基于大數(shù)據(jù)方法的大學(xué)數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)研究

農(nóng)曉晴　曾翔　顧配睽

摘? 要：大數(shù)據(jù)時代背景下，精準(zhǔn)教學(xué)數(shù)據(jù)來源更加多元化，收集學(xué)生學(xué)習(xí)全過程所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以更好地挖掘出學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)愛好。本文以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及App的大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)采集為基礎(chǔ)，分析數(shù)據(jù)，探求學(xué)生學(xué)習(xí)需求，定位學(xué)生大學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的薄弱環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)推送教育教學(xué)資源，個性化輔導(dǎo)學(xué)生，使技術(shù)手段與教育相融合，形成具有個性化的服務(wù)體系，讓學(xué)生能夠高效便捷地掌握知識，提升運(yùn)用數(shù)學(xué)的綜合能力，使教育教學(xué)達(dá)到大學(xué)教育倡導(dǎo)的學(xué)生的創(chuàng)新性培養(yǎng)及能力提升等高階目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);大學(xué);數(shù)學(xué);精準(zhǔn)教學(xué)

中圖分類號：G633.6? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）19-0109-04

20世紀(jì)60年代，奧格登·林斯利對斯金納的行為學(xué)習(xí)理論提出了精準(zhǔn)教學(xué)的方法，即對小學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)、數(shù)據(jù)決策進(jìn)行設(shè)計測量和追蹤，后來發(fā)展成為評判教學(xué)方法的有效性框架[1]。精準(zhǔn)教學(xué)可以容納各種教學(xué)策略，能夠?qū)θ我鈱W(xué)習(xí)方法和教學(xué)手段進(jìn)行評估。大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)的興起，給精準(zhǔn)教學(xué)提供了發(fā)展機(jī)會?！督逃畔⒒笔濉币?guī)劃》中提出“依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間，逐漸實現(xiàn)對學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況的數(shù)據(jù)采集和分析，優(yōu)化教學(xué)模式……”[2]。由此可見，基于大數(shù)據(jù)方法下的大學(xué)數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)是數(shù)學(xué)教育教學(xué)中的一項研究重點(diǎn)，也是我國高校人才培養(yǎng)、增加學(xué)生知識獲取途徑的需要。

一、通過網(wǎng)絡(luò)平臺及App收集數(shù)據(jù)

近年來，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，數(shù)據(jù)呈指數(shù)式增長，大數(shù)據(jù)正影響著各個領(lǐng)域，人類正在步入“大數(shù)據(jù)”時代。教育教學(xué)領(lǐng)域，教育教學(xué)信息化已是常態(tài)，智能系統(tǒng)、終端已經(jīng)被大規(guī)模地應(yīng)用在教育教學(xué)實踐活動中，產(chǎn)生的信息被收集并數(shù)據(jù)化。研究選擇網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和App進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集是為了分析數(shù)據(jù)的有效信息，從自建的課程網(wǎng)站收集數(shù)據(jù)，可以更方便快捷且更好地挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)愛好，以便在推送學(xué)習(xí)資源時做到更精準(zhǔn)、更具個性化。

對于課程的選擇和課程網(wǎng)站的建設(shè)，目前學(xué)院已經(jīng)開設(shè)了數(shù)學(xué)建模（一）、數(shù)學(xué)建模（二）兩門選修課程，依靠網(wǎng)絡(luò)的實驗教學(xué)時數(shù)超過了30%;在建設(shè)區(qū)級精品課程“線性代數(shù)”中，對課程進(jìn)行了3次實驗課的嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)院教師自編的《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》立體化教材已經(jīng)出版，相關(guān)慕課視頻資料已制作整理完畢，并全部上傳至學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和八桂網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺（含App）。目前，概率統(tǒng)計課程已有40000多次的學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的訪問量，長期位居全校榜首，在線課程的使用也已經(jīng)初具規(guī)模。

這一過程體現(xiàn)了大數(shù)據(jù)技術(shù)具有數(shù)據(jù)收集、分析和整理能力，同時還能發(fā)現(xiàn)問題的焦點(diǎn)所在。在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，根據(jù)這個特點(diǎn)，數(shù)學(xué)在精準(zhǔn)教學(xué)中應(yīng)通過數(shù)據(jù)收集、分析和數(shù)據(jù)建模等方式及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識短板，制訂精準(zhǔn)有效的應(yīng)對策略。根據(jù)知識短板確定精準(zhǔn)有效的教學(xué)目標(biāo)，推動精準(zhǔn)教學(xué)的開展，在精準(zhǔn)教學(xué)中形成獨(dú)特的教學(xué)體系，讓精準(zhǔn)教學(xué)在實施過程中取得積極效果。

二、通過大數(shù)據(jù)技術(shù)探求學(xué)習(xí)需求

“十三五”規(guī)劃將大數(shù)據(jù)促進(jìn)教育教學(xué)的發(fā)展提升到了國家層面。教育教學(xué)活動是復(fù)雜的社會活動之一，其發(fā)展涉及方方面面。教育教學(xué)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用是促進(jìn)學(xué)習(xí)者的教育教學(xué)認(rèn)知，提供精準(zhǔn)的個性化服務(wù)以滿足不同水平的學(xué)習(xí)者的需求。在教育教學(xué)實踐活動中，學(xué)習(xí)者在文化背景、興趣領(lǐng)域等很多方面都各不相同，對教育教學(xué)的反應(yīng)也不盡相同，為了促進(jìn)學(xué)習(xí)者的發(fā)展，真正精準(zhǔn)地實現(xiàn)“因材施教”[3]，需要根據(jù)學(xué)習(xí)者的個性特點(diǎn)和需求進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)。

針對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的“碎片化學(xué)習(xí)”現(xiàn)象，需要以良好的組織結(jié)構(gòu)幫助學(xué)生構(gòu)建完善的知識體系。在面臨問題時，學(xué)生可利用“問題結(jié)構(gòu)”、學(xué)習(xí)“結(jié)構(gòu)化”基本思維，準(zhǔn)確快速地運(yùn)用“結(jié)構(gòu)”調(diào)動、統(tǒng)領(lǐng)“碎片化知識”[4]。學(xué)生不僅要注重理論基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，夯實理論基礎(chǔ)，還要加強(qiáng)實踐能力的培養(yǎng)，瞄準(zhǔn)就業(yè)技能，使數(shù)學(xué)專業(yè)具有的強(qiáng)勁潛力發(fā)揮出來。要解決精準(zhǔn)教學(xué)中的個性化教育問題，高等院校應(yīng)盡可能地提升教育教學(xué)的質(zhì)量和效果。真正實現(xiàn)“因材施教”必須根據(jù)學(xué)生的個性特征，制訂與其特征相適應(yīng)的精準(zhǔn)教學(xué)方案，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)好奇心、積極性和學(xué)習(xí)動力，為學(xué)生的終生學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

三、通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段推送學(xué)習(xí)資源

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和教育教學(xué)信息化、科技化不斷進(jìn)步，大數(shù)據(jù)技術(shù)讓學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)行為的及時實時監(jiān)測、自動化記錄、高效精準(zhǔn)分析與精準(zhǔn)有效預(yù)測成為現(xiàn)實，也讓獲取大量教學(xué)過程數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)成為可能。在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，大數(shù)據(jù)可以對教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生情感、學(xué)生學(xué)習(xí)的方式等進(jìn)行精準(zhǔn)化引導(dǎo)，使學(xué)生獲得有效的、有針對性的學(xué)習(xí)指導(dǎo)。

教育教學(xué)是一項復(fù)雜的社會實踐活動，影響教學(xué)效果的因素很多，因而精準(zhǔn)教學(xué)的設(shè)計與很多方面有關(guān)。教學(xué)效果是衡量教學(xué)方案好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一，是設(shè)計教學(xué)方案的關(guān)鍵因素之一。研究表明，教學(xué)效果的指標(biāo)有學(xué)生學(xué)習(xí)成績、學(xué)習(xí)滿意度等。大數(shù)據(jù)能夠?qū)W(xué)生平常學(xué)習(xí)的小數(shù)據(jù)精準(zhǔn)優(yōu)化，構(gòu)建成較為完善的大數(shù)據(jù)題庫，不僅包括日常訓(xùn)練習(xí)題，還包括學(xué)生寫題的數(shù)據(jù)反饋，而且數(shù)據(jù)逐年增長，可反復(fù)使用。如今，大數(shù)據(jù)還可以共享到區(qū)域性、全面性的同類型問題的學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)庫中，教師可更便捷、快速地選擇系數(shù)難度與學(xué)生學(xué)業(yè)水平和學(xué)習(xí)需求相適應(yīng)的題目，從而為精準(zhǔn)教學(xué)提供更科學(xué)的教學(xué)服務(wù)。

大數(shù)據(jù)可以從多個角度對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行反饋，讓教師能夠更精準(zhǔn)高效地評講試題;對數(shù)據(jù)的采集和精準(zhǔn)分析，可以讓教師更全面、實時地感知學(xué)生個體和整體的學(xué)習(xí)需求;可以對教育教學(xué)中的重難點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測，提供科學(xué)的數(shù)據(jù)依據(jù)來制訂教學(xué)策略[5]。在這樣的情況下，教師可規(guī)避某些不必要的指導(dǎo)，確保學(xué)生能夠更加精準(zhǔn)地提升自己。針對某些只有少部分學(xué)生掌握不到位的知識，教師可以選擇性地推送訓(xùn)練資料，確保學(xué)生可以在有限的時間里獲得更多的知識。

借助大數(shù)據(jù)，教師能夠?qū)W(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行深入的了解，掌握學(xué)生的實時學(xué)業(yè)水平，并結(jié)合學(xué)生的數(shù)據(jù)表現(xiàn)更加有針對性地進(jìn)行備課引導(dǎo)，便于學(xué)生掌握資料中的重難點(diǎn)，多維度地分析資料的內(nèi)容。

學(xué)生進(jìn)行的資源學(xué)習(xí)是一種滿足自身需求的“互聯(lián)網(wǎng)+”下的主觀能動性學(xué)習(xí)，運(yùn)用教學(xué)平臺能夠讓學(xué)生的問題得到及時、有效的解決，保證學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的疑問可以第一時間得到解決，這樣，其教學(xué)需要將得到滿足。大數(shù)據(jù)技術(shù)給學(xué)習(xí)者獲取知識提供了方向，體現(xiàn)出大數(shù)據(jù)具有的優(yōu)越性，如大規(guī)模共享、獲取便利、不受時空限制等，促進(jìn)了教育教學(xué)的信息化發(fā)展和教育技術(shù)硬件的高效運(yùn)用。大數(shù)據(jù)技術(shù)提高了教育教學(xué)內(nèi)容的針對性，讓教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的短板相對應(yīng)。在這一過程中，教師應(yīng)積極開發(fā)適合學(xué)生學(xué)習(xí)的習(xí)題，通過設(shè)計有效的習(xí)題，為解決學(xué)生的知識短板提供強(qiáng)有力的教學(xué)支撐。在精準(zhǔn)教育教學(xué)中，教師也需要設(shè)計與現(xiàn)有教育教學(xué)體系不同的習(xí)題，既可以提高習(xí)題的代表性，也可以提高習(xí)題的教學(xué)示范性，讓精準(zhǔn)教育教學(xué)能夠依賴于有針對性的習(xí)題得以更好地實施。在教學(xué)內(nèi)容的整理方面，教師應(yīng)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，依照大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢，重點(diǎn)分析學(xué)生以往訓(xùn)練的試題，找出與學(xué)生知識短板相一致的內(nèi)容，進(jìn)行有針對性、規(guī)范性的設(shè)計，讓習(xí)題開發(fā)、設(shè)計的有效性、規(guī)范性和準(zhǔn)確性得以提高。

自動化處理數(shù)據(jù)可以對任意的干預(yù)對象生成截然不同的分析結(jié)果，有助于教師精準(zhǔn)地推送學(xué)習(xí)資料，且可以根據(jù)不同的分析結(jié)果并結(jié)合個體個性化特征，設(shè)計具有個性化的引導(dǎo)方法，以促進(jìn)學(xué)生更好地理解知識和豐富學(xué)習(xí)體驗。這樣可以為學(xué)生的自主化學(xué)習(xí)提供多樣化的、有針對性的和個性化的教學(xué)策略模式。

四、總結(jié)與展望

綜上所述，信息化大數(shù)據(jù)時代的到來，讓教育教學(xué)從傳統(tǒng)的依賴直覺和經(jīng)驗的教學(xué)方式，轉(zhuǎn)變?yōu)楦蕾囉跀?shù)據(jù)和分析，對數(shù)據(jù)的深度挖掘和高效率分析，正推動教育教學(xué)工作向精準(zhǔn)化的方向發(fā)展。在大數(shù)據(jù)不斷發(fā)展的當(dāng)下，大數(shù)據(jù)與教育學(xué)正不斷融合，大數(shù)據(jù)背景下的師生地位與關(guān)系都發(fā)生了較為顯著的轉(zhuǎn)變。在教學(xué)過程中，教師需要準(zhǔn)確地認(rèn)識到獨(dú)立性是每個人都具備的特點(diǎn)，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)了解學(xué)生在相同錯題背后存在的不同原因，對特定學(xué)生展開準(zhǔn)確分析和精準(zhǔn)化指導(dǎo)，更加有效地提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果，讓每一位學(xué)生都得到良好的發(fā)展和提升。

總而言之，在大數(shù)據(jù)環(huán)境下開展的精準(zhǔn)教學(xué)，是對傳統(tǒng)教育教學(xué)的突破，也是提高教育教學(xué)有效性和規(guī)范性的重要途徑。

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（責(zé)任編輯：淳潔）