基于大數據分析問題鏈驅動的精準教學探索

康永軍 王榮華

摘? ?要：教學實踐證明，只有全面、深入地分析學情，找準“最近發展區”，開展有針對性的教學活動，才能提高教學的有效性。以此為出發點，天津市濱海新區塘沽渤海石油第二中學經過多年探索，建構了基于大數據分析問題鏈驅動的精準教學范式，探尋利用大數據技術的優勢，開展問題鏈驅動的教學，以優化傳統教學過程，實現精準教學。

關鍵詞：大數據;問題鏈;精準教學

作者簡介：康永軍，天津市濱海新區塘沽渤海石油第二中學教師;王榮華，天津市濱海新區塘沽教育中心。（天津? 300450）

中圖分類號：G632? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? 文章編號：1671-0568（2019）07-0027-03

隨著國家教育信息化戰略的持續推進，各級各類學校的信息化環境得到快速完善，各種學習平臺、移動APP、數字終端、可穿戴設備等在中小學逐漸流行起來。數字技術的常態化應用及數字化學習活動的日常開展為教育大數據的生成提供了得天獨厚的條件，伴隨著教育數據的持續累積與深度挖掘，大數據在構建新型教學生態、助力教學結構變革、再造教學流程方面的作用日益凸顯。

一、借助大數據分析，了解每個學生的真實世界

隨著數據密集型科學的快速發展，數據成為驅動社會創新發展、綜合競爭的重要指標，也成為教育研究和利用的主要對象。與此同時，以大數據、云計算、泛在網絡、虛擬現實、人工智能等為代表的新技術開始在教育教學領域嶄露頭角。學習空間超越了封閉的物理空間，走向虛實融合的無邊界學習場域;學習過程從課堂、家庭、圖書館等斷點式的學習活動，走向家校貫通、雙線（線上、線下）融合的學習連續體。由此，越來越多、越來越細的教與學的行為印記被網絡教學平臺、移動APP、可穿戴設備等記錄下來。

教學過程與結果數據的持續采集，逐步形成教學大數據，通過教學大數據的深度挖掘和多元分析，能夠將數據背后反映的教學意義與價值清晰地呈現出來，進而輔助教師更精準地教，指導學生更精益地學。

實踐證明，借助教育數據挖掘與學習分析技術，可以將課堂環境與網絡環境中生成的教學數據“翻譯”成有價值的信息，如學困生的識別、知識缺陷的發現、學科能力的診斷、教學目標的達成度等，進而為教學者的教學決策（調整教學方案、打造精準教學、實現全面評估、施行科學決策等）與學習者的學習決策（制訂學習計劃、定制學習資源、選擇學習路徑等）提供更準確、及時、全面的支持，推進數據驅動的精準教學和精準學習。

近年來，隨著大數據技術在教育領域應用探索的快速推進，數據驅動教學開始呈現四大特征：科學化、精準化、智能化和個性化。目前，天津市濱海新區塘沽渤海石油第二中學（下文簡稱“我校”）正積極探索基于大數據分析，問題鏈驅動的精準教學，并引入了一套系統——極課大數據。極課大數據是一套基礎教育學業采集與學情反饋追蹤系統，以常態化學業信息采集存儲和集中式動態學業檔案管理為基礎，通過圖像模式識別，云計算技術，大數據分析等來提升精益學校的管理，是基礎教育大數據形成與應用的信息化解決方案。它能夠實現以下作用：

1. 數據把脈。高效互動課堂利用大數據技術持續分析課堂數據，為教師及時了解學情、調整教學計劃提供了數據支持。教師通過傳感器和智能終端同步記錄學生的學習路徑，追蹤其學習過程，全面掌握學習者的學習現狀，為教學“把脈”，實現“對癥下藥”。

2. 精準反饋。高效互動課堂立足教學過程，通過分析教學數據能夠掌握學習者的不同需求。由此，不僅能幫助教師實時捕捉有價值的信息，根據學生出現的學習問題進行及時干預、優化教學內容與教學方法，還能幫助學生進一步鞏固、深化和運用所學知識。

3. 輕負高質。豐富的媒體支持、高效的互動體驗與精準的學情分析，促使教師在最短的時間內盡可能高質量地完成教學任務。教師在有限課堂教學的時間內，既能保證課堂教學有足夠的信息量，又能聚焦班級中存在的共性問題和學生的個性問題，幫助學生及時查漏補缺，布置少而精的學業任務，從而真正實現高效教學。

二、構建問題鏈驅動，激發學生的學習動機

學科核心素養這一概念蘊含了學習方式和教學模式的變革。它要求學科教學在與現實生活緊密關聯的、真實性的問題情境中展開，要采用基于問題的建構式學習，在學習者與問題情境的持續互動中，不斷嘗試在問題解決的過程中形成學科觀念、學科思維模式和探究技能，發展核心素養。[1]那么，什么樣的問題鏈才能驅動學生的主動學習呢？

1. 知識問題化。在傳統的教學模式中，學生常常通過死記硬背、機械模仿的方式理解新知識，這樣理解的知識很難被提取運用或遷移應用。學習是由提出問題開始，伴隨解決問題的過程逐漸深入，學生的思維被激活，他們才會主動去學習，而且在不斷解決問題的過程中保持較高的求知欲，這樣更能激發學生主動填補知識空白、認知缺陷。

要通過問題解決教學促進學生深度學習，知識問題化是前提，因此，教師應通過分析知識在課標、教材中的地位與作用，分析學生已有的知識經驗和可能發展的思維能力，以提煉出知識中蘊含的核心問題，從而促使學生分析問題、解決問題，并學會運用知識解決問題。實踐證明，好的問題能夠促使學生深入思考，在產生認知沖突和解決沖突的過程中，使認識得到發展，因此，教師應深入研究問題教學模式，了解學生學情，從而使問題貼近學生實際，最終達到提高教學效率的目的。

2. 問題情境化。在問題解決教學中如何實現問題的情境化設計呢？一是知識必然是學習者自主建構的，而不是機械地接受外界的灌輸。因此，提出的問題應貼近學生的生活。二是要設計豐富而貼近學生實際的情境，使學生參與到知識建構的過程中。三是分析學生已有的知識和經驗，掌握學生已有的認知基礎、認知方式。

當然，問題情境設計是有原則的，情境一定是符合學生最近發展區，而且與之相關的知識的問題解決教學過程與現實世界的解決問題過程相仿，這樣才便于學生進行自主探索。問題情境的來源是多方面的，教師可以從個人生活經驗、學生經驗、學科發展動態、學生學習過程等方面加以選擇。問題情境化是激發學生化學學習興趣的需要，社會生產和人的需要是產生興趣的源泉，在問題情境化過程中，教師要從學生已有的經驗出發，有的放矢地介紹日常生活和社會建設中所用到的知識，以此激發學生的愉悅心情，觸發他們的情感和求知欲，使學生感到學有所得，學有所用。

3. 情境真實化。真實的情境會帶給學生強烈的共鳴，學生的注意力和學習的興趣被激發起來，學習內容變得具體化、形象化，他們在問題解決的過程中體會到問題的意義和知識的價值，體會到解決問題的成就感，同時也促使學生在新的情境中遷移應用。

基于真實情境的問題解決過程能將知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀三維目標真正并為一體，充分體現和發揮化學問題的價值和解決問題的價值。為了使情境真實化，在選擇情境素材時，要注意情境素材最好是既來源于學生生活，又高于生活，并在學生的最近發展區之內，讓學生在看似平常的情境中探索或開發不平常的問題，在熟悉的生活常識與艱深的學科知識之間建立起根本性的關系。

三、大數據分析與問題鏈驅動相融合，促使學生進行深度學習

當前，課堂最大的困境在于很多學生存在虛假學習和淺表學習的情況，究其原因，是高速而壓縮化的課堂教學進度與緩慢而復雜的學生學習歷程之間存在巨大落差，使學生的真實學習需求未能得到關注和回應，并最終陷入了學困生的死循環。因此，要改變課堂困境，使學生從虛假學習、淺表學習走向深度學習，課堂的系統化變革勢在必行。[2]

1. 大數據分析是深度學習發生的前提。借助于大數據分析技術支持的課堂，最容易發生的就是深度學習。數據是基礎、也是核心，只有采集了學生學習過程中常態化的海量數據，教師才能了解每一位學生，才能看到學生發展進步的動態過程，進行客觀理性的學情分析和學生的學業水平評估。

實踐證明，利用極課大數據可以實現“線上數據采集”和“線下數據采集”兩種方式。通過數據采集，可以獲得學生學習過程中最鮮活、最豐富的真實數據，如學生解答的痕跡、教師批改的痕跡等。其中，線上數據采集主要通過數字化在線課堂教學平臺以及學習終端設備，記錄學生在線課堂上的提問互動、習得反饋、在線作業等情況，以生成相關學習數據。線下數據采集主要通過記錄學生的每一次作業、每一周練習、每一次考試的解答痕跡，反映學生課后學習及學習效果的全過程。

對于日常大量的作業則采用“先批后掃”的數據采集模式，在不改變學生和教師原有學習及工作模式的基礎上，再進行常態化的數據采集，甚至可以保留教師的批改痕跡和學生的訂正痕跡。整個流程是先將學生的日常作業或練習卷在傳統批閱的基礎上，通過高速掃描儀采集學生作答情況以及教師批改痕跡保存至云端，教師通過手機APP、電腦等終端隨時查看教學診斷云平臺上收集生成的學生數據。如每個學生的作業完成情況、每個題目的做錯學生名單等，學生也可以通過手機APP、電腦等終端隨時查看自己的作業反饋情況，系統還會自動建立個人錯題庫，并給出個性化的補償學習建議。

2. 問題鏈驅動是深度學習的關鍵。學習始于問題，學習的過程就是解決問題的過程，同樣，學習的最終目的是利用所學的知識解決實際應用中的問題。[3]學習并不能解決所有問題，但真正的學習一定是在解決問題中進行的。

要實現學生的深度學習，就要進行高品質的問題鏈設計，這是課堂教學質量的重要保障。所謂問題鏈，是指教學中直指學科本質的、整合教學目標和教學內容、涵蓋教學重難點、具有高水平能促進學生主動活動和積極思維的問題，這類問題貫穿整個課堂教學過程，適應學生的身心發展特點，能促進學生深度學習，發展學生的高階思維和核心素養，并在其中居于中心地位。從形式上看，它可以是一組驅動性的問題，也可以是以問題形式提出的任務或項目，這個問題的提出和解決要統領教學的所有問題。

相對于以學科知識為線索和以知識獲得為目的的累積性學習，深度學習需要引導學生在問題解決中學習，展開深度理解和實踐創新。無論是學科核心素養的發展，還是深度學習的實質性展開，都天然地與復雜的問題情境緊密地結合在一起。復雜的問題情境不僅是學科核心素養發展的最佳場域，還是深度學習展開的最佳場域。再形象地講，復雜的問題情境乃是學生深度學習和學科核心素養發展的大熔爐。鑒于此，深度學習的引導不僅需要基于問題的教學，而且還需要開展基于復雜問題的教學。[4]

教學活動的設計要以理解為基礎、以解決關鍵問題為目標，設計出體驗性、探究型的學習活動，并在此過程中引導、幫助學生通過解釋、舉例、分析、總結、表達、解決不同情境中的問題等。

當然，在此過程中，教師要適時幫助學生搭設橋梁，尋找解決問題的最佳路徑，不斷喚醒學生的主體性，并通過活動引發學生的反思與評價意識，促使他們反觀活動經歷并進行改進。由此，深度學習活動的過程，就是師生之間互動共生的過程，是師生之間協同發展的過程。

總之，在當今數字化教育時代，充分發揮信息技術的優勢，在班級授課制背景下，精準地把握每一個學生的學習狀態，為學生的學習提供精準的指導和支持，讓教學更加精準，為學生個性化學習提供強有力的環境支持，學習終將達到人人皆學、處處能學、時時可學的新境界，真正實現教育現代化。

參考文獻：

[1] 教育——財富蘊藏其中[M].北京：教育科學出版社，1996.

[2] 何玲，黎加厚.促進學生深度學習[J].計算機教與學：現代教學，2005，（5）.

[3] 霍愛新，靳瑩，鄧藝琳.促進初中化學核心概念深層次理解的復習設計[J].天津師范大學學報（基礎教育版），2018，（4）.

[4] （美）奧蘇貝爾.教育心理學——認知觀點[M].余星南，宋鈞，譯.北京：人民教育出版社，1994.

責任編輯? ?范艷玲