基于大數(shù)據(jù)的初中數(shù)學(xué)教學(xué)探析

梁　志

基于大數(shù)據(jù)的初中數(shù)學(xué)教學(xué)探析

梁志

（昆山市婁江實驗學(xué)校,江蘇昆山215300）

隨著人工智能的迅速發(fā)展，人們的生活方式正在不斷地改善與革新，舉一個最簡單的例子，打開淘寶，首頁上顯示的都是每個人感興趣的東西，都是平時經(jīng)常瀏覽的東西，為什么呢？淘寶的后臺會記錄每個人的使用數(shù)據(jù)，把這些數(shù)據(jù)進行歸納整理、處理分析，從而能夠比較準(zhǔn)確地了解每個人的愛好、需求，隨著數(shù)據(jù)的日積月累，能夠精確地在首頁上給每一個人推送想要的東西，這就是“大數(shù)據(jù)”的魅力所在，教育亦如此。

大數(shù)據(jù)；精準(zhǔn)化教學(xué)；初中數(shù)學(xué)

近年來，信息技術(shù)對教育的革命性影響已初步顯現(xiàn)，但與新時代的要求仍存在較大差距。雖然“反轉(zhuǎn)課堂”“智慧課堂”的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在很大程度上提高了課堂效率，但是還沒有變成常態(tài)化。由于學(xué)生個體的差異，學(xué)習(xí)能力的不同，導(dǎo)致了教學(xué)效果不理想，缺乏針對性，教師不能精確地評估學(xué)生學(xué)習(xí)能力及層次，或者教師根本沒有時間和精力進行定量分析。特別是數(shù)學(xué)學(xué)科，很多學(xué)生對數(shù)學(xué)有恐懼心理，排斥數(shù)學(xué)，就是因為沒有精確地了解自己的薄弱知識點，題海戰(zhàn)術(shù)效果不顯著，缺乏針對性的精準(zhǔn)教學(xué)。

教育的主體是學(xué)生，學(xué)生的個性化成長是每個教師都應(yīng)關(guān)注的重點。作業(yè)是檢驗學(xué)生是否能夠掌握所學(xué)知識的重要手段，相信每一個教師在批完作業(yè)后都會花一點時間對學(xué)生的作業(yè)情況進行分析，統(tǒng)計高頻錯題、了解每個學(xué)生對知識點的掌握情況等，結(jié)果越精確，花費的時間就越多，特別是對考試試卷的分析，需要花費大量的時間和精力。

隨著互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)的蓬勃發(fā)展，海量的數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到日常工作的方方面面，對社會生活產(chǎn)生重要影響。在教育領(lǐng)域，隨著數(shù)字校園的建設(shè)，教育數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長，教育大數(shù)據(jù)正在成為教育領(lǐng)域不可忽視的新型驅(qū)動力。在教育教學(xué)研究與實踐中發(fā)揮著越來越重要的作用。教育大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展也引起了國內(nèi)外研究者和實踐者的關(guān)注，國內(nèi)教育大數(shù)據(jù)研究主要集中在教育教學(xué)改革、教學(xué)模式及應(yīng)用、教育數(shù)據(jù)分析和個性化學(xué)習(xí)研究、人才培養(yǎng)、教師專業(yè)發(fā)展5個方面；而國外的研究主要集中在技術(shù)環(huán)境研究、數(shù)據(jù)挖掘及應(yīng)用、教育應(yīng)用研究、用戶研究、開放資源與個性化教學(xué)5個方面。通過國內(nèi)外研究主題對比，國內(nèi)在教育數(shù)據(jù)挖掘、教育數(shù)據(jù)保護、教育應(yīng)用和教育數(shù)據(jù)開放4個方面與國外存在較大的差距。以教育信息化2.0為指導(dǎo)思想，發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)的作用，利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)，教師可以準(zhǔn)確地評估學(xué)生的差異，從而根據(jù)學(xué)習(xí)環(huán)境進行個性化、針對性教學(xué)設(shè)計，指導(dǎo)教師教學(xué)方向，改善傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀，推動教學(xué)革新。從學(xué)生角度來說，通過大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，可以清楚地知道自己的薄弱點，從而改善學(xué)習(xí)方法。不僅如此，根據(jù)數(shù)據(jù)分析和學(xué)習(xí)報告，學(xué)生自己就可以獲取學(xué)習(xí)資源，幫助自己鞏固訓(xùn)練，快速提升。

一、數(shù)據(jù)的收集、分析和反饋

數(shù)據(jù)的采集是實現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)的基礎(chǔ)，所以學(xué)生平時的作業(yè)都是以答題卡的形式呈現(xiàn)，通過簡單的操作制作答題卡。按照規(guī)定的方法批閱，然后通過掃描儀上傳到智學(xué)網(wǎng)，最后得到一份詳細的分析報告，包括學(xué)情分析、試卷分析等，幫助教師們了解班級學(xué)情。從教師角度來說，即使是剛工作的新教師也可以準(zhǔn)確地評估學(xué)生的差異，了解班級學(xué)生的學(xué)情，做好學(xué)情分析，讓教師們備課的時候能夠更有針對性，更有目的性，改善傳統(tǒng)教學(xué)的現(xiàn)狀，推動教學(xué)革新。智學(xué)網(wǎng)對學(xué)情的分析非常詳細，可以分階段查看：一周、一個月、兩個月、半年、一學(xué)年，了解班級在各個時間段的情況，主要包含以下幾點：

①知識點掌握情況：可以了解班級學(xué)生在各個階段對知識點的掌握情況，針對所選知識進行薄弱點的專項訓(xùn)練。

②重點關(guān)注的學(xué)生：大幅進步、大幅退步、臨界生、波動生。

③班級共性錯題：可以進行錯題重做、錯題拓展（可選難度區(qū)間）。

不僅如此，通過希沃授課助手和智學(xué)網(wǎng)APP，教師可以利用手機或者平板進行習(xí)題課的講授，使習(xí)題課更具高效性。通常情況下，在課堂上教師只需要講解高頻錯題，配合智學(xué)網(wǎng)的資源拓展進行鞏固訓(xùn)練，對于個別學(xué)生的個別錯題，可以課后單獨輔導(dǎo)。從學(xué)生角度來說，通過大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，可以清楚地知道自己的薄弱點，從而改善學(xué)習(xí)方法，根據(jù)數(shù)據(jù)分析和學(xué)習(xí)報告，學(xué)生自己就可以獲取學(xué)習(xí)資源，幫助自己鞏固訓(xùn)練，快速提升。不僅如此，智學(xué)網(wǎng)能夠精確地分析每一個學(xué)生的學(xué)情，形成錯題本，讓教師準(zhǔn)確地了解每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，真正做到個性化教學(xué)，分層教學(xué)。

智學(xué)網(wǎng)對每個學(xué)生的學(xué)情分析主要包括以下幾點：

1.知識點掌握情況：可以及時了解自己的學(xué)習(xí)情況、薄弱知識點，查漏補缺。也便于教師實時了解每個學(xué)生的情況，進行針對性教學(xué)以及個別輔導(dǎo)。

2.成績趨勢圖：通過統(tǒng)計圖記錄學(xué)生各次作業(yè)或者考試的情況，有助于學(xué)生了解自己的成績趨勢，便于及時發(fā)現(xiàn)問題，尋求解決的方法，同時可以查看每一次作業(yè)的成績報告，及時了解作業(yè)情況，每一題都會有詳細的解析過程，便于學(xué)生及時了解錯誤原因，及時糾正，鞏固訓(xùn)練。不僅如此，學(xué)生可以自己查看原卷，所有作業(yè)、試卷都會保存，不怕學(xué)生試卷丟失（可打印）。

3.錯題本：錯題本是智學(xué)網(wǎng)的點睛之筆，是一種能夠提高學(xué)習(xí)效率、提升學(xué)習(xí)質(zhì)量、夯實學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、創(chuàng)造優(yōu)秀成績的重要手段。而很多同學(xué)并沒有引起重視，其實，是對“錯題本”理解有誤區(qū)，“錯題本”上不一定只是“錯題”，它應(yīng)該包括“錯題”“容易出錯題”“難點題”“典型題”等，應(yīng)該是對知識的梳理，是重點尤其是難點、精點的集合，是系統(tǒng)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的重點解析，使得學(xué)習(xí)重點更突出、復(fù)習(xí)更具針對性、學(xué)習(xí)更有高效性。錯題是每個學(xué)生最寶貴的財富，通過錯題重做和錯題拓展，可以幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)過程中的難題，溫故而知新，使學(xué)生更好地掌握各個知識點，掌握常見的數(shù)學(xué)思想方法。每一個周末，學(xué)生都可以利用智學(xué)網(wǎng)進行錯題重做或者錯題拓展，對一周的學(xué)習(xí)進行歸納總結(jié)，及時反思自己的學(xué)習(xí)方法，為下一周的學(xué)習(xí)做好充分的準(zhǔn)備。

一般情況下，教師只要告訴學(xué)生錯題的重要性并給時間訂正錯題，舉一反三的題目在周末考慮融入作業(yè)，讓學(xué)生去做，這個時候家長就能真正地起到監(jiān)督作用了。平常家長只能監(jiān)督學(xué)生是否按時完成作業(yè)，現(xiàn)在可以對照答案監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，并且清楚了解自己孩子沒能學(xué)好的地方，大數(shù)據(jù)的作用就體現(xiàn)出來了。

二、大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)

在明確學(xué)生學(xué)情后，教師就可以進行精準(zhǔn)的教學(xué)實踐，如針對性地設(shè)計備課、講課內(nèi)容或精準(zhǔn)測試、定向引導(dǎo)、訓(xùn)練學(xué)生。這樣一來教師在有限的時間內(nèi)取得的教學(xué)效果相比范式教學(xué)、應(yīng)試“填鴨式”教學(xué)效果會更加可觀，同時教師依托數(shù)據(jù)分析、診斷指導(dǎo)課堂互動和教師教學(xué)，量化教師該備哪些課、怎么教、教什么等。不僅如此，利用智學(xué)網(wǎng)，習(xí)題課和復(fù)習(xí)課變得更加高效。

習(xí)題課分為兩部分：1.高頻錯題的講解：課堂上主要是困難題和較難題的講解，一般難度級別的題目選擇性地講解，較易級別和部分一般級別的題目課后選擇性地單獨輔導(dǎo)。另外，每一題都會有詳細的答題統(tǒng)計，能夠精確地了解每一個學(xué)生的答題情況、知識點的掌握情況，查漏補缺，突出重點，突破難點。不僅如此，對于某個學(xué)生這次作業(yè)中的某個錯誤點，可以利用智學(xué)網(wǎng)快速地查閱以往題目中是否有相同的錯誤點，對于這個學(xué)生的薄弱知識點進行針對性的講解，事半功倍，能夠有效地幫助這個學(xué)生掌握該知識點。在日常教學(xué)中筆者經(jīng)常運用這種教學(xué)模式，例如，在進行因式分解章節(jié)復(fù)習(xí)的時候，作業(yè)中有這樣一道題目：如果2x2+2xy+y2?2x+1=0，求xy的值。這一題主要考查了用完全平方公式進行因式分解，難點在于需要進行分部分解，將2x2寫成x2+x2，運用加法的交換律和結(jié)合律，原等式可以改寫為(x2+2xy+y2)+(x2?2x+1)=0，兩部分都可以用完全平方公式進行因式分解，從而得到(x+y)2+(x-1)2=0，變成兩個平方數(shù)和為0的形式，根據(jù)平方數(shù)都是非負數(shù)可得：x+y=0且x-1=0，從而得到x=1，y=-1，所以xy=-1。在錯誤學(xué)生的名單中選擇學(xué)生甲，當(dāng)然，課前已查看過該學(xué)生的學(xué)情，確實在之前的作業(yè)中犯過同類型的錯誤，題型幾乎是一樣的：已知a2+4a+b2?6b+13=0，求ab的值。解決方法類似，在詳細講解上一題的基礎(chǔ)上，可以讓這個學(xué)生獨立解決自己的錯誤。其實也很簡單，根據(jù)完全平方式的特點，將13拆成4+9，運用加法的交換律和結(jié)合律，原等式可以改寫成(a2+4a+4)+(b2?6b+9)=0，從而得到(a+2)2+(b-3)2=0，類似的，a+2=0且b-3=0，所以a=-2，b=3，ab=(-2)3=-8。這樣的教學(xué)更具有針對性，能夠幫助學(xué)生更快、更有效地掌握薄弱知識點。

2.資源拓展：為了能夠讓學(xué)生更好地掌握知識點，對于典型錯題，可以進行鞏固訓(xùn)練，智學(xué)網(wǎng)能夠根據(jù)每一題中考查的知識點，推送一些相同知識點的題目。教師可以根據(jù)需要，選擇一些題目進行拓展訓(xùn)練，有助于提高課堂教學(xué)的效率，幫助學(xué)生更好地鞏固所學(xué)知識，從而掌握薄弱知識點。對于一些典型的題目，如果智學(xué)網(wǎng)推送的不全面，可以進行手動添加，一方面擴充了智學(xué)網(wǎng)的題庫，優(yōu)化了推送的精確度，另一方面也方便以后的使用。

2020年是不平凡的一年，突如其來的疫情打破了常規(guī)的教學(xué)模式，但也阻止不了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。利用智學(xué)網(wǎng)進行線上教學(xué)，通過練習(xí)中心給學(xué)生發(fā)布作業(yè)，學(xué)生完成后拍照上傳，教師進行線上批改，通過大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，掌握班級學(xué)生的學(xué)情，了解他們的薄弱知識點，及時反饋，通過錄制視頻或者直播講解的形式幫助學(xué)生答疑解惑，利用資源拓展進一步鞏固新知，充分實現(xiàn)了“停課不停學(xué)”。

三、教育資源整合

隨著數(shù)據(jù)的不斷積累，目前，智學(xué)網(wǎng)各學(xué)科的資源已非常豐富，教師可以利用智學(xué)網(wǎng)的豐富資源，進行選題組卷。

1.智能組卷，分成三個部分：①學(xué)情組卷：按照班級學(xué)情或者年級學(xué)情組卷，這是最主要的一個功能，可以選擇適當(dāng)?shù)碾y度區(qū)間和范圍，進行錯題訓(xùn)練或者薄弱項訓(xùn)練，一般建議用作周末，但是這只是針對班級的學(xué)情或者學(xué)校的學(xué)情，都是些共性錯誤，并不能完全符合每個學(xué)生的個性化發(fā)展。所以還需要普及個性化學(xué)習(xí)手冊，這也是未來的發(fā)展目標(biāo)。②專項組卷：可以選擇按知識點或者按章節(jié)組卷，根據(jù)題型題量（可以根據(jù)不同的需要，制作各種用途的模板，方便以后的使用）和難度，自動生成一份試卷，對個別題目不滿意的，可以根據(jù)該題考查的知識點進行替換和修改。建議用作平時的小測試或者作業(yè)。③模擬組卷：對于一些高質(zhì)量的試卷，可以通過模擬組卷，根據(jù)每一題考查的知識點，重新匹配一份新的卷子，個別題目可以進行修改和替換。

2.手動組卷：按照同步組卷或者知識點組卷，手動添加，精選每一道題目，根據(jù)使用次數(shù)的增多，智學(xué)網(wǎng)會自動識別教師的組卷習(xí)慣，從而使得智能組卷更符合每個教師的要求。

3.精品卷庫：包含了各省各地的精品試卷，資源共享。

大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)最主要的作用是對數(shù)據(jù)的“診斷”與反饋，接下來的努力方向就是根據(jù)每個學(xué)生的錯題以及薄弱知識點制作符合每個學(xué)生學(xué)情的個性化學(xué)習(xí)手冊，可以作為周末作業(yè)。個性化學(xué)習(xí)手冊不僅包含了自己一周的作業(yè)中的錯題，而且教師會根據(jù)每個學(xué)生的錯題精選幾道拓展題鞏固薄弱知識點，并且通過智學(xué)網(wǎng)打印成冊。這樣的個性化學(xué)習(xí)手冊充分體現(xiàn)了分層作業(yè)的思想，每個學(xué)生周末的作業(yè)量由平時的錯題量決定（當(dāng)然，對于一些學(xué)困生，教師可以刪減一些難題，增加一些基礎(chǔ)練習(xí)），這種作業(yè)模式在一定程度上激勵著每個學(xué)生，為了減少周末的作業(yè)量，學(xué)生都會花更多的心思在課堂上，在每一次的課后作業(yè)中。在無形中培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在一定程度上減輕了學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)，也減輕了教師的負擔(dān)，能夠讓教師有更多的時間和精力進行個性化精準(zhǔn)教學(xué)。不僅如此，通過智學(xué)網(wǎng)對學(xué)生學(xué)情的反饋，家長可以第一時間了解自己孩子的學(xué)習(xí)情況，及時幫助孩子找到學(xué)習(xí)上的問題。特別是周末的自主學(xué)習(xí)時間，利用好個性化學(xué)習(xí)手冊進行自主學(xué)習(xí)。以往家長只能監(jiān)督孩子是否按時完成作業(yè)，而現(xiàn)在家長可以對照著智學(xué)網(wǎng)上的答案監(jiān)督孩子的學(xué)習(xí)質(zhì)量，對于一些難點和解決不了的問題，可以讓孩子整理好，到學(xué)校跟教師交流。

教育應(yīng)該走在時代的前列，大數(shù)據(jù)已用于生活中的各方各面，所以說大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)是時代發(fā)展的必然結(jié)果，每一個教師都應(yīng)該了解并嘗試運用大數(shù)據(jù)。就像之前的PPT一樣，剛出現(xiàn)的時候，很多教師都很難接受，原因是PPT的制作煩瑣，網(wǎng)上沒有資源可以參考，但是隨著時間的推移，PPT的制作成了一種習(xí)慣，網(wǎng)上的資源也十分豐富，用PPT進行課堂教學(xué)已變得習(xí)以為常。所以利用大數(shù)據(jù)進行針對性的精準(zhǔn)教學(xué)是教育現(xiàn)代化的必然產(chǎn)物，以青年教師為主力軍，帶動其他教師一起將大數(shù)據(jù)運用到日常教學(xué)中。以個別學(xué)校為示范點，帶動其他學(xué)校一起進入大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)時代。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)平板電腦能夠進入每個教室的時候，大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)才真正能夠把它的優(yōu)勢體現(xiàn)得淋漓盡致。學(xué)生的作業(yè)全部在平板上完成，教師可以做到實時批改，及時反饋。對于一些難點、薄弱知識點，教師可以給學(xué)生推送微課視頻，幫助學(xué)生及時解決學(xué)習(xí)上的問題，提高學(xué)習(xí)效率。總的來說，大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)是教育信息化的必然產(chǎn)物，是教育史上的一次重大變革，從根本上實現(xiàn)了因材施教。大數(shù)據(jù)助力基礎(chǔ)教育，提高了教師工作、學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。教師不但有時間和精力進行個性精準(zhǔn)化教學(xué)，而且還能省出精力關(guān)注學(xué)生身心健康成長，對學(xué)生興趣愛好進行引導(dǎo)和培養(yǎng)，學(xué)生也有更多的時間和精力探索自己感興趣的知識內(nèi)容。此時教師不再是單純的知識傳授者而是知識海洋的引導(dǎo)者，學(xué)生也不再是知識的被動接受者而是知識內(nèi)容的探索者。

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