大數據在高中數學課堂教學中應用的展望

孟凡英

【摘要】隨著社會經濟、科技的飛速發展，數學的應用越來越廣泛。因此，提高數學教學質量，完善數學教學手段就顯得尤為重要。近些年來，各個中小學校對數學課堂的教學方法、學生的思維模式及教學輔助手段等進行了不斷探索，而大數據的出現對于數學課堂教學的探索來說，是一個新的研究方向。

【關鍵詞】大數據;高中數學;應用策略

高中數學中關于統計學數據的獲得和處理、圓錐曲線教學場景布置、函數學習情境和研究手段的變換，以及統計教學管理數據的采集和研究、決策，都可以通過大數據來輕松地解決。這些對高中數學教學來說都是非常有利的。例如，高中“概率與統計”這一部分內容，因原始數據的不足和知識點的抽象，教學難度較大，而運用大數據，教師可以迅速、合理、有效地整合知識，并進行歸納、總結，從而將相關問題具體化，并完善教學過程。

一、大數據對數學教學和學生數學學習的影響

（一）豐富數學教師的教學手段

教師可以從以下幾個方面將大數據手段融入課堂教學中。首先，在大數據的幫助下，教師可以借助網絡和計算機對各部分的知識進行梳理、總結、概括和補充，從而更好地厘清知識脈絡，掌握知識點分布情況，實現從題目到思想、從步驟到思想的轉化和延伸。其次，在傳統數學教學中，教師主要是依賴板書、教材來開展教學，課堂教學缺乏活力。教師利用大數據，可以融入一些課外趣味數學知識，如數學在航空航天領域的運用、在生活中運用的案例等，以轉變學生對數學的學習態度。最后，在課堂教學中，數學教師還可以利用繪圖軟件、線上教學等大數據技術，以及互聯網優質教學資源，在豐富教學內容的同時，提升學生的學習效率[1]。

（二）促進學生的自主學習

傳統的數學教學模式中，學生在課后學習時很難得到教師的指導和幫助，遇到問題也難以自主解決，這在一定程度影響了學生的自主學習效果。而學生借助大數據手段，利用手機、平板電腦等移動終端設備可回看教學視頻，和數學教師進行線上交流。數學教師可以通過線上教學平臺指導學生的數學作業，可以借助大數據手段收集學生學習數據，如數學作業準確率、教學視頻下載數量等，以掌握學生近期的數學學習狀態。此外，現在市場上出現了很多以大數據為依托的習題輔導平臺，學生可以下載相關軟件，在遇到數學難題時利用習題輔導軟件來解決。學生如果對某方面的數學知識掌握得不牢固，也可以在習題輔導軟件上進行大量練習，從而鞏固自己的學習效果。

（三）加快數學智慧課堂的建設

教師利用大數據既能更好、更快地了解學生的現有知識水平和一段時間內的學習情況、知識發展軌跡，又能直觀、全面地了解學生的個性化特征，了解每位學生的數學學習優勢和不足，進而有針對性地改善教學方式、方法。得益于大數據的發展，教師能充分分析學生的動態學習數據，從而實現依據數據進行教學決策和教學評價，并且做到海量教學資源的推送，以及課堂交流互動的有效開展。這樣，教師就能精準定位學生的數學學習短板，積極打造數學智慧課堂。

二、大數據在高中數學教學中的應用

（一）利用大數據營造多元教學環境，打造“多變”數學課堂

幾何數學是高中數學的重點學習內容之一，主要包括平面幾何、立體幾何、解析幾何等內容，不僅要求學生具備較強的空間想象能力，還要求學生具有較強的數學符號理解能力，這對高中生而言有一定的難度。而傳統幾何教學方式主要以教師講解為主，板書為輔，不利于學生形象地理解幾何圖形的變化規律。學生在面對幾何問題時也很難迅速抓住其中的關鍵點，長此以往，學生就會跟不上教學進度。而借助大數據手段，教師可創設多種元素相結合的教學情境，從而更好地開展幾何教學。網絡環境和多媒體手段的直觀、動態、多元化效果及生動的學習環境和背景元素，更容易激發學生的學習興趣，不僅能使學生親身體驗知識的發生、發展過程，還能化難為易、化繁為簡、變抽象為具體，從而使學生更好地理解數學知識[2]。

例如，教學“橢圓及其標準方程”一節，數學教師可以提前準備微視頻，如錄制自己利用軟件“幾何畫板”繪制橢圓的過程，添加相應的文字說明，從而激發學生對橢圓標準方程的學習興趣。學生可以運用網絡手段搜索相關實物圖形，有了直觀了解后，再自主運用畫圖軟件如幾何畫板制作橢圓方程，學會繪制橢圓圖形的手段及抽象出橢圓的幾何特征，最后按照自己的理解定義橢圓，并對比網絡上的相關概念，完成概念及其延伸學習。

（二）利用大數據搭建新橋梁，捕捉生活中的數學元素

數學知識較為抽象，但并非與現實生活完全無關，相反，很多著名的數學問題是對現實生活的抽象思考，能幫助人們解決很多實際問題。但部分學生沒有將數學與現實生活聯系起來的能力，在看待數學知識和數學問題時，只能從邏輯或抽象層面進行理解，因此，很難將數學知識應用到現實生活中。大數據可以建立數學和生活之間的橋梁，學生可以利用網絡手段，找出現實生活中的數學元素。《普通高中數學課程標準（2017年版）》強調從生活中抽象出數學問題，并要求學生具備利用數學方法分析現實問題的能力，從而解決實際問題。大數據為學生提供了大量豐富多彩的學習資源，能讓學生認識到數學與真實世界的關聯，更好地掌握數學知識，也能讓數學學習過程變得更加輕松、清晰。

例如，在教學“三角函數的應用”時，教師可以利用大數據呈現相關案例，如生活中的簡諧運動、周期問題等。教師可以利用互聯網搜索相關視頻，如三角函數建模過程，把常見的周期問題轉化為三角函數;根據表格中的數據進行描點作圖，根據函數圖象分析出最值求解問題，以開闊學生的數學學習視野。這樣，學生就能更加靈活地運用數學定理和數學公式來解決問題。

（三）利用大數據，開展線上線下混合教學

隨著“互聯網+”教育的發展，線上教學成為新的改革熱點，而大數據為線上教學提供了技術支持。基于線上教學，教師和學生可利用網絡進行溝通交流，這就擺脫了傳統數學課堂的諸多限制，能夠加強師生之間的聯系，從而突出學生在教學中的主體地位。而且，這也比較符合高中生的溝通方式，可以有效增加師生之間的交流頻率，增進師生間的感情。借此，教師能夠隨時了解學生的學習情況，幫助學生解決學習過程中遇到的問題，從而提高學生的數學成績。數學教師可以利用釘釘、騰訊會議等軟件開展線上教學，利用微視頻導入新課，開展“激趣”教學;利用線上教學軟件開展在線測試，運用大數據對學生答題情況進行精準分析，匯總出學生出錯最多的題目，以及每位學生的答題正確率。同時，學生也可以迅速了解自己的答題情況，根據解題分析進行自主練習。數學教師可根據大數據分析出學生對本節課知識的掌握情況，并有針對性地進行講解，進一步提升數學教學效率，幫助學生盡快理解、掌握數學知識。此外，數學教師還可以利用大數據建立學習交流群，如微信、QQ等社交軟件，每天開展在線討論活動，帶領學生分析、討論數學作業，進行在線解疑釋惑，讓學生在線上學習期間得到數學教師“一對一”的指導，進而真正提升高中數學教學的有效性[3]。

（四）利用大數據，分析學生的學習情況

在高中階段，很多學生因跟不上教師的教學進度而逐漸失去了對數學的學習興趣。部分原因在于教師沒有及時了解學生的學習情況，無法針對性地給予學生指導，而且高中階段的學習較為緊張，學生也沒有太多機會主動向教師反映自己的學習問題。但利用大數據，教師可以對學生的學習情況進行客觀分析，并量化出學生數學知識和能力的長短板，從而在把握全班學生整體學習情況的前提下，針對每位學生的具體學習情況進行數學指導，并對多數學生難以理解的問題進行總結分析，提出更加高效的教學方案，幫助學生解決學習過程中遇到的問題。例如，教師可以將整個學期劃分為數個教學階段，在完成階段教學后，就利用大數據分析學生的考試成績，并對每位學生的錯題數、錯題類型進行量化分析，從而了解學生的學習短板，并進行有針對性的總結。教師還可以利用大數據繪制出學生的學習情況走勢圖，了解學生的進步過程或退步過程，在找出原因后，幫助學生分析其在學習方法、學習態度、學習時間等各方面的問題，以促使學生進入更好的學習狀態。

信息化時代已經到來，大數據運用已經慢慢滲透到人們的學習、生活的各個領域。因此，高中數學教師應在教學中對大數據進行充分的研究，充分發揮大數據的應用優勢，并把這些知識熟練地運用到教學中，從而使學生在有限的時間內掌握更多的知識。

【參考文獻】

吳雨伶，夏敏.基于極課大數據的高中數學教學優化策略研究[J].江蘇教育研究，2018（01）：76-79.

余日生.基于大數據的高中數學分層次教學研究[J].名師在線，2018（35）：82-83.

石峰.淺談大數據在高中數學教學中的應用[J].數學學習與研究，2019（10）：23.