大數據背景下高等數學的精準教學

張穎超

摘要：移動互聯網的發展使得大數據技術得到了廣泛的應用，精準教學充分利用大數據的優勢，分析大量相關教學數據了解教學現狀，總結教學重點，明確教學目的。文章通過對高等數學教學過程中的現有問題進行分析整理，在大數據的基礎上引入了精準教學的概念，為高等數學的教學改革指明了一條創新路徑。

作為一門課程，高等數學有其固有的特點，那就是高度的抽象性、嚴密的邏輯性和廣泛的應用性。高職院校目前面臨的情形是要求高等數學作為公共基礎課為專業課服務，課時大大縮減，教學內容卻必須能滿足專業課需要，這就對所有的高數老師提出了要求，既要保證高等數學課程的完整性，又要適應學院的改革發展，因此，傳統的教學模式、教學手段不能再適用新形勢的要求，必須尋求新的教學方式。

1964年美國學者Ogden Lindsley首次提出“精準教學（Precision Teacing）”這一概念，闡述了評價學生學習工具的五個實施步驟[1]：第一步：準確定位學習任務;第二步：設定可能實現目標;第三步：測量學習進展狀況;第四步：規劃未來學習方向;第五步：調整教育教學策略。1986年 White等 研究表明，精準教學應用在數學教學實踐中，可以有效提高數學學習成績、節省學習時間，以及為數學學業技能不足學生提供高效補差。如今，借助大數據分析技術，精準教學作為一種教學方法，國內的一些高職院校開始將精準教學研究擴展到職業教育領域的數學教學活動 。山東海事職業學院提出高職數學課程應基于精確學情、精確培養目標、精確教學內容實施精準教學的設想[4]。淮安生物工程高等職業學校五年制高職數學課堂精準教學使用電子白板實踐，提升整體數學課程教學成效[5]。這些研究和教學實踐表明，數學 精 準 教學可以激發不同學力學生的數學學習興趣，滿足不同層次學生自身發展的需要，使不同程度的學生都有適合自己 的 學 習 增 值。2014年《教 育 部 關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》和2019年國務院《國家職業教育改革實施方案》提出以“立德樹人”的根本要求，夯實學生可持續發展基礎。高職院校如何借鑒精準教學理論成果及實踐經驗，有效地進行數學課程改革值得深入研究。本文擬在“高等數學”教學中開展精準教學研究展開探討。

一、目前課堂教學面臨的問題

越來越多的教師開始注重“以學生為主體，以教師為主導”，在授課過程中主動融合數字技術，有意識地進行信息化教學能力的自我提升。但受制于教師教學負擔過重、過于注重成績和教研力量不足，教學改革步履維艱，課堂教學依然面臨“師乏生困”的局面。

第一，教師在課堂教學中面臨的問題。

目前，大部分高等數學教師對信息化教學手段只是淺層次應用。首先，對于教學設計方面，粉筆板書的教學模式深入人心，信息化教學設計粗糙，二次開發定力不足。比如：有的老師為了應付一些課堂評優或進行公開課，濫用信息化教學手段，課堂氣氛是活躍了，但是，學生缺乏自我思考的時間，只有感官的滿足，沒有思考的空間;其次，對于教學實施方面，對多媒體的使用方面，大部分高等數學教師制作課件時，多為文字和公式，很少出現動畫，視頻等內容在授課過程中缺少趣味性。第三，相對于傳統的教學模式，從教師黑板板書變成課件展示，從教師的“滿堂灌”變成多媒體課件的“滿堂放”，無論什么內容，教師都是PPT課件的演示，這其實忽略了數學這門課的特點，比如講授函數的導數，不同類型的函數有不同的求導方法，利用黑板，教師邊講邊寫，學生緊跟教師的思路，比用PPT教學效果更好。最后，對于教學反饋方面，教學反饋形式仍然單一，此種形式是導致課后反饋時間周期長。

第二，學生在課堂教學中面臨的問題

在整個教學過程中，教師難以兼顧每個人的聽課狀態，聽課質量難以得到有效保證。首先，學生聽課過程中遇到問題，很多時候無法得到解答或者充分解答;其次，大部分學生只依賴于課堂聽課和課后練習對知識點加以鞏固;最后，對于學情分析，教師只能根據多年的教學經驗進行判斷，難以實現科學精準的針對性教學。

二、精準教學

各生源類型不同的學生在傳統數學課堂學習中，由于他們自身數學能力、個人興趣不同，學業目標、生涯規劃也不同，需要的教學內容和學習服務各不相同。在傳統的高等數學教學過程中， 教師通常情況下采取統一教學模式， 未能針對學生的差異化進行因材施教， 其主要的原因在于教學模式的限制， 難以明確學生的差異， 增大了差異化教學難度，影響了教學質量。 靈活利用人工智能的優勢，以大數據為基礎， 可以促使教師積極開展差異化教學，明確學生存在的不同，在保證教育規模的基礎上實現因材施教，提高學生的綜合素養水平。如（教育探索）

1.精準備課

首先，學習者的精準分析。進行一課之前，教師需要對學習者進行學情分析，了解學習者的基礎知識，學習行為和學習過程，精準識別學習者的個性特征、形成學習者個性化畫像，精準了解學生個體學情和整體學情。

其次，教學目標的精準分析。教師在精準分析學習者情況的基礎上，對教學目標進行層次化精準設置，使教學目標能夠精準適應每位學生的發展，同時精準設置教學重難點。

最后，教學方法的精準分析。通過大數據了解學生在教學過程中對各個知識點的掌握情況精準調控教學策略，即課前精準確定教學開展所需的教學方法，課中精準調控智慧課堂進度，課后精準反思課堂教學行為。

2.精準教學

傳統教學的缺點就是用統一的方法和思維來教學所有學生，這就不可避免的抹殺了部分學生的潛在能力和特長，長此以往會壓抑學生的個性發展。以大數據應用為基礎的精準教學能根據日常收集到的各類學習生活數據，快速總結出每個學生的特點，并提出定制化的教學建議，讓教學者在日常教學過程中可以讓每個學生的優點得到保持和發展，讓學生的缺點不斷得到改進。 精準教學能夠在教學過程中幫助教學者了解每個學生的特點，并給出建議，例如：精準教學可以提示教學者給性格內向的學生多一些回答課堂問題的機會，給邏輯思維較好的學生多一些課堂解題的機會或者建議讓某部分知識掌握好的學生去幫助這部分掌握不好的學生。

3.精準反饋

以大數據應用為基礎的精準教學可以以數據化的形式精準的向教學者呈現學生的學習狀況和教學的質量，并建議教學者對教學過程進行調整和改進，優化教學，讓教學過程有的放矢。首先，教師對于某一次課最常用的反饋就是作業，所以教師可以根據實際學情將班級學生分層，針對不同層次的學生布置作業。比如：根據學情分析，對于掌握程度不好的學生針對基礎知識點布置基礎題，對于掌握程度好的學生，可以在基礎題的基礎上增加難度，布置綜合性的題目。其次，對于課程反饋的另一種常見方式就是測試，針對某部分內容，學生的答題速度快，整體成績高，就可以判斷該部分內容學生普遍掌握較好，同時，也可以判斷學生的掌握情況，對于掌握不好的學生給與適當反饋。

三、結論

精準教學中的精準包括了教師教學、教研的精準和學生學習的精準。教師根據課程標準，教科書和學生發展的實際情況，通過大數據對學生學習相關數據進行搜集和分析，聚焦課堂教學價值，在課堂教學環節中實現精心設計，包括利用圖表、音頻、視頻、動畫等技術手段，以多元化、趣味性的方式豐富教學形式與內容，從而更好地把控教學、教研重難點，在課堂中進行精煉化研習，達到對學生學情的精準把握，也對教師在教學計劃的制訂給予參考，以提升教師自自教學效率與質是.，實現學生的個性化教育。

學生借助于移動終端的教育系統，可以進行課前預習，課中的學習數據也可及時得到反饋，這樣使得教師可以精準地了解每個學生的掌握情況，實現人人參與，人人被關注。課后，學生可以通過觀看課堂錄像進行復習，平時學生的錯題也可以自動被收錄，以加強鞏固，提高學生學習效率。精準教學的過程應該是教師和學生通過不斷更新的學習數據分析，各自進行數據挖掘、診斷，相互滲透、不斷以新的改進方式參與到教與學的活動中。

參考文獻：

[1]JohnO.Cooper，TimothyE. Heron， WilliamL. Heward. 應用行為分析[M].武漢：武漢大學出版社，2012：152.

[2]White OR. Precision teaching： precision learing[J].Except Child， 1986，52（6）：522--534.

[3]彭紅超，祝智庭.面向智慧學習的精準教學活動生成性設計[J].電化教育研究，2016（8）：53-62.

[4]崔家萍，都春霞，翟 迎 新.高職數學課程實施“精 準 教學”的探析[J].教育現代化，2018，5（20）：155-156.

[5]李旭，劉艷鮮.STEM 視域下基于智慧教育理念的五年制高職數學課堂教學實踐研究[J].教 育 現 代 化，2019，6（58）：85-87.