淺談大數(shù)據(jù)背景下小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源開發(fā)與使用

呂朗欣

【摘要】小學(xué)科學(xué)覆蓋小學(xué)一至六年級(jí)，科學(xué)教師由專職與其他兼任老師組成。小學(xué)科學(xué)的教學(xué)資源量大但十分混亂，未形成系統(tǒng)的教學(xué)資源庫(kù)，這使得科學(xué)課堂枯燥乏味。利用大數(shù)據(jù)手段進(jìn)行有效小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源開發(fā)與使用可以豐富學(xué)科教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。本文將會(huì)淺談在大數(shù)據(jù)背景下，教師進(jìn)行教學(xué)資源開發(fā)使用的方法，并分析一些遇到的問(wèn)題。

【關(guān)鍵字】大數(shù)據(jù);科學(xué);教學(xué)資源;開發(fā)與使用

課程資源的開發(fā)與使用是每一個(gè)學(xué)科豐富教學(xué)內(nèi)容，貼近學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)發(fā)展需求的重要手段，也是學(xué)科教師不斷完善自身教學(xué)的一個(gè)重要途徑。小學(xué)科學(xué)課程的發(fā)展歷史由來(lái)已久，經(jīng)過(guò)四個(gè)時(shí)期，從“格致”課到“科學(xué)”課，學(xué)科內(nèi)容不斷豐富，也不斷調(diào)整。在新時(shí)代的中國(guó)，大數(shù)據(jù)分析已經(jīng)越來(lái)越普及，不同的行業(yè)、不同的人群都正在利用大數(shù)據(jù)手段進(jìn)行行業(yè)優(yōu)化及業(yè)務(wù)調(diào)整。

一、大數(shù)據(jù)理論與科學(xué)

（一）大數(shù)據(jù)與科學(xué)數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)（big data），或稱巨量數(shù)據(jù)，指的是所涉及的數(shù)據(jù)量規(guī)模龐大，無(wú)法通過(guò)目前常規(guī)軟件數(shù)據(jù)，在有限的時(shí)間內(nèi)對(duì)其進(jìn)行抓取、管理、處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長(zhǎng)率和多樣化的信息資產(chǎn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，要進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，我們需要有針對(duì)性地采集樣本的各類數(shù)據(jù)，并運(yùn)用定制的數(shù)據(jù)分析方法或軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

在科學(xué)課堂、科學(xué)技能培訓(xùn)的過(guò)程中，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)的集合就能夠構(gòu)成大數(shù)據(jù)條件，包括學(xué)生年齡、舉手回答次數(shù)、學(xué)科成績(jī)、一道常識(shí)題的正確率、不同年級(jí)學(xué)生提問(wèn)的次數(shù)、訓(xùn)練過(guò)程中對(duì)于各種情況的處理等，可以得到我們所需要的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析得出結(jié)果，并根據(jù)結(jié)果做出適當(dāng)?shù)恼n堂調(diào)整以及訓(xùn)練規(guī)劃。

（二）利用大數(shù)據(jù)手段進(jìn)行科學(xué)數(shù)據(jù)分析

在科學(xué)課堂和科學(xué)訓(xùn)練中所收集的數(shù)據(jù)是大量的，從幾十個(gè)到幾百個(gè)樣本中抽取所需數(shù)據(jù)再進(jìn)行匯總分析。但是，我們所收集的數(shù)據(jù)往往是有局限性的，受任課老師、班級(jí)氛圍、課程內(nèi)容安排等因素所影響。

因此，在數(shù)據(jù)收集之前，教師需要優(yōu)化的大數(shù)據(jù)手段，以達(dá)到盡可能準(zhǔn)確的分析效果。在我校新城小學(xué)，一共有35個(gè)教學(xué)班級(jí)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)開設(shè)科學(xué)課程，目前有開設(shè)科學(xué)課的年級(jí)有：一、三、四、五、六年級(jí)，共29個(gè)教學(xué)班（根據(jù)教育部最新修訂的《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》，從2017年9月開始，小學(xué)一年級(jí)將增設(shè)科學(xué)課，并將其作為基礎(chǔ)課程）。

在科學(xué)課方面，我校老師實(shí)現(xiàn)資源共享，規(guī)劃教學(xué)進(jìn)度。在科學(xué)技能培訓(xùn)方面，我校開設(shè)科技社團(tuán)，輔導(dǎo)老師協(xié)調(diào)訓(xùn)練工作。在這些前提下，我們可以嘗試進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，采用錄像機(jī)錄像、調(diào)查問(wèn)卷、測(cè)試卷等輔助手段，采集數(shù)據(jù)，再進(jìn)行處理分析。

（三）利用分析結(jié)果進(jìn)行課程調(diào)整與資源開發(fā)

教師通過(guò)科學(xué)數(shù)據(jù)分析，得出樣本各項(xiàng)的結(jié)果，經(jīng)綜合分析后，可以做出相應(yīng)的決策，下面我通過(guò)一項(xiàng)分析結(jié)果進(jìn)行具體應(yīng)用說(shuō)明。

在課堂錄像和記錄中，我統(tǒng)計(jì)了不同年級(jí)在《環(huán)境保護(hù)》主題科學(xué)課堂中的舉手提問(wèn)次數(shù)與回答問(wèn)題次數(shù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：五六年級(jí)學(xué)生的提問(wèn)、回答次數(shù)少于三四年級(jí)，三四年級(jí)學(xué)生的提問(wèn)、回答次數(shù)少于一年級(jí)。

記錄如下表：

舉手提問(wèn)次數(shù)與回答問(wèn)題次數(shù)統(tǒng)計(jì)表

從以上的統(tǒng)計(jì)表，我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的現(xiàn)象，那就是隨著年齡的增長(zhǎng)，學(xué)生在課堂上爭(zhēng)取表現(xiàn)的積極性會(huì)有所減低。這個(gè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果似乎與我們的普遍認(rèn)知有所差異：從教育心理學(xué)與人體生理學(xué)方面來(lái)說(shuō)，在小學(xué)階段，小孩處于體能與智力快速發(fā)展的時(shí)期，學(xué)習(xí)能力與課堂注意力隨著年齡的增長(zhǎng)而提升。

數(shù)據(jù)是客觀的，并不含有人的主觀因素。針對(duì)上述分析，我們可以利用學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，在低年級(jí)科學(xué)課上設(shè)置提問(wèn)環(huán)節(jié)，并通過(guò)競(jìng)賽、小實(shí)驗(yàn)等，使學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣更加濃厚;而在中高年級(jí)的科學(xué)課上，老師結(jié)合實(shí)際生活，把課程內(nèi)容安排的更加符合學(xué)生的“胃口”。

二、促進(jìn)教學(xué)資源開發(fā)與使用

（一）小學(xué)科學(xué)教學(xué)資源開發(fā)現(xiàn)狀

相對(duì)于小學(xué)語(yǔ)文、數(shù)學(xué)和英語(yǔ)，小學(xué)科學(xué)的發(fā)展歷史雖然不短，但是仍未形成一套成熟和系統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)模式以及教學(xué)資源庫(kù)。因此，許多教師在教學(xué)相關(guān)內(nèi)容時(shí)，靠的大多是個(gè)人對(duì)于教材的理解，用的是有限的配套材料與光盤。

要使科學(xué)學(xué)科保持活力、學(xué)生主動(dòng)地尋根問(wèn)底探究知識(shí)，教學(xué)資源開發(fā)與合理使用時(shí)必不可少的。當(dāng)今是信息化時(shí)代，也是大數(shù)據(jù)時(shí)代，老師到網(wǎng)上查找合適的資源，運(yùn)用于教學(xué)當(dāng)中，這一種方法已經(jīng)越來(lái)越普及，成為了教師規(guī)劃科學(xué)課內(nèi)容中的一個(gè)重要手段。可惜的是，這一些資源不是作為科學(xué)教學(xué)資源的補(bǔ)充，而是會(huì)被當(dāng)成是課堂的主體。雖然許多老師在網(wǎng)上分享他們的課件、教案時(shí)，內(nèi)容都十分豐富，但是，并不是每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)與內(nèi)容都符合所有學(xué)校學(xué)生的實(shí)際需求。如果我們想有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)資源的開發(fā)與使用，利用大數(shù)據(jù)手段是一個(gè)很好的方法。

（二）利用大數(shù)據(jù)手段進(jìn)行教學(xué)資源開發(fā)與使用

大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、規(guī)模大，而且還會(huì)發(fā)生持續(xù)性的增長(zhǎng)趨勢(shì)，結(jié)合小學(xué)生的年齡特點(diǎn)，可收集的數(shù)據(jù)除了量多以外，覆蓋面也很廣。作為教師的我們可以利用校內(nèi)一切可用于數(shù)據(jù)采集的資源，如，錄像機(jī)、相機(jī)、多媒體功能室、網(wǎng)絡(luò)資源等，在校內(nèi)全面收集科學(xué)課堂及科學(xué)技能培訓(xùn)的信息，再分析利用，設(shè)計(jì)學(xué)生感興趣的科學(xué)課堂。

以本校科技社團(tuán)為例，該社團(tuán)是以“培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生綜合素質(zhì)”為初衷而成立的學(xué)校社團(tuán)。科技小組的成員遍及學(xué)校二至六年級(jí)，。科技社團(tuán)對(duì)學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作、思維能力等日常訓(xùn)練，提高學(xué)生的科學(xué)綜合能力。在日常指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，老師會(huì)通過(guò)收集、錄像機(jī)等記錄下學(xué)生的訓(xùn)練情況，再深挖數(shù)據(jù)信息，如，學(xué)生討論情況、實(shí)驗(yàn)失敗或成功次數(shù)等，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，尋找學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃。另外，輔導(dǎo)老師還會(huì)對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的理論指導(dǎo)，通過(guò)制作課件，定制測(cè)試題，更加有針對(duì)性地進(jìn)行科技知識(shí)技能學(xué)習(xí)。教師也會(huì)把這些資源推廣到全校的科學(xué)課堂中，把學(xué)生感興趣的知識(shí)帶到課堂，以達(dá)到教學(xué)資源開發(fā)與利用的目的，在校園內(nèi)形成“愛科學(xué)，學(xué)科學(xué)”的氛圍。

以各項(xiàng)比賽為載體，在課堂上注重科學(xué)知識(shí)的滲透，利用大數(shù)據(jù)手段進(jìn)行教學(xué)資源開發(fā)，我校學(xué)生科學(xué)探究能力得到很大的提高，形成一定的科學(xué)素養(yǎng)，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，這將為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，科技社團(tuán)成員也在各類比賽中累創(chuàng)佳績(jī)。

三、遇到的問(wèn)題與展望

（一）數(shù)據(jù)采集

科學(xué)課遍及班級(jí)的范圍比較廣，且任課教師的教學(xué)方式不同，難以針對(duì)某一方面順利地收集課堂數(shù)據(jù)。學(xué)校間軟件、設(shè)備等配置情況不同，在大部分時(shí)間，教師只能通過(guò)手機(jī)、錄像機(jī)或問(wèn)卷等方式來(lái)記錄課堂，不能完全滿足數(shù)據(jù)采集的需要。

（二）數(shù)據(jù)分析與研究對(duì)策

一方面，許多軟件公司都開發(fā)了數(shù)據(jù)分析軟件，但教師日常忙于教育教學(xué)工作，更常使用的是文字編輯與課件制作軟件，難以兼顧軟件學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析軟件。另一方面，對(duì)于大數(shù)據(jù)分析的平臺(tái)還不夠完善，沒(méi)有更多的資源供教師獲取使用，造成研究對(duì)策滯后，課堂內(nèi)容不夠豐富等問(wèn)題。

（三）展望

當(dāng)今社會(huì)正在不斷發(fā)展，生活在新時(shí)代的我們更加應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)學(xué)習(xí)更加先進(jìn)的知識(shí)。我希望大數(shù)據(jù)平臺(tái)能夠更加完善，相關(guān)資源進(jìn)入校園內(nèi)，讓教師提升信息技術(shù)能力的同時(shí)，運(yùn)用其中的技術(shù)手段，開發(fā)教學(xué)資源，真正地使課堂貼近學(xué)生，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。

四、結(jié)語(yǔ)

沒(méi)有創(chuàng)新的科學(xué)課堂是沒(méi)有生命力的，課堂中的學(xué)生更是失去了學(xué)習(xí)的興趣。黨的十九大報(bào)告中明確提出，“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐”。大數(shù)據(jù)浪潮正在迎面撲來(lái)，利用大數(shù)據(jù)手段分析課堂，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源開發(fā)，可以還給課堂原來(lái)的生命力，學(xué)生打好堅(jiān)實(shí)的知識(shí)技能基礎(chǔ)，為搭建以后知識(shí)大樓鋪下第一塊磚。

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