教育數據支持小學科學精準教學的實踐探索

程英

大數據時代已經來臨，教育數據在小學科學學科精準教學的過程中發揮著重要的作用。教師運用人工智能、互聯網、物聯網或者多媒體信息技術進行全方位的智能學情分析，精準掌握學生學情，為學生打造貼合自身學情的學習方案，實現個性化教學。

一、基于教育數據突破教學重難點

教育數據為小學科學教學增添了輔助作用，已經成為教師教學的良好助教，能幫助學生有效突破教學重難點。

例如，蘇教版四年級下冊“冷和熱”單元涉及溫度的多次測量和持續測量，教師可以利用信息技術手段收集教育數據，保證記錄的準確性，形成圖譜，方便學生尋找規律。實驗中有時會出現異常數據，常規課堂中，教師會懷疑是否是由于記錄失誤產生的，但基于信息技術形成的數據結果就可以排除這種可能性。教師可以告訴學生在探究過程中出現異常數據很正常，并引導學生明白科學探究的答案有時不是唯一的，讓學生知道真正意義上的科學探究是對客觀世界中人類未知領域的探究，是無法預知結果的。師生要一起去偽存真、去粗取精、細致分析、精密推斷。

二、利用教育數據打破時空區域壁壘

想讓教育數據在科學課中發揮作用，主要有兩條途徑。一是借助已有的成熟系統作為學生學習的工具，目前最常見的就是兼容性很強的模擬實驗應用程序。二是教師通過整理形成與科學學科相應學段的知識圖譜，搜集一些項目式的學習內容。當然，這兩種方法也可以結合使用。

1.虛擬與現實融合，拓寬科學教育場域

小學科學教育主要基于學生對客觀世界的探索興趣展開教學，虛擬和現實的融合，大大拓寬了學習的場域。

例如，四年級上冊第4單元“簡單電路”的第3課“電路暗箱”一課中，利用虛擬實驗室PhET突破實驗現象不明顯的局限，直觀可視，同時也可以避免實驗時間過長，讓課堂更加高效。

學生因疫情居家學習期間，教師開展了豐富多彩的線上學習和線下自主學習的活動，一周一推送，受到廣大學生的喜愛。無論是線上課程還是線下自主學習，學生都可以將虛擬和現實的學習內容進行有機融合，充分提高自身參與度。

2.課內與課外融合，實現教育資源互補

蘇教版三年級下冊前兩單元是“植物的一生”和“植物與環境”，教師要充分開展教學活動，培養學生親近自然、欣賞自然、珍愛生命的意識，使其積極參與到對資源和環境的保護中去。三年級學生對科學活動充滿興趣，教師要保護他們對科學的好奇心和探究欲。研究植物的過程中，教師可以給學生推薦應用程序來識別和認識植物，把課堂學習延伸到課外，讓學生自主觀察、探究、描述和總結。

3.集體與個別兼顧，實現因材施教

在執教四年級上冊“礦物與我們的生活”一課時，教師發現一些問題：教材內容距離學生較遠，雖為學生提供了一些信息，但由于不同的學生知識儲備存在差異，教材篇幅以及課堂時間存在限制，學生獲得的信息量較小，適應不了新時代的要求和學習的需求。因此，教師在課前準備豐富的教學資源包，充分展示人們利用礦物制作日用品的事例，給學生自主探究的時間，讓他們有機會接觸自己感興趣的內容，接受科學的熏陶，從而建立礦物是重要自然資源的認識，真正感受到巖石、礦物對人們來說不可或缺的意義，激發學生保護礦物資源的意識。

三、挖掘評估數據，追蹤學生學習情況

在漢王科技的官網上，有套系統被稱作是“人工智能與課堂教學的深度結合”，每個學生的行為數據都會被生成詳細的統計表格，定期發送給教師和家長，便于他們精準監控學生的情況。此外，“智慧課堂行為管理系統”的監控能力比漢王科技的更精密——每30秒就會對全體學生進行一次掃描；對學生狀態的評定也更細致，區分了閱讀、舉手、書寫、起立、聽講、趴桌子等各種動作和情緒。每個動作和情緒對應一個分值，得分高低直接反映學生學習狀態的好壞。

教師可以利用教育數據對學生的學情進行分析。課前，教師可以利用問卷星平臺對學生進行一些前測，利用計算機進行批改，并及時準確地對學生的能力進行預判感知，從而進行一些針對性的訓練。課堂上，在學生完成電子記錄表，后臺統計全體數據，以柱狀圖、堆疊圖等方式呈現，數據精準且直觀。課后，利用教育數據對學生進行評價，如智學網，教師可以隨時隨地批改作業。對各項數據的統計也能快速實現，對每個學生的薄弱點分析得也非常到位。

教育數據支持的精準教學應當目標明確，圍繞學生的學習短板和學習問題進行針對性的訓練和教學；應當突出手段的先進性，學會利用大數據技術構建完善的教學體系，讓小學科學教學更加先進；應當創新小學科學教學方式，在教學手段上獲得更多支持，在教學內容上具有更強的針對性。

當然，對教育數據支持小學科學精準教學的應用主張不能激進，它畢竟是一個工具，首先要判斷它是否是有效的、有限的、有條件的，才能判斷其是否適合利用。對待教育數據，我們要去主動適應、適度利用，但不可盲從。