大數(shù)據(jù)視角下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)優(yōu)化研究

摘 要：如今，大數(shù)據(jù)已經(jīng)被應(yīng)用于人們生活、工作的各個(gè)角落中，對(duì)于人們的生活、工作乃至學(xué)習(xí)產(chǎn)生了巨大的影響.將大數(shù)據(jù)運(yùn)用各個(gè)學(xué)科的教學(xué)中，可以推進(jìn)教師的教學(xué)改革與創(chuàng)新，讓教育緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，這應(yīng)成為每一位教師的基本認(rèn)知.在大數(shù)據(jù)的視角下，高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極探索大數(shù)據(jù)與數(shù)學(xué)學(xué)科教學(xué)的有機(jī)融合途徑，最大程度地發(fā)揮出大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，助力數(shù)學(xué)精準(zhǔn)化教學(xué)的視線，推動(dòng)數(shù)學(xué)教學(xué)的深度變革.基于此，本文主要就大數(shù)據(jù)視角下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)優(yōu)化進(jìn)行分析，首先闡述了大數(shù)據(jù)對(duì)于高中數(shù)學(xué)教學(xué)的積極影響，又針對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)的優(yōu)化策略提出了建議，以供參考.

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；高中數(shù)學(xué)；優(yōu)化；策略

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）30-0068-03

收稿日期：2023-07-25

作者簡(jiǎn)介：郭偉（1975.9-），女，中學(xué)一級(jí)，本科，從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.

近數(shù)十年以來(lái)，我國(guó)社會(huì)發(fā)展最大的特征就是信息技術(shù)水平得到了巨大的突破，人們對(duì)于大數(shù)據(jù)的重視程度有所提升，并開(kāi)始致力于大數(shù)據(jù)作用及其功能發(fā)揮的探索之中，力求可以讓大數(shù)據(jù)技術(shù)帶動(dòng)我國(guó)的教育事業(yè)發(fā)展到一個(gè)全新的高度.將大數(shù)據(jù)運(yùn)用于高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，符合教育信息化發(fā)展的需求，通過(guò)大數(shù)據(jù)在數(shù)學(xué)教學(xué)中直接或間接地運(yùn)用，增加了教師對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解程度，優(yōu)化了學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程、學(xué)習(xí)空間以及學(xué)習(xí)途徑，促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)構(gòu)建，使用大數(shù)據(jù)輔助學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，這是當(dāng)代教師應(yīng)探索的教學(xué)新路徑.但是，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)前許多教師缺乏對(duì)大數(shù)據(jù)的了解，對(duì)大數(shù)據(jù)與學(xué)科教學(xué)融合的研究力度不足，在教學(xué)實(shí)踐中無(wú)法有效地運(yùn)用大數(shù)據(jù)，因此教學(xué)效果不佳，這些問(wèn)題亟待解決，也是本文研究的重點(diǎn)所在.

1 大數(shù)據(jù)對(duì)高中數(shù)學(xué)教學(xué)的積極影響

早在20世紀(jì)80年代，就出現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的身影，當(dāng)時(shí)被人們稱為“海量數(shù)據(jù)”“高維數(shù)據(jù)”，直至2008年《Science》一文中對(duì)大數(shù)據(jù)做出了明確的定義，自此大數(shù)據(jù)一詞正式出現(xiàn)在人們的視野中，其中指出大數(shù)據(jù)是超出數(shù)學(xué)研究理論與研究范疇的數(shù)據(jù)基集合，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是大數(shù)據(jù)具備人們短時(shí)間內(nèi)難以完成的數(shù)據(jù)處理能力，以計(jì)算機(jī)為載體，具有數(shù)據(jù)多樣化、規(guī)模大、分析實(shí)效性強(qiáng)、結(jié)果精準(zhǔn)度高等特點(diǎn)^[1].大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)對(duì)于高中數(shù)學(xué)教學(xué)起到的積極影響如下：

第一，實(shí)現(xiàn)減負(fù)提質(zhì).2022年“雙減”政策的提出，要求教師構(gòu)建減負(fù)提質(zhì)的課堂，能夠減少重復(fù)的、機(jī)械的訓(xùn)練內(nèi)容，提升教學(xué)的針對(duì)性，落實(shí)因材施教理念，而高中生面臨著高考的壓力，加之?dāng)?shù)學(xué)學(xué)科的知識(shí)容量大、難度高，若是教師開(kāi)展的教學(xué)活動(dòng)缺乏針對(duì)性，會(huì)導(dǎo)致教師工作量大，學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)重.在大數(shù)據(jù)的背景下，教師可以利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出智能分析，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中存在的普遍性問(wèn)題以及個(gè)人問(wèn)題，便于教師的精準(zhǔn)教學(xué)，把握課堂教學(xué)的方向與內(nèi)容，切實(shí)減輕師生的負(fù)擔(dān)，提升課堂教學(xué)的效率與效益.

第二，發(fā)展核心素養(yǎng).大數(shù)據(jù)視角下的數(shù)學(xué)教學(xué)，可以在各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中滲透數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)，例如，在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中給學(xué)生布置導(dǎo)學(xué)案，教師利用大數(shù)據(jù)收集信息，了解學(xué)生導(dǎo)學(xué)案的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中獲得獨(dú)立思考能力以及問(wèn)題解決能力.又如在合作學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)中，可以推動(dòng)學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中積極地討論問(wèn)題，在問(wèn)題討論、觀點(diǎn)表達(dá)以及問(wèn)題解決中獲得數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)能力、數(shù)學(xué)思維能力、協(xié)作意識(shí)等方面的發(fā)展，掌握數(shù)據(jù)處理工具，學(xué)會(huì)建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)于學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)形成提供了重要的作用^[2].

2 大數(shù)據(jù)視角下的高中數(shù)學(xué)教學(xué)優(yōu)化策略

2.1 搭建校本庫(kù)資源系統(tǒng)

新課程改革的不斷推進(jìn)以及全面實(shí)施，要求教師走出按部就班的教學(xué)方式，能夠從海量的教學(xué)資源中選擇出最合適學(xué)情的、能夠促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的資源，大數(shù)據(jù)的使用可以幫助教師從網(wǎng)絡(luò)的海量資源中選擇教學(xué)資源，并結(jié)合本校的教育理念以及學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況，搭建校本庫(kù)資源系統(tǒng)，既可以豐富數(shù)學(xué)教學(xué)資源，也可以在一定程度上減少教師的資源搜集時(shí)間，為教師提供資源獲取的有效途徑^[3].在高中數(shù)學(xué)校本庫(kù)資源系統(tǒng)的搭建過(guò)程中，需要相關(guān)的教師注意數(shù)學(xué)資源知識(shí)結(jié)構(gòu)要做到脈絡(luò)清晰、便于查找，如將預(yù)習(xí)案、教學(xué)課件、練習(xí)資源進(jìn)行分類整理，能夠結(jié)合近年來(lái)的高考題型給學(xué)生提供針對(duì)性的訓(xùn)練內(nèi)容，如教師在資源庫(kù)的整理中能夠突出新高考的知識(shí)點(diǎn)以及新題型，這樣可以讓教師進(jìn)一步了解新高考的方向，也可以讓學(xué)生在進(jìn)入資源系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)目標(biāo)更加明確.同時(shí)，在校本資源庫(kù)建立的過(guò)程中，為了提升教學(xué)的精準(zhǔn)性，需要建立難度系數(shù)標(biāo)簽，能夠在同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的訓(xùn)練內(nèi)容上下功夫，如對(duì)同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)不同難度、不同類型的習(xí)題，并結(jié)合習(xí)題的難度與類型提供相應(yīng)的輔助資源，讓學(xué)生可以在學(xué)習(xí)過(guò)程中圍繞同一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行從易到難的訓(xùn)練，想要達(dá)到這一效果對(duì)校本資源庫(kù)中的資料進(jìn)行難易度劃分并做好難度系數(shù)標(biāo)簽是關(guān)鍵，可以幫助教師在后續(xù)的教學(xué)中開(kāi)展分層訓(xùn)練，滿足不同層次學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)要求.

2.2 運(yùn)用大數(shù)據(jù)二次備課

教師的教學(xué)效果與備課質(zhì)量存在密切的關(guān)系.在以往的備課環(huán)節(jié)中，許多教師更多的是依據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)備課，而忽視了學(xué)生的知識(shí)積累以及理解、吸收情況，導(dǎo)致備課的方案與學(xué)情脫節(jié)，無(wú)法在課堂中順利地得到實(shí)施.在大數(shù)據(jù)的視角下，教師可以依據(jù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)收集學(xué)生的學(xué)習(xí)信息，通過(guò)信息分析技術(shù)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并結(jié)合學(xué)情進(jìn)行備課，合理地安排各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講解時(shí)間以及方法.如通過(guò)大數(shù)據(jù)了解到學(xué)生在預(yù)習(xí)中普遍遇到的困難或疑惑，教師就可以針對(duì)普遍性問(wèn)題做出精講，在備課中著重地尋找有助于學(xué)生理解的材料，讓備課指向“備學(xué)生”.以“兩角和與差的余弦、正弦公式”的這節(jié)課教學(xué)為例，教師在二次備課時(shí)，要了解學(xué)生的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，比如學(xué)生在本課的新知學(xué)習(xí)之前已經(jīng)掌握了兩角差的余弦公式，本課的學(xué)習(xí)是在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)學(xué)生對(duì)兩角和的余弦、正弦公式的掌握與運(yùn)用，促使學(xué)生的知識(shí)遷移運(yùn)用，獲得邏輯推理能力以及運(yùn)算能力的鍛煉.接下來(lái)，教師結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺(tái)對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析，通過(guò)學(xué)生在導(dǎo)學(xué)案中的問(wèn)題回答情況，理清學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況，并按照知識(shí)點(diǎn)的難易度，準(zhǔn)備好精講和精練內(nèi)容.比如，一部分學(xué)生在給角求值的預(yù)習(xí)中由于對(duì)誘導(dǎo)公式的熟悉程度不足，導(dǎo)致運(yùn)算出錯(cuò)率較高，那么針對(duì)這一問(wèn)題教師在二次備課中可以適當(dāng)?shù)卦黾咏o角求值的運(yùn)算機(jī)會(huì)，一方面幫助學(xué)生夯實(shí)基礎(chǔ)，另一方面形成學(xué)習(xí)的自信心.

2.3 創(chuàng)新數(shù)學(xué)課教學(xué)內(nèi)容

相較于常規(guī)的教學(xué)方式，大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)學(xué)教學(xué)，應(yīng)發(fā)揮出大數(shù)據(jù)平臺(tái)及時(shí)性以及跨時(shí)空性的特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控.在具體的教學(xué)實(shí)踐中，教師可以利用大數(shù)據(jù)提供的信息，較好地整合資源，創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容，能夠做到靈活使用教材，促使學(xué)生在豐富的資源引領(lǐng)下更好地理解數(shù)學(xué)概念性知識(shí)，獲得新知^[4].比如，在“直線與圓的位置關(guān)系”教學(xué)中，教師就可以利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)搜集相關(guān)的視頻資源，并以直觀的、動(dòng)態(tài)的形式呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前，譬如利用信息技術(shù)給學(xué)生展現(xiàn)一段日出的視頻，要求學(xué)生在視頻觀看后回答問(wèn)題：“若是將太陽(yáng)、地平線分別看成圓形和直線，那么請(qǐng)學(xué)生思考太陽(yáng)和水平線之間存在怎樣的關(guān)系？”在這個(gè)過(guò)程中教師生動(dòng)形象地將圓與直觀的位置關(guān)系展現(xiàn)了出來(lái)，可以吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生對(duì)于圓和直線的位置關(guān)系產(chǎn)生探究欲，并且能夠聯(lián)系生活實(shí)際思考數(shù)學(xué)問(wèn)題，帶領(lǐng)學(xué)生感知數(shù)學(xué)與生活的關(guān)系，降低學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解難度.當(dāng)前，許多學(xué)校都是嘗試建立“智慧課堂”，高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)從“智慧課堂”的構(gòu)建中獲取啟發(fā)，如鼓勵(lì)學(xué)生使用平板學(xué)習(xí)，教師從大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)情的分析中，將學(xué)生劃分為從低到高的三個(gè)層次，能夠在數(shù)學(xué)教學(xué)中給不同層次的學(xué)生推送符合學(xué)習(xí)需求的內(nèi)容，讓高中數(shù)學(xué)教學(xué)可以做到因材施教，幫助處于不同層次的學(xué)生都可以獲得一定程度上的發(fā)展，攻克最近發(fā)展區(qū)，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量.

2.4 調(diào)整教學(xué)形式與結(jié)構(gòu)

在大數(shù)據(jù)的視角下開(kāi)展數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)，需要教師靈活地使用大數(shù)據(jù)技術(shù)傳遞信息，就當(dāng)前的大數(shù)據(jù)技術(shù)工具使用情況來(lái)看，使用頻率最高的技術(shù)工具是多媒體技術(shù)，占33.2%以上，PPT軟件的使用率最少，僅占5.3%，投影儀、電子白板、FLASH、智能教學(xué)技術(shù)分別為25.2%，9.3%，13.3%，13.4%.在大數(shù)據(jù)的背景下，要求高中數(shù)學(xué)教師可以選用多樣化的教學(xué)工具，優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，調(diào)整課堂教學(xué)形式，比如使用各種云平臺(tái)，引進(jìn)先進(jìn)的信息系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)教育資源的共享，由此促進(jìn)學(xué)生的認(rèn)知能力提升.比如，教師可以在云平臺(tái)中發(fā)布試題，讓學(xué)生在云平臺(tái)上完成習(xí)題解答，并將結(jié)果上傳到系統(tǒng)，教師通過(guò)登錄系統(tǒng)查看學(xué)生的做題情況，如點(diǎn)擊“成績(jī)分析”“錯(cuò)題分析”等窗口，了解學(xué)生的詳細(xì)解題情況，當(dāng)然學(xué)生也可以自行監(jiān)看習(xí)題評(píng)閱欄，促使學(xué)生從中了解到自己的學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn).云平臺(tái)是大數(shù)據(jù)時(shí)代發(fā)展下的產(chǎn)物，將云平臺(tái)運(yùn)用于數(shù)學(xué)教學(xué)中，可以幫助教師調(diào)整教學(xué)形式與結(jié)構(gòu).

2.5 完善教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋

眾所周知，在傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師實(shí)施的評(píng)價(jià)與反饋方式較為單一，一般為教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，如整體的作業(yè)完成質(zhì)量，或者是考試成績(jī)的高低等，給出的評(píng)價(jià)語(yǔ)言過(guò)于簡(jiǎn)潔，如“優(yōu)”“良”“差”，這樣的評(píng)價(jià)方法實(shí)施并不能讓學(xué)生清楚地知道自己學(xué)習(xí)上的優(yōu)點(diǎn)與不足，無(wú)法有效地促進(jìn)學(xué)生的改進(jìn)與發(fā)展^[5].而在大數(shù)據(jù)的視角之下，要求教師能夠從大數(shù)據(jù)平臺(tái)中通過(guò)了解學(xué)生的課前導(dǎo)學(xué)、課后訓(xùn)練數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)地了解到學(xué)生在課前、課后的學(xué)習(xí)情況以及前后變化情況，幫助高中數(shù)學(xué)教師可以在教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中準(zhǔn)確地診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并對(duì)每一位學(xué)生的成長(zhǎng)、進(jìn)步以及不足之處做出針對(duì)性的點(diǎn)評(píng).無(wú)論是對(duì)學(xué)生的個(gè)人學(xué)習(xí)情況評(píng)價(jià)還是對(duì)班級(jí)整體學(xué)習(xí)情況的評(píng)價(jià)，都可以依據(jù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，提升評(píng)價(jià)的精準(zhǔn)度，讓教師可以從大數(shù)據(jù)平臺(tái)中了解學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展情況，促使教師利用可視化的數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生做出及時(shí)的評(píng)價(jià)與反饋，促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)的評(píng)價(jià)與反饋中獲得個(gè)性化的發(fā)展.

總之，在大數(shù)據(jù)的背景之下，高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)更新教育觀念，敢于創(chuàng)新教學(xué)方法，能夠利用先進(jìn)的大數(shù)據(jù)教學(xué)技術(shù)，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程全面監(jiān)控，運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)搜集資源，完善教學(xué)設(shè)計(jì)，調(diào)整教學(xué)形式與結(jié)構(gòu)，完善教學(xué)評(píng)價(jià)體系，為高中生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)形成提供助力.

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[責(zé)任編輯：李 璟]