極課大數據及教學應用研究

朱益民

梅村高中創辦于1913年，是江蘇省首批重點中學、江蘇省首批四星級高中、國家級示范高中。著名科學家錢偉長之父錢摯和一代國學大師錢穆曾在校任教。著名力學家、資深兩院院士錢令希也從這所校園走出。

一百年來，梅村高中始終秉承“至賢”校訓，弘揚“敏毅誠樸，至賢至德”的治學精神，辦好符合教育發展規律的一流學校。要想辦好符合教育發展規律的學校，就必須要順應教育改革，從應試教育轉向素質教育，最終催生教育的大數據化、數據結構化。

一、極課大數據及教學應用研究的倡導

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》對信息技術高度定位，指出“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視”；對教師應用信息技術提出要求，“強化信息技術應用，提高教師應用信息技術水平，更新教學觀念，改進教學方法，提高教學效果”；對學生應用信息技術提出要求，“鼓勵學生利用信息手段主動學習、自主學習，增強運用信息技術分析解決問題能力”。《國家教育事業發展第十二個五年規劃》指出，“強化學校質量主體意識，加強自我評價，完善質量內控機制，推動學校教學基本數據信息庫建設”。

世界著名數據科學家維克托·邁爾·舍恩伯格教授在《與大數據同行：學習與教育的未來》一書中，通過生動的故事、大量的證據，運用高瞻遠矚的教育家視野，闡明了對大數據時代教育變革的深刻理解。近年來，世界各國的教育改革都倡導針對學生個體差異實施個性化教學，力爭做到像醫學一樣，根據學生的學習行為大數據來調整教學策略。在課堂教學中采用基于證據的教學，這也一直是人們對未來教育的追求。

在高中教學中，作業批改、單元練習、大型考試等過程性評價或終結性評價都會產生大量數據，這些數據的保存、分類、分析和利用對實施精準教學至關重要。由于面廣量大，數據保存和利用的難度很大，這使得教師對學生個體的認識停留在短時記憶層面，缺乏對學生個體的跟蹤分析，不利于有效地開展個性化教學、差異性教學，達不到因材施教的目的。此時，通過研發和應用極課大數據技術，對高中教與學過程中的海量信息，特別是作業和測試等形成性評價進行專業常態化處理，快速形成計分電子表格、錯題本、診斷報告、個性化學習包、學業信息檔案、學科內容評價報告單等，進一步形成相關增值方案，探索新型的課堂形態和教學范式，促進教學理念、方式和評價機制的創新，促進學生的學業進步和生命發展，提升教師的學科素養和專業技術，推動素質教育的高位均衡發展。

跨入21世紀，我校積極推進和深化高中課程改革，全力將信息技術與課程整合，著力推進創新智慧校園和教學方式變革，優化課堂形態，增強教學成效，堅持走優質特色發展之路。

現在，隨著全社會移動終端的普及、云計算服務的發展、大數據分析技術的突破，基于學生行為大數據分析的教學，在梅村高中正逐步變成現實。

二、極課大數據及教學應用研究的實施

2010年，梅村高中著手規劃高中生學業成就診斷與評價改革的研究；2011年，“高中生學業成就診斷與評價改革的行動研究”課題正式立項，并被批準為江蘇省教育科學“十二五”規劃立項課題；2011年2月，學校的“學生在線學習平臺”被評為無錫市信息化優秀項目；2012年，學校成為江蘇省百所e學習試點實驗學校。江蘇省現代教育技術研究“十二五”規劃2012年度課題“基于數字化校園自主學習和有效教學的理論與實踐研究”的研究成果，被評為2014年度江蘇省現代教育技術應用研究優秀研究成果一等獎。2015年，學校被江蘇省教育廳評為省普通高中技術教育與STEM體驗課程基地。

2015年初，教師云辦公模式系統投入現實使用，解決了基礎教育階段學生學業常態化數據采集的瓶頸問題。通過對“十五”的課題“理化學科與信息技術整合”，“十一五”的全國教育技術課題“數字化校園的應用研究”，“十二五”的省現代教育技術課題“基于數字化校園自主學習與有效教學的理論與實踐研究”、江蘇省教育科學“十二五”2011年度規劃課題“普通高中生學業成就診斷與評價改革的行動研究”等課題的研究，形成了極課大數據的思想與靈魂，促進了極課大數據的不斷完善和深入研究。

極課大數據技術支持的大數據采集，通過高速閱卷儀，將學生的學業信息快速進行識別并傳輸到云端，經過相關的運算，形成各類數據報表。教師通過數據反饋，有針對性地設計學生作業、測試及練習題，并做有效性分析，了解學生個體的階段學習情況，分析其知識缺陷并提出專一的糾錯方案，持續關注某一位學生或一個班級的錯題流變和學業發展，對學生的能力（學習策略、知識掌握程度、學習專注度等方面）進行評測，診斷學生的學習變化趨勢。通過采集學生的各種學業信息，應用科學的考試分析方法，對照課程標準，診斷和評價學生的學業優勢與不足，促使學校真正實現因材施教，有效促進學生的發展。

目前極課大數據技術已經投入到高中所有學科的教學，并開始在初中和小學開展探索性科研實踐，極課大數據技術及教學應用研究在全國基礎教育界產生了廣泛的專業影響。

三、極課大數據及教學應用研究的推廣

結合普通高中課程標準，學校教師立足教育教學實踐，對極課大數據技術開展了廣泛的研究，有數十篇高質量的論文發表或獲獎。極課大數據技術及教學應用在我校得到廣泛實踐，成效顯著，同時得到了技術專家和教學專家的肯定，獲得了各級教育行政單位和學校領導的支持。極課大數據技術及教學應用已輻射省內外三百多所學校。

2013年12月5日，北京市教育考試院張警鵬研究員觀察了極課大數據技術，作了《考試評價與學業診斷》的學術培訓報告。

2014年10月，北京十一學校的考察團專程來到梅村高中，就“高中生學業成就診斷與評價改革的研究”課題進行考察和學習。

2014年11月20日，全國普通高中多樣化發展與考試制度改革研討會在山東省聊城市召開，我校領導作《大數據在普通高中的形成與應用》專題報告，與會專家和代表對報告給予了高度評價。

2015年1月15日，無錫市教育局在我校成功舉辦了普通高中優質特色發展會，學校領導介紹了利用極課大數據實施精準化教學的情況，引起兄弟學校的高度關注。華東師范大學戚業國教授評價我校時說道，“注重信息技術引領的多樣特色發展具有意義，體現方向；有效的學習診斷系統是值得高度關注的”。江蘇省教育學會中學數學教學專委會召開2015年學術年會，作了《基于大數據分析，實施個性化教學》主題報告，介紹了高中數學教育改革創新實踐的成果。

2015年7月7日，學校成功舉辦“首屆基礎教育階段大數據的形成與應用”研討會，來自全國的三百多位教師參與了研討交流。

2015年7月11日，第六屆全球華人探究學習創新應用大會召開，我校領導作了《基于大數據分析，實施個性化教學—極課介紹》學術報告。

學校還先后接待了南通市教育局、新疆霍城教育考察團、廣西教育考察團、北京十一學校、江蘇省錫山高級中學、南師附中江寧校區、常州第一中學、江蘇省白浦高級中學、鎮江第一中學、鎮江第一外國語學校、杭州二中、蘇州南環實驗中學、宜興丁蜀高級中學等教育行政單位和學校的現場考察。

極課大數據技術及教學應用研究，引發了課堂形態和教學技術的革命性變革，長江學者深度解析其專業價值，在全國形成了轟動性的影響效果，政府網站、新浪官網、省市（教育）電視臺和報刊等主流新聞和專業媒體開展了跟蹤系列報道，加快了基于大數據推進高中生學業成就診斷與評價改革的步伐。極課大數據在梅村高中教學中的應用與探索，其最大的意義就是，讓每一位學生看清真實的自己，讓教師、家長了解每一位學生的真實情況。

極課大數據在不改變教師現有閱卷習慣、批改作業習慣的基礎上，做到了極速批改、極致分析、極便響應，突破了K12教育大數據的入口和管道，構建了基礎教育學業數據庫。在課前，為教師形成個性化診斷數據，讓課堂教學更精準；在課后，為學生自動形成個性化錯題本及個性化課程學習包的智能推送，使學生的學習更有針對性。極課大數據通過采集校園小數據、沉淀教育大數據，推動教學深度變革，解放教育生產力。