探析大數(shù)據(jù)時代數(shù)學(xué)課堂教學(xué)方式的變革

福建省福安市實驗小學(xué)富陽校區(qū) 陳 英

在教育教學(xué)過程中越來越多的計算機(jī)技術(shù)被用到了課堂教學(xué)過程中，大數(shù)據(jù)對教育的影響，正在由“革新”發(fā)展為“革命”，大數(shù)據(jù)時代下的創(chuàng)新課堂，實現(xiàn)了學(xué)生個性化的發(fā)展、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)和教師身份的轉(zhuǎn)換，是一種全新的教育理念和教學(xué)模式。

一、大數(shù)據(jù)時代下數(shù)學(xué)課堂教學(xué)方式的變革所面臨的挑戰(zhàn)

大數(shù)據(jù)背景下的學(xué)習(xí)正在影響著校園的方方面面，教與學(xué)的方式變得更加靈活和多樣化，在線學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、移動學(xué)習(xí)、混合式學(xué)習(xí)將成為主要趨勢，學(xué)生將在信息豐富的環(huán)境下體驗、實踐和創(chuàng)造。教育行業(yè)的大數(shù)據(jù)便是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)，它具有大量、高速、多樣、價值的特點，能夠有效地在課堂教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)教師在教學(xué)模式中出現(xiàn)的問題，而這些問題正是教師在傳統(tǒng)教學(xué)過程中所要面臨的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式中，教師采用的大都是理論講解的方法，學(xué)生個性化培養(yǎng)不足、課堂互動效果不佳，而隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，教師要對學(xué)生的行為進(jìn)行挖掘和專業(yè)化處理，充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)輔助教學(xué)，不斷地增加大數(shù)據(jù)背景下數(shù)據(jù)的價值。

二、大數(shù)據(jù)時代下數(shù)學(xué)課堂教學(xué)變革的必要趨勢

（一）衍生和教育密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化機(jī)構(gòu)和企業(yè)

從當(dāng)前信息技術(shù)的高速發(fā)展來看，在教育大數(shù)據(jù)時代，越來越會形成“專業(yè)企業(yè)組織＋教育部門專家＋地方政府”的模式。多方緊密相連，相互配合，提供不同的支撐在一些大中城市取得了成功的樣板。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，越來越多的教育行業(yè)受到了影響，在不久的將來，市場會形成智能教育技術(shù)與設(shè)備的高度專業(yè)化企業(yè)，也會不斷地將家庭教育、課外輔導(dǎo)、遠(yuǎn)程教育等不同的教學(xué)資源，通過數(shù)據(jù)化的方式傳播到世界的各個角落，真正做到資源共享。

（二）催生和課堂教學(xué)改革相應(yīng)的現(xiàn)代化新設(shè)備

未來是人工智能的時代，越來越多的信息技術(shù)會誕生，越來越多的新設(shè)備會被運(yùn)用到數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中。在教育部門不斷地引進(jìn)現(xiàn)代化設(shè)備和市場化的條件下，眾多語音圖像識別、虛擬3D 影像等技術(shù)滲入課堂，數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中可能越來越多的會涉及影、音、圖等，這些都可以由計算機(jī)進(jìn)行模塊化的處理，有較高的兼容性。由于現(xiàn)在無線網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，大量的藍(lán)牙、無線技術(shù)運(yùn)用到了課堂教學(xué)過程中，有效地滿足了課堂即時通訊的需求，最后是高度的智能化，基本實現(xiàn)人性化智能交互操作管理。

（三）觸發(fā)和課堂教學(xué)模式階段性的革命性變化

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，我國教育也走上了現(xiàn)代化的道路，越來越多的在線教育平臺出現(xiàn)在了人們的視野內(nèi)。在線教育有很大的優(yōu)勢，它能夠使學(xué)生自主地選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生自己掌控學(xué)習(xí)的時間，對于視頻的學(xué)習(xí)也可以實現(xiàn)多次循環(huán)播放，不斷地促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生能夠真正地掌握自己的學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式正在一步步地被打破，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，課堂教學(xué)模式必然會經(jīng)過階段性的積累，導(dǎo)致革命性的改變。

大數(shù)據(jù)有利于一元化教學(xué)模式向多元化教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變。教學(xué)是老師教與學(xué)生學(xué)的結(jié)合，教學(xué)多元化包括教學(xué)內(nèi)容的多元化、教學(xué)方式的多元化以及教學(xué)手段的多元化。大數(shù)據(jù)時代背景下，課堂學(xué)習(xí)將不再是人類學(xué)習(xí)的基本模式，學(xué)習(xí)的模式包括線下與線上、集體授課以及自主學(xué)習(xí)等，學(xué)習(xí)可以通過教師的講解以及自己的探索來完成。教師除了認(rèn)真?zhèn)湔n、認(rèn)真講課、督促學(xué)生加強(qiáng)練習(xí)之外，還要精心編寫教材，以適合不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生；摸索各種教學(xué)方式，根據(jù)不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生引導(dǎo)他們分層次地學(xué)習(xí)，從而實現(xiàn)教學(xué)對象和教學(xué)目標(biāo)相結(jié)合。教師通過一些現(xiàn)代化的手段， 比如：網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、各種學(xué)習(xí)APP 等，采用翻轉(zhuǎn)教學(xué)—面對面教學(xué)—在線教學(xué)的混合教學(xué)模式強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)的各種技能，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，使學(xué)生成為課堂的主體。

（四）實現(xiàn)為課堂教學(xué)個性化學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)支撐

隨著大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，為學(xué)生營造的學(xué)習(xí)環(huán)境越來越優(yōu)質(zhì)，為學(xué)生營造的課堂教學(xué)氛圍越來越濃厚，所以學(xué)生在這個時代要學(xué)會如何學(xué)習(xí)，懂得學(xué)法。利用這一技術(shù)課堂教學(xué)，既能夠為學(xué)生提供量身定制的最優(yōu)質(zhì)化的教學(xué)過程，又能夠為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)時間等條件來靈活選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)方法。這種方式有利于學(xué)生養(yǎng)成濃厚的學(xué)習(xí)興趣，可以充分體現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。

三、大數(shù)據(jù)時代下數(shù)學(xué)課堂改革的精準(zhǔn)實踐

（一）優(yōu)化課堂教學(xué)精準(zhǔn)設(shè)計

教育大數(shù)據(jù)可以幫助教師設(shè)計多種多樣的教學(xué)方式，體現(xiàn)不同的教學(xué)內(nèi)容。通過大數(shù)據(jù)的分析，教師可以更加精準(zhǔn)地了解到學(xué)生在知識點上的欠缺，平常的教學(xué)中學(xué)生比較薄弱的地方，作業(yè)中的問題也能夠及時地反饋給教師，通過這些方面不斷地掌握學(xué)生的實際水平和階段檢測的數(shù)據(jù)，有效地幫助學(xué)生制定解決問題的策略。通過大數(shù)據(jù)可以有效地豐富教師的教學(xué)資源，精心設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，讓教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)多樣化，不斷優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知過程。如：《認(rèn)識三角形》一課，教師通過軟件開展課前問卷：“你知道三角形的哪些特征”，收集到學(xué)生對三角形的三條邊、三個角、三個頂點等這些特征已很熟悉，教師根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)設(shè)計則側(cè)重在識高、辨高、畫高這些難點上，構(gòu)建“以學(xué)生為中心”的課堂。又如《認(rèn)識負(fù)數(shù)》一課，通過問卷星，教師收集到學(xué)生對負(fù)數(shù)已有的認(rèn)知，教學(xué)的素材來自生 本，自然生成“-1 元”“-1 層”“-3℃”等知識，在解釋、對比、交流中不斷豐富對負(fù)數(shù)的認(rèn)識，完善其概念。

（二）促進(jìn)課堂教學(xué)精準(zhǔn)施策

傳統(tǒng)教學(xué)過程中，教師收集學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，往往比較費時，但是在大數(shù)據(jù)背景下，就可以精準(zhǔn)地判斷學(xué)生學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中存在的問題，然后有效地調(diào)整教學(xué)進(jìn)度。新授完畢后，電腦可自動生成相應(yīng)的練習(xí)題，保證學(xué)生能夠得到充分的練習(xí)，并根據(jù)練習(xí)完成度生成報告反饋給教師，讓教師判斷是否繼續(xù)推進(jìn)教學(xué)。如：《數(shù)據(jù)的分類和整理》一課，教師設(shè)計“選出你最喜歡的一項興趣愛好”，學(xué)生用反饋器完成，電腦隨即形成全班的條形統(tǒng)計圖，一目了然，教師從而根據(jù)學(xué)生的選擇提出相應(yīng)的問題，讓課堂更高效。又如：《平移和旋轉(zhuǎn)》一課，學(xué)生在平板電腦上完成“哪些物體的運(yùn)動是平移或旋轉(zhuǎn)”，數(shù)據(jù)顯示學(xué)生完成的正確率，發(fā)現(xiàn)“蕩秋千的運(yùn)動”的判斷錯誤高，從而引發(fā)討論，突破難點，實現(xiàn)由“知識傳授”向“能力培養(yǎng)”的轉(zhuǎn)變，由“以教師為中心”向“以學(xué)生為中心”的轉(zhuǎn)變，由“成績導(dǎo)向”向“成果導(dǎo)向”的轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)大數(shù)據(jù)智能化時代社會的需要。

在大數(shù)據(jù)背景下，教師可以不斷地創(chuàng)新學(xué)習(xí)方式，課堂教學(xué)方式更加新穎，還可以通過學(xué)生說話速度的快慢、面部表情的變化、觸屏的力度等情況，準(zhǔn)確地判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和情緒波動，使教師可以及時地了解到學(xué)生的精神狀態(tài)，有針對性地進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（三）實現(xiàn)課堂教學(xué)精準(zhǔn)評價

在新課程改革的背景下，采取多元化的評價方式，從不同的方面鼓勵學(xué)生，使學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的信心，不斷促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。大數(shù)據(jù)的運(yùn)用可以實現(xiàn)過程評價，以評價自動生成的客觀真實的痕跡數(shù)據(jù)為主，既可以評價學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)能力，也可以通過數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)情分析、了解學(xué)生需求、提出督導(dǎo)建議、促進(jìn)教學(xué)改進(jìn)，即由評價“教得好”向評價“學(xué)得好”轉(zhuǎn)變。如班級評價軟件，能根據(jù)課堂上學(xué)生的表現(xiàn)予以評價，一周還能形成扇形圖，將學(xué)生的總體情況綜合在一起判斷。無論是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺生成的數(shù)據(jù)還是面對面課堂教學(xué)中利用信息技術(shù)手段生成的數(shù)據(jù)，都讓評價更全面客觀多元化。

大數(shù)據(jù)背景下的小學(xué)數(shù)學(xué)課堂，不再局限于課中，而是已經(jīng)延伸到課前與課后，大數(shù)據(jù)的運(yùn)用為實現(xiàn)課堂教學(xué)的過程評價創(chuàng)造了條件。評價過程包括課前評價、課中評價、課后評價。課前評價主要集中于對線上課堂教學(xué)的評價，課中評價主要集中于對線下課堂教學(xué)的評價，課后評價主要集中于線上和線下評價。可見大數(shù)據(jù)背景下的小學(xué)課堂教學(xué)評價體現(xiàn)了課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的完整過程，通過過程數(shù)據(jù)來分析發(fā)現(xiàn)的問題，通過督促問題的改進(jìn)以達(dá)到鞏固“教學(xué)中心地位”、提升教學(xué)質(zhì)量的目的。由于從課前、課中、課后多重視角來觀察教師和學(xué)生，使整個教學(xué)評價更全面、合理、科學(xué)和公正。

總而言之，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，要有效地整合現(xiàn)有資源，不斷促進(jìn)教育大數(shù)據(jù)的應(yīng)用研究，為教育大數(shù)據(jù)的到來增加技術(shù)支持、管理體制支持。大數(shù)據(jù)將引發(fā)現(xiàn)代教與學(xué)的變革，使得現(xiàn)行的教學(xué)媒介、師生評價反饋、深度學(xué)習(xí)等都在發(fā)生改變，讓學(xué)生能夠接觸到更多的課程資源，學(xué)生個性化、任務(wù)單式的學(xué)習(xí)，團(tuán)隊合作式的學(xué)習(xí)，多學(xué)科系統(tǒng)融合實踐等，都將在大數(shù)據(jù)的支持下變得更便捷和完善。