大數(shù)據(jù)平臺(tái)下的科學(xué)課教學(xué)實(shí)踐

鄒燁

將大數(shù)據(jù)應(yīng)用在教育領(lǐng)域，仍處在初級(jí)階段。從實(shí)來(lái)看，大數(shù)據(jù)平臺(tái)在教育中的應(yīng)用已然是一種大趨勢(shì)。大數(shù)據(jù)平臺(tái)通常由資源中心、試題中心、課程中心和互動(dòng)課堂等板塊組成。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的調(diào)查、服務(wù)及反饋功能，將為以學(xué)定教、有效教學(xué)和個(gè)性教學(xué)提供有力的支持。

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的革命性突破，各行各業(yè)越來(lái)越重視數(shù)據(jù)，并積極運(yùn)用于生活生產(chǎn)的決策。教育也不例外，隨著大數(shù)據(jù)風(fēng)潮的興起，教育數(shù)據(jù)的應(yīng)用引發(fā)了學(xué)者的關(guān)注。有學(xué)者認(rèn)為，教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：真實(shí)反映教育現(xiàn)狀，促進(jìn)教與學(xué)的有效性;把握學(xué)生個(gè)體需求，推動(dòng)個(gè)性化教育發(fā)展;反映客觀教育現(xiàn)實(shí)，推進(jìn)教育決策科學(xué)化;提供技術(shù)、方法和思維支撐，驅(qū)動(dòng)教育評(píng)價(jià)改革;推動(dòng)教育領(lǐng)域智慧化，促進(jìn)智慧教育發(fā)展。

一、勢(shì)：借用大數(shù)據(jù)平臺(tái)

對(duì)于一線科學(xué)教師來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的作用就是服務(wù)于科學(xué)教學(xué)。目前已有不少支持教學(xué)的數(shù)據(jù)管理平臺(tái)（如蘇州工業(yè)園區(qū)易加互動(dòng)平臺(tái)）推行至學(xué)校，且得到廣泛的應(yīng)用。筆者將以此為例介紹大數(shù)據(jù)平臺(tái)的模塊及功能。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)一般包括課程中心、資源中心、試題中心及互動(dòng)課堂四個(gè)模塊。其中課程中心模塊，教師可以發(fā)布課程;課程中可以包括在線學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)提示和討論，學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成學(xué)習(xí)。資源中心則由視頻、文檔、測(cè)驗(yàn)等組成，其中視頻分為學(xué)科類和特色類;資源中心還可以從試題中心調(diào)用試題生成題庫(kù)。試題中心由教師上傳的試題組成，通過(guò)資源中心的調(diào)用進(jìn)行分類。在課程中心、資源中心及試題中心中，信息是不斷積累的。互動(dòng)課堂則是生成性的，是教師在學(xué)校進(jìn)行教學(xué)使用的互動(dòng)式信息數(shù)據(jù)平臺(tái);運(yùn)用該模塊教學(xué)時(shí)，可以調(diào)用資源中心的視頻、試題中心的試題等。

二、行：推行教學(xué)改革

大數(shù)據(jù)平臺(tái)自與教育碰撞后，就對(duì)教育的不同層面產(chǎn)生了影響。對(duì)于一線的科學(xué)教師來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)能為個(gè)性化教學(xué)和學(xué)生的深度學(xué)習(xí)提供精準(zhǔn)的支持。筆者將在后文中詳細(xì)論述大數(shù)據(jù)平臺(tái)支撐學(xué)生深度學(xué)習(xí)的實(shí)踐。

（一）以學(xué)定教，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的調(diào)查功能

小學(xué)科學(xué)課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。教師在設(shè)計(jì)教學(xué)前，往往會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行預(yù)估。長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)教師都是采用“經(jīng)驗(yàn)分析法”對(duì)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行預(yù)估。“經(jīng)驗(yàn)分析法”評(píng)析依賴主觀經(jīng)驗(yàn)，且對(duì)于剛走上工作崗位的教師來(lái)說(shuō)，難以用“經(jīng)驗(yàn)分析法”對(duì)學(xué)生的學(xué)情做出準(zhǔn)確的判斷。而因信息時(shí)代的到來(lái)和居住環(huán)境的城市化，老教師以“經(jīng)驗(yàn)分析法”解析學(xué)生的學(xué)情也是不夠準(zhǔn)確的。

大數(shù)據(jù)平臺(tái)的出現(xiàn)，在一定程度上可以解決主觀性及經(jīng)驗(yàn)不足的缺陷。課前，教師可以在大數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)布課程，其中可以調(diào)用資源中心的測(cè)驗(yàn)，通過(guò)學(xué)前測(cè)驗(yàn)的結(jié)果和平臺(tái)的數(shù)據(jù)分析，客觀準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)情。比如，二年級(jí)下冊(cè)“磁鐵”單元中的《磁鐵能吸引什么》一課，學(xué)生能通過(guò)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和歸納法總結(jié)出磁鐵能吸引含鐵物質(zhì)的科學(xué)概念。但是目前市面上各類磁鐵玩具，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容前對(duì)磁鐵就有了豐富的認(rèn)識(shí)。筆者曾通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)布的測(cè)驗(yàn)了解到，在進(jìn)行本課知識(shí)學(xué)習(xí)前，有86%的學(xué)生已經(jīng)掌握了“磁鐵能吸引含鐵物質(zhì)”的科學(xué)概念，這也就比較客觀準(zhǔn)確地反映了學(xué)生學(xué)情中前概念的部分。

（二）有效教學(xué)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的服務(wù)功能

教師通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，準(zhǔn)確客觀地了解學(xué)生的學(xué)情，如上述案例中所述，大部分學(xué)生已經(jīng)掌握該科學(xué)概念。教師在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時(shí)，如果仍按照教材教參給定的幫助學(xué)生構(gòu)建“磁鐵能吸引含鐵物質(zhì)”概念這一目標(biāo)，這好比吃飽了飯，再提供多少山珍海味也會(huì)食之無(wú)味。

因此，教師合理地設(shè)置教學(xué)目標(biāo)，需要對(duì)學(xué)生的心理特征、前概念等有客觀的認(rèn)識(shí)。對(duì)于大部分科學(xué)教師來(lái)說(shuō)，授課班級(jí)較多，要想通過(guò)直接接觸了解學(xué)生的心理特征和前概念是難以實(shí)現(xiàn)的。而大數(shù)據(jù)平臺(tái)則能在一定程度上解決該問(wèn)題，為教師制定合理的教學(xué)目標(biāo)提供準(zhǔn)確客觀的信息。仍以《磁鐵能吸引什么》一課為例，在通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的學(xué)前測(cè)驗(yàn)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和前概念后，發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生已經(jīng)掌握磁鐵吸引含鐵的物質(zhì)，并且對(duì)于磁鐵有豐富的經(jīng)驗(yàn)和濃厚的興趣。此時(shí)教師在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時(shí)可以有多個(gè)取向，其一是拓寬經(jīng)驗(yàn)，即讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到磁鐵還能吸引含鎳和鈷的物質(zhì)，從而認(rèn)識(shí)到我們的歸納法是一種不完全歸納;其二是變科學(xué)問(wèn)題為工程技術(shù)問(wèn)題，如利用磁鐵吸鐵的性質(zhì)制作一個(gè)磁鐵小玩具。

（三）個(gè)性教學(xué)，大數(shù)據(jù)平臺(tái)的反饋功能

大數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠?yàn)榻處煹慕毯蛯W(xué)生的學(xué)提供評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。一是能為教師節(jié)約數(shù)據(jù)輸入與處理的時(shí)間;二是通過(guò)平臺(tái)簡(jiǎn)約的數(shù)據(jù)處理操作，教師能發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的共性問(wèn)題和個(gè)性問(wèn)題，從而為學(xué)生制訂個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案。教師還可以通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)分析出學(xué)生的不同學(xué)科學(xué)業(yè)成績(jī)之間的關(guān)系。以科學(xué)二年級(jí)《太陽(yáng)在天空中的位置和方向》和數(shù)學(xué)三年級(jí)《認(rèn)識(shí)方向》為例，學(xué)生在二年級(jí)掌握了《太陽(yáng)在天空中的位置和方向》這一課后，三年級(jí)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)《認(rèn)識(shí)方向》所需的時(shí)間更少。筆者曾因此與數(shù)學(xué)教師研討如何將這兩個(gè)部分的內(nèi)容整合，即結(jié)合科學(xué)的觀察和數(shù)學(xué)的建模來(lái)進(jìn)行教學(xué)。最后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在二年級(jí)也能掌握數(shù)學(xué)三年級(jí)《認(rèn)識(shí)方向》的內(nèi)容。

不容忽視的是，目前很多平臺(tái)能根據(jù)學(xué)生課程考核、課程學(xué)習(xí)次數(shù)等數(shù)據(jù)，智能地分析出學(xué)生的學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn)，從而自動(dòng)從資源中心推送相關(guān)學(xué)習(xí)資源。諸如此類運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，讓學(xué)生能獲得個(gè)性化的培養(yǎng)課程還體現(xiàn)在很多方面。比如對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生，大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以分析學(xué)生的查找資料記錄、借閱圖書記錄等，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，為學(xué)生制訂以生為本的學(xué)習(xí)方案。

三、結(jié)語(yǔ)

大數(shù)據(jù)推動(dòng)了小學(xué)科學(xué)教學(xué)方法的改變。教師能利用平臺(tái)的數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)的分析客觀準(zhǔn)確地掌握學(xué)情;并根據(jù)學(xué)情制定與學(xué)生學(xué)情相匹配的教學(xué)目標(biāo)，從而科學(xué)調(diào)整教學(xué)的內(nèi)容;教師還能根據(jù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)的反饋為學(xué)生定制個(gè)性化的教學(xué)方案。此類改變不僅僅是教學(xué)方法的改變，更是教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變。