試論基于教育大數(shù)據(jù)的因材施教

沈志斌 王玉家

摘 要：如何實(shí)現(xiàn)班級(jí)授課環(huán)境下的因材施教，一直是學(xué)者與教師們?cè)诓粩嗵接懙碾y題。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以通過(guò)學(xué)情數(shù)據(jù)采集，配合人工智能，為個(gè)性化、多樣化教學(xué)奠定了基礎(chǔ)，因材施教便有了抓手。

關(guān)鍵詞：教育大數(shù)據(jù)；因材施教；精準(zhǔn)教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：沈志斌，無(wú)錫市輔仁高級(jí)中學(xué)，江蘇省物理特級(jí)教師、江蘇省首批教授級(jí)高級(jí)教師、蘇州大學(xué)教育學(xué)碩士生導(dǎo)師（江蘇 無(wú)錫 214123）；王玉家，江蘇省梅村高級(jí)中學(xué)教師。（江蘇 無(wú)錫 214112）

中圖分類號(hào)：G40-057 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-0568（2018）31-0020-03

學(xué)校是工業(yè)化的產(chǎn)物，意在批量培養(yǎng)各種各樣的產(chǎn)業(yè)工人，班級(jí)授課制是其典型的操作模式，它強(qiáng)調(diào)的是統(tǒng)一、齊步走，難以照顧到學(xué)生的個(gè)別差異，這種模式從一開(kāi)始就和因材施教相互矛盾。如何實(shí)現(xiàn)班級(jí)授課制環(huán)境下的因材施教，至今為止，未見(jiàn)非常成功的案例。教育部部長(zhǎng)陳寶生指出：“課堂革命必須始終堅(jiān)持以學(xué)習(xí)者為中心，為不同層次、不同類型的受教育者提供個(gè)性化、多樣化、高質(zhì)量的教育服務(wù)”。大數(shù)據(jù)技術(shù)通過(guò)學(xué)情數(shù)據(jù)采集，結(jié)合人工智能，為個(gè)性化、多樣化教學(xué)提供了技術(shù)支撐，因材施教便有了抓手（見(jiàn)圖1）。

一、學(xué)情診斷是因材施教的前提

長(zhǎng)期以來(lái)，我們的校本教研關(guān)注最多的是教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)情分析的關(guān)注卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。PCK理論指出，一個(gè)成功的教師必須同時(shí)擁有扎實(shí)的學(xué)科知識(shí)（可傳授的知識(shí)）、豐富的學(xué)科教學(xué)知識(shí)（一種實(shí)踐性知識(shí)）和精準(zhǔn)讀懂學(xué)生的知識(shí)（見(jiàn)圖2）。

套用這三種知識(shí)分類來(lái)看，長(zhǎng)期以來(lái)我們關(guān)注最多的是學(xué)科知識(shí)，以學(xué)科教學(xué)專業(yè)雜志的論文統(tǒng)計(jì)來(lái)看，70%左右的論文還只是屬于學(xué)科知識(shí)層面，例如一個(gè)問(wèn)題的商榷、一個(gè)習(xí)題的多種解法等；涉及學(xué)科教學(xué)知識(shí)的文章約占20%，例如新課如何引入、難點(diǎn)如何化解等，通常以案例的形式出現(xiàn)；涉及精準(zhǔn)讀懂學(xué)生的論文很少，究其原因是若要讀懂學(xué)生，必須進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，并提出教學(xué)決策，這種調(diào)查工作量巨大，而且文章會(huì)占用很多版面（見(jiàn)圖3）。

二、常態(tài)化有痕數(shù)據(jù)采集

教學(xué)過(guò)程中的作業(yè)、問(wèn)卷和測(cè)試是最常態(tài)化的學(xué)情診斷環(huán)節(jié)，教師主要是通過(guò)手工畫“正”統(tǒng)計(jì)來(lái)完成的，這種統(tǒng)計(jì)方式占用教師大量的寶貴時(shí)間。近年來(lái)出現(xiàn)了網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)，使統(tǒng)計(jì)效率極大提高，但是網(wǎng)上閱卷存在致命的缺陷，就是紙面沒(méi)有批改的痕跡，這對(duì)教學(xué)帶來(lái)很大的不便，很難通過(guò)網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)學(xué)情數(shù)據(jù)的常態(tài)化采集。江蘇省梅村中學(xué)通過(guò)“高中生學(xué)業(yè)診斷與評(píng)價(jià)改革的行動(dòng)研究”的省級(jí)課題，歷時(shí)五年多，采用校企合作的方式，開(kāi)發(fā)出“極課大數(shù)據(jù)系統(tǒng)”（以下簡(jiǎn)稱“系統(tǒng)”），成功地解決了學(xué)情數(shù)據(jù)的常態(tài)化有痕采集難題，使教師的工作方式進(jìn)入一種新的狀態(tài)。

系統(tǒng)采用二維碼識(shí)別學(xué)生的身份，每次作業(yè)、問(wèn)卷和測(cè)試時(shí)，學(xué)生只需粘貼自己的二維碼即可。作業(yè)、問(wèn)卷和測(cè)試卷可由WORD文檔一鍵導(dǎo)入系統(tǒng)，并給每個(gè)題目賦分、賦知識(shí)點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng)生成PDF文件，打印后分發(fā)給學(xué)生。主觀題與客觀題合在一份作業(yè)紙上，大大節(jié)省了用紙成本?？陀^題系統(tǒng)自動(dòng)批改，主觀題教師手工批改，然后通過(guò)數(shù)據(jù)采集儀，自動(dòng)掃描采集數(shù)據(jù)。實(shí)踐表明，五十份作業(yè)、問(wèn)卷或測(cè)試卷，一分鐘即可采集完成，極大提高了教師的工作效率，數(shù)據(jù)采集的正確率為百分之百，2015年12月26日《無(wú)錫日?qǐng)?bào)》作了專門報(bào)道：“一個(gè)班學(xué)生作業(yè)一分鐘完成診斷”（見(jiàn)圖4）。

三、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)

1. 多維度學(xué)情數(shù)據(jù)報(bào)表。與學(xué)情相關(guān)的所有數(shù)據(jù)保存在云端，通過(guò)手機(jī)、平板和電腦可以隨時(shí)隨地查閱。（1）學(xué)情報(bào)表：學(xué)情表格、分?jǐn)?shù)段分布、試題難度與區(qū)分度、年級(jí)大題均分對(duì)比表、年級(jí)小題均分對(duì)比表、小題做答詳情表、知識(shí)點(diǎn)均分對(duì)比表、班級(jí)小題答錯(cuò)名單。（2）學(xué)科追蹤：班級(jí)作業(yè)或測(cè)試得分率趨勢(shì)圖、班級(jí)知識(shí)點(diǎn)情況（薄弱知識(shí)點(diǎn)）、學(xué)生分層（優(yōu)秀、中等偏上、中等、中等偏下、較差）。（3）學(xué)生追蹤（對(duì)關(guān)注的學(xué)生進(jìn)行跟蹤分析）（4）往期學(xué)情（作業(yè)、測(cè)試），凡經(jīng)過(guò)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)入校本題庫(kù)（見(jiàn)圖5）。

2. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)糾錯(cuò)。課堂教學(xué)的第一環(huán)節(jié)是要對(duì)上一次的作業(yè)或測(cè)試進(jìn)行糾錯(cuò)性教學(xué)。日常教學(xué)中，我們不難發(fā)現(xiàn)，很多教師還是按照題號(hào)的次序進(jìn)行評(píng)講，這種教學(xué)行為沒(méi)有教學(xué)重點(diǎn)，效率低下。從提升課堂教學(xué)效率來(lái)看，必須抓住典型性錯(cuò)誤，離散性錯(cuò)誤課堂上無(wú)需評(píng)講。利用系統(tǒng)提供的學(xué)情綜合報(bào)表，所有教師都可找到評(píng)講的重點(diǎn)。通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)評(píng)講提升了評(píng)講的效率、從而增加了新課教學(xué)的時(shí)間，整體提升了課堂教學(xué)的效率。

3. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)輔導(dǎo)。在班級(jí)授課制環(huán)境下，無(wú)論教育技術(shù)多么先進(jìn)，無(wú)論教學(xué)方式如何改變，教師的教學(xué)定位永遠(yuǎn)是針對(duì)大多數(shù)學(xué)生。一次課堂教學(xué)，由于教師的原因或是學(xué)生本身的原因，必然有少數(shù)學(xué)生未能真正掌握相關(guān)知識(shí)。因此，課后的個(gè)別輔導(dǎo)是必需的，但課后輔導(dǎo)只是課堂教學(xué)的補(bǔ)充，亟待解決的是課堂教學(xué)中那些非典型性錯(cuò)誤、或稱為離散性錯(cuò)誤問(wèn)題，通過(guò)系統(tǒng)提供的逐題分析，能夠查看到每個(gè)題目有哪些人出錯(cuò)，以及其作答的圖片（系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集時(shí)保留了作答有錯(cuò)誤的圖片）、錯(cuò)誤的歸因，從而可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的個(gè)體輔導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)因材施教（見(jiàn)圖6）。

4. 個(gè)性化教學(xué)資源推送。不難看出，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)教學(xué)和精準(zhǔn)輔導(dǎo)，主要是從教師教的角度去提升教學(xué)的效率和質(zhì)量，但如何站在學(xué)的角度，讓數(shù)據(jù)更好地為學(xué)生的學(xué)習(xí)服務(wù)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了“一鍵導(dǎo)出錯(cuò)題”的功能，學(xué)生只需在手機(jī)APP或電腦中下載平時(shí)收入的錯(cuò)題，再打印出來(lái)，極大提升了錯(cuò)題整理的效率，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)在反思中學(xué)習(xí)。

筆者認(rèn)為，大數(shù)據(jù)最大的價(jià)值在于個(gè)性化教育資源的精準(zhǔn)推送。通過(guò)常態(tài)化的有痕數(shù)據(jù)采集，一方面讓系統(tǒng)中形成了一個(gè)龐大的學(xué)科題庫(kù)；另一方面，系統(tǒng)掌握了每個(gè)學(xué)生的學(xué)業(yè)情況，知道了每個(gè)學(xué)生的薄弱點(diǎn)，通過(guò)一定的算法，就可以為每個(gè)學(xué)生定制并推送個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源，如一個(gè)習(xí)題、一份作業(yè)、一份測(cè)試、一個(gè)微課或一個(gè)輔導(dǎo)教師。這樣就能夠更好地破解教師一對(duì)多的難題，更好地使學(xué)校教育走向因材施教。這個(gè)設(shè)想在2017年的暑假已經(jīng)成功在實(shí)現(xiàn)，江蘇省梅村中學(xué)的兩個(gè)年級(jí)的數(shù)學(xué)暑假作業(yè)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)自動(dòng)推送，每個(gè)學(xué)生的暑假作業(yè)都不相同，未來(lái)教學(xué)資源的個(gè)性化精準(zhǔn)推送將進(jìn)入常態(tài)化。

提升教育質(zhì)量，首先要提升國(guó)家課程的質(zhì)量和效率，當(dāng)一所學(xué)校還是在靠延長(zhǎng)時(shí)間獲取質(zhì)量的時(shí)候，素質(zhì)教育是很難實(shí)現(xiàn)的。如果在不增加教學(xué)時(shí)間投入的同時(shí)，還能夠提升國(guó)家課程實(shí)施的質(zhì)量，那么教師就有足夠的時(shí)間和空間讓學(xué)生全面而有個(gè)性的發(fā)展。通過(guò)“全覆蓋、常態(tài)化——依托極課大數(shù)據(jù)開(kāi)展精準(zhǔn)化教學(xué)”的應(yīng)用實(shí)踐，較好地實(shí)現(xiàn)了學(xué)校教育中的因材施教，教師的信息化素養(yǎng)、數(shù)據(jù)意識(shí)、學(xué)校的教育質(zhì)量得到了明顯的提升。目前，這項(xiàng)教育改革已經(jīng)共享并惠及到全國(guó)三千兩百多所基礎(chǔ)教育學(xué)校。

責(zé)任編輯 張 婕