探析大數據時代數學課堂教學方式的變革

福建省福安市實驗小學富陽校區 陳 英

在教育教學過程中越來越多的計算機技術被用到了課堂教學過程中，大數據對教育的影響，正在由“革新”發展為“革命”，大數據時代下的創新課堂，實現了學生個性化的發展、創新思維的培養和教師身份的轉換，是一種全新的教育理念和教學模式。

一、大數據時代下數學課堂教學方式的變革所面臨的挑戰

大數據背景下的學習正在影響著校園的方方面面，教與學的方式變得更加靈活和多樣化，在線學習、合作學習、移動學習、混合式學習將成為主要趨勢，學生將在信息豐富的環境下體驗、實踐和創造。教育行業的大數據便是指學生在學習過程中產生的行為數據，它具有大量、高速、多樣、價值的特點，能夠有效地在課堂教學過程中發現教師在教學模式中出現的問題，而這些問題正是教師在傳統教學過程中所要面臨的挑戰。傳統的數學教學模式中，教師采用的大都是理論講解的方法，學生個性化培養不足、課堂互動效果不佳，而隨著大數據時代的到來，教師要對學生的行為進行挖掘和專業化處理，充分運用互聯網技術、大數據輔助教學，不斷地增加大數據背景下數據的價值。

二、大數據時代下數學課堂教學變革的必要趨勢

（一）衍生和教育密切相關的產業化機構和企業

從當前信息技術的高速發展來看，在教育大數據時代，越來越會形成“專業企業組織＋教育部門專家＋地方政府”的模式。多方緊密相連，相互配合，提供不同的支撐在一些大中城市取得了成功的樣板。隨著大數據時代的到來，越來越多的教育行業受到了影響，在不久的將來，市場會形成智能教育技術與設備的高度專業化企業，也會不斷地將家庭教育、課外輔導、遠程教育等不同的教學資源，通過數據化的方式傳播到世界的各個角落，真正做到資源共享。

（二）催生和課堂教學改革相應的現代化新設備

未來是人工智能的時代，越來越多的信息技術會誕生，越來越多的新設備會被運用到數學課堂教學中。在教育部門不斷地引進現代化設備和市場化的條件下，眾多語音圖像識別、虛擬3D 影像等技術滲入課堂，數學課堂教學中可能越來越多的會涉及影、音、圖等，這些都可以由計算機進行模塊化的處理，有較高的兼容性。由于現在無線網絡的不斷發展，大量的藍牙、無線技術運用到了課堂教學過程中，有效地滿足了課堂即時通訊的需求，最后是高度的智能化，基本實現人性化智能交互操作管理。

（三）觸發和課堂教學模式階段性的革命性變化

隨著大數據時代的到來，我國教育也走上了現代化的道路，越來越多的在線教育平臺出現在了人們的視野內。在線教育有很大的優勢，它能夠使學生自主地選擇學習內容，讓學生自己掌控學習的時間，對于視頻的學習也可以實現多次循環播放，不斷地促進學生自主學習，讓學生能夠真正地掌握自己的學習。傳統的教學模式正在一步步地被打破，隨著大數據時代的到來，課堂教學模式必然會經過階段性的積累，導致革命性的改變。

大數據有利于一元化教學模式向多元化教學模式的轉變。教學是老師教與學生學的結合，教學多元化包括教學內容的多元化、教學方式的多元化以及教學手段的多元化。大數據時代背景下，課堂學習將不再是人類學習的基本模式，學習的模式包括線下與線上、集體授課以及自主學習等，學習可以通過教師的講解以及自己的探索來完成。教師除了認真備課、認真講課、督促學生加強練習之外，還要精心編寫教材，以適合不同學習程度的學生；摸索各種教學方式，根據不同學習程度的學生引導他們分層次地學習，從而實現教學對象和教學目標相結合。教師通過一些現代化的手段， 比如：網絡教學平臺、各種學習APP 等，采用翻轉教學—面對面教學—在線教學的混合教學模式強化學生學習的各種技能，調動學生學習的主動性，使學生成為課堂的主體。

（四）實現為課堂教學個性化學習的數據支撐

隨著大數據的不斷發展，為學生營造的學習環境越來越優質，為學生營造的課堂教學氛圍越來越濃厚，所以學生在這個時代要學會如何學習，懂得學法。利用這一技術課堂教學，既能夠為學生提供量身定制的最優質化的教學過程，又能夠為學生提供個性化的學習過程，學生可以根據自身的學習基礎、學習能力和學習時間等條件來靈活選擇學習內容、學習進度、學習方法。這種方式有利于學生養成濃厚的學習興趣，可以充分體現學生在學習過程中的主體地位。

三、大數據時代下數學課堂改革的精準實踐

（一）優化課堂教學精準設計

教育大數據可以幫助教師設計多種多樣的教學方式，體現不同的教學內容。通過大數據的分析，教師可以更加精準地了解到學生在知識點上的欠缺，平常的教學中學生比較薄弱的地方，作業中的問題也能夠及時地反饋給教師，通過這些方面不斷地掌握學生的實際水平和階段檢測的數據，有效地幫助學生制定解決問題的策略。通過大數據可以有效地豐富教師的教學資源，精心設計教學環節，讓教學內容呈現多樣化，不斷優化學生的認知過程。如：《認識三角形》一課，教師通過軟件開展課前問卷：“你知道三角形的哪些特征”，收集到學生對三角形的三條邊、三個角、三個頂點等這些特征已很熟悉，教師根據數據調整教學內容，教學設計則側重在識高、辨高、畫高這些難點上，構建“以學生為中心”的課堂。又如《認識負數》一課，通過問卷星，教師收集到學生對負數已有的認知，教學的素材來自生 本，自然生成“-1 元”“-1 層”“-3℃”等知識，在解釋、對比、交流中不斷豐富對負數的認識，完善其概念。

（二）促進課堂教學精準施策

傳統教學過程中，教師收集學生課堂上的學習數據，往往比較費時，但是在大數據背景下，就可以精準地判斷學生學習環節中存在的問題，然后有效地調整教學進度。新授完畢后，電腦可自動生成相應的練習題，保證學生能夠得到充分的練習，并根據練習完成度生成報告反饋給教師，讓教師判斷是否繼續推進教學。如：《數據的分類和整理》一課，教師設計“選出你最喜歡的一項興趣愛好”，學生用反饋器完成，電腦隨即形成全班的條形統計圖，一目了然，教師從而根據學生的選擇提出相應的問題，讓課堂更高效。又如：《平移和旋轉》一課，學生在平板電腦上完成“哪些物體的運動是平移或旋轉”，數據顯示學生完成的正確率，發現“蕩秋千的運動”的判斷錯誤高，從而引發討論，突破難點，實現由“知識傳授”向“能力培養”的轉變，由“以教師為中心”向“以學生為中心”的轉變，由“成績導向”向“成果導向”的轉變，以適應大數據智能化時代社會的需要。

在大數據背景下，教師可以不斷地創新學習方式，課堂教學方式更加新穎，還可以通過學生說話速度的快慢、面部表情的變化、觸屏的力度等情況，準確地判斷學生的學習狀態和情緒波動，使教師可以及時地了解到學生的精神狀態，有針對性地進行調節。

（三）實現課堂教學精準評價

在新課程改革的背景下，采取多元化的評價方式，從不同的方面鼓勵學生，使學生樹立學習的信心，不斷促進學生的全面發展。大數據的運用可以實現過程評價，以評價自動生成的客觀真實的痕跡數據為主，既可以評價學習效果和學習能力，也可以通過數據進行學情分析、了解學生需求、提出督導建議、促進教學改進，即由評價“教得好”向評價“學得好”轉變。如班級評價軟件，能根據課堂上學生的表現予以評價，一周還能形成扇形圖，將學生的總體情況綜合在一起判斷。無論是網絡教學平臺生成的數據還是面對面課堂教學中利用信息技術手段生成的數據，都讓評價更全面客觀多元化。

大數據背景下的小學數學課堂，不再局限于課中，而是已經延伸到課前與課后，大數據的運用為實現課堂教學的過程評價創造了條件。評價過程包括課前評價、課中評價、課后評價。課前評價主要集中于對線上課堂教學的評價，課中評價主要集中于對線下課堂教學的評價，課后評價主要集中于線上和線下評價。可見大數據背景下的小學課堂教學評價體現了課堂教學環節的完整過程，通過過程數據來分析發現的問題，通過督促問題的改進以達到鞏固“教學中心地位”、提升教學質量的目的。由于從課前、課中、課后多重視角來觀察教師和學生，使整個教學評價更全面、合理、科學和公正。

總而言之，隨著大數據時代的到來，要有效地整合現有資源，不斷促進教育大數據的應用研究，為教育大數據的到來增加技術支持、管理體制支持。大數據將引發現代教與學的變革，使得現行的教學媒介、師生評價反饋、深度學習等都在發生改變，讓學生能夠接觸到更多的課程資源，學生個性化、任務單式的學習，團隊合作式的學習，多學科系統融合實踐等，都將在大數據的支持下變得更便捷和完善。