基于智慧教學平臺的數據驅動型精準教學模式研究

文/東莞市機電工程學校 陳向陽

2021年，廣東省實施了中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0，我校開展了以“智慧教育”為主要應用模式的全員研修，通過網絡研修與校本實踐，大大促進了信息技術與教育教學的深度融合，特別是基于智慧教學平臺的數據驅動型教學方式方法得到了大力應用與探索，頗受師生歡迎，為了進一步提煉“能力提升工程2.0”的研修成果，更好地指導開展信息化教學，筆者進行了基于智慧教學平臺的數據驅動型精準教學模式研究。

隨著國家教育信息化戰略的持續推進，智慧教學平臺如雨后春筍般涌現，目前應用較多的有雨課堂、希沃白板5+易課堂、UMU互動學習平臺、超星學習通，等等。在珠三角等經濟較發達地區的各級各類學校的信息化環境相對優越，智慧教室、移動終端、人工智能設備等開始在學校逐步流行。智慧教學平臺的常態化應用及數字化學習活動的日常開展為數據驅動型的精準教學模式探索提供了得天獨厚的條件。伴隨著教學平臺上學生學習數據的持續積累與深度挖掘，構建新型教學生態，再造教學流程，實施精準化、個性化教學將會成為今后教學的新常態。

相對于傳統課堂，我們提出了智慧課堂這一概念，它是利用信息技術和手段，以智慧教學平臺為載體的新型課堂環境，將課堂教學劃分為課前、課中、課后三個階段，其主要特征是教學決策數據化、評價反饋及時化、交流互動立體化和資源推送智能化。

為發揮和挖掘智慧課堂的最大效能，我們探索構建了基于智慧教學平臺的數據驅動型精準教學模式，模式如圖1所示，包括四個環節：基于數據的學情診斷、基于反饋的教學設計、基于智慧課堂的教學活動及科學精準的教學評價。各環節形成閉環，以循環迭代的方式動態更新數據，貫穿到教學實施的每個階段，從而實現科學化、精準化、個性化和智能化教學，大大促進提升了學生的自主學習能力和高階思維能力。

一、基于數據的學情診斷

在課前，教師根據教學內容在智慧教學平臺上發布課前練習題、微課、課件等學習資源，學生通過平板或手機進行自主學習，平臺會記錄每個學生的學習行為軌跡，包括點擊觀看視頻鏈接或PPT課件次數、練習題對錯得分及完成用時情況等，師生還可以在平臺論壇上對學生提出的學習問題進行互動。因為智慧課堂教學活動還包括課中與課后，平臺會一直全鏈條收集學情數據，借助教育數據挖掘與學習分析技術，可以將平臺上記錄的行為數據轉換成有價值的學情信息，如學困生的識別、知識短板的發現、學科能力的診斷、教學目標的達成度等。如圖1所示，學情診斷數據是源源不斷的，是迭代更新的，它來自于教學活動中，來自于線上線下，來自于精準的教學評價模型的反饋。

二、基于反饋的教學設計

有了基于數據的學情診斷，我們的教學設計不再是無源之水、無本之木，而是有的放矢，主要從教學內容、教學目標、教學策略三方面著手進行精準教學設計。

(一)精準安排教學內容

內容安排不一定照本宣科，原封不動照搬書本上的章節內容及順序，可依據學情調整教學順序，刪減或拓展某些教學內容。教師平時要下意識自建，或引用下載積累資源，豐富壯大自己的教學資源庫，以便在教學內容安排上信手拈來，讓“下廚配菜”更加游刃有余。

(二)精準細分教學目標

精準細分首先是精準描述學生掌握的知識或技能達到的程度，在確定好課程的總體目標后，我們要層層分解、細化知識點或技能目標，使每個教學目標達到精確化、可量化，這樣授課時針對性強，學生接受程度高。比如在計算機網絡基礎課程中有關子網掩碼與容納主機數量的計算內容，精準的教學目標不能表述成“熟練掌握子網掩碼與主機數量的計算”，因為“熟練掌握”是一個模糊的表述，不好把控和精準評價學生，而應該表述成“5分鐘之內完成子網掩碼或主機數量計算題5道，正確率100%”。在教學設計上，就操作層面上來說，教師可以把每一教學目標轉化為對應的問題，再把每個問題分解、細化為可以量化描述的小問題。其次，精準細分還要因學生而異設立個性化教學目標，即分層教學。比如對于課前練習60分以下、60至80分、80分以上的不同分數段學生設立分層教學目標，不能眉毛胡子一把抓，而應依托智慧教學平臺，對不同層次學生推送不同的學習資源、測試與作業。

(三)精準實施教學策略

就教學內容而言，對于一些概念性、記憶性的內容，可以設計練習題訓練加以鞏固，或者設計游戲進行PK等方法增加趣味性，強化記憶；對于偏重于實操運用的技能知識，可以設計小組合作的實操或情景模擬活動。

針對學情反饋而言，如果是學生的共性學習需求，可以實施一致化的教學活動，如集中講授與拓展等；如果是個性化學習需求，可以實施差異化教學，對學生進行有針對性的指導。

就教學方法而言，可演繹推理，可枚舉歸納，可啟發式，可探究式，各有特點，可單獨應用，也可結合運用。為了更加精準、靈活施策，下面詳細講講各種方法。

1.演繹推理

這一模式是：提出概念、原理 →進行演繹推理→實驗或實例驗證→概括得出結論。

演繹推理方法基本上是講授式的，沒有了學生探究、發現的過程，教師在同樣的時間內教授的內容較多，但學生的自主活動會受到約束，不利于學生知識遷移能力的發展。

2.枚舉歸納

這一模式是：演示或列舉個別實例→進行歸納推理→實驗或實例驗證→概括得出結論。

采用枚舉歸納法能夠達成多種教學目標。首先是達成學生自主思維能力目標，枚舉歸納是概念教學的有效手段，學生通過對案例的觀察與思考，對概念形成的來龍去脈會更加清晰，會從本質上去理解和把握它。其次是達成情感目標，枚舉歸納法因課堂上大多采用實物演示或實例說明容易激發學生學習興趣，活躍課堂氣氛。與演繹推理相比，枚舉歸納法學生參與程度更高，但枚舉歸納較演繹推理法費時。

3.啟發式教學

這一教學模式是：準備→誘發→釋疑→轉化→應用。

啟發式教學是以學生為中心，學生是學習主體，教師只是從旁邊加以點撥，起指導和促進作用，學生主動提出問題、思考問題，主動去發現、去探索，從中找出解決問題的方法。啟發式教學以深刻的認知心理過程為基礎，更能發揮學生的主動性和首創精神，更有利于對知識的主動建構。啟發式教學的基本思想是充分激發學生學習的內在動機，調動學生學習的主動性和積極性，促進學生主動思維，提倡學生多思、多動、多看獲取知識。

4.探究式教學

這一模式是：提出問題→形成假說→制訂方案→實施方案→分析論證→評價→交流與合作。

運用探究式的課堂教學，由于學生參與學習活動手腦并用，自主探究獲取知識，在探究過程中體驗學習樂趣，有利于培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力和勇于創新的意識。并且通過分組探究過程中人與人之間、組與組之間的交流協作，培養了學生的合作精神；探究過程的最后小組總結交流環節可以促進學生養成自我檢視、相互借鑒、共享成果的良好習慣。

三、基于智慧平臺的教學活動

基于智慧教學平臺的課堂教學活動覆蓋課前、課中與課后，教學活動的宗旨是以教師為主導，以學生為主體，形成師生、生生、線上線下結合的多元互動的格局，從而實現教學目標。

(一)課前(線上進行)

教師通過智慧教學平臺發布學習資料推送給學生，供學生課前預習，學生自主學習和完成測試任務，期間可以師生、生生線上互動。

(二)課中(線上與線下混合)

在課中，教學活動是多元的，形式是生動活潑的，內容呈現是豐富的。教師根據智慧教學平臺的學習反饋情況，以培養學生創新思維為目標，緊緊抓住學生興趣點這個牛鼻子，通過引入案例，創設情境，提出問題，將教學內容導入新課。利用分組討論、教師釋疑、隨堂測試、個性輔導、成果展示、總結點評等，形成師生、生生、線上與線下的多元互動格局，學生在互動中加深了對知識的理解。學生遇到問題可以在智慧教學平臺查閱資料，向教師提問，教師依據平臺反饋的學情數據，對共性問題進行集中講解和拓展，對個性問題進行差異化干預輔導，直至所有學生都掌握教學目標所要求的知識或技能。

(三)課后(線上進行)

在課后，教師依據學生的個體差異，通過智慧教學平臺推送個性化的復習資料和課后習題，教師可以在平臺上隨時查看學生課后作業的完成情況。智慧教學平臺能快速生成數據分析報告，學生根據錯題情況反映的知識短板逐一突破，大大提高了學習效率。教師根據平臺的數據分析報告更加客觀真實、多角度、精準地檢視評價教學，并依據學生的個體特征、存在問題、學習效果，進行差異化輔導，同時又為下一步精準教學獲取學情而成竹在胸。

四、科學精準的教學評價

教學評價要做到科學與精準，教育教學理念必須與時俱進，新的理念直接影響教學評價模型的建構，就好像心理學的量表一樣，要能準確把脈用戶心理狀況，首先心理量表設計要科學。教學評價的“量表”內置于智慧教學平臺，會對學生的學習行為軌跡進行記錄、統計，對學生的個體特征、知識缺陷、學習成效等進行畫像，生成數據分析報告，所以智慧教學平臺的評價模型設計與技術參數修正、更新很關鍵。

在以往，我們習慣于通過學生的考勤、課堂表現、作業完成情況等作為平時成績，再加上一定占比的期中、期末成績作為總評成績對學生進行學業評價，其中的平時成績說得難聽一點就是教師對學生的“印象分”，教學評價的數據取樣相當有限，而且評價模型不科學，因此傳統的教學評價不能全面、真實客觀地反映整個教學過程，精準自然無從談起。而基于智慧教學平臺的數據驅動型精準教學模式則不同，我們的教學評價是基于大數據的，貫穿于課前、課中和課后全過程，是基于平臺的而且具備數據挖掘技術的科學評價模型，是科學、精準的。為了獲取更多評價信息，有條件的地方，還可以在課室借助傳感器技術、人臉識別技術、學習分析技術等先進技術的融合應用，使得精準教學評價伴隨教學行為的開始到結束，并能夠對尚未發生的未來進行精準預測錦上添花。比如通過識別學生課堂坐姿、眼神等評判學生的到課情況、精神集中情況等。

但是，這里必須強調一點，平臺上教學評價數據凡是涉及學生個體特征的隱私敏感信息只允許向教師開放，要注意評價數據的安全性及倫理問題，教師與學生所看到的分析數據是有區分的，否則就會因為評價數據管理不善打擊學生的學習自信，與我們的教學目標背道而馳。

上面講述了基于智慧教學平臺的數據驅動型精準教學模式，這一模式在實施“能力提升工程2.0”以來，在探索實踐中得到了檢驗與完善，模式的理論創新與實踐對于我們為師者是常做常新的課題，需要日后大膽嘗試探索，不斷充實、豐富和發展，為我們構建新型教學生態，再造教學流程，實施個性化、精準化教學貢獻一分力量。