數碼點陣筆，開啟大數據支持下的青年教師智慧教學

金莉敏

（閔行區實驗小學 上海 閔行 201100）

教育部印發了《教育信息化2.0 行動計劃》,明確指出:“教育信息化2.0 行動計劃是順應智能環境下教育發展的必然選擇[1]。智能環境不僅改變了教與學的方式，而且已經開始深入影響到教育的理念、文化和生態。”2019年，上海市閔行區成為教育部8 個“智慧教育示范區”創建區之一。閔行區實驗小學作為一所區域實驗性、示范性小學，充分結合區智慧教育推進項目，積極主動且扎實有效地開展相關的研究性實踐，鼓勵青年教師積極申報。在申報的“智慧教育項目”中青年教師占比超過一半，那么青年教師在教學過程中有什么樣的需求？為什么他們樂意使用智慧教學工具，我們從青年教師特征出發分析背后的原因并跟進解決措施。

1.青年教師成長專業發展情況分析

我國《中長期青年發展規劃（2016-2025年）》[2]定義14-35 歲為青年教師。青年教師是學校教學的主力軍，他們雖然已經過了見習期，但作為剛從高等院校畢業一年的青年教師們希望把所學到的知識用于實際，教給學生，成為教育界的新星。但他們在思想上、行為舉止上離教師專業標準還有大的差距。分析他們專業發展特征主要有以下幾點：首先，工作熱情很高，但教學理想化，理論聯系實際能力較弱；其次，教學實戰經驗不足，教學決策能力差，教學不靈活；最后，愿意嘗試新技術，迫切希望有平臺提升自我。在具體教學中，主要表現為精準診斷班級學情、結合學情確定教學重難點、教學過程中根據學生實際學習情況做出教育決策、設計高質量作業等方面存在能力不足問題。

2.數碼點陣筆技術簡介及應用分析

青年教師教學經歷尚淺，沒有充足的教育教學經驗，對于教學重難點的把握、教材的分析、學生的學習程度等問題都仍需要進一步的學習。如何讓一位青年教師成長為一名智慧型教師，結合青年教師發展的特征及困惑，我們發現點陣數碼筆能夠很好地幫助青年教師成長。

2.1 什么是點陣數碼筆？

“點陣”由一些非常細小的點，按照特殊算法規則排列的組成。點陣的作用是提供給數碼筆一個坐標參數信息，保證數碼筆在數碼上書寫時，能夠準確的記錄書寫的筆跡。通過在普通的紙張上印上一層不可見的點陣圖案，數碼筆前端的高速攝像頭隨時捕捉筆尖的書寫軌跡，數碼筆內置的數據處理器捕捉來自紙張、筆跡以及筆的信息，最終通過藍牙模塊向外傳輸。

2.2 點陣數碼筆教學應用分析

數碼點陣筆應用在教學中在保持原有課堂授課模式的同時，數碼點陣筆和互動答題卡能夠伴隨式采集教學過程中的相關數據，并及時統計，便于老師及時準確把握學情；互動教學平臺，同步收集學生書寫筆跡，回放書寫過程，實現對比講解，方便教師收集展示交流課堂生成性資源，使資源共享更廣闊；平臺可收集記錄回放學生探究的過程，便于教師開展過程性評價，也可以實現自評和同伴互評，平臺也可進行不同形式的測驗，檢測學習效果，使評價方式更加多元，從而跟進不同的教學策略。

借助數碼點陣筆的功能，再結合大數據分析，可以針對性地解決青年教師發展的問題，實現青年教師快速成長。

3.數碼點陣筆支持青年教師智慧教學探索

3.1 課前數字畫像助力青年教師精準把握學生認知起點

學生學情分析是教學必要的過程，學生的學情分析包括認知特點、認知起點、認知習慣、認知風格等，一般采用經驗判斷、課堂觀察、作業分析（這里作業分析又需要通過對學生作業時長、效率、態度、心理等多方面去考慮）還可以通過學生訪談、問卷調查、測驗等方式去把握學生學情。對于青年教師來說經驗不足，學情把握已經存在困難。

數碼點陣筆打破了青年教師缺乏教學經驗無法準確判斷學生學情的困局。在不改變學生原有書寫習慣及教師教學習慣上，實時跟蹤記錄并采集學生作業時長、作業效率、作業態度、作業心理，通過全面性的數據采集、輔以適切的分析模型，建立學生動態的數字畫像，從而精準把握每位學生認知起點。教師可以通過單人答題過程回放，以及多人答題筆跡對比等“回溯”技術，可以采集到豐富的過程性資源和數據，并通過云平臺呈現或回放學習過程，具象了解學生的思維過程，診斷學生的解題水平、習慣與風格，準確把握班級整體與個體學情。通過大數據協助教師快速了解班級情況，更加準確地了解不同學生的學習的特點，包括不同學生一些學習困難或者障礙的產生的原因，進而讓老師能夠非常及時充分地來調整學習資源的推送，教學策略方法的改變，幫助學生來調整學習方式，規劃學習路徑。

以學校數學學科《周期問題》為例，課前，教師為了準確了解學生“周期現象”的認知，精準把握學生的認知起點，通過Aischool 教學平臺線上推送“生活中的周期現象”微視頻，學生在觀看視頻后完成自主學習任務單：

（1）觀看視頻，想一想生活中的“周期想象”有什么特點，請你試著畫一畫。

（2）請你用一句話描述一下“周期想象”，你打算如何描述？

學生自主學習任務單并不是普通的紙張，上面鋪設有點陣，學生利用點陣筆完成答題后，數碼點陣筆自動采集到學生書寫筆記，平臺完整記錄下學生的整個思考過程。然后教師透過平臺的記錄，教師對照評價標準從“概念表征”和“概念描述”兩個方面對 “周期現象”的概念進行表現性評價的數據統計。根據“周期問題”概念描述掌握度評價標準統計看，1 班88%的學生達到優秀A 等級，10%的學生良B 等級，2%的學生C 等級合格。2 班的學生83%學生達到優秀A 等級，15%的學生良B 等級，2%的學生C 等級合格。從數據統計中可以精準的把握到學生對于周期想象概念的認知起點。

3.2 課中伴隨式數據采集促進因材施教

課中，教師依托“點陣”技術，可以進入“互動模塊”，查看學生書寫的筆跡、答題過程、多人對比等。還可以通過互動答題功能了解不同答案的選擇人數、正確率，答題排名等數據。基于這些數據，結合平臺分析報告，教師作出及時的課中評價，明晰學生狀態，從而調整教學策略。

如學校數學《周期問題》通過云平臺呈現答題過程，互動答題卡提交選項，自動統計班級中每個問題選擇的人數，以及對應的氣球顏色。通過數據分析，班級中有42 人選擇了第①題，其中39 人答對；有38 人選擇了第②小題，其中34 人答對；兩題都選擇的同學的有35 人。透過這些數據，了解班級整體對于簡單情境中問題解決學情的同時，推進了教師的差異化教學，促進了學生的個性化學習。

3.3 課后“減負增效”規劃學習路徑

數碼點陣筆的AI 智能手寫識別實現電子有痕批閱，青年教師利用數碼點陣筆批閱過程中，跟蹤教師批閱行為，智能判斷題目對與錯。實時記錄學生答題時長，精確統計每一題的思考過程，通過智能測評、AI 智能分析題目難易程度，以及每一題錯誤率。借助診斷報告，及時提醒青年教師，青年教師依據數據報告可以及時有針對性提高試題質量，針對每位學生學習情況分別針對共性化錯題和個性化錯題，做針對性的課堂講評和練習。課后針對各個學生推送類似題型的個性化作業，更好的體現因材施教的特點。

例如學校數學教師在《周期問題》分析課前、課中學生個體學習的數據和參與情況，將學生分成了A 組和B 組，A組學習參與積極性較高，對問題有深入的思考，有明確的解題方法，解題思路比較清晰。B 組的學生參與積極性一般，對問題的探究停留在表面，對問題有一定的分析，但解決問題的思路和策略欠靈活和完整。針對此現象，設置了兩組課后鞏固復習的資源，兩組資源情境相同，但探究的問題和呈現方法略有不同：

[A 組課后鞏固]

（1）按照下面圖形的排列規律，排在第67 個的圖形是（），67 個圖形中，正方形有（）個。

（2）2021年寒假從1月23日（周六）開始到2月21日結束，開學當天是星期（）

[B 組課后鞏固]

（1）下面共有67 個按一定順序排列的圖形，其中正方形有（）個。

（2）2021年寒假從1月23日（周六）開始到2月21日結束，請你推算一下2月21日是星期（）。

青年教師結合數據報告，依據學生不同學習能力進行分組，課后分組進行個性化學習資源的推送，教師可以在線查看學生答題情況，并通過數碼點陣筆平臺采集筆跡和思考過程，可以通過過程回放，或數據統計中檢測教學目標的達成度。

綜上，“點陣數碼筆”能夠助力教師教學的整個過程，數據采集分為課前、課中、課后三階段，每個階段都有其特有的數據功能，以及因材施教的有關策略。如課前，它的功能就是可以“了解學情與學習基礎，把握認知起點”。在因材施教上，能催生同質、異質分組策略；分層設計學習任務策略；教學內容組織方式、呈現形式多樣化策略，分層推送資源的策略等。

結語

青年教師通過借助平臺數據，彌補因教學經驗不足無法精準把握學生認知起點的困境，同時依托“點陣”技術，數據采集，利用平臺進行物理電子雙備份記錄整個教學過程，可以無限回顧自己整個教學，幫助教師反思調整教學，從而在不斷地積累與反思過程中逐步成長為智慧型教師。點陣數碼筆還能助力教師診斷規劃學習路徑，即教師制定評價指標和標準，設計評價內容與流程，在過程中對學生進行整體與個體診斷，從而采取差異化教學手段，為學生提供適性學習路徑。