大數據在高中數學分層教學中的應用分析

林鐘鵬

【摘要】分層教學的教學模式是現代教學的一種體現，尤其是在高中數學課堂中的使用受到了教師和學生們的重視.而隨著社會的快速發展，大數據的運用開始得到各行各業的關注，教育領域也逐漸對其重視起來.當前高中數學教學基本是全班同學整體授課的統一式教學，使得有一些學生學習成績不佳.所以教師需要根據學生的特點進行區別性的教學設計，讓不同學生能夠通過良好的學習方式，充分認知內容及其拓展知識.大數據可以根據學生的學習狀態、日常表現、考試成績的數據進行科學的分析，找到不同學生的差異性和優缺點，利用分層教學的課堂使學生在數學學習和練習的過程中，能夠根據知識內容不斷地對學習路徑進行自我調整，并取得一定的進步.本文就大數據在高中數學分層教學中的應用分析做出簡要分析.

【關鍵詞】高中數學;大數據;分層教學;應用價值;應用策略

【基金項目】本文系福建省教育科學“十三五”規劃2020年度立項課題“基于大數據的高中數學分層教學的策略研究”（立項批準號：FJJKCG20—245）的研究成果.

教育大數據就是教學活動過程中產生的數據，并根據教學需求進行合理的收集與分析，符合個性化、科學化、具體化的教學需求，為數學分層教學設計提供了理論依據.數學分層設計教學是在教育改革背景下，數學教學創新模式的一種體現，也是行之有效的教學方式，其目的在于，讓不同的學生通過差異化的教學指導，能夠得到更多的知識感悟，促進學生學習成績的提高.高中數學課堂的分層教學必須要做到根據學生的狀況來設計，因此教師一定要合理運用大數據，對自己的學生做出準確的判斷，熟悉每個學生的學習狀態、優勢和缺點，并在課堂設計中做出較好的優化，同時要啟發學生領悟更多的知識點.

一、大數據在高中數學分層教學中的應用價值

（一）準確找到學生定位

要想實現分層教學，精準的學生定位無疑是第一要點，這也是大數據帶來的第一項重要價值.隨著教育的不斷發展，我們很容易發現，如何把學生變成課堂教學的主人是教師應該努力的方向.教師根據學生的特點來規劃教學設計，通過有效的路徑能讓學生的學習更加投入，這樣學生也能夠自發地去努力完成學習任務，沉浸在學習的過程當中.在常規學習的狀態下，學生很難有自己思考的空間，完全都是跟隨著老師的思路，對數學題目的相關計算步驟缺少自己的思考，導致學習路徑狹窄，對知識的理解分析也不到位.大數據能夠為教學提供準確的學生定位，讓教師了解學生的需求，促使學生帶著適合自身學科素養發展的學習方式走進課堂，給學生提供適宜的學習模式.在這樣的氛圍下，學生要去想一想知識的路徑，并能夠在無人監管下自己去思考，從而發現自己的疑問，并根據思考的方向進行彌補和重點攻克.同時教師通過改善學生的學習體驗，從多個維度對學生做出指導，可對學生進行學科素養的培養，讓學生在課堂里、生活中、實踐中都能夠發現數學的所在，拓寬學習的寬度，改進一些不足，引導學生充分進行自我驅動式的學習.教師應該根據學生的學習狀態和年齡特點來做出適合的指導，尊重不同學生的學習接受能力.

（二）幫助教師彌補教學不足

大數據提供的信息能夠反映出學生的學習狀態、知識接受效果，可以為教師的教學優化提供數據支撐.提升高中數學教學質量，關鍵在于學生的參與度和投入感.大數據為教師提供準確的學生學習反饋，教師可以根據大數據的反饋及時修正自己在教學設計和教學過程中存在的問題，通過與課堂、與教材的呼應來彌補課堂學習的不足.教師在教育大數據的應用下進行教學優化，能夠做到有的放矢，準確擊中教學痛點，學生能夠積極地投入學習中并在學習過程中提升各項能力，學習能力較差的學生也能很好地適應課堂的教學活動.很多課堂都是教師作為主講人，學生只能根據教師的語言來確定思考的內容，這使得教師無法得到準確的學生反饋.在融入大數據應用的教學設計中，教師能夠總結經驗，給學生設計更加有效的教學步驟，學生就能更加積極地思考，會因新鮮感而激發出參與的積極性，能夠積極運用自己的思維去思考學習任務.教師一定要注重教學活動中學生的參與度，務必要秉持公平一致的教學態度，發揮大數據的價值，保障優等生和后進生都能融入學習過程中，創造活躍的教學氛圍.學生的情緒是主導行動的重要因素，在分層教學中，教師應根據大數據的指引，融入一定的教學創新模式，利用活動教學或者科技教學的方式，完成數學課堂的新模式拓展.教學工作的完成度在于優等生和后進生的全部提升，修正教學設計也是評估教學成績的重點，這也是大數據為現代教育帶來的價值.

（三）有效實現教學拓展延伸

教育離不開生活，拓展延伸和生活實踐是教育的基礎，數學知識的實踐更是學生深入學習的重要路徑.大數據能夠為教師提供更多學生亟須補充的知識和能力，能夠立足于學生的社會發展需求，將理論化的教學內容滲透進靈活應用和教學拓展課堂中，實現理論知識與實踐的完美結合，讓學生們以積極、健康的心態生活，提升學生的學科素養.高中階段的學生對實踐運用的興趣是非常大的，數學教師可以利用大數據提供的準確信息，找到學生日常學習中經常出現的問題或者是不足，利用生動活潑的實踐化教學活動對學生進行教學引導.在數學教學中，良好的解答和計算能力必須以良好的學科素養作為基礎.學生在實踐性的學習過程中不斷尋找相關的資料，增加自身對概念性知識的應用能力，并且開發出一些新的思路.教師應結合大數據提供的信息，為學生設計一些輕松有趣的實踐活動，優等生可以得到思維的發展，實現一種在實踐中領悟的效果，而后進生則可以通過實踐活動鞏固基礎知識，使學生對一些公式的理解更加深刻.與此同時，教師可以根據大數據信息設計開放性的數學實踐活動，應依照學生的興趣和特長充分發揮想象力，自由延伸，不要把學生的思路固定在某一種特定的流程里，造成學生在學習中變成老師的提線木偶，這樣無法起到很好的教學作用.

二、大數據在高中數學分層教學中的應用策略

（一）結合大數據應用進行差異化教學設計

機械化的教學模式顯然早已不符合現代教育理念，學生需要在良好的引導下實現自主思考和分析.教師尤其要主動激勵學生對學習難點的攻克.學生在自主思考中得到思維的啟發，并提升解析能力.在高中階段，大數據顯示：學生的解題想法不盡相同，而產生這種現象的主要原因在于，不同學生的理解方向不同，對于問題的分析角度也都有所不同.分層教學的真正目的是提升每位學生的學習能力，調動學生的學習積極性.為了確保課堂教學的有效性，教師還應注重發揮大數據的數據具體化價值，對學生層次進行準確、細致的劃分，引導學生進行不同層次的學習，并給學生發散思維的空間，讓學生敢于進行有效的嘗試，以此來提高學生的數學素養.教師必須對自己的教學對象的學習能力、學習狀態做到了如指掌，利用大數據的支持，圍繞學生的不同情況展開教學內容的布置.舉例來說，在立體幾何的教學設計中，大數據可以對學生進行準確的定位，對于一些數學基礎非常好的學生，教師就可以讓他們完成自主探析式學習，減少基礎數學概念的傳授，為他們拓寬學習的寬度，比如完成生活化教學延展，讓學生找一些家電、玩具、建筑物等事物，嘗試用自己所學的知識進行實踐拓展，計算一下冰箱的體積，或者小亭子的表面積.同時對于大數據中顯示的接受能力一般的學生，教師應對相關的基礎概念進行反復講解，或者通過輔助手段幫助學生打好數學基礎，比如利用道具以及信息技術的動態畫面來展示數學概念，提升學生的理解能力.數學教師需要合理設計分層教學的內容，通過大數據的精準定位分析，找到不同學生存在的問題以及學習優勢，根據實際情況給學生分層次的指導，既可以幫助后進生實現學習成績的提高，也能幫助優等生實現拓展延伸，實現班級整體成績的提升.

（二）結合大數據應用完成教學內容分層

對學生的各個學習階段加以劃分后，教師便要對各個發展階段的學生加以內容的劃分，這也是課程的關鍵.學生在任意一種學業發展階段中都具有較大的差異.在高中數學學習過程中，對于數理思維能力較強的學生而言，課本上的東西都能夠經過自學以及教師的幫助學會，但有些學生卻進入了思考的死角，成績無法提升，再加上高中數學的學習更需要學生動腦思考、研究探索，并非通過誦讀、抄寫或是簡單計算就能夠學會的.所以，在課堂的教學內容上，教師必須借助大數據的應用，摸清楚哪些是每個學習者都能夠快速接受的內容，哪些是學習能力較強的學習者能夠去自行摸索的內容，哪些是需要對能力較差的學習者著重引導的內容.大數據的合理應用可以有效地提高分層教學的教學設計效果，讓高中數學的教學計劃變得更加完善.在課堂教學過程中，要更好地實現課堂教學目標，教師與學生在教與學的流程中就要高度協調.假如在課堂教學中，只是教師在不停地講解，而學生卻只從事聽與記，教師缺乏參與性，勢必會使課堂教學效果大打折扣.所以教師在結合大數據實施分層教學時要重視與學生配合，以充分調動學生的學習積極性與主動性.教師要在根據學生能力進行分層教學設計的基礎上，完成教學內容的分層設計，可以根據題目的漸進性，設計分層教學步驟，并逐一在課堂上進行落實：首先給學生一定的自主思考空間，讓學生基于自身思考形成對題目的理解和認知后，構建屬于自己的思考角度和思考體系;接著引導學生依照相關概念結合題目進行驗證，驗證的過程就是幫助學生自主總結和反思的過程，這樣提升了學生對相關數學概念的理解和認知;最后利用一些數學習題的布置來鍛煉學生的實踐能力和總結能力，提升教學的實效性.比如在講解完“冪函數”知識點后，教師可以為學生布置以下試題：（1）a3+a3;（2）3a5-a5;（3）a5-a3.班里的某位同學解答3道題的答案分別為：（1）a6;（2）3;（3）a2.實際上，學生混淆了上述三題，（1）題為加法，但課堂并沒有講解過關于同底數冪加法的知識，（2）題為合并同類項問題，錯誤的原因在于無視運算法則，（3）題為減法，課堂同樣并未講解過相關知識.緊接著，教師讓學生完成以下兩道試題：（1）（-a3）2;（2）（-a2）3.根據大數據顯示，這兩道題最關鍵的地方在于符號的差異，也會有學生出現錯誤.面對上述情況，教師為學生補充講解教材中的知識，反復強調運算法則，讓學生思考解題的方法，多尋找正確解答方法來提升自身的數學解題能力，夯實數學學習基礎.扎實的基礎知識有助于學生為高階學習做好鋪墊.教師在活動過程中對重點、難點進行強化解讀，幫助學生熟練掌握公式的運用.教師通過應用教育大數據，能深入了解每位學生對知識的掌握情況和學習的趨向性，而且能讓學生們感到數學應用的多變性，學生在潛移默化中拓展了解題思維.

（三）結合大數據應用構建分層游戲實踐活動

教育大數據不僅能顯示出學生的學習差異性、學習難點，還能顯示出學生的興趣趨向.教師可以根據學生的興趣取向來設計分層實踐教學活動，比如根據教育大數據的調研得出，相比于枯燥的計算，游戲更加受到學生的歡迎.游戲雖然是教學中常用的教學手段，但是在高中教學中使用得比較少，因為一些教師認為高中生對游戲已經失去興趣了.其實這是一種錯誤的觀點，根據大數據顯示的信息：第一，游戲教學可以給學生一個創新的平臺，也是鍛煉學生實踐能力和應用能力的有效手段.第二，很多高中的后進生也想努力地參與到學習中，但是自身的基礎比較差，所以很多數學活動自己參與了容易出現“掉鏈子”的情況，這樣就會感覺沒有面子，怕被同學嘲笑，導致很多后進生不敢和優等生一樣積極參與教學活動.但是游戲的教學可以讓全班同學平等地參與其中，無論學生的基礎怎樣，只要足夠勇敢都可以發揮出自己的能力.所以教師需要改變一些只考驗學習成績的教學活動，而是設計一些更加注重融入性的游戲教學活動，帶給學生不一樣的體驗.游戲教學活動的設計無論是對培養學生的理解能力還是提升學生的數學應用能力都有著積極的影響.所以數學教師需要在大數據的精準反饋下，加強對高中數學游戲的設計，給學生帶來立體化的趣味學習活動.比如在“概率”這部分內容的教學中，教師可在課前或課間利用數學問題集中學生的注意力，使得學生掌握現實中偶然發生的概率問題.教師可通過課前談論引入新課內容：“同學們，老師的手里有一盒白色的粉筆，從中抽取一個在黑板上進行書寫，你們覺得會是什么顏色呢？”這時學生就會回答“白色”，為教學活動進行鋪墊.然后教師可以在班級與學生一起進行摸球游戲，規則如下：學生輪流摸球，然后放回盒子中.抽到白色球的學生拉手圍成一個圈，而抽到其他顏色球的第二輪再抽.很快，全班學生就都圍在了一起.此時教師就可以向學生發問：“為什么大家很快就都抽到了白球？”學生就會回答：“因為白球多，紅球和黃球少.”然后教師展示盒子內容：7個白球，1個紅球和1個黃球，引導學生理解概率的定義.這種游戲的設計就保證了無論學生的成績如何，只要認真地參與其中，就能收獲知識，順利地完成任務.在教育大數據的應用輔助下，教師將教學方法觀念的改革與創新充分運用到分層教學中，增加了分層教學的趣味性，同時教學趣味性又促進了分層教學的進行，達到了相輔相成的作用.

隨著我國基礎教育的不斷改革與發展，人們對未來科技教育的重視度日益增加，很多傳統教學模式也必須革新與調整.分層教學相對于傳統課堂來講無疑是一種進步，而教育大數據的廣泛運用，使得教師在進行分層教學設計時能夠做到更加準確、有效，是提升教學成績的好幫手.學生在適宜的教學內容的輔助下，能更好地領悟知識，同時，對于后進生來講，他們能顯著地提升自信，保持努力進取的熱情，這樣可以提升學生的綜合能力，使學生獲得全方位的提高與發展，使高中數學課堂教學真正成為因材施教的主陣地，完成培養學生學科素養的教學目標.

【參考文獻】

[1]張明芬.大數據時代初中數學課后作業分層設計的策略探討[J].教師，2020（4）：54-55.