大數(shù)據(jù)賦能精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)踐和探討

【摘 要】隨著教育信息化的深入和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)教學(xué)成為傳統(tǒng)教學(xué)變革的重要抓手，為學(xué)校課堂教學(xué)改革提供了強(qiáng)有力支撐。學(xué)校教學(xué)從基于經(jīng)驗(yàn)的教學(xué)轉(zhuǎn)向基于數(shù)據(jù)的教學(xué)是大勢所趨。本文研究大數(shù)據(jù)賦能精準(zhǔn)教學(xué)對提升教學(xué)質(zhì)量，有一定的研究價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；精準(zhǔn)教學(xué)；實(shí)踐探討

【中圖分類號】G434" "【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【論文編號】1671-7384（2023）010-028-03

我國學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)過重主要表現(xiàn)在學(xué)習(xí)時(shí)間長、效率不高、學(xué)生幸福感偏低等問題。在班級授課模式下解決這些問題比較困難，主要原因是每個(gè)學(xué)生學(xué)情不同，教師無法精準(zhǔn)了解到每位學(xué)生的特點(diǎn)，也就無法針對個(gè)性化的學(xué)情進(jìn)行精準(zhǔn)指導(dǎo)，只能靠“題海戰(zhàn)術(shù)”等低效的方式來反復(fù)練習(xí)。導(dǎo)致學(xué)生將很多的時(shí)間浪費(fèi)在重復(fù)性的工作上，加重學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行全面的數(shù)據(jù)采集和分析，推行靶向教學(xué)模式，在課堂教學(xué)和課下輔導(dǎo)中實(shí)現(xiàn)了學(xué)生的精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)，從而全面實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的減負(fù)和提質(zhì)增效。

精準(zhǔn)教學(xué)的含義及實(shí)施步驟

精準(zhǔn)教學(xué)的含義：關(guān)于精準(zhǔn)教學(xué)的內(nèi)涵，有學(xué)者認(rèn)為，精準(zhǔn)教學(xué)是指在信息技術(shù)支持下，通過跟蹤、記錄和分析學(xué)生學(xué)習(xí)過程的數(shù)據(jù)及其產(chǎn)生的原因，為教師教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)決策、教學(xué)指導(dǎo)、個(gè)性化干預(yù)和學(xué)生的學(xué)習(xí)補(bǔ)救及改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)的一種教學(xué)形式，其核心是“以測助學(xué)”。還有學(xué)者認(rèn)為，精準(zhǔn)教學(xué)能夠協(xié)助教師開展具有針對性的差異性和個(gè)別化教學(xué)[1]。學(xué)者們對精準(zhǔn)教學(xué)的闡述有下列共同特征：基于數(shù)據(jù)的教學(xué)、基于測評的教學(xué)、以學(xué)習(xí)者為中心的教學(xué)、強(qiáng)調(diào)記錄并分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為與表現(xiàn)的教學(xué)。

簡言之，精準(zhǔn)教學(xué)就是用大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)所開展的因材施教。

精準(zhǔn)教學(xué)信息環(huán)境的構(gòu)建：大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)需要多種硬軟件支撐，“平臺+終端+內(nèi)容”構(gòu)成信息化教學(xué)環(huán)境，市場上精準(zhǔn)教學(xué)平臺很多，選擇服務(wù)好、使用便捷的平臺即可；終端使用平板，采集數(shù)據(jù)比較快捷；內(nèi)容可由學(xué)校教師自己開發(fā)或選用優(yōu)質(zhì)教輔資料，逐年積累，但必須電子化，傳到平臺。

精準(zhǔn)教學(xué)四步驟：第一步是準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。要把所有教學(xué)內(nèi)容電子化，包括作業(yè)、課堂練習(xí)、各類考試等。第二步是采集數(shù)據(jù)，把教學(xué)中所有作業(yè)、練習(xí)和考試等數(shù)據(jù)記錄下來，并傳到平臺。第三步分析數(shù)據(jù)。平臺自動(dòng)批閱及時(shí)反饋，對學(xué)生知識情況做出診斷。第四步使用數(shù)據(jù)。利用平臺給出的數(shù)據(jù)對學(xué)生因材施教，對知識點(diǎn)精準(zhǔn)講解，達(dá)到精準(zhǔn)教學(xué)的目的。

精準(zhǔn)教學(xué)的策略及實(shí)踐

大數(shù)據(jù)可以將學(xué)生的學(xué)習(xí)過程全部記錄下來，判斷學(xué)生在哪些方面或哪些知識點(diǎn)上存在問題，這樣將學(xué)情摸得更精準(zhǔn)，以幫助教師準(zhǔn)確了解學(xué)生學(xué)習(xí)的全過程，從而制定有效的教育教學(xué)策略。數(shù)據(jù)平臺還可為教師提供學(xué)生學(xué)習(xí)的“歷史”，幫助教師精準(zhǔn)判斷學(xué)情并制定后續(xù)學(xué)習(xí)計(jì)劃。比如，某學(xué)生一學(xué)期以來有哪些學(xué)習(xí)疑點(diǎn)，教師不一定記得住，但人工智能系統(tǒng)可記住并找出規(guī)律供教師查用。教師據(jù)此分析后，就可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的困難及成因，進(jìn)而給學(xué)生做更精準(zhǔn)地輔導(dǎo)。教師借助人工智能技術(shù)，使教學(xué)更精準(zhǔn)。再比如，教師利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以積累學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，分析每位學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從而精準(zhǔn)制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)與強(qiáng)化的策略，提高學(xué)習(xí)與練習(xí)的實(shí)效。此外，教師還可以針對學(xué)生遇到的學(xué)習(xí)困難或錯(cuò)誤，精準(zhǔn)推送學(xué)習(xí)資源和練習(xí)材料：使學(xué)生的學(xué)習(xí)更有針對性，教師工作負(fù)擔(dān)不斷減輕。

1.學(xué)情及時(shí)反饋：自動(dòng)統(tǒng)計(jì)得分率數(shù)據(jù)，大幅提高課堂效率

精準(zhǔn)教學(xué)必須重點(diǎn)抓好課堂教學(xué)，學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)重的重要原因之一是教師對學(xué)情掌握不準(zhǔn)，大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)的最大價(jià)值在于精準(zhǔn)性，在于通過采集學(xué)生數(shù)據(jù)深入充分地了解學(xué)情。在課堂教學(xué)練習(xí)鞏固階段，所有學(xué)生、所有題目的得分情況都快速地以正答率等數(shù)據(jù)形式呈現(xiàn)，讓教師根據(jù)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確地掌握學(xué)情，對錯(cuò)誤率高的問題課堂重點(diǎn)講解，針對個(gè)別問題對個(gè)別學(xué)生單獨(dú)講解，而且系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄下學(xué)生答題情況，為學(xué)生個(gè)別輔導(dǎo)做準(zhǔn)備。

2.作業(yè)數(shù)據(jù)化：作業(yè)批閱的效率和便捷度大幅提升，手機(jī)快批為教師減負(fù)

作業(yè)通過平臺直接發(fā)布，通過系統(tǒng)提前設(shè)置好的答案，客觀題系統(tǒng)直接判定結(jié)果，教師僅需批閱主觀題，同時(shí)教師的批閱也不再受到時(shí)空的限制，隨時(shí)都可以通過手機(jī)完成批改，作業(yè)批改速度加快。學(xué)生通過終端在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交了作業(yè)后，答案會(huì)立刻自動(dòng)推送給學(xué)生，學(xué)生第一時(shí)間了解了自己的問題所在；主觀題批改完成后，系統(tǒng)通過后臺算法代替復(fù)雜的人工匯總，直接以圖表、數(shù)據(jù)等多種形式呈現(xiàn)作業(yè)結(jié)果。這樣，作業(yè)批改速度快、反饋快，既提高了作業(yè)質(zhì)量，也減輕了教師負(fù)擔(dān)。

3.錯(cuò)題重練：教師主導(dǎo)的錯(cuò)題重練變?yōu)槌B(tài)，把薄弱點(diǎn)反復(fù)強(qiáng)化

利用平臺智能推送，我們可以根據(jù)學(xué)生反饋的問題進(jìn)行精準(zhǔn)推送。學(xué)生已經(jīng)掌握的內(nèi)容不用反復(fù)、大量的刷題，只需要重點(diǎn)突破沒有掌握好的內(nèi)容，這樣就大大減輕了學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。在每一節(jié)課堂的講解中或每一次布置課下任務(wù)的時(shí)候，我們還可以安排智能重練，利用人工智能及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，給每位學(xué)生推送適合的個(gè)性化任務(wù)，待教師講解之后第二天完成，精準(zhǔn)強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。結(jié)合平臺功能，我們還建立了知識反掃制度，分時(shí)間段、分?jǐn)?shù)段和知識點(diǎn)等多個(gè)維度進(jìn)行滾動(dòng)的靶向反掃。

4.基于數(shù)據(jù)的個(gè)性化學(xué)習(xí)——錯(cuò)題本

錯(cuò)題本是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，把自己做過的作業(yè)習(xí)題或者考試中的錯(cuò)題，整理而成的專用筆記本。解決錯(cuò)題對填補(bǔ)學(xué)生知識薄弱點(diǎn)，提高學(xué)業(yè)成績有非常大的幫助。以往人工整理費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生負(fù)擔(dān)加重而且出現(xiàn)整理不全的情況。大數(shù)據(jù)平臺可以自動(dòng)收集和積累學(xué)生試卷、作業(yè)和課堂互動(dòng)的錯(cuò)題，生成錯(cuò)題集和學(xué)生學(xué)科知識圖譜，且提供知識點(diǎn)學(xué)習(xí)資源、變式訓(xùn)練和一題多解等功能，便于學(xué)生精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，減少浪費(fèi)時(shí)間的現(xiàn)象。在提升錯(cuò)題有效、有序的處理方面將做到：一是錯(cuò)題日常化。借助信息化平臺，將錯(cuò)題的處理和日常作業(yè)進(jìn)行有效結(jié)合，解決什么時(shí)間、什么場景練錯(cuò)題。二是錯(cuò)題處理數(shù)據(jù)化。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)管理，任課教師可通過數(shù)字化平臺查看學(xué)生錯(cuò)題處理的完成率以及得分率，有效有序地督促學(xué)生重視并完成錯(cuò)題重練。教師亦可通過錯(cuò)題了解學(xué)情，調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容。

5.精準(zhǔn)化英才培養(yǎng)：對人對點(diǎn)培優(yōu)，找到重點(diǎn)學(xué)生的薄弱學(xué)科和薄弱點(diǎn)

在教學(xué)過程中，充分完整地采集學(xué)生數(shù)據(jù)，采集學(xué)生課堂互動(dòng)、課堂訓(xùn)練、作業(yè)、同步測試、月考、期中考、期末考、學(xué)業(yè)水平考、區(qū)域聯(lián)考及模擬考試等各種數(shù)據(jù)，采集學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè)各個(gè)時(shí)段的數(shù)據(jù)。完整地將學(xué)生的學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)和行為數(shù)據(jù)收集起來，為學(xué)生構(gòu)建全面立體的數(shù)字畫像，實(shí)現(xiàn)對人、對點(diǎn)、對題的數(shù)據(jù)分析，從而精準(zhǔn)評價(jià)。

精準(zhǔn)教學(xué)的收獲及感悟

1.提升教研時(shí)效，促進(jìn)教研發(fā)展

學(xué)科教研活動(dòng)，尤其是校本教研活動(dòng)，是解決教學(xué)問題，深化課堂教學(xué)改革，創(chuàng)新教學(xué)方法，進(jìn)一步提高學(xué)科教師專業(yè)水平的主要途徑[2]。傳統(tǒng)教研活動(dòng)主要研究教材，研究教法，以“教”為中心，大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)為學(xué)科教研組教師提供了全面客觀的教育數(shù)據(jù)，借助信息化手段，以學(xué)生學(xué)情數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，把新高考改革和“雙新”課程改革作為明確的方向，進(jìn)行數(shù)字化精準(zhǔn)教研，體現(xiàn)以“數(shù)字”為依據(jù)、以“學(xué)”為中心，通過數(shù)據(jù)及時(shí)了解學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，解決學(xué)生存在的問題，并在此基礎(chǔ)上制定下一階段的教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)計(jì)劃，從而提升教研效能，提高學(xué)科教研質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)型模糊教研向數(shù)據(jù)型精準(zhǔn)教研轉(zhuǎn)變。

2.賦能個(gè)性化教學(xué)，提升課堂教學(xué)質(zhì)量

教學(xué)質(zhì)量的提升本質(zhì)上是教學(xué)效率的提升，而提升教學(xué)效率的主場景在課堂，我們已探索出適合本校的信息技術(shù)與教學(xué)深度融合的基本范式：一是通過教學(xué)反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，任課教師能在課堂中明確了解學(xué)生掌握的具體情況，從而可以精準(zhǔn)地進(jìn)行教學(xué)安排，充分利用有限的課堂時(shí)間講重點(diǎn)、講共性，將單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生的受益量最大化；二是借助信息化工具，在班級內(nèi)針對掌握層次不同的學(xué)生組建“虛擬班”，在不打破現(xiàn)有班級的前提下，為不同層次的學(xué)生布置不同難度的作業(yè)，在有效的時(shí)間內(nèi)照顧到每一位學(xué)生，產(chǎn)生正向影響，提高學(xué)生積極性，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的高效課堂。三是為每位學(xué)生構(gòu)建每個(gè)學(xué)科的知識圖譜。通過日常教學(xué)數(shù)據(jù)的積累，知識圖譜可以呈現(xiàn)出每位學(xué)生在相應(yīng)學(xué)科中知識點(diǎn)的掌握程度。首先基于知識圖譜，學(xué)生在自學(xué)前可以查看薄弱學(xué)科和相應(yīng)學(xué)科的薄弱知識點(diǎn)，根據(jù)薄弱項(xiàng)明確地設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)；其次要將在線資源與線下資源做充分的結(jié)合，在學(xué)生自學(xué)的場景中，如果遇到難點(diǎn)且無法及時(shí)獲得教師的輔導(dǎo)，學(xué)生可通過個(gè)人學(xué)習(xí)終端獲取在線教學(xué)內(nèi)容的輔導(dǎo)。與此同時(shí)，平臺還可以通過精準(zhǔn)推送的方式，為學(xué)生提供針對性強(qiáng)的補(bǔ)充學(xué)習(xí)資料，讓學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)形成良好的閉環(huán)。

3.優(yōu)化教育指導(dǎo)方向，豐富學(xué)習(xí)資源

通過不斷地應(yīng)用和發(fā)展大數(shù)據(jù)技術(shù)，學(xué)校能夠更好地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)成長提供更好地支持和指導(dǎo)。首先，精準(zhǔn)教學(xué)加強(qiáng)教育決策的科學(xué)化。學(xué)校根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果調(diào)整教學(xué)方案、改進(jìn)教育管理，實(shí)現(xiàn)教育決策的科學(xué)化和精細(xì)化。其次，精準(zhǔn)教學(xué)使教育教學(xué)效果得到評估與提升。通過對不同教學(xué)方法的比較和分析，找到適合自身特點(diǎn)的最佳教學(xué)方法，不斷提高教育質(zhì)量。最后，精準(zhǔn)教學(xué)可以豐富教學(xué)資源。通過分析學(xué)生學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)成果，對教育資源進(jìn)行優(yōu)化和配備，提供更多適應(yīng)學(xué)生需求的優(yōu)質(zhì)教育資源，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和成果。

4.驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn)的教學(xué)管理，提升教學(xué)管理質(zhì)量

有效實(shí)施數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)工作，需要輔助以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)管理。一是構(gòu)建學(xué)校教學(xué)管理數(shù)字駕駛艙，涵蓋與教學(xué)成績緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)指標(biāo)，包括教學(xué)任務(wù)量、任務(wù)完成率、教師閱卷率、圖譜覆蓋率、自習(xí)輔導(dǎo)率等；學(xué)習(xí)指標(biāo)包括任務(wù)完成量、任務(wù)完成率、自學(xué)量、視頻觀看量、錯(cuò)題處理率等。這些指標(biāo)通過數(shù)字駕駛艙一目了然，在出現(xiàn)異常情況時(shí)，及時(shí)給出報(bào)警，并提供進(jìn)一步分析處理的方法。二是在基于大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)診斷、分析以及優(yōu)質(zhì)資源共享的基礎(chǔ)上，建立年級維度、學(xué)科維度、知識點(diǎn)維度、班級維度、教師維度、學(xué)生維度等多維度、多層次和多視角的數(shù)據(jù)體系，幫助學(xué)校和師生實(shí)現(xiàn)科學(xué)管、高效研、精準(zhǔn)教和個(gè)性學(xué)，全面提升學(xué)校精準(zhǔn)化教學(xué)管理能力，實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為結(jié)果導(dǎo)向，促進(jìn)教學(xué)管理向數(shù)字精準(zhǔn)化管理轉(zhuǎn)型。

5.促進(jìn)教學(xué)觀念改變和教學(xué)方式變革

大數(shù)據(jù)背景下的課堂教學(xué)，在教學(xué)觀念、教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式上都發(fā)生了重大變化。教師的教學(xué)更有針對性，在確定教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)時(shí)讓數(shù)據(jù)“說話”，并根據(jù)學(xué)情數(shù)據(jù)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容、重構(gòu)教學(xué)流程，以最優(yōu)方式進(jìn)行學(xué)科教學(xué)，“滿堂灌”和“灌滿堂”的頑疾得以改變，“以學(xué)生為中心”的課堂教學(xué)得以實(shí)現(xiàn)。學(xué)生在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支撐下實(shí)現(xiàn)個(gè)性學(xué)習(xí)，學(xué)生可以在“課前”精準(zhǔn)掌握學(xué)科學(xué)情，“課中”進(jìn)行隨堂練習(xí)、高效測評，“課后”進(jìn)行錯(cuò)題重做、個(gè)性學(xué)習(xí)。為學(xué)生精準(zhǔn)減負(fù)，大數(shù)據(jù)平臺可以將學(xué)生知識點(diǎn)掌握情況和程度以圖譜的形式展示出來，從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)。大數(shù)據(jù)平臺還能根據(jù)學(xué)生的知識圖譜推送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，根據(jù)錯(cuò)題推送個(gè)性化的變式訓(xùn)練，真正實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)和個(gè)性學(xué)習(xí)雙提升，學(xué)生主體地位得以實(shí)現(xiàn)。

課程改革的育人目標(biāo)是促進(jìn)學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展。精準(zhǔn)教學(xué)一方面可以幫助教師提高工作效率，減輕了教師負(fù)擔(dān)，很好地解決了學(xué)習(xí)的及時(shí)反饋問題，讓教師隨時(shí)掌握每位學(xué)生的學(xué)情，更有針對性地指導(dǎo)。另一方面，精準(zhǔn)教學(xué)有效提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。精準(zhǔn)教學(xué)為學(xué)生提供學(xué)情數(shù)據(jù)，學(xué)生根據(jù)分析報(bào)告診斷、改進(jìn)自身的學(xué)習(xí)行為習(xí)慣；精準(zhǔn)教學(xué)提升了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生按需要、時(shí)間、學(xué)情進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)。讓學(xué)生對學(xué)科更有興趣、對學(xué)科理解更深入，更能讓學(xué)生從大視野、大觀念和大框架去研究問題、解決問題，讓學(xué)科核心素養(yǎng)落地。

注：本文系北京市“十三五”規(guī)劃課題“北京市援建雄安基礎(chǔ)教育背景下教育質(zhì)量提升機(jī)制的實(shí)踐研究”（課題編號：BCBA2020066）成果之一

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編" "輯：仲玉維