依托数据分析落实精准教学——基于大数据的小学数学精准教学的19032.pdf

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1、2016年第4期研 究 探 索基于大数据的小学数学精准教学的操作与实施杭州市富阳区富春第五小学何晓红王敏军大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。精准教学是由奥格登 林斯利于20世纪60年代基于斯金纳的行为学习理论提出的方法。旨在通过设计测量过程来追踪小学生的学习表现和支持数据决策，以便“将科学放在学生和教师的手中”。基于大数据背景的小学数学精准教学，旨在研究基于信息技术“大数据”支持下的小学数学课堂精准教学的构建，力求通过“信息技术”、“大数据”等现代教育

2、技术手段将数学学科中抽象的知识、技能等用教育数据揭示或表征出来，不仅关注外显的知识，更为关注思维的生成、思想方法的领悟、学习活动经验的积累，变“被动”为“主动”，变“抽象”为“形象”，从“形式”走向“本质”，凸显精准教学的多维性和主体性。通过数据积累，激发学生学习数学的兴趣，丰富学生的个性体验，提高学生对课堂生活的满意度，提升了课堂教学的有效性；通过数据分析，转变学生的学习方式，增强学生思维的意识，培养学生思维的能力，发挥学生的学习创造性，提升了学生的学习力。一、大数据支持下的精准确定目标1.收集学习数据收集学习数据，构建知识技能树通过智能识别和云计算技术构建大数据的基础条件，利用终端软件“爱

3、阅卷、爱作业、爱教育平台系统”将通过简单格式处理的数学练习题和检测卷，在完全不改变现有的成熟的手写手批作业模式的情况下，以自有知识产权的图像处理和光学字符识别技术进行作业（测试）等学习过程的数据化（见表1）。表1教育大数据采集系统软件爱作业爱阅卷爱教育平台运行平台W i ndow s、Androi d、i O SW i ndow sW eb浏览器针对群体学生、家长教师学校软件用途查询作业、检测的批阅结果；错题本；阶段学习报告；助学作业、检测批阅后的数据化；扫描后网上批阅；作业或检测卷的统计分析；助教图文等数据的存储；图像内容识别与数据分析；为爱作业与爱阅卷用户提供数据接口依托数据分析落实精准教

4、学摘要大数据时代已然来临，通过大数据的挖掘与分析，能够记录学生学习数学的能力发展趋势，并在一定程度上预测学生的发展潜能。精准教学最大的价值，在于能够精准地针对学生在数学学习过程中某一知识或技能的具体问题进行教学。大数据与精准教学相结合，从而能够在准确度方面实现“百分百”。关键词大数据精准教学小学数学412016年第4期研 究 探 索图1精准目标树精准教学最大的价值在于能够精准地针对学生数学学习活动中某一知识或技能的具体问题进行教学，从而在准确度方面实现百分百教学。按照问题解决理论，问题是指给定信息和目标之间有某些障碍，需要被克服的刺激情境。针对具体问题的教学可以实现多（有限的时间内学习更多的知

5、识或技能）、快（快速地实现目标）、好（高效地学习效果）、省（节省大量的学习时间）的目的。然而，学生表现出来的问题，并不一定是要解决的问题，而可能是由于其子问题造成的。在子知识或技能方面只有更多的实践并获得流畅的学习表现才能使学生“突破天花板”，实现更高级表现的流畅度。因此，精准教学需要准确地确定要解决问题的子目标。对此，采用递归的思想，以准确地确定精准教学的目标（见图1）。根据知识或技能的特征与性质，将知识层层分解，形成知识技能树，知识技能树刻画了根节点中的总目标及其需要掌握的所有子知识技能。2.递进定位短板递进定位短板，后序遍历知识技能木桶理论（亦称短板效应）表明，学生在某一知识或技能的水平

6、，并不取决于最擅长的子知识或技能，而是取决于最薄弱的那部分子知识或技能。对此，可以按照后序遍历的顺序在知识技能树中递进定位短板知识或技能。后序遍历到的每个子知识或技能，均需要使用对应的测试题，以检查学生是否达到了对应的水平。如，某班在四年级上册期中检测中，在云平台数据分析汇总后，得出如下结论（短板知识或技能，见图2）：大部分知识点掌握较好，“工程量计算”、“价格计算”、“竖式计算”较弱（74.60%），“几何图形求角度”有待加强（26.53%）。如此，可以精准定位短板知识或技能以及其复合知识或技能，并形成精准目标树。此过程也可以发布到学习平台上，借助互联网在课外解决。图2递进定位学习短板422

7、016年第4期研 究 探 索二、大数据支持下的教学习题开发信息技术时代的学习材料突破了传统的教材概念，扩展成为“学材”+“习材”+“创材”，开发好的教学习题可以建构为与精准目标树对应的学习材料树，以便教学过程中，准确地推送对应的教学习题。1.梳理教学内容梳理教学内容，开发习题设计学生在数学学习活动的过程中，练习是必不可少的，它起着巩固基础知识、形成基本技能、渗透基本思想、获得基本活动经验的作用。在大数据支持下开发的数学习题要精炼，教学内容要明晰，或针对课前导入，或针对关键概念教学，或针对难点突破，或针对课后拓展延伸，可以是开放型的习题、差异性的习题，也可以是增强型的习题、灵活型的习题。如，在四

8、年级上册习题库的建设中，根据每次周末作业和单元检测的数据分析汇总情况，及时更改、更新题库中习题的形式、内容及难度。便于下一阶段的复习、课外学习和下一轮四年级的教学铺垫。对于学生学习的发展，既要看到学生学习的结果，更要重视学生学习的过程。因此，在基于教师合理解读教材和关注学生学习起点的基础上，针对知识技能树的每个节点所对应的子知识或技能，精心设计习题，不断丰富习题的内涵，并形成知识技能测试库，用以测试对应的知识或技能水平。2.构建学习平台构建学习平台，呈现智慧作业通过简单格式处理，在完全不改变现有的成熟的手写手批作业模式的情况下，以自有知识产权的图像处理和光学字符识别技术进行作业（测试）等学习过

9、程的数据化。以递增维度数据挖掘技术发现感兴趣模式教学大纲，通过EITS模式（模式发现-原因分析-针对教学-模式处理）实现准个性化的因材施教。如，在四年级上册第6单元检测的时候，将该检测卷分解成“基础知识”、“综合运用”和“附加题”三大类七种题型，包含填空题、判断题、选择题、计算题、简答、解决问题和附加题。每一类题型都进行了格式化处理（见图3）。图3试卷（作业）格式化处理通过学习平台的构建，利用智慧作业提升作业（含试卷）批阅效率，实现作业、测试、考试的电子存档，将把教学过程数据化推向大数据的高度。三、大数据支持下的精准教学范式1.精准教学范式的构建大数据支持的小学数学精准教学模式包括432016

10、年第4期精准确定目标、智慧学习平台与教学过程、数据统计与汇总和数据梳理决策四个环节（见图4）。采用递归的思想和递进定位短板，后序遍历知识技能来精确确定学习目标；倡导智慧学习生态，利用习题库和爱作业等信息技术支持下的教学、学习平台着手设计与开发小学数学的精准教学的学习过程；借助基于爱教育云端处理平台快捷、精准地统计与绘制学生的学习表现；借助精准教学分析软件准确地梳理下一阶段的学习方向，并以此判定当前的教学是否能够如期完成目标。精准教学可与现有的教学方法（如尝试教学法、情境教学、翻转课堂、微课教学等)兼容，教师可根据自己的喜好与习惯，将精准教学融于现有的教学方法，设计开发高效的教学过程。2.精准教

11、学的实施策略教学实施是实现数学学习目标的中心阶段，教学实施策略的选择既要符合教学内容、教学目标的要求和教学对象的特点，又要考虑在特定教学环境中的必要性和可能性。在精准教学的实施过程中，教师应该把握以下策略：学生学习心态的积极维持策略，包括动机激发和兴趣培养；教学内容的传输加工策略，包括传输教学内容的策略和加工教学内容的策略，前者是指教学言语循环、媒体和板书结构化，后者是指同辈教师、合作学习和个别化程序；有效认知指导策略，包括提高信息接收能力的策略、高效知识表征的形成策略、促进问题图式形成的策略、课堂秩序管理策略。交流与实施应用是精准教学研究的最终目的。应定期组织小学数学精准教学的观摩、学习、评

12、课、反思、研讨等活动，推进基于大数据支持下的精准教学的校本研修和区域网上教研新模式形成，达到资源共享。大数据支持下的小学数学精准教学模式，打破了数据在传统教学中只作为评估和甄别的作用。引入大数据分析与决策，从而实现了人机合理分工，功能优势兼收的目的，真正意义上激发了精准教学的活力。在大数据背景下，对于小学数学教育最渴望出现的就是：通过我们的教学，能让小学生更聪明，从而学会想问题，学会处理问题。参考文献：1祝智庭,彭红超.信息技术支持的高效知识教学:激发精准教学的活力J.中国电化教育,2016,(1):18-25.2史宁中.大数据与小学数学教育J.人民教育,2014,(23):36-39.图4大数据支持下的精准教学范式2015 年底至2016年5 月，省教育厅组织专家组对全省首批105 所数字校园示范校建设项目进行了终期验收，浙江大学等100所学校通过项目验收，被授予“浙江省数字校园示范学校”称号。自 2012年以来，我省先后启动实施两批数字校园示范校建设项目，探索信息化教育教学新模式，着力促进信息技术与教育教学的融合，推动教育改革和教学创新。目前，我省共有 26个国家教育信息化试点，222所省级和1000 余所市县数字校园示范建设校和一大批数字校园达标学校，形成了国家、省、市、县、校五级示范建设体系。讯息 首批省数字校园示范学校名单日前公布研 究 探 索44