教育大數(shù)據(jù)在小學(xué)科創(chuàng)教學(xué)中的應(yīng)用

張燁

【摘要】大數(shù)據(jù)技術(shù)在近些年已經(jīng)深度融合進(jìn)教育領(lǐng)域，筆者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)借助學(xué)校作為廣東省信息化中心學(xué)校所配備的各種信息化軟硬件，將大數(shù)據(jù)收集、分析和應(yīng)用融入到學(xué)?？苿?chuàng)教學(xué)中，并形成精準(zhǔn)的學(xué)情評(píng)估、制定精準(zhǔn)的教學(xué)計(jì)劃，形成了一種具有學(xué)校辦學(xué)特色且得到推廣應(yīng)用的教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用;智慧教學(xué)平臺(tái);科創(chuàng)課程

習(xí)近平總書記致信祝賀國際教育信息化大會(huì)開幕中提及因應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會(huì)，培養(yǎng)大批創(chuàng)新人才，是人類共同面臨的重大課題。

科技創(chuàng)新課程作為學(xué)校的特色教學(xué)項(xiàng)目開展了幾年，但前期教學(xué)過程中出現(xiàn)如何選擇選拔學(xué)生這一特別困難的情況。恰逢2019年學(xué)校被認(rèn)定為“廣東省信息化中心學(xué)校”，學(xué)校配備了智慧教室、引進(jìn)了粵教祥云學(xué)習(xí)空間智慧教學(xué)平臺(tái)（以下簡稱“學(xué)習(xí)空間”）等信息化教學(xué)的軟硬件，筆者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)以科學(xué)和信息技術(shù)課為基礎(chǔ)，融合編程無人機(jī)、創(chuàng)意機(jī)器人等社團(tuán)課程，選擇部分班級(jí)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，為上課的學(xué)生創(chuàng)建獨(dú)立賬號(hào)，學(xué)習(xí)的全過程均在學(xué)習(xí)空間上進(jìn)行，借助學(xué)習(xí)空間提供的大數(shù)據(jù)收集分析功能。通過近兩年的教學(xué)實(shí)踐，筆者所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)初步形成雅實(shí)教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用模式。在這種教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用模式的幫助下，學(xué)校在科技創(chuàng)新教學(xué)上取得一定的成果。

一、精準(zhǔn)關(guān)注教學(xué)過程全數(shù)據(jù)

相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)，我們的教學(xué)全過程都在學(xué)習(xí)空間上進(jìn)行，教師能夠收集全部教學(xué)數(shù)據(jù)，例如，每個(gè)學(xué)生課堂教學(xué)中某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)和在線練習(xí)反饋、課后作業(yè)中每個(gè)學(xué)生對(duì)每道題目的答案信息、一次考試后形成的試題分析報(bào)告和成績統(tǒng)計(jì)信息等（如圖1-1）。

我們通過每一節(jié)課收集這些常態(tài)化的教學(xué)數(shù)據(jù)，并通過平臺(tái)所提供的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析等技術(shù)，對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入有效的分析、挖掘，發(fā)現(xiàn)規(guī)律找出各種問題（圖1-2），通過對(duì)規(guī)律的分析形成一些共性的教學(xué)策略和手段，同時(shí)對(duì)各種獨(dú)特問題，設(shè)定具有個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議。

二、精準(zhǔn)分析學(xué)生學(xué)情動(dòng)態(tài)

（一）真實(shí)全面收集數(shù)據(jù)

相比傳統(tǒng)課堂教學(xué)中一名教師面對(duì)45名學(xué)生開展教學(xué)活動(dòng)，幾乎不可能對(duì)每位學(xué)生做到精準(zhǔn)關(guān)注每一個(gè)環(huán)節(jié)?；谥腔劢淌摇⒅腔劢虒W(xué)平臺(tái)的先進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用，第一，可以借助教室安裝的攝像頭所錄制的視頻，通過人臉識(shí)別技術(shù)提取人臉表情和形態(tài)動(dòng)作，進(jìn)行數(shù)據(jù)解讀和分析，可以有效關(guān)注到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。第二，通過使用智慧教學(xué)平臺(tái)可以收集到教學(xué)全程中學(xué)生參與的每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)活動(dòng)和練習(xí)。

（二）精準(zhǔn)科學(xué)分析數(shù)據(jù)

通過第一步所收集的數(shù)據(jù)，教師可以回看課堂實(shí)錄觀察學(xué)生的注意力、聽講、發(fā)言、思考、練習(xí)、情緒表現(xiàn)等狀況，借助軟件提供的數(shù)據(jù)分析功能，從而能夠更加準(zhǔn)確有效地解讀和判斷出學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況。同時(shí)，對(duì)平臺(tái)收集的與課堂知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成“學(xué)生畫像”，教師通過數(shù)據(jù)分析、整合、挖掘出每個(gè)學(xué)生每個(gè)學(xué)科的具體學(xué)習(xí)狀態(tài)（如圖1-3）。

（三）精準(zhǔn)高效的個(gè)性化教學(xué)

通過以上的數(shù)據(jù)收集、分析、整合和挖掘，教師能夠掌握每個(gè)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況、情緒困惑、心態(tài)變化等。教師可以針對(duì)每個(gè)類別的學(xué)生制訂不同的教學(xué)計(jì)劃，以提高教學(xué)效果;對(duì)更為特別的學(xué)生，教師也可以設(shè)計(jì)個(gè)性化的教學(xué)策略，最終實(shí)現(xiàn)因材施教。

三、精準(zhǔn)科創(chuàng)分層課程設(shè)置

通過大數(shù)據(jù)應(yīng)用之后，筆者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化、細(xì)分學(xué)?？萍紕?chuàng)新的課程設(shè)置，形成三個(gè)層次，相互依托，互相促進(jìn)。

（一）基礎(chǔ)課程

基礎(chǔ)課程旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力和工程思維。我們應(yīng)用學(xué)習(xí)空間中提供有趣的互動(dòng)教學(xué)模塊，激發(fā)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)課程的興趣，從學(xué)生感興趣的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)各種題目或相關(guān)問題引導(dǎo)學(xué)生思考，使項(xiàng)目貼近學(xué)生生活且符合工程思維培養(yǎng)目標(biāo)的項(xiàng)目開展教學(xué)。

（二）拓展課程

通過基礎(chǔ)課程奠定了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)基礎(chǔ)，通過大數(shù)據(jù)的收集分析，部分學(xué)生展現(xiàn)出其在某一個(gè)領(lǐng)域的興趣和特長。為了激發(fā)這部分學(xué)生的潛能，發(fā)揮其特長優(yōu)勢，我們開設(shè)了拓展課程。學(xué)生無須去校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，在校內(nèi)就有多種課程供選擇。學(xué)校在課后托管時(shí)間開設(shè)了拓展類課程。拓展類課程主要包括：初級(jí)人工智能、3D打印建模和創(chuàng)意機(jī)器人，其設(shè)置滿足學(xué)生對(duì)某一特定領(lǐng)域深入學(xué)習(xí)和提升技能的迫切愿望，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力，促使學(xué)生向優(yōu)質(zhì)化方向發(fā)展。

（三）發(fā)展課程

1.科學(xué)培訓(xùn)課程。建設(shè)編程無人機(jī)課程的初衷就是要融合小學(xué)科學(xué)教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容，努力培養(yǎng)學(xué)生從小用發(fā)散性思維看待問題、提出問題，用工程思維解決問題的習(xí)慣。例如：

2.個(gè)性定制課程

學(xué)校為了培養(yǎng)具有科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的個(gè)性學(xué)生，所以，通過實(shí)驗(yàn)過程中參加的各級(jí)各類比賽，選撥在科學(xué)院學(xué)生之中個(gè)別具有特殊技能與能力的學(xué)生，專門設(shè)置個(gè)性定制課程，如，專項(xiàng)發(fā)明競賽培訓(xùn)等。

綜上所述，教育大數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，必將全面建立以學(xué)生為中心的教育測量和評(píng)價(jià)體系?？萍紕?chuàng)新作為信息技術(shù)應(yīng)用的橋頭堡陣地，我們必須更加科學(xué)地、有針對(duì)性地應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，形成具有推廣示范作用的教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用模式。

同時(shí)，依托大數(shù)據(jù)分析、挖掘、構(gòu)建多維度生態(tài)科創(chuàng)課程系統(tǒng)是我們下一階段的目標(biāo)，我們力求擴(kuò)大師資隊(duì)伍，改變組織管理團(tuán)隊(duì)，再造學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，用巢狀設(shè)計(jì)模式，改變教與學(xué)，構(gòu)建促進(jìn)學(xué)生終身發(fā)展的多維教育生態(tài)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]新華網(wǎng).習(xí)近平總書記致信祝賀國際教育信息化大會(huì)開幕[OL].http：//www.xinhuanet.com/politics/2015-05/23/c_1115383960.htm.

[2]王鑫.大數(shù)據(jù)時(shí)代的課程教[M].廣東教育出版社有限公司，2019.