信息化背景下中職數(shù)學(xué)個性化學(xué)習(xí)模式研究

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”被更多人所關(guān)注，再加上大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，教育領(lǐng)域的教學(xué)方式、認(rèn)知模式以及思維方式也發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變?？v觀人類教育發(fā)展過程，共經(jīng)歷了三次重大變革：第一次是從原始教育轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)耕教育；第二次是農(nóng)耕教育走向以班級授課為主要特征的規(guī)模化教育；第三次是由規(guī)模化教育向生命化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化、生態(tài)化的個性化教育。如今，我們正經(jīng)歷著第三次教育變革，人才培養(yǎng)主體一元化的格局極有可能被打破。目前，中職數(shù)學(xué)教學(xué)過程中忽視學(xué)生個體差異是教育領(lǐng)域中最普遍的問題之一。眾所周知，如果教學(xué)中不關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、認(rèn)知水平、情感態(tài)度、學(xué)習(xí)能力等方面的差異，教學(xué)過程不以學(xué)生為主體，就會使教學(xué)效率降低，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更不利于培養(yǎng)中職學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的能力。個性化學(xué)習(xí)便是在這一背景條件下誕生的，筆者將分別從個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的特點，以及在中職數(shù)學(xué)課程中的應(yīng)用兩個角度來詳細(xì)介紹中職數(shù)學(xué)的個性化學(xué)習(xí)。

一、個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)概述

1.個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的含義及特點。所謂個性化學(xué)習(xí)，指的是學(xué)習(xí)者以學(xué)習(xí)的內(nèi)容、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)興趣為依據(jù)，選擇最適合自己的學(xué)習(xí)方式，它是人類重要學(xué)習(xí)方式之一，有助于人類獲得知識和培養(yǎng)能力。個性化學(xué)習(xí)并不僅限于套用公式，它的關(guān)鍵是吸收、分析和應(yīng)用知識點，它是人工智能應(yīng)用于教學(xué)的過程。傳統(tǒng)的在線學(xué)習(xí)缺乏系統(tǒng)的學(xué)習(xí)路徑，學(xué)習(xí)效率不高，而個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一種專門實現(xiàn)學(xué)習(xí)者主體地位的學(xué)習(xí)平臺，它可以根據(jù)學(xué)習(xí)者個性化需求提供學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法等方面的支持，另外，還可以借助于該系統(tǒng)實現(xiàn)精準(zhǔn)測評，有助于學(xué)生充分了解自己尚未完全掌握的知識點，并及時調(diào)整學(xué)習(xí)策略，提高學(xué)習(xí)效率。個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)由三個模型組成：第一，學(xué)習(xí)內(nèi)容模型。細(xì)化學(xué)習(xí)內(nèi)容，并依照知識之間的關(guān)聯(lián)性組建結(jié)構(gòu)圖；第二，學(xué)生知識模型。評測學(xué)生掌握知識的程度，并使已經(jīng)掌握的知識與其他相關(guān)知識聯(lián)系在一起，量化學(xué)生的學(xué)習(xí)能力水平；第三，教學(xué)指導(dǎo)模型。學(xué)習(xí)者投入到學(xué)習(xí)中后，系統(tǒng)會對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)水平進(jìn)行評估，并根據(jù)反饋情況制定與學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力相匹配的學(xué)習(xí)計劃。個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)利用人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘及時、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)等量化學(xué)習(xí)行為。

2.個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的體系架構(gòu)。個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括任務(wù)、知識、測試、管理維護(hù)四個相對獨自的子系統(tǒng)。其中，在任務(wù)子系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者處于中心地位，系統(tǒng)默認(rèn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)能力為零，學(xué)習(xí)者需要完成系統(tǒng)設(shè)定的多項任務(wù)，這些任務(wù)與所學(xué)知識點密切相關(guān)，學(xué)習(xí)者必須全部掌握所學(xué)知識點，否則就不會順利完成任務(wù)。當(dāng)學(xué)習(xí)者學(xué)完知識點以及完成任務(wù)時，系統(tǒng)會自動評估學(xué)習(xí)者的知識水平以及學(xué)習(xí)狀況，同時還會將學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況記錄下來，并自動根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果啟動相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。知識子系統(tǒng)指的是學(xué)習(xí)者所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，學(xué)習(xí)內(nèi)容被“化整為零”，并設(shè)計一些與之相關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)習(xí)者參與學(xué)習(xí)，接受測試，并依據(jù)評估結(jié)果與教師的建議及時調(diào)整學(xué)習(xí)計劃、學(xué)習(xí)方案以及學(xué)習(xí)策略等。測試子系統(tǒng)包括自適應(yīng)測試題庫、知識點庫以及學(xué)習(xí)者記錄庫，知識點題庫包括自適應(yīng)題庫，可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的具體學(xué)習(xí)情況來調(diào)整個性化系統(tǒng)題庫中的內(nèi)容。學(xué)習(xí)者記錄庫包括教師建議和評估結(jié)果，還包括學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)信息。知識題庫包含與學(xué)習(xí)知識點相關(guān)聯(lián)的試題。管理維護(hù)子系統(tǒng)由知識題庫、學(xué)習(xí)內(nèi)容、用戶初始化以及維護(hù)管理等，該系統(tǒng)不僅要組建學(xué)習(xí)內(nèi)容，還要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的聯(lián)系將其劃分為具有相對獨立性的認(rèn)知單元，而且還要通過不同的方法或策略將這些認(rèn)知單元呈現(xiàn)在學(xué)習(xí)者面前。

二、個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)在中職數(shù)學(xué)課程中的運用

中職數(shù)學(xué)作為一門基礎(chǔ)課程，很多專業(yè)課的學(xué)習(xí)都要用到數(shù)學(xué)知識。但是，由于中職學(xué)生的個體差異，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和能力也參差不齊，為了準(zhǔn)確掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，有針對性地開展教學(xué)，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)來實現(xiàn)。教師可以利用個性化學(xué)習(xí)平臺了解學(xué)生知識掌握情況，還可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況為學(xué)生提出指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)。下面就以中職數(shù)學(xué)中第二冊第九章第五節(jié)“柱、錐、球及其組合體”第一課時為例，詳細(xì)介紹一下如何在這節(jié)課的設(shè)計過程中充分利用個性化學(xué)習(xí)，來實現(xiàn)以學(xué)習(xí)者為中心。一節(jié)好的教學(xué)設(shè)計離不開引人入勝的教學(xué)情境，針對授課對象為中職二年級機(jī)電專業(yè)的學(xué)生，以我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化園的工件訂單為案例，通過課前探索、課中導(dǎo)學(xué)和課后拓展三個環(huán)節(jié)開展個性化教學(xué)，其中課堂時長為1課時。

1.課前探索。課前，學(xué)生登入個性化學(xué)習(xí)平臺，領(lǐng)取個性化學(xué)習(xí)的任務(wù)單，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的歷史學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)基礎(chǔ)等方面進(jìn)行分析，智能推送個性化學(xué)習(xí)任務(wù)及資源，例如A同學(xué)理論基礎(chǔ)較好，平臺為其推送了本課的重點內(nèi)容學(xué)習(xí)，B同學(xué)善于感性認(rèn)知，平臺為其推送了相應(yīng)的微課學(xué)習(xí)。以此學(xué)生可根據(jù)自身基礎(chǔ)自定步調(diào)，開展個性化學(xué)習(xí)，為能力遷移做好知識儲備。

2.課中導(dǎo)學(xué)。（1）創(chuàng)設(shè)情境。課程伊始，學(xué)生代表上臺展示任務(wù)單讓其收集或者制作柱體模型，董站同學(xué)鉗工技能較好，平臺讓其制作了一個鉗工工件。馮曉同學(xué)畫圖能力較好，平臺讓其用專業(yè)軟件繪制三維模型。并以我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化園的工件訂單為案例，創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生觀察并思考，首先是要求出該工件的全面積，從而引出本課的學(xué)習(xí)任務(wù)。通過以上教學(xué)手段，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，對所學(xué)的內(nèi)容產(chǎn)生了感性認(rèn)識，為突破難點打下了基礎(chǔ)。

（2）闖關(guān)探究。通過設(shè)置層層深入的小問題，引導(dǎo)學(xué)生自主探究，設(shè)置闖關(guān)任務(wù)點，教師根據(jù)平臺實時反饋的任務(wù)點完成情況，能全面了解到每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對于任務(wù)點完成較低同學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)，相較傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，個性化的教學(xué)手段更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而幫助學(xué)生突破難點、突出重點。

（3）效果檢測。為了檢測學(xué)習(xí)效果。讓學(xué)生進(jìn)行個性化的思維導(dǎo)圖設(shè)計，并上傳到平臺，學(xué)生互相交流討論。平臺根據(jù)系統(tǒng)收集和分析的學(xué)生數(shù)據(jù)，個性化推送練習(xí)檢測，例如C同學(xué)專業(yè)和技能較扎實，平臺為其推送實物的測量并計算面積，在計算過程中遇到游標(biāo)卡尺不太會用的情況，于是利用自主開發(fā)立體教材進(jìn)行游標(biāo)卡尺使用的微課學(xué)習(xí)。D同學(xué)理論知識掌握較好，平臺為其推送了課堂之初的案例創(chuàng)設(shè)題，最后上臺展示，教師進(jìn)行補(bǔ)充。

3.課后拓展。課后，教師利用平臺遠(yuǎn)程布置作業(yè)，基礎(chǔ)作業(yè)是在教學(xué)平臺上完成課后在線練習(xí)檢測。拓展作業(yè)是利用生活和專業(yè)中的模型，測量并計算其表面積。依托網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生隨時隨地都能學(xué)習(xí)，教師線上輔導(dǎo)，突破了教學(xué)的時空界限，實現(xiàn)了真正意義上的個性化教學(xué)。

顯而易見，個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)依據(jù)自身優(yōu)勢，使學(xué)習(xí)者獲得良好的學(xué)習(xí)體驗，不僅如此，個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)也能幫助學(xué)習(xí)者獲得更加豐富的知識，傳統(tǒng)課堂根本不可能實現(xiàn)這一點。個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)要確保學(xué)習(xí)者連續(xù)參與進(jìn)來，換句話說，學(xué)習(xí)者使用該系統(tǒng)的時間要相對充足。從另外角度來看，個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)還可以增加學(xué)習(xí)過程中的趣味性，確保學(xué)習(xí)者不會感到學(xué)習(xí)是一件痛苦的事情，同時減輕學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)吃力的感受?？傊?，個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)將來會愈加完善，它可以師生之間進(jìn)行互動活動提供有利場所，便于教師解答學(xué)生問題，還可以為學(xué)習(xí)者營建有助于提升學(xué)習(xí)效率的學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生利用個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)提高學(xué)習(xí)興趣，互相合作，共同學(xué)習(xí)，最終實現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。