淺談教育大數(shù)據(jù)與智慧數(shù)學(xué)教學(xué)

魏海燕

摘要：隨著信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)的普及，我們都身處數(shù)據(jù)爆炸的時(shí)代，我們把這個(gè)時(shí)代叫做大數(shù)據(jù)時(shí)代。在大數(shù)據(jù)背景下，智慧教育被提上日程。為了實(shí)現(xiàn)智慧教育，建立教育大數(shù)據(jù)系統(tǒng)成為一個(gè)必然的途徑。本文以研究教育大數(shù)據(jù)系統(tǒng)與數(shù)學(xué)教學(xué)之間的關(guān)系以及其未來的趨勢(shì)出發(fā)，探討教育大數(shù)據(jù)背景下初中數(shù)學(xué)教學(xué)的教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù)智慧教育數(shù)據(jù)挖掘；加工個(gè)性化教學(xué)

一、智慧教育的現(xiàn)狀

自2013年加入華陽(yáng)三中以來，成為工作在第一線的數(shù)學(xué)教師已經(jīng)5年有余。有幸成為了學(xué)校第一批使用智慧教育平臺(tái)的種子教師，也隨學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)參加了大大小小100場(chǎng)的教學(xué)調(diào)研。我將目前我對(duì)智慧教育的所見所謂總結(jié)為智慧教育的現(xiàn)狀，由于所了解的畢竟有限，所以如果有失偏頗望各位讀者海涵。

目前大多數(shù)的智慧教育在信息技術(shù)工具的使用層面，按照智慧大數(shù)據(jù)的發(fā)展理論仍然停留在數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和收集階段，以我們學(xué)校的智慧教育平臺(tái)的使用為例：

1.1 教師端：信息化教學(xué)工具

我校的智慧教育課堂采用網(wǎng)奕資訊的“HiTeach智慧教學(xué)系統(tǒng)”以及“HiTA智慧助教”，此系統(tǒng)功能完善，且具有很好的易用性，為本身比較枯燥的數(shù)學(xué)教學(xué)帶來了生動(dòng)的體驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?/p>

支持手勢(shì)操作

手勢(shì)功能對(duì)于“頁(yè)面”和“物件”縮放有更直接的方式，讓數(shù)學(xué)教學(xué)（尤其是幾何教學(xué)）更加的高效而生動(dòng)。例如：傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)課堂中，幾何圖形都是教師一筆一劃的用直尺作出來的；而在智慧課堂中，可以直接將所需要的基本幾何圖形或幾何體拖拽出來，并可以根據(jù)需要放大或縮小，讓學(xué)生的觀察更直觀，更有趣，有效提高課堂的教學(xué)效率。

支持電子白板板書

支持電子白板，可以選擇不同顏色不同類型的筆型板書讓重點(diǎn)筆記，重要步驟更加醒目，并跟隨頁(yè)面，保留儲(chǔ)存。

智慧挑人、搶答，智能推送

隨機(jī)挑人功能，讓每一位學(xué)生都有被抽到的可能，每一位參與者都有參與感，就有一定的緊張感，這樣每一位學(xué)生都能積極思考，有利于體現(xiàn)教學(xué)的公平性。而搶答功能，則給優(yōu)生一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)的機(jī)會(huì)來展示自己，大大調(diào)節(jié)課堂的氣氛，實(shí)現(xiàn)一定的分層教學(xué)和因材施教，也讓枯燥的數(shù)學(xué)課更加的活躍。智能推送，極大地節(jié)約了老師收走也，學(xué)生交作業(yè)的時(shí)間，并可以實(shí)時(shí)反饋教學(xué)成果。

1.2 學(xué)生端：實(shí)時(shí)習(xí)題反饋

我校同樣為學(xué)生端配備了智慧教育系統(tǒng)“HiLearning電子書包學(xué)習(xí)系統(tǒng)”，學(xué)生能夠?qū)崟r(shí)上傳自己的習(xí)題解答過程，教師能夠在第一時(shí)間對(duì)學(xué)生的典型錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，對(duì)漂亮的書寫格式進(jìn)行展示。同時(shí)，也可以將習(xí)題傳送給學(xué)生，及時(shí)解答，小組合作完成。既能夠提高教學(xué)的質(zhì)量，又能夠讓數(shù)學(xué)教學(xué)師生互動(dòng)，生生互動(dòng)更加緊密、有效。

二、教育大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.2 教育大數(shù)據(jù)發(fā)展階段

上一個(gè)小節(jié)對(duì)教育大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)模型進(jìn)行了暢想，但是羅馬城不是一日建成的。要讓智慧教育發(fā)揮最大的價(jià)值，需要在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)下分階段完成，個(gè)人覺得應(yīng)該分為以下三個(gè)階段：

2.2.1 第一階段：各類智慧教育基礎(chǔ)工具大面積推廣

第一步就是要大面積推廣智慧教育工具，比如教學(xué)系統(tǒng)、習(xí)題系統(tǒng)、考試系統(tǒng)、云端教育系統(tǒng)等等基礎(chǔ)智慧教育基礎(chǔ)工具需要建設(shè)完善，所有的數(shù)據(jù)能夠永久的保存。目前我校過建設(shè)的各類智慧教育系統(tǒng)都是數(shù)據(jù)此類基礎(chǔ)工具搭建的階段。

2.2.2 第二階段：將各類基礎(chǔ)工具產(chǎn)生的數(shù)據(jù)匯總

通過前面的論述我們可以知道，數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)智慧教育的基石。而教學(xué)過程中所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)都是最重要的組成部分。例如：課堂上，學(xué)生個(gè)人得分，小組得分，錄入后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以隨時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況通過數(shù)據(jù)，量化得分進(jìn)行相對(duì)客觀的評(píng)價(jià)；對(duì)于學(xué)生課堂練習(xí)題答案數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，可以整體分析全班學(xué)生甚至是學(xué)生個(gè)人對(duì)于某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況；這些數(shù)據(jù)對(duì)教師調(diào)整自己的教學(xué)，有針對(duì)性地解決教學(xué)問題有非常重要的作用。第二個(gè)階段就是要將所有智慧教育基礎(chǔ)工具所產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和一個(gè)數(shù)據(jù)化的分析。

2.2.3 第三階段：數(shù)據(jù)加工、建模—建立分類系統(tǒng)

第三個(gè)階段是實(shí)現(xiàn)智慧教育、教育大數(shù)據(jù)的最重要的一個(gè)步驟，同時(shí)也是最難、用時(shí)最長(zhǎng)的一個(gè)階段。

首先，需要需要將各類教學(xué)知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)模型，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)性也建立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。然后，需要利用已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)訓(xùn)練這些所有的數(shù)學(xué)模型，并與實(shí)際的教育過程相結(jié)合不斷修正，建立屬于每個(gè)學(xué)校，每個(gè)教師，每個(gè)學(xué)生自己的試題庫(kù)，錯(cuò)題庫(kù)，易錯(cuò)集，一定程度上實(shí)現(xiàn)分層練習(xí)，個(gè)性化教學(xué)。最終，通過不斷的完善整個(gè)流程，建立服務(wù)于學(xué)生、教師、學(xué)校甚至國(guó)家的綜合智慧教育服務(wù)平臺(tái)。

三、教育大數(shù)據(jù)帶來的好處

教育大數(shù)據(jù)的建設(shè)是非常復(fù)雜，且投入巨大的工程，但是建設(shè)教育大數(shù)據(jù)能夠?yàn)榻逃龓淼挠绊懸彩欠浅＞薮蟮摹?.1 教育經(jīng)驗(yàn)的傳承與分享

通過建立完善的教育大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，能夠?qū)⒗弦惠吔處煹膶氋F經(jīng)驗(yàn)傳承下來，例如重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的分析，例題的選擇，習(xí)題的變式，試卷的組合等等。而且可以讓所有的老師的優(yōu)秀教學(xué)方法得到最大程度的分享，這對(duì)提高全國(guó)教學(xué)質(zhì)量都有極大的幫助。

3.2 教學(xué)效率的提升

老師的所有課程設(shè)計(jì)、教育方案也都進(jìn)行了存儲(chǔ)，并進(jìn)行精確的分析后，能夠讓教學(xué)的效率、教學(xué)的效果得到極大的提升，通過這種方式也能夠讓教學(xué)隊(duì)伍的能力不斷的提升。

四、教育大數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)

建立教育大數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)真正智慧教育，為教育事業(yè)加入最好的助燃劑。但是同時(shí)我們也應(yīng)該清醒的認(rèn)識(shí)到，要建設(shè)如此龐大的系統(tǒng)也面臨巨大的挑戰(zhàn)：

4.1 周期長(zhǎng)

建立完善的教育大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的教育大數(shù)據(jù)需要龐大的資金投入，也需要投入巨大的時(shí)間成本。另外將老一輩的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行收集和數(shù)據(jù)的錄入儲(chǔ)存也需要非常長(zhǎng)的周期。

4.2 數(shù)據(jù)收集難度大

想法都是非常好的，但是各個(gè)獨(dú)立的智慧教育工具系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集的難度非常大：1）各個(gè)學(xué)校的智慧教育工具系統(tǒng)是由不同軟件公司提供，融合難度大；2）數(shù)據(jù)收集的力度把握難度也非常大，是建立校級(jí)還是區(qū)級(jí)的數(shù)據(jù)集中還是市一級(jí)別的平衡難度極大；3）本身數(shù)據(jù)量也非常龐大，需要巨大的資金投入也增加了難度；

五、結(jié)論

本文粗略的介紹了建立教育大數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)于實(shí)現(xiàn)智慧數(shù)學(xué)教學(xué)的意義，雖然這個(gè)過程比較困難，并且面臨諸多挑戰(zhàn)，但是教育大數(shù)據(jù)能夠?yàn)橹腔劢虒W(xué)帶來的價(jià)值是不可估量的。真正實(shí)現(xiàn)智慧教育能夠?yàn)閲?guó)家輸送更多的優(yōu)秀人才，為實(shí)現(xiàn)中華名族的偉大復(fù)興作出巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1][英]維克托·邁爾·舍恩伯格，肯尼思考·庫(kù)克耶.大數(shù)據(jù)時(shí)代：生活、工作與思維的大變革，2012（12）。

[2]張宇航、高琳琳等.初中數(shù)學(xué)智慧教育案例研究[J].中國(guó)信息技術(shù)教育.2015（23）：57-60。