大數據背景下高中化學學習模式變化探究

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(河北省滄州市第一中學)

處于大數據時代的現今社會，科學技術日新月異，在科技快速發展的同時，化學技術的發展為科研事業提供物質基礎。因此，培養化學方面的人才，成為了當務之急。而在大數據背景下對高中生化學學習模式的改善，又是培養化學人才的第一步。高中化學的抽象性使不少高中生覺得化學是一門復雜的學科，而這種抽象性又給教師的教學帶來不少困擾，如何轉變化學學習模式已成為一個現實性問題。大數據是繼云計算后IT行業又一個顛覆性的技術革命，所以應用大數據知識來提高高中化學的教學效果和學習效率，是轉變高中化學學習模式的關鍵。

化學 大數據 教學模式

一、引言

隨著科技的發展和社會的進步，現代社會逐漸步入大數據時代。由此人們需要新的處理模式才能應用這些數據，發掘他們的價值。面對復雜的大數據問題時，我們需要處理圖片信息、視頻共享、網站日志、地理定位等眾多類型的信息。同時，我們還需要面對巨量的數據，數據的計量單位達到EB、ZB甚至是YB級別，數據的調動量巨大。由此，大數據技術便有了一些新的要求，它需要具有極快的數據篩選速度，幾秒內便能對數據做出海量的分析，并且篩選的數據實用且有價值，這樣才能讓“秀才不出門，便知千里事”變為現實。大數據既為學校未來教學的規劃提供新方法，又為教育理論的革新帶來了思路。面對復雜的教學問題時，在大數據協助下，學生的學習進度等情況可以及時地反饋給老師，進而調整教學計劃，同時大數據拓寬了教學資源的獲取途徑，讓學生獲取更多有價值的試題。大數據背景下，一來改變了教師的教學模式，使教師由傳授學生知識向引導學生自主學習轉變。教學模式的改變，又能推動現今教育體制的改變；二來可以使學生完成自我學習方式的轉變，在數據任務驅動下完成既定任務，既增強了學生的合作學習關系，又培養了學生學習的興趣，引導學生適應迅速發展的教育體制。

二、傳統化學教學模式分析

高中化學教學的信息化應用程度遠低于其他傳統行業。受高中教育大眾化的影響，普通高中由于資源限制，仍舊沿襲 “千人一面”的批量生產模式。信息技術與高中教育的結合依舊處于較低的層次，信息化教學模式陳舊，投資不菲的教學實驗中心，對學生學業的貢獻度并不高。最突出的問題是，教師難以了解每個學生學習狀態，教師難以有的放矢地提高自己的教學效率。學生難以定量地了解自己的狀態，學生難以針對自己的狀態改進自己的學習?，F有學校信息系統的數據采集、挖掘和分析技術不足，不能對個性化自主學習提供支持。高中化學注重實驗和實踐，具有復雜抽象的特點，傳統化學教學方式較難使學生獲得滿意的效果。因此，化學學習模式在大數據時代需要與時俱進，積極探索適應時代的教與學模式。隨著大數據技術的日漸成熟，技術成本和門檻的下降，分析工具選擇日益增多，數據驅動教學正在成為現實。因此，大數據時代高中化學教學的方向應該是數據驅動教學，把抽象的數字變為具體的教學決策依據。

三、大數據在化學教學模式上的應用

1.有利于教師改進教學方法

大數據背景下，教學已經演化到數據密集模式，在數據驅動教學中起決定性作用的是教師。因此，教師一定要具備大數據思維，做到“看數據說話”。高中化學教師通過大數據這一媒介，得以突破常識、經驗和主觀臆測的局限，從而全面地了解每個學生，做出正確的教學決策。合理地運用教育數據挖掘和學習分析技術，老師可以高水平地提升教學質量。首先，大數據可憑借日常點滴的信息記錄，跟蹤每一個學生的學習數據，使用嚴密細致的數據分析技術，能真實客觀地展現一個較為完整的學生形象。例如，教師可通過記錄的鼠標點擊量追蹤學生學習活動的路徑，探究不同學生對不同知識點的熟悉情況?；蛲ㄟ^他們答題的正確率，判別他們對知識點的掌握程度，回頭復習情況，然后據此引導他們的學習行為。學生在平臺學習的過程中，會留下一系列的數字足跡，這些數據被整合、挖掘和分析后，教師就會清楚地知道需要重復和強調的知識點以及最有效的陳述方式。應用教育數據挖掘和學習分析技術，老師對學生的學習過程更加了解，并有助于改進教學方法，調整教學順序；其次，教師還可以運用大數據因材施教，針對學生的不同特點采用不同的教學方式與策略，并能及時發現教學問題，從而對學生進行有效干預和做出全面正確的評價，以提高教學的質量與效率。

2.大數據能幫助學生有效地實現個性化的自適應學習

一方面，自適應學習系統可根據學生個人信息(年齡、性別、興趣等)，自動將不同情況的學生分類，向其推送不同的學習內容，準確評價學習過程和結果并給出學生學習建議，實現學生的個性化發展。比如，某個學生通過大數據應用平臺提供的自適應環境進行化學知識在線測試，平臺數據庫能完整記錄學生解答每個題目的用時、對錯情況；另一方面，學生通過運用大數據技術能更準確地分析自身的長項與不足，自己選擇更符合自身特點的學習資料和學習方式，實現個性化學習，讓學習內容更多。學習平臺記錄了大量精確的學習活動信息，學生據此形成可視化報告對自己的學習情況進行定量全景分析，全面地了解自己的學習情況，更好地分析自身的學習活動，并據此調整自己的學習行為，取得更好的學習效果。

四、大數據教育平臺的建設

大數據時代，線上線下的內容可以合理地被老師管理，增加反思辯論和研究討論等深度學習的時間，使課堂能被高效地利用。大數據技術的應用，顛覆了傳統的師生關系和教學關系，因此，教師需要改變觀念，適應新時代的變化。學校領導也要在大數據背景下與時俱進，做好學習的知識和人才儲備，并根據學校本身的教育定位，選擇合理實用的大數據分析系統，積極融入到現有的數字型教學平臺中。依靠專業數據公司的技術，在一個搭建良好的教育平臺系統的幫助下，教師和學生能夠積極自主地使用數據支撐教學，讓大數據分析技術有效地幫助更加精細化的教學任務的開展。傳統教育系統與新興技術緊密結合的同時，高效地記錄教學過程中豐富的信息，并利用大數據分析技術創新教學模式和教學方法，更加系統和科學地實施教學計劃，是大數據技術在教育領域系統化綜合運用的一個難點和重點。

五、大數據應用于高中學習領域的挑戰和潛在問題

首先，是技術和人員的短缺。身為發展中國家的我們運用大數據的技術尚不成熟，和世界先進國家相比，大數據軟件平臺的構建能力有待提高。而且，我們還缺少能熟練運用大數據進行教研工作的人員，大數據教育體系普及緩慢。

其次，就是大數據應用產生的個人隱私安全問題。應用大數據應用程序來收集的學生數據必然涉及學生的隱私問題，學生在享受大數據帶來的便利的同時，這些隱私數據有可能暴露給不法分子，然后被利用或者轉手販賣以獲取利益。因此學生個人隱私數據保護應該提前規劃，防范于未然。

六、結束語

在這個中國教育進入DT時代的當今，大數據教育體系的形成既需要教師用數據了解和提升學生的學習體驗，又需要學生自身積極主動地適應大數據學習。大數據教育是一個循序漸進的過程，只有不斷審視新時期高中教育的需求，不斷將大數據技術融入高中化學教育，不斷改進教與學的方式，不斷完善大數據教育漏洞，才能更好地促進高中教育改革。

參考文獻：

[1]甘容輝，何高大.大數據時代高等教育改革的價值取向及實現路徑[J].中國電化教育，2015，(11) ：70-76.

[2]王婷婷.數據倉庫和數據挖掘在學生成績分析中的應用研究[D].武漢科技大學，2007.

[3]何克抗.大數據面面觀[J].電化教育研究，2014，(10) ：8-16.

[4]張燕南，胡繼岳.關于大數據應用于教育的思考[J].中國電力教育，2013，(32) ：5-7.