大數據驅動下的高職數學課程教學改革思考

摘要：大數據時代，教育領域也在不斷探索如何運用大數據技術來改進教學質量。數學課程作為高職院校中的核心課程，其教學內容和方法也面臨著挑戰和變革。通過分析大數據對高職數學教學的意義和影響，提出了在大數據驅動下的高職數學課程教學改革的思考，包括教學內容的優化、教學方法的創新以及教師和學生的角色轉變等方面。通過這些改革的實施，可以提高數學課程的教學效果，培養學生的數據思維能力，適應社會對高素質應用型人才的需求。

關鍵詞：大數據；高職；數學課程；教學改革

一、前言

大數據是指由于數據規模龐大、類型繁多、處理速度快等特點而產生的數據集合。在教育領域，大數據技術已經被廣泛應用于學生管理、教學評估、教學設計等方面。數學作為一門基礎學科，其教學也需要根據大數據的特點進行相應的改革，以培養學生的數據思維能力、適應社會對高素質應用型人才的需求。本文將從大數據驅動下的高職數學課程教學改革的角度進行思考和探討[1]。

二、大數據對高職數學課程教學的意義和影響

（一）豐富教學內容

在大數據時代，借助大數據分析和挖掘技術，將真實的大數據案例引入高職數學課堂，可以有效地豐富教學內容[2]。傳統的數學教學以抽象的概念和理論為主，學生常常感到枯燥乏味，難以將所學的知識與實際應用相結合。然而，通過引入大數據案例，將數學知識與實際情境相結合，為學生提供豐富的學習資源和實踐機會，不僅可以激發學生的學習興趣，也能夠提高他們的學習動力和能力。

首先，通過分析金融行業的大數據，可以引導學生學習和掌握相關的數學知識和技能。金融行業是大數據應用較為廣泛的領域之一，其中包含了大量的數據分析和建模問題。通過引入金融行業的真實案例，可以讓學生從實際問題出發，運用所學的數學知識，解決實際的金融問題。比如，在學習統計學的過程中，可以通過分析股票交易數據進行統計推斷和模型建立，幫助學生理解統計學的基本概念和方法。

其次，不僅金融行業，其他領域的大數據案例也能夠為高職數學課程提供豐富的教學資源。例如，在醫療領域，可以使用實際的病例數據來教授相關的數學知識，如數據的描述統計和假設檢驗等。同時，通過引導學生探索醫療數據背后的數學規律和現象，可以培養學生的觀察和分析能力，提高他們的數據思維能力。

此外，引入大數據案例還可以幫助學生更好地理解抽象概念和理論，使數學變得更加具體和實用。例如，在線性代數中，講解矩陣的運算和變換常常抽象難懂。但是，通過引入圖像處理或者推薦系統等大數據案例，學生可以直觀地了解矩陣的應用和作用，從而更好地理解相關的概念。

另外，引入大數據案例還可以培養學生的團隊合作和問題解決能力。在處理大數據案例的過程中，學生往往需要進行數據預處理、分析建模以及結果呈現等工作，這需要他們具備較強的團隊協作和問題解決能力。因此，在教學過程中，可以組織學生分組進行大數據項目，讓每個學生在團隊合作中發揮自己的專長，共同解決實際問題。

借助大數據分析和挖掘技術，不僅可以使數學知識更加具體和實用，還可以培養學生的團隊合作和問題解決能力，為他們未來的工作和學習奠定良好的基礎。因此，在大數據驅動下的高職數學課程教學改革中，應充分利用大數據案例，為學生提供更加豐富和實用的教學資源。

（二）提高教學效果

在大數據時代，借助大數據技術，可以對學生的學習情況進行精確地分析和評估，從而及時發現問題并進行個性化的指導[3]。通過個性化的教學設計和輔導，可以更好地滿足學生的學習需求，提高教學效果。

首先，大數據技術可以幫助教師對學生的學習情況進行精確地分析。通過學生的學習記錄、作業答題情況、在線問答等數據，可以收集和分析學生的學習活動和表現。通過對這些數據進行挖掘和分析，可以了解學生的學習習慣、學習進展、概念掌握程度等，從而全面而準確地了解每個學生的學習情況。

其次，大數據技術可以進行學習評估，幫助教師發現學生在學習中的問題。通過數據分析，可以發現學生掌握知識點的程度、錯誤的模式和頻率等。比如，通過對學生作業答題情況的分析，可以發現哪些知識點普遍不被學生理解，哪些錯誤模式較為常見。教師可以根據這些評估結果，有針對性地調整教學策略，將重點放在學生需要重點掌握的內容上，幫助他們克服學習難點。

然后，大數據技術可以進行學習路徑的個性化設計。通過分析學生的學習數據，可以了解學生的學習特點和風格，從而為每個學生定制個性化的學習路徑。根據學生的學習狀態和學習速度，可以提供不同難度和深度的學習資源，使學生能夠在適合自己的學習階段進行學習。同時，通過大數據的實時評估，可以及時調整個性化學習路徑，使學生能夠更加有效地學習。

此外，大數據技術還可以進行學習進度的跟蹤和預測。通過分析學生的學習數據，可以了解學生的學習進度和學習效果。通過對學生學習數據的趨勢分析和模式識別，可以預測學生可能的學習困難和遺漏的知識點。教師可以根據這些預測結果，提前進行教學干預和輔導，幫助學生更好地理解和掌握知識。

通過個性化的教學設計和輔導，可以更好地滿足學生的學習需求，提高教學效果。大數據技術的應用使得教學過程更加科學和精準，為學生提供了更加個性化的學習機會和支持。因此，在大數據驅動下的高職數學課程教學改革中，應充分利用大數據技術，為教師和學生提供更好的教學和學習體驗。

（三）培養數據思維能力

大數據時代需要具備數據思維能力的人才。數學課程作為培養學生數據思維的基礎課程，應該通過大數據案例和實踐來培養學生的數據思維能力，使他們能夠熟練運用數學知識和技能解決實際問題[4]。

首先，通過引入大數據案例來教授數學知識，可以讓學生從實際問題出發，培養他們的數據思維能力。傳統的數學教學往往偏向于理論和抽象，學生很難將所學的數學知識與實際應用相結合。而通過引入大數據案例，學生可以接觸到真實的數據問題，從而培養他們在數據處理和分析方面的能力。例如，在學習統計學時，引入真實的市場調研數據讓學生進行分析和推斷，可以使學生更好地理解統計學的概念和方法，并能夠將統計學應用到實際問題中。

其次，通過實踐活動來運用數學知識解決實際問題，可以提升學生的數據思維能力。數學實踐活動可以與現實生活或職業場景相結合，讓學生親身參與到數據收集、整理、分析和模型構建等過程中。通過這些實踐活動，學生能夠理解和體驗數據分析的全過程，并且可以運用所學的數學知識和技能解決實際問題。通過實踐的方式，學生能夠更加深入地理解數學的應用和意義，培養他們的數據思維能力。

此外，數學課程還可以培養學生的邏輯思維和問題解決能力，進一步提升他們的數據思維能力。數學是一門講究邏輯思維和推理能力的學科，通過數學課程的學習和練習，可以培養學生的邏輯思維和問題解決能力。學生在解決數學問題的過程中，需要運用自己的思維和推理能力，逐步解決復雜的問題。這樣的訓練可以培養學生的數據思維能力，讓他們能夠更好地應對數據分析和解決實際問題的挑戰。

數學課程應該通過大數據案例和實踐來培養學生的數據思維能力。通過引入大數據案例，使學生從實際問題出發，培養他們的數據處理和分析能力。通過實踐活動，讓學生親身參與到數據分析的過程中，運用所學的數學知識解決實際問題。同時，通過培養學生的邏輯思維和問題解決能力，進一步提升他們的數據思維能力。通過這樣的教學方法，數學課程可以更好地培養學生的數據思維能力，為他們在大數據時代的學習和就業奠定堅實的基礎。

三、大數據驅動下的高職數學課程教學改革

（一）優化教學內容

根據當前社會對大數據人才的需求以及學生的興趣，優化數學課程的教學內容，增加與大數據相關的實際案例，可以激發學生的學習興趣和動力，并更好地培養他們的數據思維能力[5]。

首先，數學課程需要引入更多與大數據相關的實際案例，以真實的數據問題為基礎進行教學。這樣的實際案例可以是來自不同領域的數據，如市場調研數據、社交媒體數據、金融數據等。引入這些案例，不僅可以讓學生直接接觸到真實的數據環境，還可以使他們意識到數學知識在解決實際問題中的重要性。通過案例分析，學生可以理解數據的價值和用途，培養他們的數據思維能力。

其次，數學課程可以結合數據可視化技術，讓學生通過對數據的可視化展示和分析來理解和解讀數據。數據可視化是大數據分析中不可或缺的環節，通過圖表、圖像等形式將數據轉化為可視化圖形，有助于學生更直觀地了解數據特征和趨勢。在數學課程中，教師可以使用一些數據可視化工具和軟件，引導學生進行數據的探索和分析，使他們能夠通過可視化手段更好地理解數據。這樣的教學方法不僅能夠激發學生的學習興趣，還能夠提高他們的數據處理和分析能力。

最后，數學課程還可以通過開設選修課或實踐活動，提供更深入的大數據分析和應用方向的學習機會。對于對大數據感興趣的學生，可以開設專門的數據科學課程，教授更高級的數據分析方法和算法。此外，可以組織相關的實踐活動，如數據挖掘競賽、數據分析實訓等，讓學生有機會實踐和應用所學的數學知識和技能。

（二）創新教學方法

采用新的教學方法，例如在課堂上使用數據可視化工具進行教學，可以提高數學課程的教學效果。數據可視化是將數據轉化為可視化圖形的過程，可以讓學生更直觀地理解和記憶數學知識的應用。

首先，使用數據可視化工具可以使抽象的數學概念更加具體和實際[6]。傳統的數學教學往往側重于理論和抽象的推導，給學生帶來了一定的困惑和無法直觀理解的感覺。而通過使用數據可視化工具，教師可以將抽象的數學概念轉化為具體的圖表、圖像等形式展示給學生，讓學生能夠更直觀地看到數學的應用。例如，在教授函數的概念時，教師可以使用數據可視化工具繪制函數的圖像，讓學生從圖像中直觀地理解函數的特征和變化規律。

其次，數據可視化工具可以幫助學生更好地理解和解讀數據。在數學課程中，數據分析是一個重要的環節，學生需要學會處理和分析數據。使用數據可視化工具可以使學生更直觀地了解數據的特征和趨勢，從而更好地進行數據分析與解讀。例如，在教授統計學的概念和方法時，教師可以使用數據可視化工具將數據轉化為柱狀圖、折線圖等形式，讓學生能夠更好地理解數據的分布和變化。

此外，數據可視化工具還可以增加學生的參與和互動。在教學過程中，教師可以給學生提供一些實際的數據，然后引導學生使用數據可視化工具進行數據展示和分析。學生可以通過調整參數、選擇不同的可視化方式等，探索數據的特征和規律。這樣的教學方法能夠激發學生的興趣和動力，提高他們主動參與學習的能力。

最后，數據可視化工具還可以增強學生的記憶和理解效果。研究表明，視覺信息對于記憶和理解的影響更為直接和深刻。通過使用數據可視化工具，教師可以將抽象的數學知識轉化為視覺化的形式，在學生的腦海中形成強烈的印象。這樣的記憶方式可以幫助學生更好地消化和吸收數學知識，增強他們的記憶和理解效果。

數據可視化工具能夠使抽象的數學概念更加具體，幫助學生更好地理解和記憶數學知識的應用。同時，它可以讓學生更直觀地理解和解讀數據，增加學生的參與和互動，并提高他們的記憶和理解效果。通過采用這樣的教學方法，數學課程可以更好地滿足學生的學習需求，提高他們的學習興趣和動力。

（三）培養學生的數據思維能力

通過引入大數據案例和實踐，可以培養學生的數據思維能力。學生可以參與數據分析和挖掘項目，親身體驗數據分析的過程，并將數學知識應用于實際問題中。

首先，組織學生參與數據分析和挖掘項目可以讓他們親身體驗數據的收集、清洗、分析和可視化等環節。學生可以學習如何采集和整理真實的數據，并運用統計學和數學建模等方法進行數據分析和挖掘。通過實際操作，學生可以了解數據分析的流程和方法，掌握數據分析的基本技術，提高他們的數據處理和分析能力。同時，學生還能夠體驗到數據分析與挖掘項目的挑戰和樂趣，培養他們的實踐能力和探索精神。

其次，通過參與數據分析和挖掘項目，學生可以將所學的數學知識應用于實際問題中。數學作為數據分析的基礎，對于數據科學家來說是必不可少的工具。通過實踐項目，學生可以將在數學課程中學到的知識和技能應用于實際問題的解決中。例如，在金融領域的股票預測項目中，學生可以運用統計學的知識分析歷史數據，通過數學建模預測未來股價的走勢。這樣的實踐項目不僅可以提高學生的數學運用能力，還可以加深他們對數學知識的理解和記憶。

此外，參與數據分析和挖掘項目還可以培養學生的團隊合作能力和解決問題的能力。在實踐項目中，學生需要與團隊成員分工合作完成項目的各項任務。他們需要共同制定計劃、分配任務，并及時溝通和交流，確保項目順利進行。通過團隊合作，學生不僅可以鍛煉自己的團隊合作能力，還能夠了解和尊重他人的意見和觀點。此外，實踐項目中常常會遇到各種問題和挑戰，學生需要學會主動解決問題，培養自己解決問題的能力。

最后，通過參與數據分析和挖掘項目，學生可以培養數據思維能力。數據思維是指通過數據的收集、整理、分析和應用等過程，解決問題和做出決策的能力。在實踐項目中，學生需要思考如何從大量的數據中提取有用的信息，分析數據的趨勢和規律，為問題的解決提供有力的支持。通過實踐項目，學生可以培養自己的數據思維能力，提高他們從多維度和多角度進行分析和判斷的能力。

（四）轉變教師和學生的角色

在大數據驅動下，教師的角色將更多地發揮指導和輔導的作用，而學生的角色將更加主動和具有創造性。教師應該引導學生主動探索和思考，激發他們的學習興趣和動力。

首先，教師應該引導學生主動探索和思考。在傳統的教學模式下，教師往往是知識的傳授者，學生是知識的接受者。然而，隨著大數據的興起，教師可以通過引入真實的數據案例和實踐項目，讓學生參與到數據的探索和分析中。教師可以引導學生提出問題、收集數據、分析數據，并從中總結、歸納和分享經驗。通過主動探索和思考，學生可以更好地理解和應用所學的知識，培養他們的創新思維和解決問題的能力。

其次，教師應該激發學生的學習興趣和動力。在大數據時代，數據的規模和復雜性給學習帶來了挑戰，學習者需要具備持續學習的意愿和驅動力。因此，教師應該通過靈活的教學方式和活躍的教學氛圍，激發學生的學習興趣和動力。教師可以選擇有趣的數據案例，設計富有挑戰性和啟發性的問題，引導學生進行思考和探索。同時，教師還可以與學生進行互動和討論，鼓勵他們分享觀點和經驗，增強學習的互動性和參與性。

最后，教師應該提供適當的支持和指導。在學生主動探索和學習的過程中，教師應起到指導和輔導的作用。教師可以提供數據分析和挖掘的方法和技巧，幫助學生理清思路和分析數據。同時，教師還可以鼓勵學生充分利用學習資源，包括網絡、文獻和專家等，擴展知識和視野。通過提供適當的支持和指導，教師可以幫助學生更好地選擇合適的學習路徑，順利完成學習任務。

四、結語

大數據時代為高職數學課程的教學改革提供了新的機遇和挑戰。在大數據驅動下，高職數學課程教學需要通過優化教學內容、創新教學方法、培養學生數據思維能力、轉變教師和學生的角色等方面進行改革。這些改革的實施將有助于提高數學課程的教學效果，培養學生的數據思維能力，適應社會對高素質應用型人才的需求。但同時也需要學校提供相應的支持和資源，培訓教師的能力，并建立評估和反饋機制，以保證教學改革的有效實施。

參考文獻

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[3]李兆斌.大數據背景下高職數學教學改革研究[J].課程教育研究，2019（38）：67-68.

[4]毛大會.淺談“互聯網+”背景下提高高職學生數學學習興趣的策略[J].教育教學論壇，2019（05）：257-258.

[5]李紅梅.高職經濟管理類專業實踐教學改革芻議[J].太原城市職業技術學院學報，2015（06）：117-118.

作者單位：江蘇省揚州技師學院

■ 責任編輯：周航