基于數據分析的高中數學個性化作業設計實踐研究

許衛俊

(江蘇省如東縣馬塘中學,江蘇 如東 226400)

信息技術的發展改變了傳統教與學的方式,也為教師提供了更多學科育人資源.數據分析是基于信息技術發展下所延伸出的一種技術系統,能夠實現對學生學情、學習數據的有效追蹤,為明確學生不同階段的學習重點和學習方向奠定基礎.作業屬于高中數學教育的重要組成部分,但受傳統教育觀念影響,作業大多以統一化的布置形式為主,并且常采用題海戰術,一定程度上影響了學生作業實踐效果.為此,基于數據分析展開高中數學作業的個性化設計具有一定的實踐意義.

1 數據分析下高中數學作業設計面臨的困境

高中數學有助于發展學生的探究能力和創新能力,對于啟發其科學思維具有積極的促進作用.作業屬于高中數學教育的重要組成部分,可在鞏固學生知識印象的同時,驅動其實現知識的靈活化運用.但在信息化、智能化、新課標等多種社會環境和教育改革背景下,高中數學作業中存在的問題開始逐漸顯露,具體表現在以下幾個方面.

1.1 缺乏智能化作業布置

現代化背景下,諸多以數據分析為支持的教學手段走進高中數學課堂,改變了傳統高中數學教學模式,也為數學作業的布置帶來較大便利[1].具體而言,相較于其他學科作業而言,高中數學作業帶有較強的抽象性特征,并且包含許多隱晦的數量關系,在解析數學作業時,學生需要經歷具體-抽象-具體的實踐過程.這種情況下,教師需要結合數學分析,為學生布置智能化作業,如針對立體幾何等相關知識點布置作業,組織學生通過電子手動繪制的形式完成;依托數據分析把握學生現階段學情和學習中遺漏的知識點,設計與其能力相符且帶有補充性特征的作業任務[2].但結合目前教師對于數據分析的應用情況來看,并未充分發揮其智能化功能,大多僅依托數據分析收集作業資源,并未充分考量此類作業是否迎合學生成長需求,一定程度上影響了作業設計的有效性.

1.2 未凸顯個性化作業特性

個性化、精準化教學始終是教育領域所追求的理想教學方式,也是高中數學作業布置的根本訴求[3].作業能夠延續課堂學習并凝練知識內容,為學生提供更多實踐和應用機會.學生成長環境不同,學習能力也存在明顯差異,作業能否與學生需求相對接,也直接影響其總體設計的有效性.數據分析背景下,教師需要在調查學情基礎上,同步考量教學要求,在保障作業內容符合教學目標的情況下,按照學生需求調整作業數量和難度,由此形成個性化作業,助力學生的多元化成長.但基于高中數學作業設計情況來看,數據分析更多是對接教學要求,即常以教學為根本改變作業題型,卻并未充分考量學生共性和個性化特征,導致在作業實踐中出現優等生“吃不了”、學困生“吃不飽”的局面.

1.3 缺少多元化作業反饋

評價是檢驗教與學成果最為有效的途徑之一.在數據分析背景下,教師可依托大數據改變傳統評價模式,確保評價活動更為高效、精準地實施.但結合數據分析在高中數學作業評價中的應用情況來看,多以簡單的“對錯”反饋為主,作業批改后所形成的數據更多指向結果性評價[4].也就是說,部分教師并未將數據分析融入過程性評價中,無法清晰直觀地展現學生完成作業的過程或解題的思路,導致數據分析優勢無法充分發揮,也無法帶來理想的作業評價效果.

2 數據分析下高中數學個性化作業實踐策略

個性化作業主要為適應個體或是特定群體需求而設計的作業任務.以數據分析技術輔助個性化作業設計,不僅能夠迎合不同層次學生的發展需求,更能提供海量、多類型的作業資源,并轉變傳統作業實踐、評價等形式.基于此,文章基于數據分析視角,開展高中數學個性化作業設計實踐策略研究.

2.1 結合數據分析結果,實施“滾動復習”作業

結合以往高中數學作業布置方向來看,更多是以教學目標為首位,并且未充分發揮數據分析帶有的智能化功能,一定程度上影響作業設計與實踐效果.事實上,作業不僅是課堂學習活動的延伸,也是實現高效復習的重要渠道[5].基于高中生的記憶規律來看,在新知識進入學生大腦后,便已開啟“遺忘”之旅.這種情況下,需要依托作業達成及時復習、鞏固記憶知識點的目標.“滾動復習”作業是基于數據分析輔助下所形成的智能化作業形式,其主要依托大數據平臺,在每周、每月或是每學期,定期向學生提供相應的滾動練習作業.此類作業能夠根據學生完成情況,如遺漏的知識點、未攻破的重難點內容,調整下次“滾動復習”作業內容,真正在迎合學生個性化發展的前提下,確保作業設計的有效性.為此,在個性化作業設計要求下,教師可充分利用數據分析功能,綜合不同課程教學目標,向其提供“滾動復習”作業,以此滿足不同學生的學習需求.

以高中數學“立體幾何”課程為例,本課教學目標是幫助學生掌握點的位置向量的概念,并能夠結合向量語言,完成線面、面面的垂直、平行關系的表述方法,了解求直線的方向向量與平面的法向量方法.為確保個性化作業設計能夠與教學目標相對接,亦為凸顯數據分析優勢,教師可搭建大數據平臺布置“滾動復習”作業.為迎合學生學習特征,在前期作業布置中可凝練本課概念內容,以此驅動學生對概念知識進行回顧,再逐步提供練習實踐型作業內容.同時,為確保“滾動復習”作業設計的有效性和長期性,可遵循前期每次作業間隔1～3天、后期每次作業間隔一周或是一月的規律,以此深化學生對知識的記憶效果.在題型的設計上也可堅持個性化原則,即基于立體幾何知識特征,為學生提供一些可手動繪制的作業,并根據學生作業完成情況,調整下次作業的難度和時長.假設學生在概念知識的理解中存在阻礙,可加大概念作業的占比,增加“滾動復習”的頻率,并結合數據分析系統帶有的自動提醒功能,定期提醒學生完成作業時間.此方式不僅充分發揮了數據分析帶有的智能化功能,也在某種程度上減輕了學生學習負擔,使作業更為高效、科學、智能.

2.2 基于數據采集功能,開展分層作業布置

以往的高中數學作業大多以統一化的形式進行布置,此布置方法雖能在某種程度上迎合教學目標,卻并未充分考查每位學生學習需求,導致出現作業難度、完成時長與學生能力不符的情況出現.數據采集功能屬于數據分析技術中的重要組成部分,通過數據采集能夠隨時跟蹤學生的作業完成情況、學習能力水平.同時,基于學情數據結果制定分層作業,更能滿足不同學生的學習需求,助力學生在數學領域的長遠發展.為此,教師應充分發揮數據分析優勢,及時利用數據采集功能,跟進學生作業完成情況、基本學情,等等,為實現個性化作業設計目標打好基礎.

如在高中數學“函數”相關課程教學中,教師需要幫助學生把握函數的概念和性質,了解冪函數、指數函數、對數函數、三角函數特征,并掌握函數的應用方法.為迎合個性化作業設計需求,教師可結合數據分析功能搭建校本數據庫,并在數據庫中設計不同的板塊內容,以對接函數的相關知識點.同時,結合數據庫內容和教材資源,向學生提供帶有綜合性特征的單元檢測題,再根據學生的完成情況,如完成時間、準確率等,推送不同的作業任務.此類形式真正以數據分析作為支持,配合校本題庫的建設,可幫助教師編制出更多能反映學生學情且帶有嚴謹性、針對性特征的分層作業.同時,學生在完成作業的過程中,也可利用校本數據庫中的各個知識板塊,對數學知識進行鞏固與復習,真正在發揮作業最大化效益的基礎上,確保數學作業的個性化實施.

2.3 依托數據分析優勢,落實多元化評價

《普通高中數學課程標準(2017年版)》提出應以立德樹人為目標,發展學生數學抽象、數學建模、邏輯推理等核心素養.在新的教學目標下,高中數學教學、作業布置等環節均發生不同程度的改變,以適應新課標要求.但結合實踐結果發現,有關于核心素養的評價較少.評價是檢驗教學成果最為有效的途徑之一,高中數學作業也需要以評價檢驗學生的完成結果.受高考壓力的影響,高中生的學習時間相對有限,這種情況下大多只能以結果性評價檢驗其學情,一定程度上限制了學生核心素養的發展.為此,在數據分析背景下,教師可結合大數據技術高效率、精準性地檢驗學生學情,并將過程性評價和結果性評價同步融合到作業實踐中,為達成個性化作業設計與實踐目標奠定基礎.

可將作業評價分為多種形式,具體而言,將階段性考核與作業記錄相融合.階段性考核是診斷學生的學習效果、制定下階段作業計劃的重要基礎,其主要以成果性評價的方式出現,在教與學的過程中起到不可替代的作用.但一味地注重成果性評價容易導致評價結果出現偏差,為此,教師應將不同階段,如每天、每周和每月學生作業完成情況進行整理,以數據分析技術中帶有的儲存功能,整理出學生作業記錄,再定期開展階段性考核,匯總作業記錄和考核結果,形成綜合性數據,為直觀、全面展現學生學情打好基礎.除此之外,教師還可融合多種評價模式,即自評和他評.實踐過程中,可發布一些小組合作型作業任務,組織學生共同完成并展開互評和自評活動.為增加評價主體,還可邀請家長加入評價行列,評價學生在家作業時的完成情況,將評價數據上傳至數據分析系統,根據數據分析結果形成對學生下階段學習方向的指導.為提升評價的有效性,針對一些復雜且周期較長的評價活動,可在線上即數據分析系統中開展.系統帶有即時性功能,能夠在短時間內合成學生學情數據,并且學生也可在任意時間、任意地點展開評價活動,一方面確保評價的有效性和精準性,另一方面提高評價的高效性.

總而言之,作業屬于高中數學教育的重要組成部分,從數據分析的視角推進作業的設計與實施,能夠在增強作業實踐效率基礎上,提高作業設計的有效性.但數據分析技術的應用并非一蹴而就,許多教師在應用數據分析開展作業設計的過程中依然面臨諸多困境問題.為此,應從個性化作業設計視角,凸顯數據分析功能,結合數據分析實施“滾動復習”作業、開展分層作業布置、落實多元化評價,最終解決高中數學作業設計存在的問題,為助力學生在數學領域的長遠發展奠定基礎.