大數據輔助數學學科精準教學的實踐研究*

楊原明 (蘇州工業園區教師發展中心 215021)

冉春蓮 (西安交通大學蘇州附屬中學 215021)

“人人都能獲得良好的數學教育，不同的人在數學上得到不同的發展”[1]是新課程標準提出的要求．以筆者的理解，良好，指的是補短——使學生獲得均衡發展，具備最基本的數學素養；發展，指的是揚長——發現學生在數學上的優勢方面并加以培養，使學生在數學學習中獲得成就感，培養他們學習數學的信心．不管是“親其師，信其道”，還是“樂其道，親其師”，都來源于學生個性化的良好學習體驗．

由于客觀條件所限——學情數據的獲得、積累、處理都是極其龐大的工作量——傳統的基礎數學教育一直以來都在模糊而搖擺的經驗主義中行進，大數據的出現有效地改變了這一切．

本文作者有幸參與了大數據支撐下數學學科的教學實踐探索，通過從數據平臺收集并分析學生學習數據、教育行政部門與教師共同建設課程資源、資源平臺向學生開放等策略，在實施個性化教學、確立學生的主體地位、建立新型的師生關系和學習模式這一目標上小有所獲，借此機會與同行探討，以期在新時代的數學學科精準教學上更進一步．

1 學生數學學習情況的精準量化

精準教學的第一步也是最核心的問題：明確教學對象的需求，即幫助教師和學生建立對數學學習水平的正確認識．

作為教學主體的學生，其形象一直模糊、僵化的原因很多：大班化教學中無暇顧及每個個體、大量數據的積累和處理負擔、區域教學資源不均衡、教師教學經驗的不同等，這些使得教學中的師生磨合往往較為艱難.但教學的一對多和數學學科內部分支導致的思維方式差異，使得這種磨合貫穿整個數學教育階段．

在過去的大班教學中，教師很難面面俱到、兼顧每個學生的學習需求，沒有精力為每個學生定制學習計劃并單獨輔導，而學生缺乏對自身學情的準確認識，往往一頭扎入題海，盲目練習，造成學習倦怠甚至恐學厭學．

大數據和互聯網的合理使用，在以下方面實現了突破：

其一，全程全面記錄教學數據，即學生作業和測試卷中持續性的、多元的數據采集方式，如網閱、手閱、手機拍照等，實現全場景動態數據的采集，大量數據的積累使得后續分析結果信度更高.

其二，大量學業數據的科學分析，即依托人工智能核心技術和知識圖譜體系，通過大數據精準分析和診斷，提供單次、歷次、區域等多維報告，明確學生數學學習發展軌跡、六大核心素養的不同發展水平、班級(學校、區域)間差異分析，使學生的自我發現、自我反思、自我教育這一過程成為現實.

其三，互聯網背景下學習方式的轉變使得學生的學習更具有主動性，學生能通過互聯網查閱資料、聽取微課、參與數學問題的討論或研究、通過個性化學習手冊進行針對性練習，攻克學習薄弱環節，而這一過程也積累了更多的個性化學習數據，形成良好的反饋機制，達成學生學習的良性循環．

從實踐中發現，一方面，通過對學生的成長軌跡的記錄，對學生每一次的錯題進行錯因分析.例如，概念模糊，包括知識點沒有掌握、部分掌握以及不同知識點張冠李戴，解題思路有偏差，運算錯誤，審題不仔細，粗心大意等，然后根據人工智能引擎和知識圖譜體系及人工智能算法，精準分析學生的薄弱知識點，科學規劃學生學習路徑，從而達到有效復習.歷次檢測數據表明，學生使用個性化學習手冊后進步較明顯.

另一方面，通過對比時間線上前后幾次考試的知識錨點，篩選出相同的知識點，計算考查相同知識點的試題年級得分率，整體呈現上升趨勢，隨著個性化學習手冊的使用，相同知識點的年級得分率逐漸呈現增大的優勢．

大數據通過對學生學習的全程全面跟蹤反饋，給學生以準確、多維度的評價，幫助學生建立正確的自我認知，不斷根據學習系統的反饋調整學習狀態，克服自身弱點，充分發揚個體優勢，在獲得學業進步的同時，更新學生學習方式，培養其良好的學習習慣．

2 教師教學行為的精確指導

新課改中教師的角色發生了轉變，從學習的指導者、控制者、傳授者，變為學生學習行為的設計者和引導者，在新技術支撐下能實施更加高效更有智慧的教學，通過以下幾方面的進展，這一點在實踐中得到了較好的體現．

其一，多元數據采集將教師從繁重的作業、試卷批改，學習數據手工錄入、人工分析等相對比較機械化的工作中解放出來，使得教師有更多的精力來進行教學研究，在教學準備環節做更多扎實而豐富的工作.例如，選擇更恰當的教學內容，確立精確化的教學目標，選用更具有針對性的教學方法等.

其二，借助大數據精準教學系統，以技術補充經驗，幫助師生了解數學學習中的知識缺陷、發現能力特長，同時挖掘班級(學校、區域)共性薄弱點與教學重難點，快速、精準定位講評重點，突破難點，真正做到減負增效.

其三，依托“易加”平臺和園區教育行政部門的力量，對微課制作和應用進行多層次、系列化的培訓，各個學科教研員根據教材章節，結合學科重難點，編制區域學科微課體系，由各學校骨干教師進行制作，結合校情、教情和學情開發出切合度更高的微課，創建優質資源庫；通過“智學”網精準聚焦學情，從良莠不齊的海量資源中，利用新技術、新手段快速、準確地找到優質教學資源．

大數據支撐下，教師教學效果得到了有效提升，同時拉近了年輕教師與資深教師之間的教學經驗及質量差距，縮小了不同學校因為師資水平產生的差別，更有利于實現教育公平，切實提升整體教學質量．

3 結語

在引入大數據和“互聯網+”技術輔助數學教學的實踐中，包括筆者在內的教育工作者和教育管理者們主動學習和使用新的技術，在學習內容、學習路徑、學習方式、評價方式等的契合性、多樣性、選擇性、差異性上下足功夫，以學生為本，尊重學生的成長背景、順勢而為、揚長補短，滿足不同發展層次、不同學生的個性化需求，讓學生始終處在“最近發展區”，實施精準教學，以促使學生在不同基礎、不同方面獲得最大可能的發展．

學無止境，教師對教學的研究也同樣如此．時值信息技術仍在不斷推廣和不斷深入發展的現代，教師必須緊跟時代步伐.隨著技術的發展，從更深的層面上完善教育生態系統、構建智能教育體系的同時，通過言傳身教，培養終身學習、不斷提高的積極心態和良好習慣，減輕師生負擔，實現教學相長，推動教育跨越式發展．