大數(shù)據(jù)在高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中應(yīng)用的展望

孟凡英

【摘要】隨著社會經(jīng)濟(jì)、科技的飛速發(fā)展，數(shù)學(xué)的應(yīng)用越來越廣泛。因此，提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，完善數(shù)學(xué)教學(xué)手段就顯得尤為重要。近些年來，各個(gè)中小學(xué)校對數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)方法、學(xué)生的思維模式及教學(xué)輔助手段等進(jìn)行了不斷探索，而大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)對于數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的探索來說，是一個(gè)新的研究方向。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù);高中數(shù)學(xué);應(yīng)用策略

高中數(shù)學(xué)中關(guān)于統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)的獲得和處理、圓錐曲線教學(xué)場景布置、函數(shù)學(xué)習(xí)情境和研究手段的變換，以及統(tǒng)計(jì)教學(xué)管理數(shù)據(jù)的采集和研究、決策，都可以通過大數(shù)據(jù)來輕松地解決。這些對高中數(shù)學(xué)教學(xué)來說都是非常有利的。例如，高中“概率與統(tǒng)計(jì)”這一部分內(nèi)容，因原始數(shù)據(jù)的不足和知識點(diǎn)的抽象，教學(xué)難度較大，而運(yùn)用大數(shù)據(jù)，教師可以迅速、合理、有效地整合知識，并進(jìn)行歸納、總結(jié)，從而將相關(guān)問題具體化，并完善教學(xué)過程。

一、大數(shù)據(jù)對數(shù)學(xué)教學(xué)和學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的影響

（一）豐富數(shù)學(xué)教師的教學(xué)手段

教師可以從以下幾個(gè)方面將大數(shù)據(jù)手段融入課堂教學(xué)中。首先，在大數(shù)據(jù)的幫助下，教師可以借助網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)對各部分的知識進(jìn)行梳理、總結(jié)、概括和補(bǔ)充，從而更好地厘清知識脈絡(luò)，掌握知識點(diǎn)分布情況，實(shí)現(xiàn)從題目到思想、從步驟到思想的轉(zhuǎn)化和延伸。其次，在傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師主要是依賴板書、教材來開展教學(xué)，課堂教學(xué)缺乏活力。教師利用大數(shù)據(jù)，可以融入一些課外趣味數(shù)學(xué)知識，如數(shù)學(xué)在航空航天領(lǐng)域的運(yùn)用、在生活中運(yùn)用的案例等，以轉(zhuǎn)變學(xué)生對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度。最后，在課堂教學(xué)中，數(shù)學(xué)教師還可以利用繪圖軟件、線上教學(xué)等大數(shù)據(jù)技術(shù)，以及互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，在豐富教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率[1]。

（二）促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式中，學(xué)生在課后學(xué)習(xí)時(shí)很難得到教師的指導(dǎo)和幫助，遇到問題也難以自主解決，這在一定程度影響了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果。而學(xué)生借助大數(shù)據(jù)手段，利用手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備可回看教學(xué)視頻，和數(shù)學(xué)教師進(jìn)行線上交流。數(shù)學(xué)教師可以通過線上教學(xué)平臺指導(dǎo)學(xué)生的數(shù)學(xué)作業(yè)，可以借助大數(shù)據(jù)手段收集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如數(shù)學(xué)作業(yè)準(zhǔn)確率、教學(xué)視頻下載數(shù)量等，以掌握學(xué)生近期的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)狀態(tài)。此外，現(xiàn)在市場上出現(xiàn)了很多以大數(shù)據(jù)為依托的習(xí)題輔導(dǎo)平臺，學(xué)生可以下載相關(guān)軟件，在遇到數(shù)學(xué)難題時(shí)利用習(xí)題輔導(dǎo)軟件來解決。學(xué)生如果對某方面的數(shù)學(xué)知識掌握得不牢固，也可以在習(xí)題輔導(dǎo)軟件上進(jìn)行大量練習(xí)，從而鞏固自己的學(xué)習(xí)效果。

（三）加快數(shù)學(xué)智慧課堂的建設(shè)

教師利用大數(shù)據(jù)既能更好、更快地了解學(xué)生的現(xiàn)有知識水平和一段時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)情況、知識發(fā)展軌跡，又能直觀、全面地了解學(xué)生的個(gè)性化特征，了解每位學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)優(yōu)勢和不足，進(jìn)而有針對性地改善教學(xué)方式、方法。得益于大數(shù)據(jù)的發(fā)展，教師能充分分析學(xué)生的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)決策和教學(xué)評價(jià)，并且做到海量教學(xué)資源的推送，以及課堂交流互動(dòng)的有效開展。這樣，教師就能精準(zhǔn)定位學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)短板，積極打造數(shù)學(xué)智慧課堂。

二、大數(shù)據(jù)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）利用大數(shù)據(jù)營造多元教學(xué)環(huán)境，打造“多變”數(shù)學(xué)課堂

幾何數(shù)學(xué)是高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容之一，主要包括平面幾何、立體幾何、解析幾何等內(nèi)容，不僅要求學(xué)生具備較強(qiáng)的空間想象能力，還要求學(xué)生具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)符號理解能力，這對高中生而言有一定的難度。而傳統(tǒng)幾何教學(xué)方式主要以教師講解為主，板書為輔，不利于學(xué)生形象地理解幾何圖形的變化規(guī)律。學(xué)生在面對幾何問題時(shí)也很難迅速抓住其中的關(guān)鍵點(diǎn)，長此以往，學(xué)生就會跟不上教學(xué)進(jìn)度。而借助大數(shù)據(jù)手段，教師可創(chuàng)設(shè)多種元素相結(jié)合的教學(xué)情境，從而更好地開展幾何教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和多媒體手段的直觀、動(dòng)態(tài)、多元化效果及生動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境和背景元素，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅能使學(xué)生親身體驗(yàn)知識的發(fā)生、發(fā)展過程，還能化難為易、化繁為簡、變抽象為具體，從而使學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)知識[2]。

例如，教學(xué)“橢圓及其標(biāo)準(zhǔn)方程”一節(jié)，數(shù)學(xué)教師可以提前準(zhǔn)備微視頻，如錄制自己利用軟件“幾何畫板”繪制橢圓的過程，添加相應(yīng)的文字說明，從而激發(fā)學(xué)生對橢圓標(biāo)準(zhǔn)方程的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)手段搜索相關(guān)實(shí)物圖形，有了直觀了解后，再自主運(yùn)用畫圖軟件如幾何畫板制作橢圓方程，學(xué)會繪制橢圓圖形的手段及抽象出橢圓的幾何特征，最后按照自己的理解定義橢圓，并對比網(wǎng)絡(luò)上的相關(guān)概念，完成概念及其延伸學(xué)習(xí)。

（二）利用大數(shù)據(jù)搭建新橋梁，捕捉生活中的數(shù)學(xué)元素

數(shù)學(xué)知識較為抽象，但并非與現(xiàn)實(shí)生活完全無關(guān)，相反，很多著名的數(shù)學(xué)問題是對現(xiàn)實(shí)生活的抽象思考，能幫助人們解決很多實(shí)際問題。但部分學(xué)生沒有將數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來的能力，在看待數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)問題時(shí)，只能從邏輯或抽象層面進(jìn)行理解，因此，很難將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中。大數(shù)據(jù)可以建立數(shù)學(xué)和生活之間的橋梁，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)手段，找出現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)學(xué)元素。《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》強(qiáng)調(diào)從生活中抽象出數(shù)學(xué)問題，并要求學(xué)生具備利用數(shù)學(xué)方法分析現(xiàn)實(shí)問題的能力，從而解決實(shí)際問題。大數(shù)據(jù)為學(xué)生提供了大量豐富多彩的學(xué)習(xí)資源，能讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)與真實(shí)世界的關(guān)聯(lián)，更好地掌握數(shù)學(xué)知識，也能讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程變得更加輕松、清晰。

例如，在教學(xué)“三角函數(shù)的應(yīng)用”時(shí)，教師可以利用大數(shù)據(jù)呈現(xiàn)相關(guān)案例，如生活中的簡諧運(yùn)動(dòng)、周期問題等。教師可以利用互聯(lián)網(wǎng)搜索相關(guān)視頻，如三角函數(shù)建模過程，把常見的周期問題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù);根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)作圖，根據(jù)函數(shù)圖象分析出最值求解問題，以開闊學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)視野。這樣，學(xué)生就能更加靈活地運(yùn)用數(shù)學(xué)定理和數(shù)學(xué)公式來解決問題。

（三）利用大數(shù)據(jù)，開展線上線下混合教學(xué)

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的發(fā)展，線上教學(xué)成為新的改革熱點(diǎn)，而大數(shù)據(jù)為線上教學(xué)提供了技術(shù)支持。基于線上教學(xué)，教師和學(xué)生可利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行溝通交流，這就擺脫了傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課堂的諸多限制，能夠加強(qiáng)師生之間的聯(lián)系，從而突出學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。而且，這也比較符合高中生的溝通方式，可以有效增加師生之間的交流頻率，增進(jìn)師生間的感情。借此，教師能夠隨時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)成績。數(shù)學(xué)教師可以利用釘釘、騰訊會議等軟件開展線上教學(xué)，利用微視頻導(dǎo)入新課，開展“激趣”教學(xué);利用線上教學(xué)軟件開展在線測試，運(yùn)用大數(shù)據(jù)對學(xué)生答題情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析，匯總出學(xué)生出錯(cuò)最多的題目，以及每位學(xué)生的答題正確率。同時(shí)，學(xué)生也可以迅速了解自己的答題情況，根據(jù)解題分析進(jìn)行自主練習(xí)。數(shù)學(xué)教師可根據(jù)大數(shù)據(jù)分析出學(xué)生對本節(jié)課知識的掌握情況，并有針對性地進(jìn)行講解，進(jìn)一步提升數(shù)學(xué)教學(xué)效率，幫助學(xué)生盡快理解、掌握數(shù)學(xué)知識。此外，數(shù)學(xué)教師還可以利用大數(shù)據(jù)建立學(xué)習(xí)交流群，如微信、QQ等社交軟件，每天開展在線討論活動(dòng)，帶領(lǐng)學(xué)生分析、討論數(shù)學(xué)作業(yè)，進(jìn)行在線解疑釋惑，讓學(xué)生在線上學(xué)習(xí)期間得到數(shù)學(xué)教師“一對一”的指導(dǎo)，進(jìn)而真正提升高中數(shù)學(xué)教學(xué)的有效性[3]。

（四）利用大數(shù)據(jù)，分析學(xué)生的學(xué)習(xí)情況

在高中階段，很多學(xué)生因跟不上教師的教學(xué)進(jìn)度而逐漸失去了對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。部分原因在于教師沒有及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，無法針對性地給予學(xué)生指導(dǎo)，而且高中階段的學(xué)習(xí)較為緊張，學(xué)生也沒有太多機(jī)會主動(dòng)向教師反映自己的學(xué)習(xí)問題。但利用大數(shù)據(jù)，教師可以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行客觀分析，并量化出學(xué)生數(shù)學(xué)知識和能力的長短板，從而在把握全班學(xué)生整體學(xué)習(xí)情況的前提下，針對每位學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況進(jìn)行數(shù)學(xué)指導(dǎo)，并對多數(shù)學(xué)生難以理解的問題進(jìn)行總結(jié)分析，提出更加高效的教學(xué)方案，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。例如，教師可以將整個(gè)學(xué)期劃分為數(shù)個(gè)教學(xué)階段，在完成階段教學(xué)后，就利用大數(shù)據(jù)分析學(xué)生的考試成績，并對每位學(xué)生的錯(cuò)題數(shù)、錯(cuò)題類型進(jìn)行量化分析，從而了解學(xué)生的學(xué)習(xí)短板，并進(jìn)行有針對性的總結(jié)。教師還可以利用大數(shù)據(jù)繪制出學(xué)生的學(xué)習(xí)情況走勢圖，了解學(xué)生的進(jìn)步過程或退步過程，在找出原因后，幫助學(xué)生分析其在學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)時(shí)間等各方面的問題，以促使學(xué)生進(jìn)入更好的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

信息化時(shí)代已經(jīng)到來，大數(shù)據(jù)運(yùn)用已經(jīng)慢慢滲透到人們的學(xué)習(xí)、生活的各個(gè)領(lǐng)域。因此，高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)在教學(xué)中對大數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的研究，充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的應(yīng)用優(yōu)勢，并把這些知識熟練地運(yùn)用到教學(xué)中，從而使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)掌握更多的知識。

【參考文獻(xiàn)】

吳雨伶，夏敏.基于極課大數(shù)據(jù)的高中數(shù)學(xué)教學(xué)優(yōu)化策略研究[J].江蘇教育研究，2018（01）：76-79.

余日生.基于大數(shù)據(jù)的高中數(shù)學(xué)分層次教學(xué)研究[J].名師在線，2018（35）：82-83.

石峰.淺談大數(shù)據(jù)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究，2019（10）：23.