大數(shù)據(jù)分析在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用策略

李戈春 潘斌 豐雷

【摘要】在教學(xué)大數(shù)據(jù)背景下，教學(xué)工作的創(chuàng)新，教學(xué)質(zhì)量的提高，智慧教育、智慧課堂的打造，必須注重對(duì)多元化數(shù)據(jù)的收集，重視對(duì)教學(xué)大數(shù)據(jù)分析，以探索教學(xué)大數(shù)據(jù)背后的關(guān)聯(lián)價(jià)值，指導(dǎo)教學(xué)改革決策和提升教學(xué)質(zhì)量。闡述了教學(xué)質(zhì)量的內(nèi)涵及提高課堂教學(xué)質(zhì)量的重要性，分析利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)和智慧教學(xué)提高教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)，通過大數(shù)據(jù)挖掘和智能終端的使用，找出影響教學(xué)質(zhì)量的因素，改進(jìn)影響課堂質(zhì)量的各個(gè)細(xì)節(jié)，以對(duì)精準(zhǔn)督導(dǎo)、精細(xì)化改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提供重要的技術(shù)支撐。

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)分析 精準(zhǔn)高效教學(xué) 智能終端 智慧課堂教學(xué) 信息技術(shù)

【基金項(xiàng)目】市級(jí)課題：學(xué)校義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)化的策略研究。

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）44-0213-02

1.引言

教學(xué)活動(dòng)作為一個(gè)整體，其教學(xué)質(zhì)量是教學(xué)過程和教學(xué)結(jié)果的質(zhì)量的有機(jī)統(tǒng)一，教學(xué)質(zhì)量圍繞教學(xué)過程展開，而教學(xué)過程又是生成教學(xué)質(zhì)量的主體，教學(xué)結(jié)果進(jìn)一步反映教學(xué)過程的質(zhì)量[1]。課堂教學(xué)不僅傳授知識(shí)和能力培養(yǎng)，同時(shí)也是價(jià)值觀塑造和品行養(yǎng)成的主要途徑。學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間的知識(shí)、素養(yǎng)以及人生觀、價(jià)值觀的形成，正是由課程授課積累一步步形成，因此，教師的教育教學(xué)、課堂教學(xué)質(zhì)量直接影響著學(xué)生未來的發(fā)展，關(guān)系著立德樹人。

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展及其在教育教學(xué)中的不斷應(yīng)用，早期的數(shù)據(jù)分析輔助手段逐漸向與各學(xué)科教學(xué)活動(dòng)的深度融合發(fā)展，傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動(dòng)開始向著信息化、智能化課堂發(fā)展，提高教學(xué)質(zhì)量，特別是課堂教學(xué)過程的質(zhì)量，是提高教育教學(xué)質(zhì)量工作的重中之重[2]。

教學(xué)過程中的數(shù)據(jù)無處不在，如何充分利用這些常態(tài)化數(shù)據(jù)，并通過統(tǒng)計(jì)和挖掘技術(shù)分析潛規(guī)律，找準(zhǔn)關(guān)鍵問題，從而形成共性教學(xué)策略與個(gè)性化學(xué)習(xí)建議相結(jié)合的教學(xué)模式，讓數(shù)據(jù)為教學(xué)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)，從而提高教學(xué)的有效性。

2.利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效教學(xué)

教學(xué)大數(shù)據(jù)是教學(xué)的基礎(chǔ)和核心，只有充分整理學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的常態(tài)化數(shù)據(jù)，教師才能盡可能的“掌握”學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展動(dòng)態(tài)，從而進(jìn)行學(xué)情的理性分析和學(xué)生學(xué)業(yè)水平的客觀評(píng)估。但一方面，常規(guī)的統(tǒng)計(jì)如每個(gè)班平均考試成績、各分?jǐn)?shù)段分布等，無法滿足大數(shù)據(jù)下教師、學(xué)生的教學(xué)需求；另一方面，常態(tài)化的教學(xué)數(shù)據(jù)是海量的，而且很零碎，需要根據(jù)相關(guān)的數(shù)學(xué)模型并應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘等機(jī)器學(xué)習(xí)手段，科學(xué)的進(jìn)行大數(shù)據(jù)聚類，以提取對(duì)學(xué)習(xí)、教學(xué)，甚至學(xué)校層決策等有價(jià)值的精準(zhǔn)大數(shù)據(jù)信息。

2.1精準(zhǔn)科學(xué)的大數(shù)據(jù)分析

為充分利用教學(xué)大數(shù)據(jù)提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)該根據(jù)學(xué)校不同層級(jí)提取相應(yīng)的指導(dǎo)數(shù)據(jù)。對(duì)于學(xué)校決策層，其更關(guān)注學(xué)校、年級(jí)和學(xué)科的整體發(fā)展，教學(xué)數(shù)據(jù)分析應(yīng)體現(xiàn)出教師之間、班級(jí)之間以及每次考試之間的整體差性等，需要提取并對(duì)比各班級(jí)、教師及學(xué)科之間數(shù)據(jù)，以全覆蓋學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀，并有針對(duì)性調(diào)整教學(xué)管理；對(duì)于教師教學(xué)，尤其是作為班級(jí)管理者的班主任，其需要關(guān)注班級(jí)學(xué)習(xí)的整體表現(xiàn)、學(xué)生的學(xué)業(yè)以及跟蹤考試成績、關(guān)注優(yōu)勢(shì)學(xué)弱勢(shì)學(xué)科狀況等，而任課教師針對(duì)某一門學(xué)科需要更多地關(guān)注知識(shí)點(diǎn)和重難點(diǎn)掌握的情況，因此精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析需要精準(zhǔn)每位學(xué)生的數(shù)據(jù)并追蹤每一位學(xué)生的學(xué)情，以找準(zhǔn)教學(xué)的重點(diǎn)和學(xué)生的薄弱點(diǎn)，開展高效教學(xué)，如圖1所示；而對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)，通過對(duì)自己學(xué)習(xí)現(xiàn)狀的精準(zhǔn)分析和學(xué)校教學(xué)安排對(duì)比，制定個(gè)性化的復(fù)習(xí)和作業(yè)計(jì)劃。

2.2精準(zhǔn)大數(shù)據(jù)分析提高教學(xué)有效性

教學(xué)大數(shù)據(jù)分析輔助高效教學(xué)，可以幫助教師更準(zhǔn)確了解學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)，也幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握解自己，從而實(shí)現(xiàn)有的放矢、因材施教。

（1）適宜的教學(xué)起點(diǎn)和明確的教學(xué)重點(diǎn)

教學(xué)的起點(diǎn)過低、過高都直接影響到教學(xué)效果，至關(guān)重要，基于教學(xué)大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，可以擺脫對(duì)教師個(gè)人以往經(jīng)驗(yàn)的依靠，使得教學(xué)起點(diǎn)的選擇更加準(zhǔn)確、科學(xué)。

如圖2所示為關(guān)于數(shù)學(xué)教學(xué)中“指數(shù)函數(shù)”歷年數(shù)學(xué)前的數(shù)據(jù)挖掘分析得到的反饋數(shù)據(jù)分析圖表。可以看出：選中全部5個(gè)選項(xiàng)的只有29%，正確率較低，而A、B選項(xiàng)絕大多數(shù)學(xué)生都選擇（85%），說明在新授課前，大部分學(xué)生經(jīng)過前期的學(xué)習(xí)對(duì)指數(shù)函數(shù)概念（A項(xiàng)）和底數(shù)限制（B項(xiàng)）基本掌握，但靈活運(yùn)用能力（D項(xiàng)）及函數(shù)的具體細(xì)節(jié)（C項(xiàng)自變量限制、E項(xiàng)單調(diào)性）掌握不夠。在精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析下，新授課教學(xué)把指數(shù)函數(shù)的變量限制條件作為起點(diǎn)，逐步到靈活應(yīng)用及單調(diào)性分析，從而實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的教學(xué)。

精心設(shè)計(jì)課堂重點(diǎn)，展開突破性教學(xué)，是課堂教學(xué)成敗的關(guān)鍵。教學(xué)重點(diǎn)要根據(jù)班級(jí)、學(xué)生的基礎(chǔ)和能力，通過對(duì)已有數(shù)據(jù)分析適時(shí)調(diào)整，擯棄完全照搬教參的機(jī)械做法，更好地服務(wù)于課堂教學(xué)。通過對(duì)學(xué)生作業(yè)和考試情況的分析，并結(jié)合以往教學(xué)大數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，教師可以對(duì)整份試卷以及作業(yè)題目的解答情況和錯(cuò)題歸因情況心中有數(shù)，講評(píng)時(shí)，可以隨時(shí)調(diào)看題目的解答、錯(cuò)誤分類和值得推薦的題型等，突出重點(diǎn)，有效開展后續(xù)練習(xí)。

（2）有效的補(bǔ)償教學(xué)和個(gè)性化的課后習(xí)題

學(xué)生的差異客觀存在，因此，要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力個(gè)性化的輔導(dǎo)答疑和激勵(lì)提升。借助大數(shù)據(jù)分析提取的精準(zhǔn)信息，教師可以快速掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，主動(dòng)跟進(jìn)補(bǔ)償教學(xué)，如推送知識(shí)點(diǎn)或典型疑難題目的講解微視頻給相關(guān)學(xué)生，結(jié)合以往學(xué)生學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并及時(shí)進(jìn)行答疑。

通過教學(xué)累積大數(shù)據(jù)分析得到的差異性數(shù)據(jù)，老師可以快速了解當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度以及不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握狀態(tài)，進(jìn)而指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)習(xí)能力不同的學(xué)生提供個(gè)性化的課后習(xí)題練習(xí)，布置不同層次類別和不同難度糊糊的課后題目，因材施教，避免所有學(xué)生做同一份作業(yè)，重復(fù)“不必要”的練習(xí)，減少當(dāng)前學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。

3.利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧課堂

智慧課堂是當(dāng)前教育信息化的熱點(diǎn)，其核心思想是用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新信息技術(shù)變革教學(xué)理念，提高教學(xué)的高效智能化，其目的是通過教學(xué)大數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)挖掘，實(shí)現(xiàn)教學(xué)決策有數(shù)據(jù)支撐、評(píng)價(jià)客觀反饋即時(shí)、交流互動(dòng)立體、資源使用推送全智能，改進(jìn)教學(xué)的形式和內(nèi)容，構(gòu)建教學(xué)大數(shù)據(jù)形勢(shì)下的信息化教學(xué)模式。

3.1利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)構(gòu)建智慧課堂

智慧課堂的核心理念是通過數(shù)據(jù)分析改變教學(xué)模式，課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)的行加工、挖掘和分析離不開大數(shù)據(jù)技術(shù)和方法的支撐?；诖髷?shù)據(jù)分析技術(shù)，智慧課堂教學(xué)從依賴于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)向依賴于海量數(shù)據(jù)的分析挖掘結(jié)果，通過直觀的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和制定教學(xué)決策，通過教室內(nèi)多種信息化終端的無縫連接和智能運(yùn)用，打破黑板、講臺(tái)的時(shí)空概念被，動(dòng)態(tài)采集和即時(shí)分析學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的立體溝通與交流。

傳統(tǒng)課堂上教師很難顧及學(xué)生的個(gè)體差異，而智慧課堂基于全過程動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)，課前發(fā)布預(yù)習(xí)材料，通過預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)和反饋，明晰學(xué)情，進(jìn)而指導(dǎo)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)；課中提供隨堂測(cè)驗(yàn)，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，調(diào)整教學(xué)策略和進(jìn)程；課后推薦個(gè)性化作業(yè)，實(shí)施針對(duì)性輔導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的全面支持，使智慧課堂教學(xué)從“先后教學(xué)”、“先學(xué)后教”逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)定教”，從傳統(tǒng)意義上的課堂教學(xué)控制轉(zhuǎn)向?yàn)榛诤Ａ繑?shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)分析和即時(shí)反饋。

3.2 大數(shù)據(jù)分析技術(shù)架構(gòu)智慧課堂信息平臺(tái)

智慧課堂的實(shí)施依賴于大數(shù)據(jù)云計(jì)算等相關(guān)技術(shù)，通過“云+端”的服務(wù)方式，部署和應(yīng)用信息化平臺(tái)，如圖3所示，其功能由從下至上主要由四個(gè)層次構(gòu)成：（1）資源管理層主要管理教學(xué)資源和提供服務(wù)；（2）評(píng)價(jià)支持層形成教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，包括總結(jié)性評(píng)價(jià)和診斷性評(píng)價(jià)；（3）端應(yīng)用層對(duì)智能終端管理和應(yīng)用；（4）用戶層為教學(xué)和學(xué)習(xí)提供相關(guān)應(yīng)用程序，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)課前、課中、課后的教學(xué)信息支持。

3.3大數(shù)據(jù)分析技術(shù)提高智慧教學(xué)有效性

基于動(dòng)態(tài)大數(shù)據(jù)分析的智慧課堂，通過最新信息技術(shù)手段的深度應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)產(chǎn)生革命性的影響，智能終端提供的新的認(rèn)知工具與環(huán)境，為師生更為開放的課堂活動(dòng)提供支撐。大數(shù)據(jù)背景下，智慧課堂教學(xué)從強(qiáng)調(diào)知識(shí)傳授的“教師為中心”傳統(tǒng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)的“學(xué)生為中心”模式；從“望屏解讀”的多媒體教學(xué)方式向交流立體化方式轉(zhuǎn)變，師生共同使用智能終端新技術(shù)即時(shí)交流互動(dòng)；學(xué)習(xí)資源智能碎片化，并根據(jù)學(xué)習(xí)教學(xué)進(jìn)程按需實(shí)時(shí)推送，從“先教后學(xué)”到“先學(xué)后教”、“以學(xué)定教”；課前智能評(píng)測(cè)，教師依據(jù)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，有的放矢組織教學(xué)，精講點(diǎn)評(píng)，課中動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和反饋，教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)程和策略，突出重點(diǎn)，課后根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異的個(gè)性化作業(yè)，教師依據(jù)課后作業(yè)數(shù)據(jù)分析和反思評(píng)價(jià)，進(jìn)行個(gè)性化的輔導(dǎo)和教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。

4.總結(jié)

教學(xué)是目的性和意識(shí)性很強(qiáng)的系統(tǒng)性活動(dòng)，通過教學(xué)使學(xué)生掌握知識(shí)、習(xí)得技能、發(fā)展智力，形成態(tài)度和相應(yīng)的品質(zhì)。教學(xué)質(zhì)量是整個(gè)教育工作的重中之重，隨著教學(xué)工作信息化建設(shè)進(jìn)程的推進(jìn)，教學(xué)數(shù)據(jù)逐漸積累成為“大數(shù)據(jù)”。在教學(xué)大數(shù)據(jù)背景下，教學(xué)工的要前進(jìn)、創(chuàng)新，教學(xué)質(zhì)量的提高、變革，智慧教育、智慧課堂的打造，必須注重對(duì)多元化數(shù)據(jù)的收集，重視對(duì)教學(xué)大數(shù)據(jù)分析，以探索教學(xué)大數(shù)據(jù)背后的關(guān)聯(lián)價(jià)值，指導(dǎo)教學(xué)改革決策和提升教學(xué)質(zhì)量。因而教學(xué)大數(shù)據(jù)的分析研究及應(yīng)用對(duì)教學(xué)過程中教學(xué)質(zhì)量的提高顯得尤為重要。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析改進(jìn)學(xué)習(xí)行為，變革傳統(tǒng)教學(xué)模式，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)分析的智慧教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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