基于中學(xué)生學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教學(xué)

張明新 張愛蘭

摘? ?要

大數(shù)據(jù)為精準(zhǔn)教學(xué)提供了技術(shù)支撐。對(duì)中學(xué)生學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)的全面收集、準(zhǔn)確分析和精準(zhǔn)應(yīng)用，既能使教師在了解學(xué)生真實(shí)學(xué)情的基礎(chǔ)上，提高備課的目的性和針對(duì)性，構(gòu)建科學(xué)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)具有復(fù)習(xí)知識(shí)和驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)作用的作業(yè)與檢測(cè)題，有力地促進(jìn)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展;又能讓學(xué)生了解自己真實(shí)的學(xué)業(yè)水平，在教師的啟發(fā)與引領(lǐng)下，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)智能推薦的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)行高效學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信，實(shí)現(xiàn)全面而有個(gè)性的發(fā)展。

關(guān)鍵詞

中學(xué)生學(xué)習(xí)行為? 大數(shù)據(jù)? 精準(zhǔn)教學(xué)? 學(xué)情分析

隨著教育教學(xué)改革的不斷深入和教學(xué)理論的發(fā)展，當(dāng)今倡導(dǎo)的精準(zhǔn)教學(xué)不僅指教師的精準(zhǔn)化教，還包含學(xué)生的個(gè)性化學(xué)。精準(zhǔn)化教是教師在準(zhǔn)確獲取學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)狀況的前提下，在學(xué)生真實(shí)學(xué)習(xí)起點(diǎn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)要求，制定精確的教學(xué)目標(biāo);以學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的共性問題為導(dǎo)向，參照教師教學(xué)用書調(diào)整教學(xué)重難點(diǎn)，設(shè)計(jì)針對(duì)性的教學(xué)內(nèi)容;關(guān)注學(xué)生知識(shí)短板的差異性，精準(zhǔn)選取個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，有效實(shí)施差異化教學(xué)，真正落實(shí)因材施教;以發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)為目的，創(chuàng)設(shè)以學(xué)生為中心的課堂教學(xué)環(huán)境，構(gòu)建科學(xué)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，提高課堂教學(xué)效率;根據(jù)真實(shí)的學(xué)情數(shù)據(jù)，進(jìn)行準(zhǔn)確有效的教學(xué)評(píng)價(jià)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心。個(gè)性化學(xué)是指每位學(xué)生都能準(zhǔn)確地了解自己的學(xué)業(yè)水平，清楚自己的思維特點(diǎn)，知道自己的學(xué)困點(diǎn)，在教師的啟發(fā)和引導(dǎo)下，借助現(xiàn)代化的教學(xué)手段，開發(fā)思維潛能，提高學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的有效性，從而得到全面而有個(gè)性的發(fā)展。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，大數(shù)據(jù)技術(shù)得到飛速發(fā)展，其特有的準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析展示和智能化推薦功能[1]，為精準(zhǔn)教學(xué)的開展提供了有力的技術(shù)支撐。在教育部印發(fā)的《關(guān)于“十三五”期間全面深入推進(jìn)教育信息化工作的指導(dǎo)意見》中明確提出了要依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的大數(shù)據(jù)的采集和分析，優(yōu)化教學(xué)模式的要求[2]，為精準(zhǔn)教學(xué)的迅速發(fā)展按下了快捷鍵。下面從大數(shù)據(jù)的采集、分析和應(yīng)用三個(gè)方面，淺談基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上如何實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)。

一、大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，奠定實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)的基礎(chǔ)

對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集，是實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)的前提和基礎(chǔ)。只有對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地收集，教師才能從中了解學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)狀況，進(jìn)行客觀準(zhǔn)確的學(xué)情分析和科學(xué)有效的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)情數(shù)據(jù)采集的操作難度和工作量都較大，且不全面、不精準(zhǔn)?；谛畔⒒虒W(xué)的學(xué)情數(shù)據(jù)采集能在課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)、課后作業(yè)及學(xué)業(yè)質(zhì)量檢測(cè)等各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行。

數(shù)據(jù)的采集途徑主要分為線上和線下[3]。線上數(shù)據(jù)采集應(yīng)用平臺(tái)采集類技術(shù)[4]。主要通過兩種渠道：一是利用學(xué)校的學(xué)習(xí)平臺(tái)的在線學(xué)習(xí)資源，如視頻、課件、題庫等，使用電腦或其他移動(dòng)智能設(shè)備進(jìn)行線上課前預(yù)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)和課后作業(yè)，平臺(tái)系統(tǒng)則實(shí)時(shí)生成與收集學(xué)生學(xué)習(xí)行為中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù);二是采用校企合作方式，聯(lián)合打造學(xué)習(xí)平臺(tái)，創(chuàng)設(shè)校企合作信息管理系統(tǒng)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)和格式，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分享方式的采集。線下數(shù)據(jù)采集主要應(yīng)用圖像識(shí)別采集技術(shù)[5]。使用照相機(jī)、掃描儀及具有拍照功能的移動(dòng)智能終端等設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。線下不僅能進(jìn)行“手閱模式”的數(shù)據(jù)采集，即學(xué)生日常學(xué)習(xí)中完成的作業(yè)、練習(xí)題，教師先批改后拍照或掃描上傳到平臺(tái)，系統(tǒng)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù);還能進(jìn)行“網(wǎng)閱模式”的數(shù)據(jù)采集，對(duì)于學(xué)?；蚰昙?jí)舉行的大型考試，把學(xué)生試卷掃描上傳到平臺(tái)，客觀題系統(tǒng)自動(dòng)批閱，主觀題由教師通過電腦或手機(jī)上的系統(tǒng)終端在線批閱，系統(tǒng)則自動(dòng)生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)。達(dá)成常態(tài)化的數(shù)據(jù)采集，師生需要熟悉和掌握數(shù)據(jù)采集的操作方法，在日常的教學(xué)秩序下，綜合應(yīng)用各種數(shù)據(jù)采集技術(shù)，確保大數(shù)據(jù)采集的及時(shí)、真實(shí)和全面。

二、大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分析，把握實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)的核心

對(duì)大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分析是實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)的核心和關(guān)鍵。只有對(duì)大數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、科學(xué)的分析，才能挖掘出數(shù)據(jù)中隱含的有價(jià)值的學(xué)情信息。對(duì)大數(shù)據(jù)的分析方式通常采用在線處理方法，達(dá)到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，信息的及時(shí)反饋。要實(shí)現(xiàn)對(duì)大數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確分析，首先需要專業(yè)技術(shù)人員對(duì)采集的大數(shù)據(jù)篩選清洗，清除掉重復(fù)、錯(cuò)誤及虛假的信息數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)的真實(shí)有效;再根據(jù)教學(xué)需求構(gòu)建模型，應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等方法進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析[6]，形成可視化的學(xué)情診斷報(bào)告。

為保障數(shù)據(jù)分析后形成準(zhǔn)確的可視化學(xué)情診斷報(bào)告，學(xué)習(xí)資源庫中的資源要有精準(zhǔn)的多標(biāo)記標(biāo)簽，這就需要本校全體教師（或?qū)I(yè)團(tuán)隊(duì)）分工協(xié)作，密切配合，精確標(biāo)注。如對(duì)微課、慕課、課件賦予學(xué)科、知識(shí)點(diǎn)等屬性標(biāo)簽，對(duì)題庫中的試題標(biāo)注題型、知識(shí)點(diǎn)、難度系數(shù)、課程內(nèi)容主題、學(xué)科素養(yǎng)要求等多維度的標(biāo)簽，并對(duì)試題解析內(nèi)容提煉生成解題思路和方法技巧標(biāo)簽等。準(zhǔn)確的多標(biāo)記標(biāo)簽不僅便于教師多方式精確選題組卷，方便師生從多角度搜索資源搭建“我的題庫”，還能實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)資源的個(gè)性化智能推薦，更能促進(jìn)在準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上形成精準(zhǔn)、可視化的學(xué)情診斷報(bào)告。

學(xué)情診斷從學(xué)校、班級(jí)、學(xué)生、學(xué)科等視角對(duì)全校或全班學(xué)生每一次考試的各科情況進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最終以學(xué)情報(bào)告的形式分別呈現(xiàn)給校長、班主任、學(xué)科教師和學(xué)生。在學(xué)科學(xué)情診斷報(bào)告中有成績?cè)斍榉治?、考卷試題分析等內(nèi)容。成績?cè)斍閮?nèi)容對(duì)整套試題及每一道題從年級(jí)平均分、班級(jí)平均分、得分率、最高分和最低分等角度進(jìn)行分析;考卷試題分析從知識(shí)點(diǎn)的維度診斷知識(shí)的架構(gòu)和各級(jí)知識(shí)點(diǎn)的失分率，對(duì)于試卷中的選擇題更能分析出每個(gè)選項(xiàng)的選擇率等，以柱形圖、條形圖、折線圖或雷達(dá)圖的形式展示出來。觀察學(xué)情診斷報(bào)告，學(xué)科教師能對(duì)自己的教學(xué)狀況和學(xué)生的學(xué)情了如指掌：一是清楚了解每位學(xué)生學(xué)科成績的班級(jí)排名與其班級(jí)總成績位次是否匹配，明確重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象;二是清楚知道每位學(xué)生對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，知道他們的高頻錯(cuò)題及其對(duì)應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，利于歸納學(xué)生的知識(shí)薄弱點(diǎn)，分析造成知識(shí)點(diǎn)薄弱的原因，剖析學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)，弄清教學(xué)起點(diǎn);三是依據(jù)學(xué)情的總體情況，準(zhǔn)確了解自己的教學(xué)情況，利于及時(shí)調(diào)整教學(xué)思路和教學(xué)設(shè)計(jì)。如圖1是我縣某學(xué)校2019-2020學(xué)年度第二學(xué)期化學(xué)第二次月考班級(jí)學(xué)情報(bào)告，從一級(jí)知識(shí)點(diǎn)分析，學(xué)生的知識(shí)短板是科學(xué)探究和身邊的化學(xué)物質(zhì)，再查看相關(guān)題目的答題統(tǒng)計(jì)，能清楚地知道各題答錯(cuò)的學(xué)生名單和人數(shù)，以及導(dǎo)致失分的二級(jí)和三級(jí)（單個(gè)）知識(shí)點(diǎn)。追本溯源，能弄清造成具體知識(shí)點(diǎn)薄弱的關(guān)聯(lián)知識(shí)，促成教師在教學(xué)時(shí)有的放矢、游刃有余。

在個(gè)人成績?cè)\斷報(bào)告中，對(duì)每學(xué)期各學(xué)科的每次考試從個(gè)人得分、班級(jí)平均分、年級(jí)平均分及最高分等方面分析，各次成績以曲線的形式呈現(xiàn)變化趨勢(shì)，對(duì)于試卷中每一道題目都從得分、知識(shí)點(diǎn)等角度全面分析，依據(jù)具體的學(xué)情，智能推薦學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生分析個(gè)人學(xué)科成績報(bào)告，能了解自己每次考試各科成績的優(yōu)劣，在年級(jí)、班級(jí)中的位次、成績的趨勢(shì)變化;查看每道題的答題分析，能清楚地知道自己各學(xué)科知識(shí)的薄弱之處;利用錯(cuò)題情況分析，能明晰學(xué)習(xí)的方向，知曉補(bǔ)償?shù)膬?nèi)容;借助大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能推薦，精選學(xué)習(xí)資源，優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑，實(shí)施個(gè)性化學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的實(shí)效、有效和高效。

三、大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)應(yīng)用，支撐精準(zhǔn)教學(xué)的開展

1.設(shè)計(jì)精準(zhǔn)方案

數(shù)據(jù)“說真話”，分析“道實(shí)情”。建立在精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上的備課比傳統(tǒng)備課具有更強(qiáng)的目的性和針對(duì)性。在新授課備課中，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，根據(jù)新課預(yù)習(xí)效果數(shù)據(jù)報(bào)告，參照相關(guān)章節(jié)的學(xué)情數(shù)據(jù)診斷精心設(shè)計(jì);在復(fù)習(xí)課和講評(píng)課備課時(shí)，借助期中、期末和階段檢測(cè)的學(xué)情診斷報(bào)告精心謀劃。精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)分析幫助教師精準(zhǔn)選擇各種課型下的教學(xué)內(nèi)容，使課堂教學(xué)直接指向?qū)W生的學(xué)困點(diǎn)。

對(duì)于課時(shí)備課，教師根據(jù)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)起點(diǎn)和學(xué)習(xí)需求制定科學(xué)合理的學(xué)習(xí)目標(biāo);依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的共性問題，參照教師教學(xué)用書，確定準(zhǔn)確無誤的教學(xué)重難點(diǎn);遵照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和知識(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活多樣的教學(xué)方法;按照學(xué)生的個(gè)性差異，選取針對(duì)性的教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施差異化教學(xué)。針對(duì)上例，備課時(shí)要著重設(shè)計(jì)有關(guān)“身邊的化學(xué)物質(zhì)”和“科學(xué)探究”兩個(gè)主題方面的內(nèi)容，系統(tǒng)知識(shí)形成網(wǎng)絡(luò)，歸納解題思路和方法，制定重點(diǎn)突出的課時(shí)教學(xué)計(jì)劃，設(shè)計(jì)滿足個(gè)性化需求的教學(xué)方案。

2.構(gòu)建智慧課堂

構(gòu)建科學(xué)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)、實(shí)施差異化教學(xué)對(duì)提高課堂教學(xué)效率至關(guān)重要。教師作為知識(shí)建構(gòu)的引導(dǎo)者和智慧課堂的設(shè)計(jì)者，在學(xué)情數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，采取精準(zhǔn)教與個(gè)性學(xué)相結(jié)合的方式，學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的共性問題，教師集中講解、檢測(cè)反饋、鞏固提升。個(gè)性問題采用小組合作學(xué)習(xí)和教師針對(duì)性輔導(dǎo)結(jié)合的方式進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“人人清”。以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，以“堂堂清”為目標(biāo)，形成如圖2所示的基于數(shù)據(jù)分析的高效課堂閉環(huán)，提升課堂教學(xué)效率。

對(duì)于上例化學(xué)月考中的共性問題，教師集中分析講解，總結(jié)“科學(xué)探究”和“身邊的化學(xué)物質(zhì)”等方面的知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，歸納解題方法。利用變式訓(xùn)練，促進(jìn)知識(shí)遷移，舉一反三，開拓解題思路。之后，教師設(shè)計(jì)針對(duì)性的檢測(cè)題，在線檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，利用教學(xué)管理平臺(tái)及時(shí)反饋學(xué)情。反饋出的個(gè)性問題連同本次試卷中的個(gè)性問題，小組合作交流，在教師的精準(zhǔn)輔導(dǎo)下，有效實(shí)施個(gè)性化學(xué)習(xí)。這種教學(xué)模式克服了“齊步走”教學(xué)弊端，真正落實(shí)了因材施教，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)的高效化、智慧化。

3.命制個(gè)性化作業(yè)和試題

大多數(shù)教師布置作業(yè)時(shí)搞“一刀切”，內(nèi)容相同、要求統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)一致。沒有考慮到學(xué)生的個(gè)體差異，致使部分學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣降低，學(xué)習(xí)信心喪失，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒，影響其今后的發(fā)展。現(xiàn)實(shí)中學(xué)生的差異性是存在的，每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)和能力掌握的最終程度各不相同，教學(xué)中要根據(jù)每個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)的最終程度制定因人而異的要求。

大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析為教師把握教學(xué)尺度提供了依據(jù)，根據(jù)往屆同等水平學(xué)生的最終學(xué)習(xí)程度，制定每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在作業(yè)設(shè)計(jì)中力求題量不同，難度不同，訓(xùn)練的重點(diǎn)不同，作業(yè)布置做到因人而異。在檢測(cè)題設(shè)計(jì)時(shí)分層命制，分為基礎(chǔ)題、綜合題、提升題。對(duì)不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生分層要求，實(shí)現(xiàn)一人一卷，提高檢測(cè)題的針對(duì)性和有效性，發(fā)揮檢測(cè)的評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)作用。用恰如其分的要求，最適合的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓每個(gè)學(xué)生達(dá)到自己應(yīng)該到達(dá)的高度，從中獲得成就感，增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)的可持續(xù)性。

精準(zhǔn)教學(xué)在本質(zhì)上是依據(jù)教學(xué)實(shí)情追求教學(xué)的高效，其教學(xué)價(jià)值已被教育界廣泛認(rèn)可并得以推廣?；趯W(xué)生學(xué)習(xí)行為大數(shù)據(jù)及其分析技術(shù)的精準(zhǔn)教學(xué)有效地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)與學(xué)情數(shù)據(jù)的匹配，教學(xué)評(píng)價(jià)與學(xué)習(xí)目標(biāo)的對(duì)位，教學(xué)過程與學(xué)習(xí)結(jié)果的一致;有力地促進(jìn)思維與智慧的融合，知識(shí)到能力的提升，實(shí)現(xiàn)教學(xué)的高效化，學(xué)習(xí)的智慧化。在當(dāng)今我國提出全面減輕中小學(xué)教師學(xué)生負(fù)擔(dān)的要求下，精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)施能很好落實(shí)上級(jí)政策，實(shí)現(xiàn)師生的寓教于樂、寓學(xué)于樂，全面提高教育教學(xué)質(zhì)量。隨著學(xué)校信息化建設(shè)的快速發(fā)展，教師信息化素養(yǎng)的提升，學(xué)習(xí)平臺(tái)的建設(shè)與學(xué)習(xí)資源的優(yōu)化，精準(zhǔn)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)將深度融會(huì)成一種新型教學(xué)模式，改變教師教和學(xué)生學(xué)的方式，促進(jìn)教學(xué)的深度改革，促使教育全面落實(shí)立德樹人根本任務(wù)。

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【責(zé)任編輯? 郭振玲】