基于大數據學習分析的高中信息科技課堂教學實踐研究

夏仲文+陳思卡

摘要：大數據支持下的學習分析給教育帶來了深遠的影響，也啟迪一線教師開展基于學生學習數據的教育教學實踐與研究。本文基于2014年上海市高中生信息科技學習水平起點調查問卷的數據開展了課堂教學的實踐研究，實踐了一條從明確課程教育教學目標與學生現狀的距離，到實踐抓住主體、分層教學，夯實基礎，突破重難點，調整課堂結構，規范提升學生信息道德水平的高中信息科技課堂教學實踐與探索之路。

關鍵詞：起點調查；高中信息科技；課堂教學研究

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）20-0036-04

在教育領域中，大數據具有很強的應用價值，基于學生全息數據的分析催生了一個新興的研究領域——學習分析，就是一個明顯的佐證。學習分析（Learning analytics）是運用先進的分析方法和工具預測學習結果、診斷學習中發生的問題、優化學習效果的一類教學技術的集合。[1]學習分析著眼于對學生學習過程中的數據進行收集、分析，對學習過程進行評估[2]，發現學習過程中隱藏的問題，提出問題解決對策。學習分析的興起受益于信息技術的發展，尤其是云計算平臺的大規模應用助推教學資源的網絡化和基于網絡化、碎片化學習方式的普及。

學習分析帶給一線中小學教師的不僅僅是信息技術支持下利用數據對學生的學習情況進行分析的教育應用，也應該是一種基于學生學習數據開展教育教學實踐與研究的教育理念。在這一理念的啟迪下，筆者開展了基于以下調查數據分析的高中信息科技課堂教學實踐研究。

2014學習水平起點問卷調查簡介

為了了解上海市高中生信息科技學習水平的情況，上海市教研室于2014年9月組織了上海市中學生信息科技學習水平起點問卷調查。起點問卷調查共26題，分三個模塊，即學生基本情況、學生學習興趣傾向、學生現有的知識與技能。

學生基本情況模塊主要包括學生初中學習信息科技的年數、獲得信息科技知識與技能的途徑、解決家中計算機故障的方式、上網設備、上網地點和上網時間、網上信息搜索的方式和維護信息安全的方法。

學生學習興趣傾向模塊主要包括擁有博客或微博的情況、使用微信或飛信或易信的情況、上網所做的事情、對當今社會信息技術發展熱點的關注度。

學生現有的知識與技能主要包括對計算機（智能手機）硬件及性能指標的了解程度、是否會安裝和卸載軟件（計算機、平板或智能手機）、系統軟件的辨識、常見的網絡知識的了解程度、曾經使用過的程序設計語言和圖像處理軟件、算法與程序設計的掌握程度、平面設計與創作的掌握程度。

三個模塊的試題不僅涉及了學生現有的知識儲備情況，也反映了學生在日常生活與學習中利用信息技術解決各種問題的現狀，為高中信息科技教師了解學生信息科技的學習水平起點、開展教育教學工作和研究工作提供了原始而真實的數據。

閔教院附屬中學2014學習水平起點問卷調查數據分析

閔教院附屬中學是一所美術特色學校，學生的錄取成績是上海市高中錄取分數線，因此，學生在學習上的表現或多或少存在一些問題，學習能力也有些欠缺。閔教院附屬中學參加2014學習水平起點問卷調查的學生一共111人，占高一年級學生總數的97.37%，基本能夠反映我校全體學生的信息科技學習水平起點情況。

從調查問卷的數據來看，學生基本情況較好，在初中階段上過（1年、2年和3年）信息科技課的學生占93.69%，沒學過信息科技的占6.31%。在上網方面，有98.2%的學生經常上網或偶爾上網，智能手機是學生上網的主要設備，有93.69%的學生在家中上網，說明接入互聯網的學生家庭占比較高。學生獲取信息科技知識的主要途徑是信息科技課和閱讀網上教程，說明學生獲取信息的途徑較為單一。

在學生學習興趣傾向模塊上，有71.17%的學生有“自己的博客或微博”，但是經常使用的學生只有55.86%，說明學生在學習過程中的上網時間與自由度不夠。在“你一般上網做什么？”的選項中，居于前三位的分別是聊天、聽音樂、看視頻。而查找學習資料、搜索信息、看網絡書籍三個選項占比分別是66.67%、45.05%和39.63%，說明學生主動利用網絡資源進行學習的比例不高，這也是學生家長、學校教師一直限制學生上網的原因所在。在當今社會信息科技的發展熱點上，學生能夠有所關注，但是對熱點的專業性與深度了解不夠，這一點可以從有83.78%的學生了解3G/4G，但是對IPv6、Web2.0的了解比例分別只有8.11%和50.45%看出。

在學生現有知識與技能模塊上，學生對計算機（智能手機）硬件及性能指標的了解程度非常不理想，只有21.62%的學生認識一些部件，知道部件性能的指標。這表明在今后的教學工作中，計算機的硬件知識雖然簡單，但仍需要重點介紹。此外，該問卷調查還暴露出學生“基礎不扎實、知識面窄”的特點，如“以下屬于系統軟件的是”一題，有45.05%的學生竟然選擇了“Office軟件”，31.53%的學生選擇了“Flash軟件”，38.74%的學生選擇了“IE瀏覽器”。Linux和Unix兩個選項的選擇比例分別是11.71%和6.31%。

綜合三個模塊的情況來看，我校學生的信息學科知識、信息素養和信息意識與區里的整體情況相比，存在較大的差距。課堂教學需要付出更多的努力才能夠彌補上述差距，才能讓學生經過一年的高中信息科技課程學習獲得良好的信息素養，在學業水平考試中取得較好的成績。

基于2014學習水平起點問卷調查數據分析的高中信息科技課堂教學實踐研究

1.明確高中信息科技課程教學目標，找準學生現狀與課程目標之間的距離

上海市普通中小學信息科技課程是以計算機和網絡為基本載體，以學信息技術、用信息技術、懂信息技術、與信息技術一起學為基本學習過程，融知識性、技能性和工具性于一體的重要的基礎課程。課程總體目標是以信息素養的形成為主線，以全面提高所有學生的信息素養，使其具備信息科技的基礎知識和技能為總體目標。高中階段的課程教學目標是拓展信息科技知識的深度和廣度，善于選擇和使用合適的信息技術工具，提高自主學習和解決復雜問題的能力，形成正確使用信息和信息技術的評價標準的信息道德。[3]

上海市高中信息科技課程的目標，不僅對學生所應掌握的信息科技課程知識的廣度和深度，運用信息技術解決各種問題的信息素養提出了較高的要求，還對基于信息素養所形成的道德價值判斷以及對社會所肩負的責任提出了較高的要求。2014學習水平起點問卷調查的數據顯示閔教院附中學生整體現狀與課程目標的要求，在基礎知識的了解廣度和掌握程度、以基礎知識為基石的信息素養，運用信息技術解決問題的能力等方面存在較大的差距。

2.抓住主體，分層教學

學生的整體基礎不是很理想，但是也有少部分學生的信息技術知識與基礎不錯。為了解決課堂上大部分學生“吃不了”，少部分學生“吃不飽”的問題，筆者在教學設計時對課程內容進行了重新的梳理和分層，將課程內容劃分為基礎掌握內容和提高選修內容?；A掌握內容是面向全體學生的，是學業水平考試中明確規定的內容，而提高選修內容是供學有余力且有興趣的學生進行自主學習使用，教師在課堂上預留5分鐘左右的時間為這部分學生的自學提供幫助。通過這樣的設計，以達到抓住主體，實施分層教學，整體提高，保證課堂教育教學質量的目標（如案例一）。

案例說明：之所以這樣劃分，是因為“二進制數與十進制數的相互轉換；二進制數與八進制數的相互轉換；二進制數與十六進制數的相互轉換”是課標和考綱中明確規定重點考查的內容，近三年的學業水平考試出題情況也體現了這一要求?！笆M制數與八進制數的相互轉換；十進制數與十六進制數的相互轉換；十進制數與R（任意）進制數的相互轉換”在課標和考綱中作為拓展內容，近三年的學業水平考試并沒有作為重點考查內容出現在試題中。

3.夯實基礎，突破重難點

上海市屬于經濟比較發達的地區，閔教院附屬中學的學生對一些發展前沿的信息技術多少都有所接觸，雖然涉獵廣，但層次較淺，專業知識面較窄，而上海市高中信息科技課程不僅要求學生擁有較廣的知識面，還需要對課程知識有較深程度的掌握和將所學知識應用于生活解決問題的遷移應用能力。

因此，筆者在課程教學實踐中，對課程的基礎知識和重難點知識根據學生的情況重新進行了梳理，制定了基礎知識、重難點知識表，并在教育教學中做到夯實基礎，突破重難點，拓寬知識面的同時，深入挖掘知識點的深度（如案例二）。

案例說明：信息技術工具知識點梳理調整表只是高中信息科技必修模塊中的一個單元的調整表。將“軟件的分類”從“基礎/知道”調整為“重點/理解”，是綜合本次調查數據結果和以前的教育教學經驗而進行的，因為閔教院附屬中學的學生經常會將常用的系統軟件和應用軟件的分類混淆。將“常用軟件的卸載與安裝”從“重點/理解”調整為“基礎/知道”是基于98.2%的學生會安裝也會卸載軟件的調查數據而做的決定。

4.調整課堂結構，讓學生自由“想”，充分“做”

上海市高中信息科技課程由統一模塊和選修模塊兩個部分組成，閔教院附屬中學選擇的選修模塊是設計與創作。該選修模塊由設計與創作理論知識、Photoshop平面作品設計和Flash動畫創意設計三部分組成。

2014學習水平起點調查問卷數據顯示，有94.59%的學生使用過Photoshop、FireWorks、金山畫王、光影魔術手、美圖秀秀或其他的圖形圖像處理軟件。這說明學生在圖像圖形處理上已經奠定了一定的基礎，在課堂教學中不需要從零開始，教學的重點應是作品整體設計能力與創意的提升，而非軟件工具的使用。

針對這一教學起點，筆者在Photoshop平面作品設計的教學上，將傳統的教師作品展示、教學演示，學生按照要求進行作品創作、保存、提交和師生評價，調整為教師作品展示、作品創作說明，學生自由創作作品、保存、提交和師生評價（見下頁的課堂結構調整示意圖）。雖然課堂結構的改變不大，但是給予學生更多自由設想、充分創作的時間。學生進行設想與創作的時間由在傳統的課堂結構上只有10分鐘左右增加到20～25分鐘。在新的課堂結構中，教師需要盡量花最少的時間把需要講授的新內容與學生一起探討清楚，留出更多的時間和空間讓學生去創作與實踐[4]，以提高學生在實踐中應用信息技術創造性地解決問題的能力。

5.關注課堂細節，引導樹立信息倫理意識，規范提升信息道德水平

在信息化社會，社會公民不僅應具備良好的信息素養，還應具備良好的信息道德水平。針對我校學生信息意識薄弱、學生對信息道德和信息倫理認識不全面的情況，筆者在課堂教育教學中做了以下探索。

（1）面對、引導和處理課堂細節上的信息倫理問題。

在學習設計與創作模塊的內容時，經常會用到從網上下載的圖片，或者學生軍訓的照片。網上下載的圖片會涉及版權問題，而學生的軍訓照片會涉及學生的肖像權問題。這時，教師需要從正面引導學生注意在作品中標注作品素材的來源，以保護原作者、原網站的版權。使用學生的軍訓照片，原則上應該取得學生本人的同意，取得肖像權的許可。通過長時間的積累和有意識的培養，學生在版權保護、肖像權的使用等信息倫理問題的認識上，有了很大的提升。

（2）設置信息倫理討論問題，讓學生對網絡道德有全面認識。

在學習第四單元《信息技術與社會》的“負責任地使用信息技術”的內容時，結合第三單元《計算機網絡》，就新聞報道上的網站賬號泄密、銀行卡遭盜刷、棱鏡門事件等熱點話題在課堂上讓學生進行討論，讓學生認識到這些事件不僅違反法律法規，還有違網絡道德和信息倫理要求，讓學生“樹立在信息化社會中的基本道德規范，應用信息技術過程中個人自律能力”[5]，避免學生在今后的網絡生活中因為對法律法規和網絡道德不了解而走上網絡違法犯罪的道路。

高中信息科技課堂教學改進實踐反思

1.課堂教學工作應依據學生學習數據開展

課堂教育教學是基于師生互動開展的知識學習活動，學習活動效果的好壞不僅取決于教師能否在課堂上為學生提供多樣化的學習支持，教學策略設計的優劣，教學科研能力的高低等，也受到學生已有知識儲備、學習能力、學習習慣等因素的影響。因此，教師在開展教育教學的過程中，應該能夠自覺做到全面了解學生的知識儲備、學習能力、學習習慣等學習數據，在教育教學中依據這些學習數據開展課堂教育教學，而不能夠游離于學生的基本現狀主觀地開展無效的教學。

2.分層教學目標的制定與落實在大數據的支持下可以更精細化

基于條件的限制和對學生數據收集的局限性，對學生的分層還沒能做到兼顧每一位學生的每一個方面，只是一定程度上的整體分層，基于這一定程度上的整體分層教學目標的制定還存在不足。因此，若有大數據分析系統的支持，教師便能夠方便地了解到學生全面的學習數據，學科課程教育教學目標的制定與落實可以更加精細化，可以做到以數據為指導來開展教育教學工作和研究工作，實現課堂教學有意義的及時調整。

參考文獻：

[1]李青，王濤.學習分析技術研究與應用現狀述評[J].中國電化教育，2012（8）：129.

[2]蔡婷.大數據背景下學習分析技術對教學模式的變革[J].課程教育研究，2014（33）：201.

[3][5]上海市中小學信息科技課程標準（試行稿）[EB/OL].http：//wenku.baidu.com/link？url=niUXK9E8XXZNdS60JmFY8jVOcPlThpZBo1SyaW6EoFh7ppAbRmJbz4CiW2bTzfxyexoYA3HGHJNBpmWLvO3qq5g5_1KZ_ZlPCO8-Nd76lUC.

[4]李冬梅.如何在信息技術教學中提高學生的信息素養[J].中小學信息技術教育，2010（05）：19.

本文是2014年閔行區青年課題立項課題階段性研究成果，課題名稱為信息科技青年教師的專業成長的途徑與方法研究，課題編號為QQ2014054。