基于大數據方法的大學數學精準教學研究

農曉晴　曾翔　顧配睽

摘? 要：大數據時代背景下，精準教學數據來源更加多元化，收集學生學習全過程所產生的數據，可以更好地挖掘出學生的學習習慣、學習愛好。本文以網絡教學平臺及App的大學數學學習數據采集為基礎，分析數據，探求學生學習需求，定位學生大學數學學習中的薄弱環節，精準推送教育教學資源，個性化輔導學生，使技術手段與教育相融合，形成具有個性化的服務體系，讓學生能夠高效便捷地掌握知識，提升運用數學的綜合能力，使教育教學達到大學教育倡導的學生的創新性培養及能力提升等高階目標。

關鍵詞：大數據;大學;數學;精準教學

中圖分類號：G633.6? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）19-0109-04

20世紀60年代，奧格登·林斯利對斯金納的行為學習理論提出了精準教學的方法，即對小學生的學習表現、數據決策進行設計測量和追蹤，后來發展成為評判教學方法的有效性框架[1]。精準教學可以容納各種教學策略，能夠對任意學習方法和教學手段進行評估。大數據和信息技術的興起，給精準教學提供了發展機會。《教育信息化”十三五”規劃》中提出“依托網絡學習空間，逐漸實現對學生日常學習情況的數據采集和分析，優化教學模式……”[2]。由此可見，基于大數據方法下的大學數學精準教學是數學教育教學中的一項研究重點，也是我國高校人才培養、增加學生知識獲取途徑的需要。

一、通過網絡平臺及App收集數據

近年來，科學技術發展迅速，數據呈指數式增長，大數據正影響著各個領域，人類正在步入“大數據”時代。教育教學領域，教育教學信息化已是常態，智能系統、終端已經被大規模地應用在教育教學實踐活動中，產生的信息被收集并數據化。研究選擇網絡教學平臺和App進行數據的收集是為了分析數據的有效信息，從自建的課程網站收集數據，可以更方便快捷且更好地挖掘學生的學習習慣、學習愛好，以便在推送學習資源時做到更精準、更具個性化。

對于課程的選擇和課程網站的建設，目前學院已經開設了數學建模（一）、數學建模（二）兩門選修課程，依靠網絡的實驗教學時數超過了30%;在建設區級精品課程“線性代數”中，對課程進行了3次實驗課的嘗試，取得了良好的教學效果。學院教師自編的《概率論與數理統計》立體化教材已經出版，相關慕課視頻資料已制作整理完畢，并全部上傳至學校網絡教學平臺和八桂網絡教學平臺（含App）。目前，概率統計課程已有40000多次的學校網絡教學平臺的訪問量，長期位居全校榜首，在線課程的使用也已經初具規模。

這一過程體現了大數據技術具有數據收集、分析和整理能力，同時還能發現問題的焦點所在。在大數據技術的支持下，根據這個特點，數學在精準教學中應通過數據收集、分析和數據建模等方式及時發現學生的知識短板，制訂精準有效的應對策略。根據知識短板確定精準有效的教學目標，推動精準教學的開展，在精準教學中形成獨特的教學體系，讓精準教學在實施過程中取得積極效果。

二、通過大數據技術探求學習需求

“十三五”規劃將大數據促進教育教學的發展提升到了國家層面。教育教學活動是復雜的社會活動之一，其發展涉及方方面面。教育教學大數據的應用是促進學習者的教育教學認知，提供精準的個性化服務以滿足不同水平的學習者的需求。在教育教學實踐活動中，學習者在文化背景、興趣領域等很多方面都各不相同，對教育教學的反應也不盡相同，為了促進學習者的發展，真正精準地實現“因材施教”[3]，需要根據學習者的個性特點和需求進行精準教學。

針對學生學習過程中出現的“碎片化學習”現象，需要以良好的組織結構幫助學生構建完善的知識體系。在面臨問題時，學生可利用“問題結構”、學習“結構化”基本思維，準確快速地運用“結構”調動、統領“碎片化知識”[4]。學生不僅要注重理論基礎知識的學習，夯實理論基礎，還要加強實踐能力的培養，瞄準就業技能，使數學專業具有的強勁潛力發揮出來。要解決精準教學中的個性化教育問題，高等院校應盡可能地提升教育教學的質量和效果。真正實現“因材施教”必須根據學生的個性特征，制訂與其特征相適應的精準教學方案，提高學生的學習好奇心、積極性和學習動力，為學生的終生學習打下基礎。

三、通過網絡技術手段推送學習資源

隨著信息技術的不斷發展和教育教學信息化、科技化不斷進步，大數據技術讓學生數學學習行為的及時實時監測、自動化記錄、高效精準分析與精準有效預測成為現實，也讓獲取大量教學過程數據及其他相關數據成為可能。在大數據環境下，大數據可以對教學進度、教學內容、學生情感、學生學習的方式等進行精準化引導，使學生獲得有效的、有針對性的學習指導。

教育教學是一項復雜的社會實踐活動，影響教學效果的因素很多，因而精準教學的設計與很多方面有關。教學效果是衡量教學方案好壞的標準之一，是設計教學方案的關鍵因素之一。研究表明，教學效果的指標有學生學習成績、學習滿意度等。大數據能夠將學生平常學習的小數據精準優化，構建成較為完善的大數據題庫，不僅包括日常訓練習題，還包括學生寫題的數據反饋，而且數據逐年增長，可反復使用。如今，大數據還可以共享到區域性、全面性的同類型問題的學業數據庫中，教師可更便捷、快速地選擇系數難度與學生學業水平和學習需求相適應的題目，從而為精準教學提供更科學的教學服務。

大數據可以從多個角度對學生的學習情況進行反饋，讓教師能夠更精準高效地評講試題;對數據的采集和精準分析，可以讓教師更全面、實時地感知學生個體和整體的學習需求;可以對教育教學中的重難點進行預測，提供科學的數據依據來制訂教學策略[5]。在這樣的情況下，教師可規避某些不必要的指導，確保學生能夠更加精準地提升自己。針對某些只有少部分學生掌握不到位的知識，教師可以選擇性地推送訓練資料，確保學生可以在有限的時間里獲得更多的知識。

借助大數據，教師能夠對學生的學習狀況進行深入的了解，掌握學生的實時學業水平，并結合學生的數據表現更加有針對性地進行備課引導，便于學生掌握資料中的重難點，多維度地分析資料的內容。

學生進行的資源學習是一種滿足自身需求的“互聯網+”下的主觀能動性學習，運用教學平臺能夠讓學生的問題得到及時、有效的解決，保證學生在學習過程中存在的疑問可以第一時間得到解決，這樣，其教學需要將得到滿足。大數據技術給學習者獲取知識提供了方向，體現出大數據具有的優越性，如大規模共享、獲取便利、不受時空限制等，促進了教育教學的信息化發展和教育技術硬件的高效運用。大數據技術提高了教育教學內容的針對性，讓教學內容與學生的短板相對應。在這一過程中，教師應積極開發適合學生學習的習題，通過設計有效的習題，為解決學生的知識短板提供強有力的教學支撐。在精準教育教學中，教師也需要設計與現有教育教學體系不同的習題，既可以提高習題的代表性，也可以提高習題的教學示范性，讓精準教育教學能夠依賴于有針對性的習題得以更好地實施。在教學內容的整理方面，教師應以大數據為基礎，依照大數據的特點和優勢，重點分析學生以往訓練的試題，找出與學生知識短板相一致的內容，進行有針對性、規范性的設計，讓習題開發、設計的有效性、規范性和準確性得以提高。

自動化處理數據可以對任意的干預對象生成截然不同的分析結果，有助于教師精準地推送學習資料，且可以根據不同的分析結果并結合個體個性化特征，設計具有個性化的引導方法，以促進學生更好地理解知識和豐富學習體驗。這樣可以為學生的自主化學習提供多樣化的、有針對性的和個性化的教學策略模式。

四、總結與展望

綜上所述，信息化大數據時代的到來，讓教育教學從傳統的依賴直覺和經驗的教學方式，轉變為更依賴于數據和分析，對數據的深度挖掘和高效率分析，正推動教育教學工作向精準化的方向發展。在大數據不斷發展的當下，大數據與教育學正不斷融合，大數據背景下的師生地位與關系都發生了較為顯著的轉變。在教學過程中，教師需要準確地認識到獨立性是每個人都具備的特點，借助大數據技術了解學生在相同錯題背后存在的不同原因，對特定學生展開準確分析和精準化指導，更加有效地提高數學學習效果，讓每一位學生都得到良好的發展和提升。

總而言之，在大數據環境下開展的精準教學，是對傳統教育教學的突破，也是提高教育教學有效性和規范性的重要途徑。

參考文獻：

[1] 周毅. 基于大數據的初中數學精準教學[J]. 福建中學數學，2018（03）：42.

[2] 中華人民共和國教育部. 教育部關于印發《教育信息化“十三五”規劃》的通知[EB/OL]. （2016-06-07）. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

[3] 李波，王磊，王超. 大數據環境下精準教育的數學模型與若干問題[J]. 數學建模及其應用，2017（04）：12.

[4] 李鵬，楊紅萍. “互聯網+教育”的實質與實踐[J]. 教學與管理，2019（09）：31.

[5] 王秋蓉. 基于大數據的初中數學精準教學探討[J]. 中學課程輔導（教學研究），2018（08）：16.

（責任編輯：淳潔）