大數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)的基本特性與模式建構(gòu)

徐賓

隨著教育信息化的推進(jìn)，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)逐漸進(jìn)入校園，電腦、網(wǎng)絡(luò)、電子白板和多媒體課件等教學(xué)媒介也更加豐富，教師的教學(xué)理念、教學(xué)方式和課堂教學(xué)生態(tài)正在悄然發(fā)生改變——大數(shù)據(jù)改善教育勢在必行。

教學(xué)大數(shù)據(jù)是指在整個教學(xué)活動過程中所產(chǎn)生的以及根據(jù)教學(xué)需要所采集到的、一切用于教育發(fā)展并可創(chuàng)造巨大潛在價值的數(shù)據(jù)集合?？梢?，大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的教學(xué)，數(shù)據(jù)采集是基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)分析是關(guān)鍵，數(shù)據(jù)應(yīng)用是核心。然而，從教學(xué)實(shí)踐來看，教師對數(shù)據(jù)采集存在兩種極端情況：一種是除了對考試和作業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集外，鮮有對課堂教學(xué)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集;還有的教師課堂上平板幾乎不離手，頻頻推送學(xué)習(xí)資源，以此來代替講義和板書，而產(chǎn)生的有用數(shù)據(jù)甚少。因此，在由傳統(tǒng)課堂向大數(shù)據(jù)驅(qū)動的新型課堂轉(zhuǎn)變的初始階段，有必要了解大數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)的基本特性，并構(gòu)建一套基本的課堂教學(xué)模式。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)給教師精準(zhǔn)化教學(xué)提供了強(qiáng)大支撐

精準(zhǔn)性：為實(shí)施個性化教與學(xué)提供依據(jù)。常態(tài)化的學(xué)生課堂練習(xí)、作業(yè)、考試產(chǎn)生的數(shù)據(jù)是海量、零碎、復(fù)雜的，借助教學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘與學(xué)習(xí)分析技術(shù)，能精準(zhǔn)呈現(xiàn)班級學(xué)生的共性及個性問題、班級學(xué)生最近時段的知識薄弱點(diǎn)和高頻錯題，報告大幅進(jìn)步生和退步生、臨界生、波動生名單以及每題做錯的學(xué)生人數(shù)和名單等。這樣，教學(xué)評價就可以從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)、質(zhì)性走向量化的數(shù)據(jù)、精準(zhǔn)判斷，隨著教學(xué)數(shù)據(jù)的大量積累，可以進(jìn)一步提高“學(xué)生畫像”的精準(zhǔn)度和“分辨率”，為實(shí)施個性化教與學(xué)提供依據(jù)。

科學(xué)性：使課堂教學(xué)更加科學(xué)有效。大數(shù)據(jù)之“大”不僅指數(shù)量之大，更強(qiáng)調(diào)“價值”之大，即能從繁雜的教學(xué)大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)相關(guān)關(guān)系、診斷現(xiàn)存問題、預(yù)測發(fā)展趨勢、發(fā)揮教學(xué)大數(shù)據(jù)在提升教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平、實(shí)現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)、優(yōu)化教育資源配置和輔助教育科學(xué)決策等方面的重要作用?？梢灶A(yù)見，大數(shù)據(jù)必定與教學(xué)的精準(zhǔn)性、科學(xué)性和個性化結(jié)伴同行。基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，教師的一切教學(xué)設(shè)計和教學(xué)措施“都憑數(shù)據(jù)說話”，“立足于數(shù)據(jù)”科學(xué)合理地設(shè)定教學(xué)目標(biāo)、確定教學(xué)起點(diǎn)、選擇教學(xué)方法、開發(fā)教學(xué)資源、精選例題和作業(yè)、發(fā)現(xiàn)不足并及時彌補(bǔ)，從而提高教與學(xué)的相關(guān)性和匹配度，“有的放矢”，“對癥下藥”，使課堂教學(xué)更加科學(xué)和有效。同時基于大數(shù)據(jù)分析，家長和學(xué)生能清晰地認(rèn)識自我，正確評價自我，更加科學(xué)合理地自主學(xué)習(xí)，揚(yáng)優(yōu)勢、補(bǔ)短板，提高學(xué)習(xí)效果。

個性化：充分了解每一位學(xué)生。長期以來，雖然一直強(qiáng)調(diào)“發(fā)展學(xué)生的學(xué)習(xí)個性”，但是囿于技術(shù)條件，個性化教學(xué)難以實(shí)施。以云計算、數(shù)據(jù)挖掘和移動互聯(lián)為支撐的大數(shù)據(jù)技術(shù)，給教師精準(zhǔn)化教和學(xué)生個性化學(xué)提供了強(qiáng)大支撐。通過挖掘與分析海量的教學(xué)大數(shù)據(jù)，既可以發(fā)現(xiàn)隱含在教學(xué)背后的群體規(guī)律，還可以精準(zhǔn)識別每位學(xué)習(xí)者個體的學(xué)習(xí)需求與學(xué)習(xí)特征。真實(shí)的教學(xué)數(shù)據(jù)不會“說假話”，它會賦予教師“顯微鏡”式的觀察能力（看得更細(xì)）和“望遠(yuǎn)鏡”式的預(yù)測能力（看得更遠(yuǎn)），讓教師充分了解每一位學(xué)生，從而借助技術(shù)工具和智能平臺開展真正意義上的個性化教學(xué)。這種以“數(shù)據(jù)分析—特征發(fā)現(xiàn)—智能干預(yù)”為特征的個性化教學(xué)模式，是“互聯(lián)網(wǎng)+”時代學(xué)校教育實(shí)現(xiàn)規(guī)?；€性化教育的必然選擇。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)，盤活整個知識網(wǎng)

新授課：“栽活一棵樹”。新授課是最普遍的課型，是學(xué)生獲取知識、形成能力、發(fā)生核心素養(yǎng)的重要場所。大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的新授課教學(xué)，不僅要把課上好，使之符合“好課”的標(biāo)準(zhǔn)，還要考慮在課堂教學(xué)中“何時采集數(shù)據(jù)”合理、一堂課“采集幾次數(shù)據(jù)”適宜的問題。顯然，缺乏新授課的課堂數(shù)據(jù)采集，教學(xué)大數(shù)據(jù)是不夠完整的。相反，課堂教學(xué)中頻繁采集數(shù)據(jù)，則有可能導(dǎo)致課堂教學(xué)缺少連貫性，造成教學(xué)的碎片化現(xiàn)象嚴(yán)重，影響教學(xué)質(zhì)量的提升。

實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)課堂教學(xué)的一個“教學(xué)板塊”或一個“教學(xué)任務(wù)”完成后采集數(shù)據(jù)是比較合乎時宜的?；瘜W(xué)課堂教學(xué)板塊是化學(xué)課堂的構(gòu)造單元，一個教學(xué)板塊往往涵蓋了一個或幾個細(xì)小的知識點(diǎn)和幾個教學(xué)環(huán)節(jié)，一個一個的教學(xué)板塊有機(jī)地結(jié)合在一起就構(gòu)成了化學(xué)課堂的教學(xué)整體。每一板塊承載并完成了一個教學(xué)任務(wù)實(shí)體，不同板塊間具有較為清晰的邊界，既相互獨(dú)立，又渾然一體。新授課教學(xué)，每一個教學(xué)板塊往往包含“問題情境→自主合作探究→導(dǎo)出結(jié)論→拓展體驗(yàn)→結(jié)果反饋形成數(shù)據(jù)→評價與糾錯”等教學(xué)環(huán)節(jié)。一節(jié)課可以由2-3個教學(xué)板塊組成，也就是有2-3次數(shù)據(jù)采集的機(jī)會，這些原始數(shù)據(jù)經(jīng)過大數(shù)據(jù)智能化教學(xué)分析系統(tǒng)處理形成的報告數(shù)據(jù)，是診斷教學(xué)效果的重要依據(jù)，也是后續(xù)教學(xué)的基礎(chǔ)性資料。

以教學(xué)“鈉的性質(zhì)”為例，我們可以將“鈉的物理性質(zhì)”和“鈉與水的反應(yīng)”作為一個教學(xué)板塊，因?yàn)閷W(xué)生在進(jìn)行“鈉與水的反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)時，可以在“鈉的取用”等一系列操作過程中觀察到“鈉的物理性質(zhì)”，教學(xué)的連續(xù)性強(qiáng)。為此，可以先播放“老外將一公斤鈉投入河里”的網(wǎng)絡(luò)視頻，作為情景引出問題：鈉投入河里，為什么在水面發(fā)生爆炸并產(chǎn)生大量火光？怎樣保存金屬鈉？怎樣取用金屬鈉？鈉有哪些物理性質(zhì)？學(xué)生利用教師提供的實(shí)驗(yàn)器材和試劑進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。然后，師生一同歸納鈉的物理性質(zhì)，研究得出鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。為了評價學(xué)生對這一板塊知識的學(xué)習(xí)效果，可以通過平臺推送一組選擇題，學(xué)生限時在線作答，平臺自動呈現(xiàn)提交答案的學(xué)生名單，并對每題的正確率進(jìn)行統(tǒng)計，反饋每題做錯的學(xué)生名單，幫助教師及時評價教學(xué)效果。

復(fù)習(xí)課：“育好一片林”。單元復(fù)習(xí)課是圍繞一個知識單元的復(fù)習(xí)提高性課型，對于鞏固所學(xué)知識、幫助學(xué)生將所學(xué)知識結(jié)構(gòu)化和系統(tǒng)化、提升學(xué)生思維能力具有極其重要的作用。如果說新授課是“栽活一棵樹”，那么復(fù)習(xí)課就是“育好一片林”。大數(shù)據(jù)驅(qū)動的化學(xué)單元復(fù)習(xí)課，主要功能是查漏補(bǔ)缺、梳理提高和數(shù)據(jù)診斷，也就是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和數(shù)據(jù)反饋，針對學(xué)生的知識缺陷和思維障礙，進(jìn)行有針對性的補(bǔ)償教學(xué);依據(jù)化學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系，幫助學(xué)生建構(gòu)有序的知識結(jié)構(gòu)或知識網(wǎng)絡(luò);依據(jù)學(xué)生的認(rèn)識發(fā)展規(guī)律，針對本單元的化學(xué)核心知識、重要的思想方法或認(rèn)知模型，在更高水平層次上加強(qiáng)知識的深度融合，促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí);通過課堂練習(xí)和課外作業(yè)形成的數(shù)據(jù)，診斷學(xué)生對本單元化學(xué)知識的掌握情況和能力水平?；瘜W(xué)單元復(fù)習(xí)課一般包括“知識再現(xiàn)→補(bǔ)償性例題→知識梳理系統(tǒng)建構(gòu)→拓展體驗(yàn)→結(jié)果反饋形成數(shù)據(jù)→評價與糾錯”等教學(xué)環(huán)節(jié)。

比如“化學(xué)物質(zhì)及其變化”的單元復(fù)習(xí)課，可以將初中化學(xué)有關(guān)知識整合進(jìn)來，并以“分類”為線索，從純凈物的分類→混合物的分類→化學(xué)反應(yīng)的分類，用思維導(dǎo)圖或樹狀分類法或表格的形式，梳理出本單元的知識結(jié)構(gòu)體系，并從教材編寫的知識邏輯順序這一更高層次上，認(rèn)識各類化學(xué)物質(zhì)及其變化的分類思想，這樣可以開闊學(xué)生視野，提高學(xué)生的認(rèn)識水平。

試卷講評課：“修枝剪叉方成材”。試卷講評課是看似簡單實(shí)則復(fù)雜的課型，大多數(shù)教師認(rèn)為試卷講評課最容易上，不過就是通報分?jǐn)?shù)和得分率、分析題目難易、講解糾錯答案、評價成績好差、督促學(xué)生學(xué)習(xí)等，以至于有些教師就按試題流水號逐題講評。這正暴露了講評課的隨意性，它最大的弊端在于缺少對學(xué)生知識薄弱點(diǎn)和能力欠缺點(diǎn)的突破性教學(xué)設(shè)計，忽略了對學(xué)生學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)能力的再培養(yǎng)，費(fèi)時而且低效。大數(shù)據(jù)驅(qū)動的試卷講評課，“一切從數(shù)據(jù)出發(fā)”，不僅要知對錯、找原因，更是要針對班級學(xué)生存在的共性問題進(jìn)行突破性的補(bǔ)償教學(xué)和訓(xùn)練。這種“突破”體現(xiàn)在對重點(diǎn)講評或分類講評過程中的“錯因分析”“模型認(rèn)知”和“變式訓(xùn)練”等環(huán)節(jié)教學(xué)效果的反饋和質(zhì)量檢驗(yàn)，從而達(dá)到由此及彼、舉一反三的目的，追求“從弄懂一道題到掌握一類題，從突破一個知識點(diǎn)到盤活整個知識網(wǎng)”的境界。它一般包括“數(shù)據(jù)呈現(xiàn)→重點(diǎn)講評/分類講解→補(bǔ)償性教學(xué)→突破性訓(xùn)練→結(jié)果反饋形成數(shù)據(jù)→評價與糾錯”等教學(xué)環(huán)節(jié)?？梢姡嚲碇v評課的數(shù)據(jù)采集，視突破性訓(xùn)練的次數(shù)而定，一般一節(jié)課1-2次為宜。

大數(shù)據(jù)驅(qū)動下的教學(xué)強(qiáng)調(diào)了數(shù)據(jù)對教學(xué)的指導(dǎo)作用，作為一種技術(shù)支撐的結(jié)果，數(shù)據(jù)是客觀的、冷峻的，在教學(xué)過程中我們既要注意發(fā)揮大數(shù)據(jù)的評價作用，又要加強(qiáng)對學(xué)生的人文關(guān)懷，正確處理好大數(shù)據(jù)支持下教學(xué)的科學(xué)性、人文性和藝術(shù)性的辯證關(guān)系，讓大數(shù)據(jù)在提高教學(xué)的針對性、減輕學(xué)生過重的課業(yè)負(fù)擔(dān)和提高教育教學(xué)質(zhì)量方面發(fā)揮不可替代的作用。