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

郭 偉

(江蘇省如東高級中學(xué),江蘇 如東 226400)

近數(shù)十年以來,我國社會發(fā)展最大的特征就是信息技術(shù)水平得到了巨大的突破,人們對于大數(shù)據(jù)的重視程度有所提升,并開始致力于大數(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)帶動我國的教育事業(yè)發(fā)展到一個全新的高度.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)前許多教師缺乏對大數(shù)據(jù)的了解,對大數(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)踐中無法有效地運(yùn)用大數(shù)據(jù),因此教學(xué)效果不佳,這些問題亟待解決,也是本文研究的重點(diǎn)所在.

1 大數(shù)據(jù)對高中數(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,簡單來說就是大數(shù)據(jù)具備人們短時間內(nèi)難以完成的數(shù)據(jù)處理能力,以計算機(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)科的知識容量大、難度高,若是教師開展的教學(xué)活動缺乏針對性,會導(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)平臺對學(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)中存在的普遍性問題以及個人問題,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)立思考能力以及問題解決能力.又如在合作學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)中,可以推動學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中積極地討論問題,在問題討論、觀點(diǎn)表達(dá)以及問題解決中獲得數(shù)學(xué)語言表達(dá)能力、數(shù)學(xué)思維能力、協(xié)作意識等方面的發(fā)展,掌握數(shù)據(jù)處理工具,學(xué)會建立數(shù)學(xué)模型,對于學(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)校本庫資源系統(tǒng)的搭建過程中,需要相關(guān)的教師注意數(shù)學(xué)資源知識結(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)合近年來的高考題型給學(xué)生提供針對性的訓(xùn)練內(nèi)容,如教師在資源庫的整理中能夠突出新高考的知識點(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,在校本資源庫建立的過程中,為了提升教學(xué)的精準(zhǔn)性,需要建立難度系數(shù)標(biāo)簽,能夠在同一個知識點(diǎn)的訓(xùn)練內(nèi)容上下功夫,如對同一個知識點(diǎn)設(shè)計不同難度、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)過程中圍繞同一個知識點(diǎn)進(jìn)行從易到難的訓(xùn)練,想要達(dá)到這一效果對校本資源庫中的資料進(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)平臺收集學(xué)生的學(xué)習(xí)信息,通過信息分析技術(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,合理地安排各個知識點(diǎn)的講解時間以及方法.如通過大數(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,教師就可以針對普遍性問題做出精講,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,要了解學(xué)生的已有知識經(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,教師結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺對學(xué)生的預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析,通過學(xué)生在導(dǎo)學(xué)案中的問題回答情況,理清學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況,并按照知識點(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)中由于對誘導(dǎo)公式的熟悉程度不足,導(dǎo)致運(yùn)算出錯率較高,那么針對這一問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,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)平臺及時性以及跨時空性的特點(diǎn),對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行實(shí)時的監(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,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)平臺搜集相關(guān)的視頻資源,并以直觀的、動態(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題:“若是將太陽、地平線分別看成圓形和直線,那么請學(xué)生思考太陽和水平線之間存在怎樣的關(guān)系?”在這個過程中教師生動形象地將圓與直觀的位置關(guān)系展現(xiàn)了出來,可以吸引學(xué)生的注意力,讓學(xué)生對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),如鼓勵學(xué)生使用平板學(xué)習(xí),教師從大數(shù)據(jù)對學(xué)情的分析中,將學(xué)生劃分為從低到高的三個層次,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)的視角下開展數(shù)學(xué)教學(xué)活動,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,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,教師可以在云平臺中發(fā)布試題,讓學(xué)生在云平臺上完成習(xí)題解答,并將結(jié)果上傳到系統(tǒng),教師通過登錄系統(tǒng)查看學(xué)生的做題情況,如點(diǎn)擊“成績分析”“錯題分析”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).云平臺是大數(shù)據(jù)時代發(fā)展下的產(chǎn)物,將云平臺運(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)評價與反饋

眾所周知,在傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師實(shí)施的評價與反饋方式較為單一,一般為教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價,如整體的作業(yè)完成質(zhì)量,或者是考試成績的高低等,給出的評價語言過于簡潔,如“優(yōu)”“良”“差”,這樣的評價方法實(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)平臺中通過了解學(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)評價環(huán)節(jié)中準(zhǔn)確地診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并對每一位學(xué)生的成長、進(jìn)步以及不足之處做出針對性的點(diǎn)評.無論是對學(xué)生的個人學(xué)習(xí)情況評價還是對班級整體學(xué)習(xí)情況的評價,都可以依據(jù)大數(shù)據(jù)平臺,提升評價的精準(zhǔn)度,讓教師可以從大數(shù)據(jù)平臺中了解學(xué)生的個性化發(fā)展情況,促使教師利用可視化的數(shù)據(jù)對學(xué)生做出及時的評價與反饋,促進(jìn)學(xué)生在科學(xué)的評價與反饋中獲得個性化的發(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),對學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程全面監(jiān)控,運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺搜集資源,完善教學(xué)設(shè)計,調(diào)整教學(xué)形式與結(jié)構(gòu),完善教學(xué)評價體系,為高中生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)形成提供助力.