大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析視域下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式改革

潮澤儀

摘要：隨著大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析時(shí)代的到來(lái)，教育逐漸被認(rèn)為是大數(shù)據(jù)分析可以大有作為的重要應(yīng)用領(lǐng)域。大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析可以為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)帶來(lái)很多改變，通過(guò)收集學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的一系列有價(jià)值的數(shù)據(jù)，以此多方位多層面地評(píng)價(jià)學(xué)生成績(jī)，為改善學(xué)生的學(xué)習(xí)提供依據(jù)。那么在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂上如何將大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析恰如其分地運(yùn)用呢？如何正確選擇適合大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析時(shí)代的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式和教學(xué)策略;如何在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展個(gè)性，學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)尊重個(gè)性。這是大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析時(shí)代下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)需要改善和討論的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué);大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析;改革

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，教育信息化進(jìn)入2.0時(shí)代， 人工智能、大數(shù)據(jù)等科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)產(chǎn)生了潛移默化的影響。在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，教育信息不斷涌現(xiàn)，一方面為小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)帶來(lái)了新鮮活力，另一方面，如何有效地運(yùn)用大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析技術(shù)搜集匯總相關(guān)數(shù)據(jù)并使其教學(xué)更加科學(xué)合理化，這是對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)提出了新的要求。因此，大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的使用，其重要性日益顯現(xiàn)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)方式與大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析的區(qū)別

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式往往形成了老師單向灌輸、學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)的狀況。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式下，所收集的學(xué)生數(shù)據(jù)具有兩個(gè)顯著的特征：一是宏觀整體概括性。即通過(guò)考試、量表考察、問(wèn)卷調(diào)查等方式獲得學(xué)生總體的學(xué)業(yè)成績(jī)水平，身體發(fā)育與體質(zhì)狀況，社會(huì)性情緒及適應(yīng)性發(fā)展等信息。二是經(jīng)驗(yàn)感知性。即教師根據(jù)多年的課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和日常的觀察總結(jié)出對(duì)學(xué)生的整體評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析方式是在學(xué)生知情的情況下獲得的周期性、階段性的評(píng)估，帶有很強(qiáng)的刻意性和壓迫性，因此也會(huì)給學(xué)生帶來(lái)很大的壓力。而大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析的四大特征會(huì)更加傾向于適應(yīng)教學(xué)的科學(xué)分析。一是數(shù)據(jù)采集多樣化，大數(shù)據(jù)分析采集學(xué)生的數(shù)據(jù)來(lái)源十分全面細(xì)致，大體包括學(xué)校學(xué)生管理系統(tǒng)、移動(dòng)終端平臺(tái)中所記錄的學(xué)生的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，內(nèi)容管理系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)記錄數(shù)據(jù)和學(xué)生學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)收集，如作業(yè)、作品、成長(zhǎng)檔案記錄袋。這些不同來(lái)源的多樣性數(shù)據(jù)通過(guò)第三方分析軟件整合并導(dǎo)入到同一個(gè)分析框架系統(tǒng)中，就可得出學(xué)生學(xué)習(xí)整體性或階段性情況的分析結(jié)果。二是大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析技術(shù)多角度化。大數(shù)據(jù)分析從師生交流、平臺(tái)與學(xué)生的交互、平臺(tái)與教師的交互等多角度出發(fā)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)挖掘、集中聚合、深度分析，運(yùn)用定性、定量相結(jié)合的研究方法，總結(jié)出個(gè)性化的數(shù)據(jù)，為學(xué)生提供自動(dòng)化和針對(duì)性的學(xué)習(xí)提供了支持。三是大數(shù)據(jù)分析結(jié)果可視化，通過(guò)可視化分析結(jié)果，使學(xué)生對(duì)自身學(xué)習(xí)狀況、教師對(duì)教學(xué)情況以及學(xué)生的狀態(tài)能夠直觀地了解，并作出有效的判斷及決策。四是服務(wù)對(duì)象多層次化，從教師、學(xué)生以及管理者等多角度對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行客觀的預(yù)測(cè)，方便教師優(yōu)化教學(xué)方式和教學(xué)手段，改進(jìn)教學(xué)過(guò)程評(píng)價(jià)手段，幫助學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)、自我診斷，給教育機(jī)構(gòu)和管理者提供決策依據(jù)。

二、大數(shù)據(jù)分析在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中的應(yīng)用

目前，采取小組討論法是現(xiàn)代小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中十分常用的方法，但不同層次的學(xué)生產(chǎn)生的學(xué)習(xí)效果也會(huì)有所不同。如果將大數(shù)據(jù)應(yīng)用于小學(xué)數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)中，它就可以有能力地去關(guān)注每一個(gè)學(xué)生的微觀表現(xiàn)。以北師大版三年級(jí)上冊(cè)的《年月日》為例，這節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)年、月、日，了解它們之間的關(guān)系，掌握每個(gè)月天數(shù)的記法;學(xué)會(huì)判斷平年和閏年。這是一節(jié)生活實(shí)踐性比較強(qiáng)的數(shù)學(xué)課，在課前環(huán)節(jié)，老師告知學(xué)生下堂課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，落實(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。學(xué)生課下對(duì)照移動(dòng)終端顯示的預(yù)習(xí)內(nèi)容，對(duì)《年、月、日》MOOC短片進(jìn)行學(xué)習(xí)觀看和完成課前習(xí)題，網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)記錄下學(xué)生了解新知識(shí)點(diǎn)的程度，同時(shí)學(xué)生可在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上寫(xiě)下自己對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的疑問(wèn)和想法。在這個(gè)過(guò)程中，大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析系統(tǒng)會(huì)監(jiān)測(cè)和測(cè)量學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，然后系統(tǒng)根據(jù)已有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析對(duì)學(xué)生的特征進(jìn)行一個(gè)歸類，把收集到的數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給教師。

課堂環(huán)節(jié)中，教師借鑒大數(shù)據(jù)系統(tǒng)給的數(shù)據(jù)歸類情況，依據(jù)調(diào)整后的教學(xué)方案進(jìn)行教學(xué)。然后根據(jù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)收集的學(xué)生課前問(wèn)題，開(kāi)展問(wèn)題的討論，既顧及整體的學(xué)習(xí)進(jìn)度又可以針對(duì)性地解決個(gè)體問(wèn)題。比如，學(xué)生可能會(huì)問(wèn)到：是不是判斷平年和閏年就是年數(shù)后兩位除以4，那1900年、2000年這些整百年是不是閏年呢？這時(shí)，教師可以運(yùn)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)方式，鼓勵(lì)學(xué)生們猜想用什么方法可以判斷平、閏年;在足夠的學(xué)生發(fā)表看法后，讓學(xué)生們一起驗(yàn)證，最后得出判斷平年閏年看年份的后兩位是否能被4整除，若年數(shù)是整百數(shù)的話，則需要被400整除的結(jié)論。之后再衍生到日常生活中，形成解決實(shí)際問(wèn)題能力的智慧。

本堂課另一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)就是每個(gè)月天數(shù)的記法，教師可采用頭腦風(fēng)暴的方式，組織同學(xué)們進(jìn)行交流，讓同學(xué)們將自己的想法通過(guò)信息平臺(tái)匯總給教師，教師通過(guò)反饋平臺(tái)，分析評(píng)價(jià)學(xué)生們的想法。這個(gè)過(guò)程就是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造知識(shí)，發(fā)揮想象力、形成創(chuàng)新性思維的過(guò)程。最后，由教師總結(jié)兩個(gè)比較實(shí)用的方法記住天數(shù)：拳頭記憶法和口訣記憶法，鞏固強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。課后環(huán)節(jié)，教師可以適度拓展，布置一些具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。借助大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，使教師對(duì)每一個(gè)學(xué)生的個(gè)性和特點(diǎn)都有充分的了解，就可以有針對(duì)性地布置作業(yè)，對(duì)學(xué)生們強(qiáng)化和鞏固知識(shí)點(diǎn)是十分有效的，對(duì)課堂教學(xué)起到了強(qiáng)化、督促、糾正的作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)因材施教的目的。

三、在大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析時(shí)代下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式改革又該何去何從

（一）構(gòu)建智能教育學(xué)習(xí)環(huán)境

在當(dāng)前的小學(xué)課堂建設(shè)中，應(yīng)充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)打造智能、高效的課堂;以“云—臺(tái)—端”為核心支撐，構(gòu)建新一代智慧課堂服務(wù)平臺(tái);提升和利用課堂教學(xué)大數(shù)據(jù)智能。開(kāi)發(fā)應(yīng)用智能化檢索、測(cè)評(píng)、推薦、交互等技術(shù)，創(chuàng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化、交互化、智能化，營(yíng)造協(xié)作交流和意義建構(gòu)的智能學(xué)習(xí)環(huán)境?，F(xiàn)在的學(xué)生們可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)輕松地獲取國(guó)內(nèi)外優(yōu)質(zhì)的線上學(xué)習(xí)資源，而學(xué)生們學(xué)習(xí)行為的大數(shù)據(jù)將自動(dòng)留存，更易于后期的學(xué)習(xí)行為評(píng)價(jià)和評(píng)估，教師不再基于自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)來(lái)分析學(xué)生，只要通過(guò)分析整合學(xué)生的行為記錄，就能輕而易舉得到學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及其反饋。翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC和微課逐漸進(jìn)入小學(xué)課堂，改變了傳統(tǒng)的教育模式。學(xué)生可以根據(jù)大數(shù)據(jù)給出的建議，自行制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，教師通過(guò)平臺(tái)終端匯總的學(xué)生學(xué)習(xí)情況，更全面地了解學(xué)生的需求，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和提高教學(xué)內(nèi)容的趣味性。在微課、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、MOOC、TED等信息技術(shù)的支撐下，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和綜合運(yùn)用的能力，讓學(xué)生能夠主動(dòng)地動(dòng)態(tài)地確定自己的學(xué)習(xí)方向，擁有獨(dú)特的創(chuàng)造性意識(shí)。

（二）提倡互動(dòng)化教學(xué)

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在此基礎(chǔ)上將不同類型的課堂教學(xué)過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化、可視化保存，對(duì)教學(xué)過(guò)程及觀察信息進(jìn)行數(shù)理分析，實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)分析與理性思考的全方位的課堂觀察分析研究。這不僅可以分析課堂上的教學(xué)行為，還可以通過(guò)開(kāi)展與師生的深入對(duì)話、反思等途徑，獲取不易察覺(jué)的課堂教學(xué)行為，將其作為改進(jìn)課堂教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的依據(jù)，使教師和家長(zhǎng)以更直觀、更方便的方式觀看到學(xué)生的數(shù)據(jù)及其變化趨勢(shì)。擁有良好的互動(dòng)化教學(xué)也會(huì)更利于促進(jìn)師生關(guān)系的增進(jìn)以及和諧的教學(xué)氛圍。

（三）更新教師教學(xué)理念

在大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析的時(shí)代里，教師們需要更新理念，學(xué)會(huì)接受和掌握大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析技術(shù)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析來(lái)科學(xué)地指引選出最有效的、最適合學(xué)生的教學(xué)資源。大數(shù)據(jù)將學(xué)生的一些學(xué)習(xí)細(xì)節(jié)放大，教師可以從對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析中獲取讓學(xué)生學(xué)得更好、更有價(jià)值、更有效率的信息，了解不同學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式對(duì)不同類型學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助，從而在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)從宏觀上把握大局，設(shè)計(jì)出有益于學(xué)生之間自主與合作學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng)。在教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)方面則發(fā)揮每個(gè)學(xué)生的能動(dòng)性、創(chuàng)新性、主動(dòng)創(chuàng)造性，將個(gè)性化與差異化教學(xué)、因材施教變成現(xiàn)實(shí)。教師們的角色也因此從講臺(tái)上的傳授者逐步轉(zhuǎn)化為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、助學(xué)者。另外，學(xué)校之間、教師之間還可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)進(jìn)行資源共享，引導(dǎo)教師利用數(shù)據(jù)改進(jìn)教學(xué)，更新教學(xué)內(nèi)容與方法。

目前主流的在線教育產(chǎn)品只是將線下的課程錄制好搬到線上，有些人認(rèn)為這種模式實(shí)際上只是線下學(xué)習(xí)方式的簡(jiǎn)單粘貼復(fù)制，甚至還衍生了一些教育上的新問(wèn)題：如何保證學(xué)習(xí)過(guò)程不會(huì)被中斷、怎樣將課上課下教學(xué)內(nèi)容完美地銜接、學(xué)生線上線下的學(xué)習(xí)態(tài)度如何等。但是大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，使學(xué)生在課堂中的需求與問(wèn)題，經(jīng)由大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析的處理變得可視化、價(jià)值化，幫助教學(xué)工作者更好地了解學(xué)生，對(duì)學(xué)生的發(fā)展進(jìn)行多元評(píng)估，挖掘?qū)W業(yè)成績(jī)背后的原因。大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析時(shí)代下小學(xué)數(shù)學(xué)模式的改革過(guò)程是漫長(zhǎng)的，小學(xué)數(shù)學(xué)課堂更是學(xué)生創(chuàng)新思想迸發(fā)出火花的源泉，所以大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)分析時(shí)代下小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)模式的改革仍需要繼續(xù)努力。

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