基于云筆構建小學數學精準教學的實踐研究

薛海清

摘要：學習者個體之間存在差異，教師需要基于這種差異開展精準教學。但當前我國仍以大班式傳統教學為主，偏向經驗的定性分析，缺少過程性數據，精準化教學實施存在較大困難。因此，作者在“互聯網+教育”背景下，嘗試運用云筆技術構建小學數學精準教學模式，并以《小數點移動》一課為例展示該模式在教學實踐中的具體應用，最后對小學數學精準教學實踐效果、不足與努力方向進行了總結，以期為精準教學提供一定參考。

關鍵詞：云筆技術；精準教學；數據分析

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）12-0067-04

精準教學構建的背景

精準教學最早是20世紀60年代由奧格登林斯利基于斯金納行為學習理論提出的，主要關注行為本身為教學決策提供依據，但由于當時技術的有限性及行為主義本身的局限，未能得到廣泛的實踐應用。[1]在信息技術賦能精準教學模式下，教師記錄學生各階段學習行為數據，全面分析學生學習狀態，了解學生實際情況，并據此動態調整教學策略，形成“挖掘—定位—決策”的遞進關系，即學習數據的精準挖掘、學習情況的精準定位和基于學習數據的精準教學決策。[2]

1.學生存在個體差異化的基本屬性

學生在心理特征、學習認知、學習風格等方面存在著諸多差異，學習者自身的特殊性也影響著其學習認知活動的開展[3]，這種差異化需要教師關注學生個體特征，基于個體差異進行精準教學。

2.教育數據在教學實踐中未能充分挖掘

在傳統教育模式下，教師以采集學生的階段性測驗數據為主，過程性數據在日常教學中難以被有效采集，從而導致缺乏互動數據分析和學情診斷數據。

3.信息技術賦能教學，為精準教學的實現提供支持

在教育大數據背景下，利用數學建模和數據分析可以為學生的學習特征進行智能畫像，以個體學習需求制訂學習目標、設計教學活動、開展診斷評價，以實現精準化教學。

基于云筆構建小學數學精準教學模式

針對教學的現實情況，筆者嘗試在課堂教學中運用云筆技術，構建小學數學精準教學模式。嘗試以數據驅動的方式對學生的學習過程和結果進行量化分析，并利用數據實時輔助教學決策與教學指導，確保學生個性化學習的良性循環。

1.技術支撐

數字光學點陣筆（簡稱云筆）是一種基于計算機視覺識別輔助技術的智能硬件，它通過筆尖高速紅外攝像頭采集學生的書寫數據，借助藍牙、USB等數據傳輸方式把學生數據上傳至相應的“諾筆有聲—云課堂”教學平臺（簡稱“云課堂”教學平臺）。

云筆技術不改變學生日常書寫習慣，在常規的教學環境下，通過與教室多媒體設備、教師端和學生端電子設備的融合，實時展示與統計學生的學習數據。教師借助云筆技術既可以生成班級整體學習結果，發現教學中存在的問題，也可以回看學生的個人學習軌跡，反推學生思維，還可以在課堂中通過互動答題卡隨時采集教學過程中的關鍵數據，勾畫學生個性化的數字畫像，實現師生、人機立體交互，助力精準教學的順利開展。此外，在教學中筆者也嘗試把希沃白板5、釘釘APP、問卷星系統等技術融入課堂，以更好地追溯學生數據，打造高效課堂。

2.操作框架

基于云筆技術開展的精準教學通過挖掘數據形成學生數字畫像，以學生學習活動為核心，在數據反饋基礎上不斷調整教學目標和學習目標，優化教學活動和學習活動，實現了精準促教與精準促學。筆者基于云筆技術構建了開展小學數學精準教學的操作框架，如圖1所示。

3.教學模式

筆者借助云筆技術初步形成課前“前測”、課中“自主探究、課中交互、反饋提升”、課后“精準輔導”的精準教學模式，如圖2所示。

（1）開展前測，精準學情

學生個體差異與課程實施整齊劃一之間存在矛盾。因此，教師應以課前測試數據分析、評價為基礎，建立“數據解讀、精準診斷、個性評價”的課前分析機制，重新思考“教什么”和“怎么教”。根據“云課堂”教學平臺的可視化數據診斷學生學情，對班級學生學習水平做精準判斷，全面了解學生已經掌握的程度和薄弱環節，調整教學目標的重難點。根據學生差異設置層次性的教學目標，靈活安排教學內容，選用合適的授課方式。

（2）課中交互，反饋提升

①自主探究階段。前置“自學”，促學習“自主”。學生依據前測中的學習診斷單進行自主學習，改變被動學習狀態。

②課堂交互階段。系統對學生前置學習的行為數據進行采集并及時分析和可視化呈現，教師根據數據了解學生對知識的掌握情況，發現問題并講解，同時，還可以對學生書寫過程中的思維過程進行展示與追問，引導學生對這些關鍵問題進行深度思考與交流，碰撞思維火花，實現多維對話和互動，發展數學核心素養。

③評價反饋階段。教師對比學生前后兩次測試的學習數據，觀察學生存在的變化，對學生整體的知識掌握情況有更為精準的把握和評價，學生隱性思維過程也可以在平臺中得以保存。對學生存在問題較多的地方，及時使用平臺回放功能反饋糾正；對學生進步之處給予肯定評價。

（3）實時評價與追蹤，精準輔導

教師課后利用“云課堂”教學平臺對班級學生學習情況進行全方位的了解，根據學生所學情況，進一步設計針對個人的學習診斷單，向學生推送學習資源，落實個性化精準輔導，使反饋結果更加個性化。

基于云筆開展的小學數學精準教學案例

筆者以《小數點移動》一課為例，以云筆技術為主、其他信息技術為輔，將課前、課中、課后各個環節融為一體，借助精準的全過程數據推動常規教學與學生個性化學習有機結合，具體教學流程如圖3所示。

1.梳理學情，確定目標

部分學生對“小數點位置的移動會引起小數大小的變化”這一知識點知其然而不知其所以然。因此，筆者在新授課之前使用云筆在“碼點紙”上進行課前測試，以具體明確學生的學習情況（結果自動上傳“云課堂”教學平臺）。統計結果顯示，35.5%的學生基本掌握小數點的移動規律，25.8%的學生在計算較為復雜的練習時有些困難，35.5%的學生還未接觸過小數點移動相關知識。筆者根據學生的前測情況將教學目標進行分層，如右表所示。

2.課中探究，精準展示

（1）合作探究，共享數據

筆者借助釘釘的“在線協作共享文檔”功能，要求學生以小組合作的方式進行探究學習（如圖4）。教室多媒體平臺實時收集學生的探究結果，并以直觀、具體的形式共享數據成果。學生通過交流和分析，逐步完善對小數點移動規律的認識。

（2）自主探究，創造數據

學生使用云筆在“點碼紙”上編算式、猜測結果、驗證結果和歸納結論，進行獨立探究。“云課堂”教學平臺實時記錄學生的探究過程，并展示課堂得到的生成性資源。師生共同探討“一個小數除以10、100、1000，小數點如何移動”這一問題，引導學生將知識的邏輯結構重新架構起來，再歸納規律。

（3）展示交流，解決難點

筆者使用云筆的回放功能在全班共享“移動小數點”時的軌跡，特別是“小數點移動位數不夠補0”和“小數點前面沒有數時補0”這一難點，動態呈現學生錯誤移動過程，引導學生在質疑、討論、糾正中解決本節課的難點。

（4）當堂檢測，精準評價

筆者利用云筆組織測驗，并通過“云課堂”教學平臺得到測驗結果。重點關注成績不佳的學生，并進行針對性輔導；對于前后測表現較好的學生，也會給予鼓勵，讓每一位學生都能有所收獲，使課堂教學真正滿足學生個性發展需要。

3.課后診斷，精準推送

筆者利用課后時間繼續研究學生數據，分析錯誤原因，設計學生的個人學習診斷單，以便學生了解自己的學習情況，對自己的學習目標做出合理規劃，并為學生提供了挑戰基礎、提升、進階三階任務，以滿足不同層次學生學習的需要，這樣面向全體學生進行的針對性“微輔導”，落實了個性化精準輔導。而學生在練習時如果遇到困難，可查看教師開發的數字化學習資源（學習提示單或微視頻）。

成果與反思

1.教學實踐效果

（1）基于數據精準講評，提升課堂效率

課堂教學的常態是教師必須對學生作業中存在的問題進行講評。教師憑批改作業時的記憶選擇性講評，往往會耗費大量時間，而根據“云課堂”平臺數據顯示的得分率來進行講評，提升了講評的精準度，提高了課堂效率。

（2）基于數據精準診斷與練習，實現個性化學習

云筆提供的學生數據反饋，促進課堂從標準化教學向差異化、個性化教學邁進，形成了個性化的學習支持體系。學生能根據評價診斷合理規劃學習目標和方向，選擇適合的學習路徑，讓個性化學習真實發生。

（3）轉變學生學習方式，積極參與學習活動

信息技術與教學的融合，轉變了學生的學習方式，全方位調動學生在新技術的作用下多感官參與。學生在“做”中學、學中思，調動了學習的積極性，促進了高階思維的發展。

2.不足與努力方向

云筆及“云課堂”教學平臺目前處于個別班級的實踐嘗試中，還需要不斷改進，以獲取更大的適用范圍。“云課堂”平臺系統上的學習資源（微視頻、學習提示單、習題系統）仍在開發中，使用范圍有限（局限于客觀題），還不夠豐富、靈活。

如何利用信息技術將日常學習中的大數據按照一定規則沉淀、收集起來，從多維度分析學習過程和結果，實現綜合評價和增值評價？[4]課后智能化學習和訓練應構建怎樣的評價系統、評價標準？這些問題還有待于整個團隊的持續研究。

參考文獻：

[1]GRIFFIN C P，MURTAGH L. Increasing the sight vocabulary and reading fluency of children requiring reading support：the use of a precision teaching approach[J].Educational psychology in practice，2015，31（02）：186-209.

[2]雷云鶴，祝智庭.基于預學習數據分析的精準教學決策[J].中國電化教育，2016（06）：27-35.

[3]郝建江，郭炯.智能技術賦能精準教學的實踐邏輯[J].電化教育研究，2022（06）：123.

[4]唐彩斌.大數據時代小學數學精準教學評的整體優化[J].全球教育展望，2021（06）：96.