基于大數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)試卷精準(zhǔn)評(píng)析的實(shí)踐研究

龔輝

[摘? 要] 進(jìn)入信息技術(shù)2.0時(shí)代，探索大數(shù)據(jù)和信息化環(huán)境下的數(shù)學(xué)教學(xué)改革刻不容緩. 研究者以數(shù)學(xué)試題評(píng)析課為例，依托小閑智慧教育平臺(tái)嘗試改進(jìn)教學(xué)方式，提高試題評(píng)析的精準(zhǔn)度與針對(duì)性，構(gòu)建自主訂正、小組合作、交流展示的教學(xué)范式，豐富了學(xué)習(xí)方式、促進(jìn)了深度學(xué)習(xí)、實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí).

[關(guān)鍵詞] 大數(shù)據(jù);精準(zhǔn)教學(xué);試卷評(píng)析

隨著人類社會(huì)步入信息時(shí)代，我們的教育教學(xué)也進(jìn)入了信息技術(shù)2.0時(shí)代. 在現(xiàn)代教育的視野中，如何利用互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效地開展有針對(duì)性的、個(gè)性化的教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)精準(zhǔn)化，是一線教師不斷追求和探究的目標(biāo).

本文擬以Z教師開設(shè)的公開課“對(duì)稱圖形——圓”的教學(xué)為例，依托上海小閑網(wǎng)絡(luò)科技有限公司開發(fā)的小閑智慧教育平臺(tái)，談?wù)勗跀?shù)學(xué)試卷評(píng)析課教學(xué)中開展基于大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)化教學(xué)的實(shí)踐研究.

[?]小閑智慧教育平臺(tái)

小閑智慧教育平臺(tái)是集答題卡制作、試卷掃描、大數(shù)據(jù)分析、錯(cuò)題推送等功能于一體的教學(xué)分析與管理平臺(tái). 該平臺(tái)憑借先進(jìn)的人工智能技術(shù)，在保留傳統(tǒng)的批改、閱卷習(xí)慣的同時(shí)，極大地降低了教師信息處理的工作量;通過大數(shù)據(jù)分析，平臺(tái)可以精準(zhǔn)地為學(xué)生指明知識(shí)點(diǎn)的薄弱情況，自動(dòng)生成學(xué)生的錯(cuò)題本，為每個(gè)學(xué)生量身定制精準(zhǔn)的畫像. 小閑智慧教育平臺(tái)凸顯了因材施教的教學(xué)理念.

[?]傳統(tǒng)教學(xué)診斷的弊端

試卷評(píng)析是數(shù)學(xué)教學(xué)診斷的一種重要課型，其根本目的是糾正錯(cuò)誤、鞏固知識(shí)、提高能力和促進(jìn)反思，是提高教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一. 但是，在試卷評(píng)析教學(xué)中，存在以下幾種低效的做法：①考試多，分析少. 部分教師只是把正確的解答過程講解了一遍，而不去作更深入的錯(cuò)因分析和題型拓展. ②講得多，練得少. 有的教師從第1題開始依次評(píng)析，而不顧學(xué)生的實(shí)際掌握情況，評(píng)析的試題不經(jīng)過篩選，存在較大的盲目性，且一講到底導(dǎo)致教與學(xué)脫節(jié)，無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果. ③模糊的多，精準(zhǔn)的少. 在試卷評(píng)析時(shí)，數(shù)據(jù)分析不及時(shí)、較模糊，很多教師只以平均分作為參考，缺少對(duì)答卷情況、試題情況、學(xué)生的個(gè)體情況等更精細(xì)的統(tǒng)計(jì).

為了避免試卷評(píng)析時(shí)僅憑經(jīng)驗(yàn)、感覺篩選試題這種不精準(zhǔn)的做法，筆者評(píng)析試卷時(shí)，曾經(jīng)做過這樣的工作：將每道題的得分情況用畫“正”的方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后計(jì)算出基礎(chǔ)題、中檔題和較難題的分布情況，最后通過合理分配評(píng)析時(shí)間、合理配套跟進(jìn)練習(xí)做到精準(zhǔn)化教學(xué). 但是，這一工作的繁重程度可想而知，且統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)僅局限于各小題的得分情況，缺少更深入的統(tǒng)計(jì).

小閑智慧教育平臺(tái)的出現(xiàn)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用無疑為精準(zhǔn)化教學(xué)提供了便利，技術(shù)手段的智能化無疑將教師從機(jī)械的統(tǒng)計(jì)中解放了出來.

[?]從模糊教學(xué)到精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)踐探索

1. 技術(shù)讓數(shù)據(jù)的獲取更便利

教育教學(xué)類比醫(yī)院看病，我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的“望聞問切”診療方法正在慢慢改變，因?yàn)椤巴剢柷小彼@得的數(shù)據(jù)不足以支撐大數(shù)據(jù)的要求，因此經(jīng)常需要做身體檢查從而獲取各項(xiàng)數(shù)據(jù)，然后醫(yī)生結(jié)合過往的病歷數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析，制定相應(yīng)的診療方案. 同樣，我們從模糊教學(xué)走向精準(zhǔn)教學(xué)，也需要改變獲得數(shù)據(jù)的途徑和數(shù)量，通過大數(shù)據(jù)提高教學(xué)的針對(duì)性和有效性. 試卷評(píng)析時(shí)要做到這一點(diǎn)，就需要網(wǎng)上閱卷的大數(shù)據(jù)和基于大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析.

小閑智慧教育平臺(tái)利用人工智能不需要改變教師現(xiàn)有的批閱模式，只要教師批改好紙質(zhì)答題卡后，將其放入高速掃描儀，運(yùn)行小閑智慧教育平臺(tái)客戶端軟件，打開要掃描的試卷名稱，點(diǎn)擊“開始掃描”按鈕即可實(shí)現(xiàn)快速掃描和同步數(shù)據(jù)處理：客觀題通過計(jì)算機(jī)掃描圖像的方式可以自動(dòng)識(shí)別，主觀題通過對(duì)得分框的自動(dòng)識(shí)別賦分，高效省時(shí)，這是云計(jì)算時(shí)代技術(shù)在教育領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì).

2. 大數(shù)據(jù)讓學(xué)情分析更科學(xué)

Z教師在上課前已經(jīng)將試卷進(jìn)行了掃描，并獲得了較為詳細(xì)的大數(shù)據(jù)分析報(bào)表，在課堂教學(xué)時(shí)利用小閑智慧網(wǎng)頁端同步進(jìn)行展示.

Z教師按以下流程設(shè)計(jì)了本節(jié)課教學(xué)：

考情分析→ 試題分析 → 基礎(chǔ)題解決 → 中檔題點(diǎn)評(píng) → 變式拓展 → 較難題評(píng)析、方法歸納.

（1）考情分析.

上課伊始，Z教師打開小閑智慧教育平臺(tái)網(wǎng)頁端（http：//www.xiaoxianai.cn），調(diào)出本次測(cè)試的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù). 平臺(tái)運(yùn)用了表格、柱狀圖、折線圖、箱形圖等多種統(tǒng)計(jì)圖表對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，主要有：試卷的難度分布、信度與區(qū)分度、不同難度的試題班級(jí)與年級(jí)的得分對(duì)比、班級(jí)平均分、與上一次測(cè)試對(duì)比進(jìn)步的學(xué)生、與上一次測(cè)試對(duì)比退步的學(xué)生、高分段學(xué)生的數(shù)量及平均分、低分段學(xué)生的數(shù)量及平均分、每小題班級(jí)與年級(jí)的得分情況對(duì)比、每小題的得分率與難度系數(shù)等. 平臺(tái)提供了較為豐富的分析數(shù)據(jù).

Z教師在網(wǎng)頁端點(diǎn)開相關(guān)數(shù)據(jù)和圖表，并對(duì)數(shù)據(jù)背后的原因進(jìn)行了分析. 例如，點(diǎn)開“難度得分分析”統(tǒng)計(jì)圖（如圖1所示），Z教師表揚(yáng)了學(xué)生在此次測(cè)試中的表現(xiàn)，指出三個(gè)難度等級(jí)的得分情況均高于年級(jí)平均分.

Z教師在“特殊關(guān)注”頁面，依次點(diǎn)開“大幅進(jìn)步”“大幅退步”“前五名”等統(tǒng)計(jì)表（如圖2所示），并對(duì)學(xué)生在此次測(cè)試中的表現(xiàn)進(jìn)行了點(diǎn)評(píng)，特別對(duì)此次測(cè)試進(jìn)步較大的4位學(xué)生進(jìn)行了表揚(yáng)和鼓勵(lì).

（2）分類評(píng)析.

美國心理學(xué)家羅杰斯認(rèn)為有意義學(xué)習(xí)具備四個(gè)要素：①學(xué)習(xí)者的認(rèn)知和情感均應(yīng)投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中;②學(xué)習(xí)者有內(nèi)在的愿望主動(dòng)去探索、發(fā)現(xiàn)和了解事件的意義;③學(xué)習(xí)會(huì)使學(xué)生的行為、態(tài)度乃至個(gè)性都會(huì)產(chǎn)生變化;④學(xué)生自我評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)需求、學(xué)習(xí)目標(biāo)是否完成，等等. 那么，試卷評(píng)析課如何實(shí)現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)呢？從Z教師的教學(xué)過程可以發(fā)現(xiàn)，試卷評(píng)析不僅包括傳統(tǒng)的聽課、整理的學(xué)習(xí)過程，還包括自主學(xué)、合作學(xué)、展示學(xué)等學(xué)習(xí)方式，更是在信息技術(shù)的輔助下利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)化教學(xué)和個(gè)性化教學(xué)的過程.

例如，小閑智慧教育平臺(tái)對(duì)試卷的得分情況進(jìn)行了難易統(tǒng)計(jì)，并以不同的顏色進(jìn)行了標(biāo)記，方便教師針對(duì)不同的得分情況的題目進(jìn)行分類評(píng)析（如圖3所示）.

Z教師點(diǎn)開“逐題分析”的報(bào)告，網(wǎng)頁上呈現(xiàn)了試卷中各題的難易度，如第16、21題為困難題，第22、20、8、19、14、17題為中檔題，其他各題為容易題.

對(duì)于容易題，Z教師發(fā)布指令，要求學(xué)生利用3分鐘時(shí)間自主訂正，然后開展小組合作學(xué)習(xí)，利用“兵帶兵”的形式進(jìn)行糾錯(cuò)和互助.

對(duì)于中檔題，Z教師利用以下兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行處理：

環(huán)節(jié)1：點(diǎn)開難度統(tǒng)計(jì)圖中的綠色題號(hào)，小閑智慧教育平臺(tái)會(huì)呈現(xiàn)該題的得分情況（如圖4所示）;點(diǎn)擊得分統(tǒng)計(jì)圖，會(huì)呈現(xiàn)所有的該題得分的學(xué)生名單;再點(diǎn)擊某個(gè)出了錯(cuò)誤的學(xué)生的姓名，網(wǎng)頁上會(huì)呈現(xiàn)該學(xué)生的答題截圖（如圖5所示）.

Z教師向這位學(xué)生提問，要求這位學(xué)生談?wù)劤鲥e(cuò)的原因. 斷點(diǎn)思維的展現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)解題教學(xué)是非常有效的，除了能夠提高教學(xué)的針對(duì)性外，還能幫助學(xué)生養(yǎng)成題后反思的好習(xí)慣.

環(huán)節(jié)2：Z教師開展“展示學(xué)”. Z教師要求會(huì)做的學(xué)生上臺(tái)展示，在生生互動(dòng)中對(duì)解題方法進(jìn)行提煉和歸納，聽講的學(xué)生不時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充和優(yōu)化.

對(duì)于難題，Z教師主動(dòng)介入，進(jìn)行分析、點(diǎn)撥和評(píng)講，在突出學(xué)生主體作用的同時(shí)，強(qiáng)調(diào)了教師的主導(dǎo)作用. 難題評(píng)析結(jié)束后，Z教師利用小閑智慧教育平臺(tái)的“題庫資源”功能，即時(shí)點(diǎn)開一道相仿的試題進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，用這種“一題一練”的形式提高試題評(píng)析的有效性.

[?]幾點(diǎn)思考

（1）豐富了學(xué)習(xí)方式. 數(shù)學(xué)課堂已從“一支粉筆、一塊小黑板”的時(shí)代，“進(jìn)化”到了多種技術(shù)手段、多種教學(xué)方式相融合的多元化時(shí)代. 基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化教學(xué)和改進(jìn)的學(xué)習(xí)方式應(yīng)作為試卷評(píng)析教學(xué)所追求的基本理念和基本范式.

（2）促進(jìn)了深度學(xué)習(xí). 傳統(tǒng)的試卷評(píng)析教學(xué)常常局限于接受、記憶、模仿和練習(xí)等簡單學(xué)習(xí)，久而久之會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的思維“固化”和“弱化”，學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和問題解決能力得不到有效提高. 小閑智慧教育平臺(tái)與數(shù)學(xué)教學(xué)的有效融合，過濾了低思維量的試題評(píng)析，突出了學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)度和練習(xí)的靶向性，指向了深度學(xué)習(xí).

（3）實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化學(xué)習(xí). 個(gè)性化學(xué)習(xí)是指在一個(gè)個(gè)人化的情境中，學(xué)生根據(jù)自己的興趣、特點(diǎn)、能力、目的等自主確定學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)進(jìn)度并自覺、獨(dú)立地完成學(xué)習(xí)計(jì)劃的一種學(xué)習(xí)方式. 小閑智慧教育平臺(tái)給每一位學(xué)生“畫像”，生成了錯(cuò)題本，讓個(gè)性化學(xué)習(xí)成為可能. 學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過程中，遇到問題能隨時(shí)提問，教師可以及時(shí)幫助解決，有效地提高了學(xué)習(xí)效率.

當(dāng)學(xué)校“互聯(lián)網(wǎng)+教育”與校外技術(shù)環(huán)境形成“有機(jī)生態(tài)聯(lián)盟”時(shí)，理想的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”生態(tài)才能真正發(fā)揮作用. 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合，顯著提高了教學(xué)效率、培養(yǎng)了核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)手段難以達(dá)到的效果.