基于學習過程數據的個性化教學

王薏

隨著信息技術的迅速發展，對數據進行計算和分析的方法與技術愈加先進，數據越來越強的可視性、可操作性和可用性，能夠細致、精準、全面和及時地反映個人的思維和行為等。與此同時，數據的采集與應用對促進教學方式的變革也產生了重要影響。通過數據的采集和分析，一方面有利于對教與學提供個性化和精準化的教學支持；另一方面可以針對學生學習過程中出現的問題，隨時診斷反饋，為其提供個性化的輔導。

北京市朝陽區芳草地國際學校雙花園校區2013年5月被列入北京市“基礎教育現代化進程中學生學習方式系統變革”項目實驗校，同時也是北京師范大學與朝陽區合作項目“基于網絡資源、信息技術的學習方式變革研究”的項目學校。在專家團隊的支持下，學校全體教師積極探索如何運用移動終端、網絡平臺采集、分析學生學習過程數據，支撐個性化教學。在兩年的探索中，由起初iPad進入課堂輔助教學，到對學業數據的收集和分析來指導和調控教學，再到對教學過程數據采集與應用實現個性化教學，我們不斷思考、不斷改進。本文將重點闡述數據與技術對接的依據以及運用數據支撐學校個性化教學的實踐。在后續幾篇文章中，教師們將結合數學、品社、書法、體育的課例，具體展示如何運用iPad網絡采集分析學生學習過程數據，如何實現及時反饋、個性化選擇、個性化輔助，展示學校促進學生個性化學習的嘗試和思考。

一、數據與技術對接是開展個性化教學實踐的必然需求

課程改革最大的變化是教育理念的變化，強調學生的個性化和多元化發展。著名教育家杜威曾經說過：“要發展思維，我們必須尊重個人的因素，這是在腦力活動中不能被取代的獨特因素。”這個提法強調了學生個性發展和創新精神的重要性。而要實現學生個性化發展這一目標，教師首先要實現個性化教學。但是，在現代的班級授課制下，同時面對幾十名學生，教師如果僅是憑借個人經驗、主觀判斷開展教學，可能根本無法實現因材施教。教師在教學過程中，必須客觀全面地了解學生的學習起點，科學地規劃學習進程，適時地引領學習過程，恰當地評價學習結果并對學生的學習狀態進行有效地反饋，也就是采集、分析大量的的學習過程數據，方能精準地以學定教，開展個性化教學實踐。

當然，教師僅憑一己之力根本無法勝任這樣的大數據工作。美國卡內基梅隆大學的赫伯特·西蒙教授指出：人類的理性是有限的，因此所有決策都是基于有限理性的結果。如果能夠利用存貯在計算機里的數據來輔助決策，人類的有限理性范圍將會擴大，決策的質量也將得到提高。因此，教學要進入大數據時代，不僅需要理念的更新，還需要先進的技術提供支撐。

借助移動終端的便捷、網絡平臺的巨大容量，芳草地國際學校雙花園校區的教師嘗試對每個學生的學習數據進行分析，即將學生的整個學習過程數字化，包括教材（知識點）和學習活動，從而實現真正的因材施教。在數字化過程中，學生也可以選擇學習內容、記錄學習過程、分析學習結果和采取有針對性的補救措施。

二、借助學習過程數據精準把握學生個體差異

我們首先利用移動終端、網絡平臺采集數據，精準把握學生在學習中起點的差異和過程的差異。

1.采集學生“起點”數據，了解學生差異

每個學生都是不同的個體，有著鮮明的個性。因此，作為教師，首先要做的就是深入了解學生，這樣的教學才有針對性。教師可以憑借數據庫中的信息了解學生家庭背景、氣質類型、認知水平和學習水平等方面的信息。我們從個性特征、元認知能力、學業水平分析和學習過程記錄等不同方面建立了數據采集與分析庫。例如，我們對三年級一個班的數學學科能力水平的數據進行采集與分析（如表所示）。從數據中我們可以發現：學生的數學運算能力、概念理解能力比較強，但在分析解決問題和信息提取方面比較欠缺，教師對此方面應予以關注，實現有效運用數據指導教學的目標。

2.采集學生學習過程數據，實現有效學習和教學方式的變化

以往的教學中，教師只能獲取學生學習的結果，而每個學生如何學習的過程卻是“暗箱”。相同的學習結果，其學習過程可能千差萬別。移動終端、網絡平臺為收集過程性數據，揭開“暗箱”的秘密創造了條件。基于學生的學習行為的數據可以記錄學生的學習軌跡和拓展學習的時空。鑒于學習行為數據對于學生學習的重要性，本校在此方面做了一些嘗試。例如，我們將學生自主學習過程中的數據記錄下來。具體記錄的內容包括閱讀時間、書簽個數、批注個數等。從數據中我們發現，閱讀時長、和課件的多維交互次數與學生最后的檢測成績為正相關。交互次數與閱讀時長在平均線以下的學生，檢測成績呈下降趨勢，說明學習行為與檢測成績的關聯性，教師和學生共享這個過程性的數據采集分析，明晰差異的成因。

三、運用學習過程數據支持個性化教學

通過借助移動終端、網絡平臺采集與分析學習過程數據，我們感受到學生的差異性，也為教師基于學生差異設計和調整教學提供了重要依據。在大數據的背景下，我們的教學實踐在備課、實施、評價、反思等環節都有了新的轉變。

首先，從備課來說，實現了從基于學習結果的學情分析到基于學習行為的學情分析的轉變。有了數據的支持，學生的學習行為都被記錄下來，作為教師設計教學的依據。其次，從實施來說，實現了從基于經驗的整體反饋到基于數據的個性反饋的轉變。以往只能靠幾個學生回答來推斷全班的理解情況，現在可以看到全班學生的即時反應，并根據每個人的掌握情況給予相應的指導與反饋。再次，評價實現了從單一到多元、從“一刀切”到分層評價的轉變。分層次的評價也為學生構建了自己的進步系統，讓每個學生都是成功者，起到了評價的激勵性作用。最后，反思實現了從基于經驗的反思到基于數據的精確反思的轉變。教師可以更為客觀、全面、精確地評估教學目標的達成、教學環節的改進，以及下一步教學方案的調試。

在具體實施中，我們又借助每一環節過程性數據的采集與應用，從提供個性化資源、允許個性化選擇、給予個性化反饋、鼓勵個性化成果展示等不同方面為個性化教學提供支撐。在達成基本目標的同時，更大程度給予學生展示的機會，實現“人人有發展”。

在每堂課的教學中，我們的教師也積極嘗試從以下兩方面來利用數據支持個性化教學。首先，課前數據采集為個性化選擇找準起點。備課時，教師對學生進行前測，通過對前測數據的收集與分析，教師了解學生對將要學習內容的認識程度，在此基礎上，定位本節課的教學目標，分層設計教學過程。其次，實時數據的采集為個性化反饋提供依據。課中，教師利用移動智能終端對學生不同階段的學習情況進行檢測、數據收集和分析，并及時反饋，根據不同學生的學習情況，調整教學節奏，提供個性化輔導與學習支持。如數學課中，教師設計闖關游戲，本關沒有闖過的學生，可以觀看教師提前錄制的知識點講解微視頻，看后再做一道類似題，才可進入下一關。

總之，在課堂教學，運用iPad網絡采集分析學習過程數據，使得教師有能力去關注每一個學生的微觀表現。運用大數據技術，不僅可以獲得一個學生在一節40分鐘的課堂中所產生的全息數據，而且可以對這個學生在課堂學習過程中的各種行為表現等進行全方位分析，為教師實施適合學生的教育提供支持。在iPad網絡輔助下，對學習過程數據的收集，有利于教師對學生的認識從點、線延伸至面，認識更立體、更全面、更多元，進而為個性化教學助力。

本文系北京市朝陽區教育研究中心與北京師范大學合作項目“學生學習方式變革與創新思維培養研究”的研究成果之一。

（作者系北京市朝陽區芳草地國際學校雙花園校區校長）

責任編輯：肖佳曉

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