大數(shù)據(jù)背景下小學數(shù)學精準教學路徑

大數(shù)據(jù)是信息時代的一種實用信息技術(shù)，或者說是一種實用工具。在當前各行各業(yè)信息化改革蓬勃發(fā)展的背景下，大數(shù)據(jù)在眾多行業(yè)和領(lǐng)域都展現(xiàn)出了卓越的性能，其應(yīng)用不僅直接推動了這些行業(yè)與領(lǐng)域的信息化進程，更間接地促進了它們的改革與創(chuàng)新。站在教育的視角來看，大數(shù)據(jù)在教育工作中的應(yīng)用標志著信息技術(shù)與現(xiàn)代教育的融合，它極大地改變了傳統(tǒng)的教學模式和教學形態(tài)，為新時代新型教育理念和教育模式的構(gòu)建奠定了堅實的基礎(chǔ)，推動了課堂教學的精準化發(fā)展。本文主要圍繞如何基于大數(shù)據(jù)在小學數(shù)學課堂上展開精準教學，對大數(shù)據(jù)和精準教學的核心概念、意義、價值，以及小學數(shù)學精準教學的有效路徑進行探索，以期為廣大教師提供有價值的參考。

一、大數(shù)據(jù)賦能精準教學：個性化教育的未來方向

在信息技術(shù)日新月異的今天，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為推動教育領(lǐng)域創(chuàng)新的強大力量。大數(shù)據(jù)作為一種通過信息技術(shù)手段收集、管理和處理的海量數(shù)據(jù)集合，其具有以下顯著特征：數(shù)據(jù)量大、種類多樣、處理速度快、內(nèi)容真實等。大數(shù)據(jù)涵蓋數(shù)據(jù)的生成、采集、存儲、處理、分析和服務(wù)等多個環(huán)節(jié)，代表一種新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

大數(shù)據(jù)被視為一種前沿技術(shù)，其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用潛力尤為突出。大數(shù)據(jù)的兩大核心原理——“全數(shù)據(jù)”原理和“精準性”原理，為教育革新提供了強有力的理論支撐。“全數(shù)據(jù)”原理即通過全面深入剖析研究對象和相關(guān)數(shù)據(jù)，能夠揭示更深層次的問題和規(guī)律；“精準性”原理是指通過重視數(shù)據(jù)的多樣性，特別是利用非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)來驗證或補充結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，能夠提高準確性，為教育決策提供科學依據(jù)。

從功能來看，與大數(shù)據(jù)功能相關(guān)的理念有兩個：一是關(guān)系理解功能，即通過關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)鏈，可以實現(xiàn)人物、事件、概念等要素的關(guān)聯(lián)分析，為教育領(lǐng)域的關(guān)系理解提供有力支持；二是數(shù)據(jù)分層功能，即大數(shù)據(jù)可以通過分層管理的方式規(guī)范數(shù)據(jù)層次，減少數(shù)據(jù)的重復開發(fā)，提高數(shù)據(jù)輸出的直觀性和易用性，為教育數(shù)據(jù)的處理和利用提供便捷服務(wù)。

精準教學指的是在信息技術(shù)的支持下，實時跟蹤、記錄、分析過學生的學習數(shù)據(jù)后，精準把握學生實際學習情況并精準開展教學的一種模式。“以測助學”是精準教學的核心，儒家學派倡導的“因材施教”就是與精準教學同質(zhì)的一種教育思想。而現(xiàn)代教育中“精準教學”概念的首次提出是在20世紀60年代，強調(diào)的是科學的測量工具和嚴謹?shù)臏y量過程，旨在通過對學生學習表現(xiàn)的跟蹤來為教學提供科學依據(jù)。進入21世紀，隨著大數(shù)據(jù)這類更先進的追蹤和測量工具進入課堂，精準教學也進入了新的發(fā)展階段，即通過大數(shù)據(jù)技術(shù)搜集伴隨性學習數(shù)據(jù)，以分析學生的學習軌跡和學習習慣。在“以測助學”這一核心下，參考大數(shù)據(jù)搜集到的數(shù)據(jù)及分析出來的結(jié)果來進行個性化的教學設(shè)計，以精準干預(yù)、補救和改進學生的學習理念、學習方式和學習習慣，在幫助學生認識自身不足之處的同時，促使他們改進與提升，從而推動教育真正實現(xiàn)因材施教。

二、反思與挑戰(zhàn)：重塑傳統(tǒng)小學數(shù)學教學模式的必經(jīng)之路

數(shù)學作為基礎(chǔ)教育階段的核心學科，其重要性不言而喻，不僅為學生日后的深入數(shù)學研究和其他數(shù)理學科的學習奠定堅實的基礎(chǔ)，還在培養(yǎng)學生的邏輯思維、分析問題能力等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。所以從小學開始，學校、教師和家長就對學生的數(shù)學學習投入了更多關(guān)注，而在經(jīng)過多年實踐經(jīng)驗積累之后，教師對數(shù)學學科的教學也形成了一套相對完善的模式。但是，隨著信息化時代的到來，這套傳統(tǒng)的教學模式也逐漸顯露出一些弊端，對新時代學生的成長產(chǎn)生了一定的影響，具體表現(xiàn)在以下三個方面。

（一）教師無法精準把握每個學生的學習狀態(tài)

學生和教師是課堂上的兩個核心主體，其中，學生在課堂上的表現(xiàn)直接決定著整體教學質(zhì)量，這就要求教師必須實時把握并精準判斷學生的學習狀態(tài)。然而在教學實踐中，教師不能僅通過肉眼觀察了解每一個學生的學習狀態(tài)，傳統(tǒng)教學模式下也沒有可以輔助教師收集相關(guān)信息的工具，這樣依賴經(jīng)驗的觀察具有較大的主觀性，無疑制約了教學效果的提升。

（二）教師無法真正發(fā)揮課堂評價的導向功能

評價是教學的重要組成部分，評價的作用是否能夠真正發(fā)揮出來直接影響著教學的順利程度。然而，在傳統(tǒng)的小學數(shù)學教學中，課堂評價往往沒有充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，尤其是導向功能。這主要是由于部分教師對評價的認知存在誤區(qū)，導致評價形式化，僅局限于課堂練習、課后作業(yè)和考試等考核性質(zhì)的場所，無法為教學提供有效反饋。

（三）教師難以有效實施個性化的教學指導

由于年齡限制、認知限制、能力發(fā)展等原因，學生的自主學習能力相對較弱，導致學習效果不理想。在這樣的情況下，教師的專業(yè)指導就顯得尤為重要。教師的指導不僅能夠確保學生的學習方向不偏離主線，還能幫助他們形成正確的學習習慣，掌握科學的學習方法。

然而，傳統(tǒng)的小學數(shù)學教學模式存在明顯的問題：雖然教師在為學生提供指導方面下了很大功夫，但往往在個性化方面有所欠缺，難以真正滿足每個學生的獨特需求。因此，在數(shù)智時代，教師需要深刻反思，積極探索符合課程標準的教學模式，以促進學生個性成長和全面發(fā)展。

三、探索與實踐：基于大數(shù)據(jù)的小學數(shù)學精準教學的有效路徑

數(shù)智時代的精準教學主要借助大數(shù)據(jù)來實現(xiàn)，大數(shù)據(jù)技術(shù)對大規(guī)模、多類型數(shù)據(jù)的生成、采集、存儲、加工、分析和服務(wù)為教師收集并分析學生的學習數(shù)據(jù)奠定了基礎(chǔ)，提供了助力。在大數(shù)據(jù)的支持下，教師除了能夠?qū)崟r記錄學生的學習狀態(tài)和學習表現(xiàn)之外，還能綜合社會層面其他的教育數(shù)據(jù)展開對比，進而實現(xiàn)對學生學習情況的多元分析和精準概括，由此看出大數(shù)據(jù)之于信息時代精準教學的重要性。基于此，小學數(shù)學教師對精準教學的開展要以大數(shù)據(jù)為立足點，從對大數(shù)據(jù)功能的開發(fā)入手，著眼教學思維的革新，落腳學習進程的把控，參考大數(shù)據(jù)分析出的結(jié)果來優(yōu)化教學設(shè)計，打造輔助教學系統(tǒng)，全方位地落實課堂上的精準教學，從而為學生提供更個性、更高效的學習體驗。

（一）建立大數(shù)據(jù)監(jiān)督機制，實時把控學習進程

在大數(shù)據(jù)賦能的教學改革中，線上教學渠道被打通，教師可以借著對線上教學和線下教學的聯(lián)動來全面追蹤學生的學習過程，及時發(fā)現(xiàn)每個學生學習中存在的問題，以落實對課堂教學改革的深化，最終實現(xiàn)課堂教學質(zhì)量和學生學習質(zhì)量的根本性提升。在這一背景下，小學數(shù)學教師在大數(shù)據(jù)支持下進行精準教學時，需要利用大數(shù)據(jù)構(gòu)建課堂監(jiān)控系統(tǒng)，以監(jiān)督、收集并記錄學生真實的學習數(shù)據(jù)。

以蘇教版小學數(shù)學三年級上冊“兩位數(shù)乘一位數(shù)的筆算”為例，學生需要掌握兩位數(shù)乘一位數(shù)的筆算和估算技巧。然而，在實際學習中，學生可能會出現(xiàn)計算錯誤、算理不理解、估算能力不足等問題。

在傳統(tǒng)的教學模式下，教師往往看不到全體學生的真實思考，導致學情把握不準確。而在數(shù)字化時代，教師可以利用大數(shù)據(jù)賦能的課堂監(jiān)控系統(tǒng)，對學生的學習過程進行實時跟蹤，基于大數(shù)據(jù)進行精準教學。例如，在教學48×4時，教師可以設(shè)計這樣的情境問題：“湖里有48只天鵝，野鴨的數(shù)量是天鵝的4倍，那么野鴨大約有多少只？A.100" B.200多 C.不超過200" D.不知道”。學生通過反饋器呈現(xiàn)答案，大數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)詳細記錄學生的真實思考過程，教師可以隨時調(diào)取學生的思考數(shù)據(jù)，清晰地看到學生的真實想法。之后，教師可以綜合數(shù)據(jù)來反推學生的思維在哪個地方出現(xiàn)了斷層，從而準確判斷學生的薄弱環(huán)節(jié)。

大數(shù)據(jù)課堂監(jiān)控系統(tǒng)能夠為精準教學提供有力支持，教師可以根據(jù)課堂數(shù)據(jù)和學情反饋有的放矢地設(shè)計教學策略，靈活地進行課堂決策，對學生進行個性化的輔導，以提升學生的學習力，促進學生學習質(zhì)量的提高。

（二）依托大數(shù)據(jù)精準分析，優(yōu)化整體教學設(shè)計

精準教學實踐需要從設(shè)計開始，在大數(shù)據(jù)背景下，教師可以借助大數(shù)據(jù)收集的信息和分析得出的結(jié)果來找到恰當?shù)慕虒W切入點，并由點到面地落實對課堂教學模式的優(yōu)化和課堂教學活動的設(shè)計，確保設(shè)計出來的教學活動符合學生學情且能夠滿足學生需要。所以，在大數(shù)據(jù)時代下的精準教學中，教師需要更多地關(guān)注大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，包括對課堂教學實踐的分析和對學生真實學情的分析，再依據(jù)結(jié)果來落實教學設(shè)計的優(yōu)化。

例如，在教學三年級上冊“倍的認識”這一內(nèi)容時，教師可以通過前測，利用大數(shù)據(jù)來分析學生對“倍”這一概念的理解程度，以及他們在應(yīng)用時遇到的困難。教師可以設(shè)計一些前測問題，通過學生的前測數(shù)據(jù)就會發(fā)現(xiàn)，學生對“倍”這一概念的理解存在差異，因為學生已有的認知結(jié)構(gòu)不同，從而找出學生在理解時存在的普遍問題和個別問題，如有的學生會混淆“誰是誰的幾倍”和“誰比誰多幾倍”這兩個概念。

以課前測試的學情數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，教師可以聚焦學生學習的難點，找到本課教學的切入點。對于學生普遍存在的“誰比誰多幾倍”這樣的困惑，教師可以設(shè)計一些針對性的教學活動，幫助學生加深對“倍”的理解。

依托大數(shù)據(jù)的精準分析來優(yōu)化整體教學設(shè)計是實現(xiàn)精準教學的關(guān)鍵。結(jié)合大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，教師能夠更準確地把握學生的學習情況，有的放矢地設(shè)計教學活動，教學效果和學生的學習效果自然會得到大幅度提升。

（三）運用大數(shù)據(jù)智能題庫，實現(xiàn)精準化練習

課堂上的精準化教學主要分為兩個部分：一是針對課程知識的精準化分析和對學生學習過程的細致化輔導，其目的在于引領(lǐng)學生深入探究、全面理解，牢固掌握知識精髓；二是課中和課后精練環(huán)節(jié)，旨在促使學生在解題過程中將所學知識內(nèi)化于心，達到遷移、拓展知識的目的，并靈活運用所學方法。前者是教學的基石與起點，而后者是知識深化與應(yīng)用的目標和延伸。

在大數(shù)據(jù)時代背景下，為了更有效地實施精準教學，教師應(yīng)充分利用大數(shù)據(jù)的力量構(gòu)建校本習題庫。學生提交作業(yè)后，教師利用信息技術(shù)手段，快速地對學生的答題情況給予評價和反饋，并根據(jù)學生平時作業(yè)練習中容易做錯的題目，以及考試中大量出現(xiàn)的錯題，精準生成學生的個人錯題庫和校本錯題庫。題庫將經(jīng)典的數(shù)學題與常見的解題技巧巧妙地結(jié)合在一起，保證每一次練習都能準確地針對不同層次學生的學習需求，從而達到個性化的練習目的，為學生的個性化學習之路提供有力支撐。

以蘇教版小學數(shù)學三年級下冊“面積”單元為例，本著幫助學生鞏固知識、發(fā)展素養(yǎng)的目的，在運用大數(shù)據(jù)完成對學生學習數(shù)據(jù)的采集后，教師可以自主設(shè)計包括選擇、填空、判斷、分析等題型在內(nèi)的多類型習題集，對學生的學科素養(yǎng)進行考查。例如，為了檢測學生是否能夠區(qū)分周長和面積這兩個概念，教師可以設(shè)計如圖1所示的習題：用1平方厘米的小正方形拼成以下圖形，周長最長的是（" " ），面積最大的是（" " "）。

教師還可以利用國家中小學智慧教育平臺等平臺中的習題庫功能，從不同的解題技巧和學生的知識掌握情況出發(fā)，設(shè)計不同指向的練習題，生成智能題庫，然后結(jié)合實際學情來篩選不同的練習題進行組卷，從而開展精準練習。

大數(shù)據(jù)精準地捕捉學生的學習需求，如同一場及時雨，滋潤了學生求知的心田。大數(shù)據(jù)下的精準教學猶如一位貼心的導師，為學生量身定制最合適的學習方案，賦予個性化學習更大的空間。

四、結(jié)語

總而言之，大數(shù)據(jù)與精準教學相輔相成，依托大數(shù)據(jù)來落實精準教學是課堂教學信息化改革的一種趨勢，在大數(shù)據(jù)的加持下，教師能夠更有效地開展精準教學，使教學效果得到最大限度的提升。從教育優(yōu)化與革新的角度來看，大數(shù)據(jù)與精準教學的有機融合突破了傳統(tǒng)教學模式的局限，為新時代的教學改革指引了方向。我們堅信，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，精準教學將繼續(xù)以其獨特的魅力引領(lǐng)教育的創(chuàng)新浪潮，助力學生在知識的海洋中航行得更遠、更穩(wěn)。

注：本文系福建省教育科學“十四五”規(guī)劃2023年度課題“基于大數(shù)據(jù)分析小學數(shù)學精準教學的實踐研究”（課題立項批準號：FJJKZX23-412）階段性成果。