基于“大數據” 分析的數學課堂有效教學

楊麗麗等

摘 要： “大數據”的出現，將掀起人類教與學的又一次變革。通過對獲得大量的學生學習歷程的數據進行分析，能幫助學生改進學習，建立新型的基于數據分析的教學、學習策略。通過數據分析獲取準確的學情分析，并將其落到實處，實現分層課堂，因材施教的有效性教學。

關鍵詞：大數據；高效課堂；有效教學；學情分析；教學診斷

一、“大數據”的教育意義

“數據驅動學校，分析變革教育”的大數據時代已經來臨，利用教育數據挖掘技術和學習分析技術，構建教育領域相關模型，探索教育變量之間的相關關系，為教育教學決策提供有效支持將成為未來教育的發展趨勢。“大數據”的出現，將掀起人類教與學的又一次變革。在傳統的教學中，學情分析來源主要為學生的作業，課前的問卷，或是階段練習，所得數據并不能準確反映學生的整體情況及個體差異，對課堂的作用并不是很大，在大數據背景下，通過對獲得大量的學生學習歷程的數據進行分析，能幫助學生改進學習，建立新型的基于數據分析的個性化學習策略。通過數據分析獲取準確的學情分析，并將其落到實處，實現分層課堂，因材施教的有效性教學。

基于布魯姆的掌握學習理論，從學生實際情況出發，我結合創宏三維一體教育教育平臺開展了基于學情的數字化教學研究。研究的基本方向是：一是基于大數據的，教學資源建設的有效利用研究；二是基于大數據的，資源利用過程中所產生的大數據及其他教學數據的多維度分析研究；三是基于大數據的，將獲取的分析數據用于教、學、研的應用研究。本文將通過如何利用數據來展開，并以此探索研究教師基于數據挖掘的教學模型。

二、“大數據”在數學課堂上的實踐應用

在數據背景下，教師如何改進教學？

高效課堂的一個前提是獲得準確的學情分析，并把學情分析落到實處。在傳統的教學中，所謂的學情分析的主要來源為學生的作業，或者在課前進行的問卷調查，或是通過階段練習獲得的學生大體的情況等，這些數據并不十分準確可靠。 如何準確把握學情，了解學生的個體差異，發現學生的問題，讓課堂教學把握的更加精準有實效。

數學課堂主要有三種不同的課型：1.新授課；2.專題復習課；3.講評課。針對不同的課型，研究如何將數據有效利用與課堂，讓數據更有針對性。

如在新授課中，數據主要來源于學生的預習。而學生的預習來源于教師的完整的教學計劃。計劃內容涵蓋：學生預習計劃、學生的預習資源、預習的時間規劃、數據采集要點、課堂教學、學生預習問題解答、針對性教學、課后作業批改等；教師提前根據教學計劃和重難點規劃，為學生制定預習計劃，為學生推薦、提供預習資源，為學生提供主動學習的資源等；讓學生預習作為教學的整體過程之一，通過對學生預習過程的數據采集，讓學生的預習數據，更好的服務于課堂教學。而在課堂教學中，教師則針對學生預習中產生的問題、重點難點反饋，有針對性的進行教學，切實提高課堂的有效性。

試卷、作業講評課、還踢復習課中，來源于學生的作業、階段練習、試卷的數據則更為豐富，內容更為充實，教師可充分利用數據，針對教學問題、學生問題、針對學生的個體進行有效、分層式教學。

下面的展示課例是基于數據分析的一節研究課。

【教學程序】

第一階段：基于數據分析，制定教學計劃

根據對前期采集積累的數據分析得出兩個需要解決的問題：

1.學生錯題集錯題歸因指導，培養學生科學準確分析出自己錯誤原因，真正改錯、提高認識；

2.對課前準備的基礎題練習數據采集和數據分析，準確把握學情，制定本課教學計劃；

3.對學生測試卷、作業的大數據采集，制作學生錯題集錯誤歸因統計（表格、柱狀圖）課前基礎練習錯誤率統計（餅狀圖），總結分析出學生常見問題及需重點講解的知識，制定預習導學單。

第二階段：提供預習資源，引導學生預習，自主學習

課堂教學前，據大數據分析結果和制定的教學計劃，為學生提供課前導學單預習本節課所要突破重點問題。通過學生預習產生的新數據的基礎上調整本課教學計劃。

第三階段：課堂教學。按照通過對課前導學單數據分析所制定的教學計劃重點解決存在問題及重要知識。

課堂教學由這樣幾個環節構成：1.引言；2.通過錯題回顧、尋找典型問題。在這一過程中同時通過對學生錯題集錯誤歸因分析，引導學生正確認識題目錯誤原因，做到真正改錯引導學生對自己的錯題正確歸因；3.重點解決本課所要突破的幾個重點問題。4.針對本課重點解決問題對應的課堂變式練習；5.總結。

第四階段：通過課堂練習數據采集及課后跟進練習學生答題情況的數據采集進行分析及教學評估，以便更好進行接下來的教學活動，提高教學實效。

數學的課堂不是孤立的，是連貫的教學行為，一節課可能解決不了所有問題，

需要連續的教學行為。一節課結束后本課的教學效果的評估就很重要，通過對課堂行為采集數據進行分析和的評估診斷，能更好的服務接下來的教學行為，從而實現高效課堂。

三、基于“大數據” 分析的有效教學的思考

高效課堂，是高效型課或高效性課堂的簡稱，顧名思義是指教育教學效率或效果能夠有相當高的目標達成的課堂，具體而言是指在有效課堂的基礎上、完成教學任務和達成教學目標的效率較高、效果較好并且取得教育教學的較高影響力和社會效益的課堂。高效課堂是有效課堂的最高境界，高效課堂基于高效教學。結合本校“大數據” 分析的有效教學實踐經驗，認為在“大數據”背景下高效課堂重在以下三個環節。

1.準確“學情”調查，為學習者設計教學。高效教學的前提是要把握準確的學情教學從“學情”調查開始，根據“學情”作出決策，設置教學環節。我們將學生學習過程中所涉及的平時作業、單元練習、階段測試、課堂練習反饋等數據進行采集，然后進行分析及評估獲得學生準確學情，區別于傳統的教師憑經驗做出的主觀判斷，更加真實、更加理性、更加全面。

2. 高效課堂的基本元素。教學教學抓手：據準確的學情把握制作課前導學單——學生學習的路線圖和方向盤。高效課堂環節——通過展示實現交流、通過糾錯實現落實、通過點撥實現提升、通過開放實現拓展。

3.課后及時教學評估診斷。傳統的課堂教學效果，往往憑教師上課的感覺。顯然這種評估太主觀，不能準確得到學生的掌握情況，不利于后續的教學。在大數據背景下，教師可以通過獲取課堂上學生答題數據、課后作業完成質量的數據，經多維度數據分析，進行準確的課堂教學效果評估。

四、結語

一個信息化教學創新的時代已經來臨，它將喚醒人們對于教學方式改革的新思考，推動以教師為中心的教學方式向學生為中心的學習方法的轉變。通過技術手段，提升課堂質量，促進學校乃至一個區域教學思維的變革。