淺談教育大數據與智慧數學教學

魏海燕

摘要：隨著信息技術及互聯網的普及，我們都身處數據爆炸的時代，我們把這個時代叫做大數據時代。在大數據背景下，智慧教育被提上日程。為了實現智慧教育，建立教育大數據系統成為一個必然的途徑。本文以研究教育大數據系統與數學教學之間的關系以及其未來的趨勢出發，探討教育大數據背景下初中數學教學的教學方式的轉變。

關鍵詞：教育大數據智慧教育數據挖掘；加工個性化教學

一、智慧教育的現狀

自2013年加入華陽三中以來，成為工作在第一線的數學教師已經5年有余。有幸成為了學校第一批使用智慧教育平臺的種子教師，也隨學校領導參加了大大小小100場的教學調研。我將目前我對智慧教育的所見所謂總結為智慧教育的現狀，由于所了解的畢竟有限，所以如果有失偏頗望各位讀者海涵。

目前大多數的智慧教育在信息技術工具的使用層面，按照智慧大數據的發展理論仍然停留在數據的產生和收集階段，以我們學校的智慧教育平臺的使用為例：

1.1 教師端：信息化教學工具

我校的智慧教育課堂采用網奕資訊的“HiTeach智慧教學系統”以及“HiTA智慧助教”，此系統功能完善，且具有很好的易用性，為本身比較枯燥的數學教學帶來了生動的體驗模式：

支持手勢操作

手勢功能對于“頁面”和“物件”縮放有更直接的方式，讓數學教學（尤其是幾何教學）更加的高效而生動。例如：傳統的數學課堂中，幾何圖形都是教師一筆一劃的用直尺作出來的；而在智慧課堂中，可以直接將所需要的基本幾何圖形或幾何體拖拽出來，并可以根據需要放大或縮小，讓學生的觀察更直觀，更有趣，有效提高課堂的教學效率。

支持電子白板板書

支持電子白板，可以選擇不同顏色不同類型的筆型板書讓重點筆記，重要步驟更加醒目，并跟隨頁面，保留儲存。

智慧挑人、搶答，智能推送

隨機挑人功能，讓每一位學生都有被抽到的可能，每一位參與者都有參與感，就有一定的緊張感，這樣每一位學生都能積極思考，有利于體現教學的公平性。而搶答功能，則給優生一個競爭的機會來展示自己，大大調節課堂的氣氛，實現一定的分層教學和因材施教，也讓枯燥的數學課更加的活躍。智能推送，極大地節約了老師收走也，學生交作業的時間，并可以實時反饋教學成果。

1.2 學生端：實時習題反饋

我校同樣為學生端配備了智慧教育系統“HiLearning電子書包學習系統”，學生能夠實時上傳自己的習題解答過程，教師能夠在第一時間對學生的典型錯誤進行糾正，對漂亮的書寫格式進行展示。同時，也可以將習題傳送給學生，及時解答，小組合作完成。既能夠提高教學的質量，又能夠讓數學教學師生互動，生生互動更加緊密、有效。

二、教育大數據的發展趨勢

2.2 教育大數據發展階段

上一個小節對教育大數據的系統模型進行了暢想，但是羅馬城不是一日建成的。要讓智慧教育發揮最大的價值，需要在各級領導的指導下分階段完成，個人覺得應該分為以下三個階段：

2.2.1 第一階段：各類智慧教育基礎工具大面積推廣

第一步就是要大面積推廣智慧教育工具，比如教學系統、習題系統、考試系統、云端教育系統等等基礎智慧教育基礎工具需要建設完善，所有的數據能夠永久的保存。目前我校過建設的各類智慧教育系統都是數據此類基礎工具搭建的階段。

2.2.2 第二階段：將各類基礎工具產生的數據匯總

通過前面的論述我們可以知道，數據是實現智慧教育的基石。而教學過程中所產生的所有數據都是最重要的組成部分。例如：課堂上，學生個人得分，小組得分，錄入后臺數據庫中，可以隨時對學生的學習情況通過數據，量化得分進行相對客觀的評價；對于學生課堂練習題答案數據的統計，可以整體分析全班學生甚至是學生個人對于某個知識點的掌握情況；這些數據對教師調整自己的教學，有針對性地解決教學問題有非常重要的作用。第二個階段就是要將所有智慧教育基礎工具所產生的所有數據進行匯總和一個數據化的分析。

2.2.3 第三階段：數據加工、建模—建立分類系統

第三個階段是實現智慧教育、教育大數據的最重要的一個步驟，同時也是最難、用時最長的一個階段。

首先，需要需要將各類教學知識點轉化成數學模型，將各個知識點的相關性也建立相關的數學模型。然后，需要利用已經收集的數據訓練這些所有的數學模型，并與實際的教育過程相結合不斷修正，建立屬于每個學校，每個教師，每個學生自己的試題庫，錯題庫，易錯集，一定程度上實現分層練習，個性化教學。最終，通過不斷的完善整個流程，建立服務于學生、教師、學校甚至國家的綜合智慧教育服務平臺。

三、教育大數據帶來的好處

教育大數據的建設是非常復雜，且投入巨大的工程，但是建設教育大數據能夠為教育帶來的影響也是非常巨大的。3.1 教育經驗的傳承與分享

通過建立完善的教育大數據系統，能夠將老一輩教師的寶貴經驗傳承下來，例如重難點知識點的分析，例題的選擇，習題的變式，試卷的組合等等。而且可以讓所有的老師的優秀教學方法得到最大程度的分享，這對提高全國教學質量都有極大的幫助。

3.2 教學效率的提升

老師的所有課程設計、教育方案也都進行了存儲，并進行精確的分析后，能夠讓教學的效率、教學的效果得到極大的提升，通過這種方式也能夠讓教學隊伍的能力不斷的提升。

四、教育大數據的挑戰

建立教育大數據能夠實現真正智慧教育，為教育事業加入最好的助燃劑。但是同時我們也應該清醒的認識到，要建設如此龐大的系統也面臨巨大的挑戰：

4.1 周期長

建立完善的教育大數據系統，實現真正的教育大數據需要龐大的資金投入，也需要投入巨大的時間成本。另外將老一輩的經驗進行收集和數據的錄入儲存也需要非常長的周期。

4.2 數據收集難度大

想法都是非常好的，但是各個獨立的智慧教育工具系統的數據收集的難度非常大：1）各個學校的智慧教育工具系統是由不同軟件公司提供，融合難度大；2）數據收集的力度把握難度也非常大，是建立校級還是區級的數據集中還是市一級別的平衡難度極大；3）本身數據量也非常龐大，需要巨大的資金投入也增加了難度；

五、結論

本文粗略的介紹了建立教育大數據系統對于實現智慧數學教學的意義，雖然這個過程比較困難，并且面臨諸多挑戰，但是教育大數據能夠為智慧教學帶來的價值是不可估量的。真正實現智慧教育能夠為國家輸送更多的優秀人才，為實現中華名族的偉大復興作出巨大的貢獻。

參考文獻：

[1][英]維克托·邁爾·舍恩伯格，肯尼思考·庫克耶.大數據時代：生活、工作與思維的大變革，2012（12）。

[2]張宇航、高琳琳等.初中數學智慧教育案例研究[J].中國信息技術教育.2015（23）：57-60。