大數(shù)據(jù)支持下的高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)化輔導(dǎo)策略研究

童守俊

【摘要】在大數(shù)據(jù)飛速發(fā)展的背景下，我國數(shù)字化教育正逐漸普及高中教育領(lǐng)域，同時高中教育基礎(chǔ)設(shè)施、資源也在持續(xù)化發(fā)展，高中教師紛紛針對數(shù)字化探究全新的教學(xué)改革方向與教育模式.文章在高度明確精準(zhǔn)化輔導(dǎo)內(nèi)涵、大數(shù)據(jù)應(yīng)用于數(shù)學(xué)輔導(dǎo)的優(yōu)勢后，自多維度入手探究高中數(shù)學(xué)教學(xué)期間如何基于大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)化輔導(dǎo)，確保輔導(dǎo)內(nèi)容、方向與過程高度滿足高中生適應(yīng)新高考在數(shù)學(xué)能力方面提出的要求，并為我國高中數(shù)學(xué)教育的高質(zhì)量發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ).

【關(guān)鍵詞】精準(zhǔn)化輔導(dǎo)；大數(shù)據(jù)技術(shù)；認(rèn)知診斷；個性化輔導(dǎo)；教學(xué)方法

引 言

大數(shù)據(jù)技術(shù)在高中教學(xué)輔導(dǎo)中的應(yīng)用，是實現(xiàn)面向高中生的個性化教學(xué)、提高教學(xué)決策質(zhì)量，滿足新高考要求的必要前提.利用大數(shù)據(jù)分析，教育工作者能夠?qū)Ａ康膶W(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與挖掘，深度洞察學(xué)生的學(xué)習(xí)模式、認(rèn)知差異、進(jìn)步軌跡，數(shù)據(jù)分析結(jié)果可為其制訂個性化的輔導(dǎo)方案提供實證基礎(chǔ)，確保教學(xué)活動能精準(zhǔn)匹配學(xué)生的實際需求.因此，探究大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)化輔導(dǎo)的策略，是全面提升新高考背景下我國高中數(shù)學(xué)教育水平的高價值研究行為.

一、精準(zhǔn)化輔導(dǎo)內(nèi)涵

精準(zhǔn)化輔導(dǎo)是教學(xué)領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向，特別是面對高中數(shù)學(xué)這一知識體系龐大、邏輯性極強的學(xué)科，落實精準(zhǔn)化輔導(dǎo)是提升數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量、滿足新高考對高中數(shù)學(xué)教育的要求的重要思想.有效的精準(zhǔn)化輔導(dǎo)，能夠顯著提升學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率、邏輯思維能力，為學(xué)生的個性化發(fā)展提供支持.具體分析，面向高中數(shù)學(xué)教學(xué)的精準(zhǔn)化輔導(dǎo)，涉及面向?qū)W生的認(rèn)知診斷、輔導(dǎo)方案、學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)成果評價，如下圖所示.

第一，精細(xì)化認(rèn)知診斷.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，通過各類評估手段如診斷性測試、表現(xiàn)性評估、形成性評價等，數(shù)學(xué)教師能夠綜合了解每名學(xué)生的知識水平、認(rèn)知特點、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)風(fēng)格、數(shù)學(xué)情感、數(shù)學(xué)動機等.這一診斷過程，有助于教師確定學(xué)生的學(xué)習(xí)優(yōu)勢和劣勢，為精準(zhǔn)化輔導(dǎo)方案的制訂提供數(shù)據(jù)支撐.

第二，精準(zhǔn)化輔導(dǎo)方案.輔導(dǎo)內(nèi)容設(shè)計為精準(zhǔn)化輔導(dǎo)的核心所在.基于評估數(shù)據(jù)，教師需面向每一名學(xué)生量身定制一套學(xué)習(xí)方案，包括針對學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定、學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇、學(xué)習(xí)活動安排等.在目標(biāo)設(shè)定上，教師需要重點關(guān)注強化學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、核心概念的理解.在內(nèi)容選擇上，教師應(yīng)側(cè)重于填補學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中存在的知識空白.至于學(xué)習(xí)活動安排，則主要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)風(fēng)格，采用多元化的教學(xué)方法.

第三，設(shè)定精準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo).在精準(zhǔn)化輔導(dǎo)的實踐中，教師應(yīng)關(guān)注學(xué)習(xí)過程的可持續(xù)性與學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培育，基于精準(zhǔn)設(shè)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)，幫助學(xué)生打造清晰的學(xué)習(xí)路徑，讓學(xué)生明白每個學(xué)習(xí)階段的目標(biāo)以及如何評價自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度.此外，教師需要鼓勵學(xué)生參與到學(xué)習(xí)計劃的制訂中，提高學(xué)生對學(xué)習(xí)過程的認(rèn)同感以及自我調(diào)控能力.

第四，精準(zhǔn)化評價.為達(dá)到精準(zhǔn)化輔導(dǎo)的目的，教師需面向?qū)W生制訂個性化、精準(zhǔn)化的學(xué)習(xí)評價體系.這種評價，應(yīng)圍繞學(xué)生的具體學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度與互動、學(xué)習(xí)習(xí)慣等.教師需基于可操作標(biāo)準(zhǔn)來評價學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)效果，最后將形態(tài)多樣的評價、反饋成果加以整合、利用，作為調(diào)整教學(xué)策略、制訂針對性培訓(xùn)計劃的依據(jù).

二、大數(shù)據(jù)應(yīng)用于數(shù)學(xué)輔導(dǎo)的優(yōu)勢分析

大數(shù)據(jù)與教育體系的融合，為高中數(shù)學(xué)輔導(dǎo)帶來巨大的發(fā)展機遇.結(jié)合以往學(xué)者學(xué)術(shù)研究成果以及大量教師實踐教學(xué)成果分析，可總結(jié)出大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)輔導(dǎo)，具有如下優(yōu)勢：

第一，可以實現(xiàn)個性化輔導(dǎo).大數(shù)據(jù)技術(shù)可通過對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集、分析，結(jié)合機器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，從中提取出學(xué)生可改善的知識點和學(xué)習(xí)模式優(yōu)化空間，從而支持教師制訂個性化的輔導(dǎo)方案，最大化提升教學(xué)效果，同時提升學(xué)生學(xué)習(xí)體驗度.

第二，可以提高教學(xué)全過程質(zhì)量.大數(shù)據(jù)技術(shù)可通過實時監(jiān)測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，分析學(xué)生相關(guān)數(shù)據(jù)、評估結(jié)果，為教師提供實時反饋.教師依據(jù)反饋可針對性地適時調(diào)整教學(xué)策略.通過大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生行為數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析，教師可以及早發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍遇到的問題，提前進(jìn)行干預(yù)，優(yōu)化教學(xué)軌跡，最終提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果.

第三，可以提高教學(xué)決策的質(zhì)量.大數(shù)據(jù)分析結(jié)果可幫助教師制訂更加科學(xué)合理、具有可操作性的教育規(guī)劃和決策，有效提升教學(xué)質(zhì)量.例如，通過對知識點進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，選取代表性數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬和預(yù)測，教師可以依據(jù)這些結(jié)論，對未來教學(xué)工作的目標(biāo)、方案、教學(xué)方法的選擇進(jìn)行有效管理，為學(xué)生提供更加高效、科學(xué)、個性化的輔導(dǎo)服務(wù).

三、高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)化輔導(dǎo)階段大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用策略

（一）學(xué)生認(rèn)知精準(zhǔn)化診斷

高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)化輔導(dǎo)階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于學(xué)生認(rèn)知精準(zhǔn)化診斷，對于探尋每名學(xué)生的個性化需求、潛能發(fā)展至關(guān)重要.學(xué)生認(rèn)知精準(zhǔn)化診斷，即通過大量數(shù)據(jù)的收集與深入分析，準(zhǔn)確揭示學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、能力層級以及潛在的認(rèn)知障礙.

大數(shù)據(jù)技術(shù)提供了豐富的數(shù)據(jù)來源和高效的數(shù)據(jù)分析手段，讓教師能夠快速準(zhǔn)確地識別和監(jiān)測學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)各個方面的表現(xiàn)，其涉及的數(shù)據(jù)維度不僅包括標(biāo)準(zhǔn)化考試成績，還包含課堂參與程度、作業(yè)完成情況、在線學(xué)習(xí)行為等多元化指標(biāo).通過對這些數(shù)據(jù)的集成分析，教師能夠制訂出更為精確的教學(xué)策略和針對性的指導(dǎo)方案.

應(yīng)用大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)生認(rèn)知診斷需要建立一個全面的指標(biāo)體系，以便多角度評估學(xué)生的認(rèn)知狀況.具體診斷指標(biāo)見表1.

在應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)對這一指標(biāo)體系進(jìn)行診斷時，學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程數(shù)據(jù)將被系統(tǒng)收集和分析.例如，智能教育平臺可以記錄和反饋每名學(xué)生在線上作業(yè)、模擬測試和互動討論中的表現(xiàn)，而人工智能算法則可以依據(jù)這些數(shù)據(jù)預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)發(fā)展趨勢，從而發(fā)現(xiàn)學(xué)生可能存在的認(rèn)知漏洞.

在對學(xué)生認(rèn)知診斷指標(biāo)進(jìn)行綜合分析后，教師能夠獲得一個全面的學(xué)生畫像，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)優(yōu)勢、劣勢、興趣點.憑借這一畫像，教師能夠更加有針對性地設(shè)計教學(xué)策略，例如為不同水平的學(xué)生提供適宜的挑戰(zhàn)、提供必要學(xué)習(xí)資源和支持，將課堂教學(xué)和輔導(dǎo)更緊密地與學(xué)生個人需求、特點相結(jié)合.

（二）制訂精準(zhǔn)化數(shù)學(xué)輔導(dǎo)方案

在精準(zhǔn)化數(shù)學(xué)輔導(dǎo)方案制訂階段，教師主要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而針對性地提供個性化輔導(dǎo).以“投入產(chǎn)出模型”為例，基于大數(shù)據(jù)制訂精準(zhǔn)化數(shù)學(xué)輔導(dǎo)方案流程與實施要點如下：

步驟1：數(shù)據(jù)采集與分析.利用校園學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)和在線測試數(shù)據(jù)收集，分析學(xué)生關(guān)于“投入產(chǎn)出模型”的學(xué)習(xí)行為、成績表現(xiàn).關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)頻率、測試分?jǐn)?shù)和錯題種類.

步驟2：學(xué)習(xí)路徑優(yōu)化.根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，通過機器學(xué)習(xí)算法，識別學(xué)生的學(xué)習(xí)模式、對“投入產(chǎn)出模型”知識的理解難點，生成面向不同類型學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)報告，為每名學(xué)生推薦定制化學(xué)習(xí)路徑.

步驟3：構(gòu)建知識框架.從投入產(chǎn)出模型的核心理論出發(fā)構(gòu)建知識框架，包括基礎(chǔ)概念、模型建立方法、模型的應(yīng)用分析等，準(zhǔn)備相應(yīng)教學(xué)PPT、案例分析視頻等媒體資料.

步驟4：列舉案例題目.面向?qū)W生結(jié)合生活場景提出問題，創(chuàng)設(shè)投入與產(chǎn)出模型教學(xué)情境，例如：

假設(shè)一個封閉經(jīng)濟體系中只有兩個行業(yè)：農(nóng)業(yè)和工業(yè).表2是這兩個行業(yè)間的年度交易情況.

總產(chǎn)出列和總投入行，分別表示每個行業(yè)的總產(chǎn)出和總投入，終端消費列表示消費者對每個行業(yè)產(chǎn)品的最終消費.農(nóng)業(yè)對自身的投入為20億美元，對工業(yè)的中間投入為30億美元，終端消費者對農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的消費為50億美元，農(nóng)業(yè)的總產(chǎn)出為100億美元.工業(yè)對農(nóng)業(yè)的中間投入為40億美元，對自身的投入為60億美元，終端消費為50億美元，工業(yè)的總產(chǎn)出為150億美元.

假定未來某年，由于技術(shù)改進(jìn)，農(nóng)業(yè)對自身的投入降低到了10億美元，而保持其他各項不變.在此改變下，農(nóng)業(yè)和工業(yè)的總產(chǎn)出各自會如何變化？

在提出上述問題后，讓學(xué)生結(jié)合所學(xué)數(shù)學(xué)知識對題目進(jìn)行思考，從而將學(xué)生引入實際應(yīng)用情境中.

步驟5：制訂精準(zhǔn)化輔導(dǎo)計劃

（1）概念引入.通過視頻演示等具體化、情境化材料，幫助學(xué)生理解投入產(chǎn)出模型實際背景、基礎(chǔ)要素.

（2）公式理解與記憶.提供理論框架圖、記憶口訣等，輔助學(xué)生記憶公式、理論.針對上述題目，教師指出學(xué)生需要根據(jù)給定的投入產(chǎn)出表格分析行業(yè)間的經(jīng)濟循環(huán)，然后根據(jù)農(nóng)業(yè)投入的改變計算出新的行業(yè)總產(chǎn)出.

（3）實際應(yīng)用教學(xué).用實際的經(jīng)濟活動案例，以視頻課或在線作業(yè)的形式，讓學(xué)生深化對公式的理解、運用，從而讓學(xué)生了解情境題目中投入與產(chǎn)出模型的解題思路：

①根據(jù)現(xiàn)有的投入產(chǎn)出表格，確定農(nóng)業(yè)和工業(yè)的總投入和總產(chǎn)出關(guān)系.

②調(diào)整農(nóng)業(yè)對自身投入的數(shù)值，重新計算農(nóng)業(yè)的總投入.

③利用調(diào)整后的總投入，推算農(nóng)業(yè)和工業(yè)新的總產(chǎn)出.

④分析結(jié)果，比較兩種情況下農(nóng)業(yè)和工業(yè)的總產(chǎn)出的變化.

（4）反饋調(diào)整.通過在線作業(yè)、測驗平臺，獲取學(xué)生的學(xué)習(xí)效果反饋，及時調(diào)整教學(xué)和輔導(dǎo)內(nèi)容.

（三）學(xué)習(xí)目標(biāo)精準(zhǔn)設(shè)定

大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠助力教師收集和分析學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)，包括成績、學(xué)習(xí)習(xí)慣、問題解決速度和錯誤類型等，從而為每名學(xué)生設(shè)定個性化的學(xué)習(xí)目標(biāo).

以社會調(diào)查方案設(shè)計為例，其一，教師進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，重點數(shù)據(jù)集中于學(xué)生在理解調(diào)查目的、選擇調(diào)查方法、設(shè)計調(diào)查問卷、采集和處理數(shù)據(jù)等方面的表現(xiàn)，通過數(shù)據(jù)分析，評估學(xué)生對該章節(jié)相關(guān)理論、原理的掌握程度，及其在實際操作中可能展現(xiàn)的能力水平.

其二，基于大數(shù)據(jù)分析結(jié)果，教師為學(xué)生設(shè)定既具挑戰(zhàn)性又可實現(xiàn)的個性化學(xué)習(xí)目標(biāo).例如，對于調(diào)查問卷設(shè)計的環(huán)節(jié)，倘若數(shù)據(jù)顯示某些學(xué)生在此環(huán)節(jié)表現(xiàn)不佳，教師可以設(shè)定提高問卷設(shè)計能力的個人學(xué)習(xí)目標(biāo)，專門為這些學(xué)生安排額外的練習(xí)和指導(dǎo).

與此同時，教師應(yīng)使用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成情況進(jìn)行追蹤.具體實踐階段，教師應(yīng)先設(shè)計合適的學(xué)習(xí)目標(biāo)衡量指標(biāo).隨后，利用大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和分析，從海量學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中挖掘出學(xué)習(xí)目標(biāo)評價相關(guān)信息，從而掌握學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)完成情況、存在的困難點.

結(jié) 語

綜上所述，文章針對大數(shù)據(jù)支持下的高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)化輔導(dǎo)策略開展研究，旨在充分發(fā)揮高中數(shù)學(xué)教學(xué)階段大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，幫助教師在開展精準(zhǔn)化輔導(dǎo)時實施精細(xì)化認(rèn)知診斷，制訂精準(zhǔn)化輔導(dǎo)方案，精準(zhǔn)設(shè)定學(xué)習(xí)目標(biāo)，從而使高中數(shù)學(xué)教育迎合新高考提出的要求，切實提升數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量，為高中生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培育奠定有效技術(shù)基礎(chǔ).高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)積極推進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革，發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)勢，構(gòu)建更具個性化、數(shù)字化的高中數(shù)學(xué)教學(xué)體系.

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