大數(shù)據(jù)助力因材施教

沈志斌　王玉家

一、問題的提出

教育大師懷特海《教育的目的》一書中指出：“人最有價值的發(fā)展應該是自我發(fā)展。”教育應該根據(jù)人的天分和可能性來促進其發(fā)展，人是一個個不同的生命體，即使是同一年齡階段的人，也有著天分、認知和能力上的差異。

沿用至今的班級授課制產(chǎn)生于16世紀的中歐，最早是由捷克大教育家夸美紐斯提倡和組織實施的。“把一切事物教給一切人們的全部藝術”在一定程度上也因此而得以實現(xiàn)。為了實現(xiàn)自己的“教一切人”的理想，夸美紐斯經(jīng)過不斷探索并且找到了使這種教育切實可行的教育制度—分班上課制度，此后該制度逐步發(fā)展完善，推行遍及歐美乃至全球，成為今天家喻戶曉的班級授課制。我國最早使用班級授課制是1862年，班級授課制是適應社會化大生產(chǎn)的需要，為培養(yǎng)各種各樣的產(chǎn)業(yè)工人而產(chǎn)生的。班級授課制雖然有利地促進了教育的普及化，但自身也存在難以克服的缺陷：教學活動多由教師做主，學生學習的主動性和獨立性受到一定程度的限制；學生主要接受現(xiàn)成的知識成果，其探索性、創(chuàng)造性不易發(fā)揮；學生動手機會較少，教學的實踐性不強，不利于培養(yǎng)學生的實際操作能力；班級授課制下授課的時間、內(nèi)容和進程都固定化、形式化，不能夠容納和適應更多的教學內(nèi)容和方法；它以“課”為活動單元，而“課”又有時間限制，因而往往將某些完整的教學內(nèi)容和教學活動人為地分割以適應“課”的要求；它強調(diào)的是統(tǒng)一，齊步走，難以照顧學生的個別差異等，不利于因材施教。

二、數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準教學

1.數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準評講

數(shù)據(jù)采集后，系統(tǒng)提供一份診斷報告，如圖1為高三物理一輪復習階段性檢測的診斷報告。該報告給出了每個選擇題的正確答案、錯誤人數(shù)、高頻錯誤選項；填空題的錯誤人數(shù)；解答題的得分率。傳統(tǒng)評講作業(yè)或試卷，有些教師從頭講到尾，沒有重點，而且往往時間不夠，評講質(zhì)量低。

有了診斷報告，教師可以快速、精準定位評講重點，提升評講質(zhì)量。教師依據(jù)一定的質(zhì)量標準，以50人樣本為例，得分率臨界值為70%，那么選擇題、填空題錯誤超過15人的應該評講，解答題得分率低于70%的應評講。依據(jù)這樣的標準，對診斷報告進行檢索，教師很快找到符合標準的共有13處（如圖1中方框標注所示），這就是課堂評講的重點。選擇題評講時，首先要評講的是高頻錯誤選項，如圖1中三角標注處，雙擊該處可以查看是哪些學生出錯了，這一功能在傳統(tǒng)手工統(tǒng)計診斷時幾乎是不可能實現(xiàn)的。

2.數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準輔導

系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)挖掘功能，可以提供最新的學業(yè)成績單，可以按照學號排序、從高分到低分排序、從低分到高分排序，教師可以快速查找學業(yè)困難學生，判定是否實施數(shù)據(jù)驅(qū)動的個性化輔導。從長時段來看，學生個體接受教師個性化輔導的機會并不多，因此，教師在實施個性化輔導前應充分備課，主要包括：

（1）查看學業(yè)困難學生作答情況，分析作答錯誤的成因，系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集過程中能夠自動保存作答錯誤的圖片（如圖2所示），使得這一工作變得非常簡便。

（2）查看學業(yè)困難學生學業(yè)檔案，實施動態(tài)跟蹤，有些學生在新課教學時未掌握概念或方法，因此在綜合練習或考試時容易出錯，實施個性化輔導時必須幫助學生回到教學的原點，方能收到較好的效果。

（3）查看學業(yè)困難學生學業(yè)作業(yè)動態(tài)跟蹤圖線、考試跟蹤圖線，分析兩種圖線的差異性。有些學生作業(yè)質(zhì)量不斷上升，而考試成績不斷下降，這很有可能是平時作業(yè)缺乏獨立思考引起的。

（4）查看學業(yè)困難學生知識點掌握情況，如圖2所示，通過常態(tài)化采集作業(yè)、考試數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動生成學生較薄弱的知識點或方法圖表，然后通過數(shù)據(jù)驅(qū)動，指導學生加強對薄弱知識點或解題方法的學習。

3.數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學資源推送

系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)分析，可以為教師的教學提供資源的精準推送。例如，一節(jié)課結束后，教師需要提供課后作業(yè)，以鞏固新授課的知識點、方法等。傳統(tǒng)教學需要教師憑借自己的專業(yè)眼光命題八個練習，而利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的推送功能，則只需要教師命題五個練習，其余的三個練習由系統(tǒng)推送生成。而且，這三個練習具有極強的針對性，是針對這個班級中學生掌握程度不高的知識點或解題方法的，通過這樣的滾動與推送，提升訓練的針對性和有效性。同樣的原理，可以讓系統(tǒng)為每個班級推送復習資源，為班級命制考試卷等，相比于傳統(tǒng)教師的命題，既節(jié)省了時間，又提高了針對性。

4.數(shù)據(jù)驅(qū)動的校本題庫

在日常教學中，幾乎所有的學科都需要配置一本同步練習，以強化學生對知識的訓練。教學實踐中不難發(fā)現(xiàn)，很多學校使用同樣的同步練習，這就造成了不同認知水平的學生做同樣的練習，練習的針對性較差。為了改變這種局面，部分學校著手建設適合本校學情的題庫。通常的做法是購置一個題庫軟件，教師逐步將“看中”的題目添加在題庫軟件中，從而形成校本題庫，這種題庫的質(zhì)量依賴于教師的專業(yè)眼光，是經(jīng)驗型的題庫，或者說是一個題堆。通過系統(tǒng)，教師采集作業(yè)或試卷，將題庫建設工作與教師日常教學結合起來，經(jīng)過一輪的教學實踐，校本題庫自然建成，同時這種題庫帶有屬性，如每份作業(yè)、試卷、每個題目的難度、區(qū)分度等。在新一輪教學中，教師可以查看上一輪訓練的相關信息，作取舍或修補，從而進一步提升教學的針對性。

三、數(shù)據(jù)驅(qū)動的個性化學習

1.一鍵導出錯題，學會知識管理

每個學生都是一個鮮活的個體，不同的學生經(jīng)歷著不同的學習過程，有著不同的學習體驗。隨著學習經(jīng)驗的不斷積累，每個人的知識結構也不相同，尤其是知識和學習方法上的缺陷也各不相同。

通過大數(shù)據(jù)技術，常態(tài)化采集學生的學業(yè)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)自動記錄每個學生學習上的缺陷。依據(jù)艾賓浩斯遺忘理論，為了與遺忘做斗爭，及時復習十分重要。每周或每月，學生通過極課大數(shù)據(jù)系統(tǒng)下載自己的錯題本并訂正，學會知識管理，就是一種很好的個性化學習方式，錯題重做的習慣即是一種很好的學習能力。

2.個性化學習資源精準推送

系統(tǒng)記錄的學生個體學業(yè)知識點掌握程度分布圖，根據(jù)一定的算法，可以實現(xiàn)：

一類：在學校日常教學中，學生過程性評價練習，通過數(shù)據(jù)采集和診斷，在學生實施學業(yè)糾錯時，針對相應的知識點，系統(tǒng)自動推送相應教學資源，為學生學業(yè)糾錯提供幫助和支持；同時推送等位題庫的等位練習供學生鞏固和拓展，起到舉一反三鞏固知識點的作用。

二類：在終結性評價實施之前的復習時段，通過數(shù)據(jù)采集和診斷，針對一個階段學生的學業(yè)情況，系統(tǒng)從等位題庫中自動挑選資源組成學生的個性化學習資源，供學生復習鞏固使用。

三類：在暑假和寒假前夕，通過一個學期的學業(yè)數(shù)據(jù)采集和診斷報告，系統(tǒng)從等位題庫中自動挑選資源組成學生的個性化假期學習資源，實現(xiàn)假期作業(yè)的個性化。

四類：在假期學生自主學習時，學生先自學教材，然后借助等位題庫頻實施機器學習，系統(tǒng)將自動記錄學生的認知能力及水平，并形成相關數(shù)據(jù)報告，供學生和教師參考。這類學習形式新穎，學生如玩游戲一樣輕松地學，具有很大的吸引力，特別適用于對學科競賽有興趣的學生，可以極大提升學生的自主學習能力。endprint