就是几分之几——  分母说分了多少份,分子说取了多少份"能迁移→ 学生能把理解应用到新情境→ 能自己举例,能在不同情境里识别同一本质→ 例:"不管是一个苹果还是一组苹果,  只要确定了'1'是什么,  就能用分数来表示其中的一部分"
前测分析时问:
这个学生的答案,是孤立的点,还是有连接?
如果是多个点,点与点之间有没有逻辑关系?
距离"有关联"还差哪一步?
维度五·具身维
来源:陈加仓
核心问题:这个学生的理解,是经历过的还是听说的?
陈加仓说:真正的理解,需要身体参与—— 不只是用脑子推理,而是用手、用身体感受过。
同样"知道"一件事, 经历过的理解和被告知的理解, 在遇到新问题时,表现完全不同。
三种具身状态:
身体经历过→ 学生曾经亲手操作、亲身感受过这个概念→ 理解有"重量",遇到新问题时能调用→ 例:真的用纸折过,  理解了折纸和分数的关系只是看过或听说过→ 学生知道这件事,但从来没有自己做过→ 理解是"漂浮"的,容易在新情境下失效→ 例:看老师折过纸,但自己没折过完全没有接触过→ 这个经验对学生来说是陌生的→ 需要在课堂上提供身体经历的机会
前测分析时问:
这个学生的答案,透露出他有没有亲身经历过?
他的理解是"漂浮"的还是有"重量"的?
这节课,需不需要设计一个让他亲手经历的环节?
维度六·位置维
来源:章勤琼
核心问题:这个学生在单元学习路径的哪个节点?
章勤琼说:每一节课,都不是孤立的。 要知道这节课在单元里是起点、中间还是终点, 才能知道这节课应该做什么、不做什么。
三个位置状态:
还没到起点→ 学生缺少这节课需要的前置知识→ 不能直接开始这节课,  需要先补上关键的前置连接→ 例:学生还不理解"平均分",  就不能开始学分数正好在起点→ 学生具备了前置知识,准备好了→ 这节课可以按计划推进超过了这节课的预期终点→ 学生已经理解了这节课要教的内容→ 这节课对他来说"太浅"→ 需要给他单元层面的更深问题→ 或者让他成为课堂里帮助其他同学的资源
前测分析时问:
这个学生,具备这节课需要的前置知识吗?
他在这个单元的学习序列里,处于哪个节点?
这节课结束时,他应该到哪里?

PART 04

六维画像的完整使用流程
第一步:设计前测题→ 用提示词①设计一道能暴露  学生真实认知的前测题→ 课前让学生完成,3分钟内        ↓第二步:收集数据→ 阅读全班答案→ 不急着分类,先通读一遍→ 感受全班的整体认知状态        ↓第三步:六维分析→ 选3-5份有代表性的答案  (不需要分析每一个学生)→ 每份答案,用六个维度依次读一遍→ 用下面的"六维画像表"记录        ↓第四步:全班画像→ 基于代表性样本,  判断全班在六个维度上的大致分布→ 找出这节课最关键的一个维度  (哪个维度的问题最突出,  那个维度就是这节课的教学重心)        ↓第五步:转化备课决策→ 用六维分析的结果,  回答三个备课问题:  这节课从哪里开始?  重心放在哪里?  怎么处理不同层次的学生?

PART 05

六维画像记录表
课题:____年级·____前测题:____分析时间:____【代表性答案A】学生答案:____经验维:  正迁移:____  负迁移:____  空白:____直觉维:  直觉状态:准确但不规范/有偏差但有逻辑/            背离本质/在猜  直觉内容:____表征维:  层次:C / P / A  依据:____结构维:  层次:孤立点/多个点/有关联/能迁移  依据:____具身维:  状态:身体经历过/只是听说过/完全没接触  依据:____位置维:  状态:还没到起点/正好在起点/超过终点  依据:____---【全班整体画像】六个维度,最突出的问题在:____这节课的教学重心应该放在:____这节课从哪里开始:____需要特别关注的学生群体:____

PART 06

对应的AI提示词
提示词A|六维量规生成
在做前测之前,先让AI帮你建这道题的六维量规。
【提示词A·六维量规生成】①【你是谁】你是一位熟悉"学生认知六维画像"分析框架的小学数学教学专家,该框架整合了斯苗儿(经验维)、吴正宪(直觉维)、袁晓萍C-P-A(表征维)、SOLO理论(结构维)、陈加仓(具身维)、章勤琼(位置维)六个维度,风格:精准、可操作,每个层次有具体的答案示例。②【任务结构】为我提供的前测题,建立六维分析量规,供教师在收到学生答案后对照使用,每个维度给出该题的具体层次描述和典型答案示例。③【输出规范】六个维度依次输出,每个维度包含:维度名称 + 核心问题 +该题的层次描述(2-4个层次)+每个层次的典型答案示例(1-2句话)④【执行流程】先理解这道前测题考查的核心概念,再依次为六个维度建立该题的具体量规,每个层次的描述必须基于这道题,不能是泛泛的理论描述。⑤【运行环境】教师在做前测之前使用,建立量规后打印或保存,收到学生答案时对照量规分类。⑥【领域约束】严格基于义务教育数学课程标准(2022年版),量规层次描述必须符合该年级学生的实际认知发展水平,不引用超纲内容。⑦【禁止事项】禁止用"对/错"来描述层次;禁止把知识点掌握程度等同于认知层次;禁止给出脱离这道题的泛化描述;禁止把表征维和结构维混淆(表征说的是用什么方式表达,结构说的是点与点之间的连接程度)。⑧【语气风格】专业但可操作,像一份工作手册,每个层次的描述让教师读完能立刻判断手里的学生答案属于哪一层,不超过600字。---年级课题:____前测题:____
提示词B|六维画像分析
收到学生答案之后,教师自己通读一遍, 选出3-5份代表性答案, 粘贴给AI做六维分析。
【提示词B·六维画像分析】①【你是谁】你是一位熟练运用"学生认知六维画像"框架进行前测数据分析的小学数学教研专家,能从学生的只言片语里读出深层的认知状态,风格:精准有据,每个判断都有具体的文本依据。②【任务结构】对我提供的学生前测答案,用六维画像框架进行逐一分析,最后给出全班整体画像和备课建议,供教师直接用于教学决策。③【输出规范】第一部分:逐份分析(每份答案对应六维)第二部分:全班整体画像  → 六个维度各自的分布情况  → 最突出的问题维度第三部分:三个备课决策  → 这节课从哪里开始  → 教学重心放在哪里  → 如何处理不同层次的学生每个维度的分析必须引用学生原话作为依据。④【执行流程】先通读所有答案,感受整体状态,再逐份进行六维分析,然后综合所有分析给出全班画像,最后将画像转化为三个具体的备课决策。⑤【运行环境】教师自己先通读全班答案,选出3-5份代表性答案粘贴进来(不需要全班,选典型即可),AI分析完后,教师对照自己的感受复核,如有出入,以教师对这群孩子的了解为准。⑥【领域约束】分析必须基于学生的实际答案,不能凭空推断;备课建议必须符合该年级课标要求;位置维的分析需要教师提供单元知识序列(如果没有提供,AI跳过位置维)。⑦【禁止事项】禁止脱离学生原话做分析;禁止把所有答案都归入同一层次;禁止给出"建议增加练习"这类无针对性的建议;禁止替代教师对这群孩子的判断——AI的分析是参考,教师的感受是最终依据。⑧【语气风格】像一位有经验的教研员在帮你读学生答案,直接,有判断,每个结论有学生原话支撑,全文不超过800字。---年级课题:____单元知识序列(选填):____【代表性学生答案】答案1:____答案2:____答案3:____答案4:____(可选)答案5:____(可选)
提示词C|备课决策转化
六维分析完成之后, 把分析结果转化成这节课的具体教学决策。
【提示词C·备课决策转化】①【你是谁】你是一位能把前测分析结果直接转化为教学决策的小学数学备课专家,深度理解斯苗儿"从学生真实起点出发"的理念,风格:决策具体可执行,不给模糊建议。②【任务结构】基于我提供的六维画像分析结果,给出这节课三个核心教学决策,直接回答:从哪里开始、重心在哪里、不同层次学生怎么处理。③【输出规范】三个决策,每个决策包含:决策内容(一句话)+具体操作(怎么做,不超过50字)+对应的六维依据(基于哪个维度的哪个发现)④【执行流程】先找出六维分析中最突出的问题,以最突出的问题为核心,推导出三个相互配合的教学决策,确保三个决策之间有内在逻辑,不互相矛盾。⑤【运行环境】在六维画像分析完成之后使用,输出结果直接用于备课,教师根据自己对这群孩子的了解做最终调整。⑥【领域约束】决策必须基于六维分析的实际发现,不能脱离前测数据给通用建议;所有建议符合该年级课标要求。⑦【禁止事项】禁止给出"适当增加练习""注意讲解清楚"这类无针对性的万能建议;禁止忽略负迁移经验(经验维的发现必须体现在决策里);禁止三个决策互相重复。⑧【语气风格】决策感强,直接,像一位有经验的同事在帮你做最后的判断,不超过300字。---【六维画像分析结果】(粘贴提示词B的输出结果)

PART 07

一句话使用说明
第一步:提示词A → 建六维量规(课前)第二步:做真实前测,收集学生答案(课前)第三步:提示词B → 六维画像分析(课前晚上)第四步:提示词C → 转化备课决策(课前晚上)第五步:上课第六步:课后问一个真实的学生