大數(shù)據(jù)支持下的高中生物學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)策略研究

摘 要：教育信息化要求教師尋求信息化技術(shù)來變革教學(xué)。教師依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)和能力等制定相應(yīng)的教學(xué)計劃，并合理運(yùn)用于到教學(xué)實(shí)踐中，從而改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)成果?；诖髷?shù)據(jù)支持下的教師精準(zhǔn)備課-精準(zhǔn)施教-精準(zhǔn)作業(yè)-精準(zhǔn)反饋等環(huán)節(jié)的實(shí)施，將有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣?；诖?，對大數(shù)據(jù)支持下高中生物學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)施策略進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；精準(zhǔn)教學(xué)；高中生物學(xué)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》強(qiáng)調(diào)學(xué)校應(yīng)利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對教學(xué)活動和學(xué)生行為進(jìn)行收集、分析和反饋，促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)和有針對性教學(xué)[1]。高中生物學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，基本概念多，內(nèi)容繁雜。學(xué)生在生物學(xué)學(xué)習(xí)時對很多概念不能理解和運(yùn)用，造成無法有效構(gòu)建學(xué)科概念體系，從而對生物學(xué)學(xué)習(xí)的興趣下降，弱化了生物學(xué)學(xué)科育人的有效性。因此，教師如何在生物學(xué)教學(xué)中進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)，快速幫助學(xué)生理清學(xué)科概念，進(jìn)而幫助學(xué)生進(jìn)行體系構(gòu)建，是生物學(xué)教學(xué)中必須解決的問題。

近年來，隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，基于大數(shù)據(jù)支持極大地促進(jìn)了學(xué)習(xí)過程中數(shù)據(jù)的收集和分析[2]。精確教學(xué)法是一種全面貫穿整個教育周期的先進(jìn)教學(xué)策略，它包括了對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的預(yù)先評估、對教學(xué)目標(biāo)的實(shí)時動態(tài)調(diào)整、創(chuàng)新教學(xué)架構(gòu)的設(shè)計以及提供定制化指導(dǎo)等多個環(huán)節(jié)。這種教學(xué)方法不僅能夠確保教學(xué)質(zhì)量的同時減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，還能顯著提升教學(xué)效果[3]。

一、利用大數(shù)據(jù)支持進(jìn)行高中生物學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)的必要性和重要性

（一）提升傳統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)的效率

傳統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)側(cè)重于應(yīng)試，以傳授知識為主，以解題為訓(xùn)練支撐，關(guān)注整體學(xué)生，但往往忽略了學(xué)生的個性化需求。過于單一的應(yīng)試，會造成學(xué)生學(xué)習(xí)上的疲憊，進(jìn)而降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)持續(xù)力。通過大數(shù)據(jù)的支持，教師很容易獲得每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)特質(zhì)，并在教學(xué)中，基于學(xué)生的差異化，設(shè)置差異化的內(nèi)容以及試題訓(xùn)練。因此，優(yōu)化后的教學(xué)和測試將會直擊學(xué)生學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn)。教師在滿足整體學(xué)生共性問題的解決基礎(chǔ)上，也兼顧了個體學(xué)生的需求[4]。教師在教學(xué)的實(shí)施中，將更加有效和具有針對性。

（二）提升學(xué)習(xí)的主動性

精準(zhǔn)教學(xué)通過個性化的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。它依據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、知識掌握情況和學(xué)習(xí)需求，實(shí)施差異化教學(xué)策略，從而引導(dǎo)每位學(xué)生根據(jù)自身情況設(shè)定合適的學(xué)習(xí)目標(biāo)。在這個過程中，學(xué)生被鼓勵自我探索、提出問題并積極參與學(xué)習(xí)過程，這不僅促進(jìn)了學(xué)生認(rèn)知能力的提升，也增強(qiáng)了他們解決問題的能力。因此，精準(zhǔn)教學(xué)在實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)主動性方面發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，它通過提供量身定制的資源和支持，使學(xué)生能夠以更高的自主性和積極性參與到學(xué)習(xí)中，進(jìn)而提高了整體的學(xué)習(xí)成效和教育質(zhì)量。

（三）及時了解學(xué)情

教學(xué)的有效性關(guān)鍵在于教師精確把握學(xué)生的問題，并進(jìn)行針對性引導(dǎo)，最終促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)有效性的產(chǎn)生。在傳統(tǒng)生物學(xué)教學(xué)，教師往往以考試成績作為單一評價，難以全面有效的評估學(xué)生學(xué)習(xí)的有效性。而借助大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)生評估則可以有效避免上述情況的發(fā)生。教師基于大數(shù)據(jù)來評價學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，作業(yè)問題，進(jìn)而分析學(xué)生在學(xué)習(xí)中的有效性。教師基于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題，可及時采取針對性策略解決問題。教師最終可實(shí)現(xiàn)對學(xué)生進(jìn)行多維評價以及基于評價，進(jìn)一步幫助學(xué)生提升學(xué)習(xí)效率。

二、傳統(tǒng)高中生物學(xué)教學(xué)中存在的不足

（一）教學(xué)方式有待進(jìn)一步改善

普通高中生物學(xué)新課標(biāo)進(jìn)一步突出，教師在教學(xué)實(shí)踐中關(guān)注學(xué)生的個性化指導(dǎo)。但由于受到應(yīng)試的干擾，教師在實(shí)際中，依然按照傳統(tǒng)的應(yīng)試方式來進(jìn)行教學(xué)。同時，缺少大數(shù)據(jù)的支撐，教師在教學(xué)實(shí)踐中主要基于經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷，造成教學(xué)效率低下。因此，教師在教學(xué)實(shí)施過程中，會出現(xiàn)與部分學(xué)生實(shí)際情況不匹配的教學(xué)活動。導(dǎo)致部分學(xué)生對生物學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)動力低下。因此，基于大數(shù)據(jù)支持，教師變革教學(xué)方式將會提升學(xué)生對生物學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和教學(xué)效果。

（二）課堂信息掌握不精準(zhǔn)

在生物學(xué)課堂上，部分教師只基于教材進(jìn)行教學(xué)，但沒有注重學(xué)生實(shí)際情況。由于教師對學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解不夠準(zhǔn)確，且在課堂教學(xué)過程中也不善于變通，很多學(xué)生個性化的需求被忽略。例如，在探究環(huán)境因素對光合作用影響的課程中，教師根據(jù)先前經(jīng)驗(yàn)設(shè)定了課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本節(jié)課的核心重點(diǎn)在于理解不同環(huán)境因素如何具體影響光合作用的過程，而難點(diǎn)則集中在學(xué)生如何掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計的基本原則和數(shù)據(jù)分析。為了引導(dǎo)學(xué)生深入理解這些重難點(diǎn)，教師設(shè)計了一系列問題鏈，旨在逐步引領(lǐng)學(xué)生從基礎(chǔ)概念到復(fù)雜應(yīng)用的理解和運(yùn)用。然而，由于缺乏對學(xué)生先驗(yàn)知識水平和學(xué)習(xí)需求的精準(zhǔn)把握，教師所設(shè)計的問題鏈往往不能有效地促進(jìn)所有學(xué)生的學(xué)習(xí)。從而導(dǎo)致教師在選擇具體的教學(xué)方法時無法針對性地解決學(xué)生的實(shí)際困惑，影響了教學(xué)效果的最大化。此外，未能精確對接學(xué)生需求的教學(xué)策略可能導(dǎo)致學(xué)生對核心概念的理解不深刻，進(jìn)一步影響他們在解決高階問題時的應(yīng)用能力，導(dǎo)致了低效教學(xué)的出現(xiàn)。若教師能通過更有效的途徑了解每位學(xué)生的具體學(xué)情，如定期的學(xué)習(xí)需求調(diào)查、個別反饋會談或是通過學(xué)習(xí)分析工具來收集數(shù)據(jù)，那么他們就能更精準(zhǔn)地調(diào)整教學(xué)策略，設(shè)置更符合學(xué)生實(shí)際需要的問題鏈，從而提高教學(xué)的實(shí)效性和學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

三、大數(shù)據(jù)支持下精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)路徑

基于大數(shù)據(jù)的支持，生物學(xué)教師可以更有效地了解學(xué)生的學(xué)情。教師基于學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行精準(zhǔn)備課-精準(zhǔn)施教-精準(zhǔn)作業(yè)-精準(zhǔn)反饋等閉合環(huán)節(jié)的迭代實(shí)施，將有助于發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，使得教學(xué)體系變得高效和針對性。學(xué)生基于教師有針對性的指導(dǎo)和幫助，將有助于提升學(xué)習(xí)的興趣和學(xué)習(xí)的持續(xù)力。

（一）基于大數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)備課

新學(xué)期開始之前，教師可以設(shè)計一次小測驗(yàn)來評估學(xué)生對細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其功能的理解程度，特別是關(guān)于動植物細(xì)胞的有絲分裂過程。通過這種方式，教師能夠揭示學(xué)生在學(xué)習(xí)這一復(fù)雜過程中遇到的具體困難，從而為他們量身定制教學(xué)方案。

例如，在備課“動植物的有絲分裂”章節(jié)時，教師首先需根據(jù)教學(xué)大綱和教科書內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生提交的預(yù)習(xí)作業(yè)結(jié)果，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析工具來確定他們在理解細(xì)胞周期、有絲分裂各階段特點(diǎn)及其生理意義方面所遇到的難題。這些數(shù)據(jù)幫助教師明確設(shè)定教學(xué)目標(biāo)，精準(zhǔn)識別教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。接著，教師可以通過合理分配教學(xué)資源和時間、規(guī)劃適宜的教學(xué)流程等方式，確保課堂上高效、精準(zhǔn)地進(jìn)行教學(xué)。比如，在具體教學(xué)“動植物的有絲分裂”時，教師要重視新課標(biāo)的要求，針對學(xué)生在掌握有絲分裂各階段特點(diǎn)（如前期的染色體復(fù)制、中期的紡錘體形成、后期的染色體分離等）和動植物細(xì)胞分裂差異上的具體困難進(jìn)行備課。

在實(shí)際教學(xué)中，教師可以根據(jù)這一單元的重難點(diǎn)和學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，引入針對性的實(shí)驗(yàn)演示、模擬動畫和實(shí)踐操作等多元化教學(xué)方法。同時，結(jié)合具體案例分析，如植物細(xì)胞壁的形成和動物細(xì)胞的胞質(zhì)分裂等，提供相應(yīng)的練習(xí)題和探究活動，幫助學(xué)生深入理解有絲分裂的機(jī)制，解決學(xué)習(xí)障礙，從而有效提升生物學(xué)教學(xué)的精準(zhǔn)性和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

（二）基于大數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)施教

在高中生物課程中實(shí)施精準(zhǔn)施教時，教師可以融合精準(zhǔn)教學(xué)方法和有效的課程設(shè)計方案，以提升課堂教學(xué)的精確性和效果。在具體實(shí)施過程中，教師可以利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的“定時器”和“隨機(jī)點(diǎn)名”等工具來精確控制每個教學(xué)活動的時間分配。例如使用“定時器”確保每個教學(xué)階段如講解、討論、實(shí)踐操作等合理的時間分配；而“隨機(jī)點(diǎn)名”的方式能夠增加學(xué)生的參與度，激發(fā)他們在課堂上的積極性，從而有效提高精準(zhǔn)教學(xué)活動的效率[5]。

此外，教師還應(yīng)當(dāng)運(yùn)用數(shù)據(jù)采集和分析工具，對學(xué)生在作業(yè)和測驗(yàn)中的表現(xiàn)進(jìn)行記錄和分析，以便發(fā)現(xiàn)學(xué)生在哪些生物學(xué)概念和問題上最容易出錯，這些關(guān)鍵信息將成為優(yōu)化和調(diào)整教學(xué)方法的重要依據(jù)。比如，如果數(shù)據(jù)顯示學(xué)生在細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換的理解上存在普遍困難，教師可以根據(jù)這一反饋調(diào)整教案，增加更多關(guān)于細(xì)胞呼吸和光合作用的實(shí)際示例和互動討論，幫助學(xué)生構(gòu)建更清晰的知識框架。同時，教師也需要考慮到不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和偏好，合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的順序和教學(xué)方式。例如，對于需要較強(qiáng)邏輯推理能力的遺傳學(xué)內(nèi)容，可以先通過視頻或動畫引入基礎(chǔ)概念，再通過分組討論和角色扮演等互動式教學(xué)策略，逐步引導(dǎo)學(xué)生深入理解。

總之，通過這種有計劃、有針對性的教學(xué)設(shè)計，結(jié)合持續(xù)的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)跟蹤和分析，教師可以有效地針對學(xué)生的個別差異和需要，提供個性化的學(xué)習(xí)支持，促進(jìn)學(xué)生在生物科學(xué)領(lǐng)域的長足進(jìn)步。

（三）基于大數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)作業(yè)

在高中生物課程中，教師可以通過大數(shù)據(jù)技術(shù)來設(shè)計個性化和層次分明的學(xué)習(xí)任務(wù)，以促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和提高學(xué)習(xí)成效。例如，教師可以設(shè)置一系列關(guān)于遺傳學(xué)的作業(yè)，根據(jù)學(xué)生對孟德爾定律理解的不同層次來調(diào)整作業(yè)難度和內(nèi)容。

對于剛開始接觸遺傳學(xué)的學(xué)生，教師可以安排一些基礎(chǔ)的作業(yè)，如填寫遺傳雜交概念圖或標(biāo)記不同特征的豌豆植株，以此來鞏固他們對基本概念的理解。對于那些已經(jīng)顯示出較好理解能力的學(xué)生，教師可以提供更具挑戰(zhàn)性的任務(wù)，例如設(shè)計簡單的遺傳雜交實(shí)驗(yàn)，讓他們預(yù)測后代的特征比例。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師能夠?qū)崟r獲取學(xué)生提交的作業(yè)數(shù)據(jù)，并利用智能分析工具迅速識別出學(xué)生在解決問題時遇到的常見錯誤。例如，如果許多學(xué)生在處理涉及多個基因特征的問題時出錯，大數(shù)據(jù)系統(tǒng)可以自動標(biāo)記這一問題，并反饋給教師。隨后，教師可以根據(jù)這些信息為全班安排一次有針對性的復(fù)習(xí)課，專注于解決這類問題，同時提供額外的練習(xí)題來幫助學(xué)生克服困難。

此外，教師可以使用無紙化的在線作業(yè)系統(tǒng)，不僅使學(xué)生可以在任何地點(diǎn)完成作業(yè)，還可以通過互動式的學(xué)習(xí)軟件增加作業(yè)的趣味性。這種作業(yè)方式可以即時收集學(xué)生的答案并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，讓教師能夠更精確地評估每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。通過這種方式，教師可以及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的具體困難，并根據(jù)這些信息調(diào)整教學(xué)策略，如改變教學(xué)方法、增加圖形或視頻資源等，以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。通過結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)和創(chuàng)新的作業(yè)設(shè)計，高中生物教師可以更有效地實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)策略，確保每個學(xué)生都能在課堂上獲得最大的學(xué)習(xí)收益，并在生物科學(xué)領(lǐng)域取得持續(xù)的進(jìn)步。

（四）借助大數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)反饋

在當(dāng)前高中生物教學(xué)中，精準(zhǔn)反饋機(jī)制的實(shí)施成為提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)成效的關(guān)鍵策略。基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析和應(yīng)用，教師能夠向?qū)W生提供及時、具體且建設(shè)性的反饋，從而促進(jìn)學(xué)生對生物學(xué)概念的深入理解和科學(xué)探究能力的持續(xù)發(fā)展。

首先，通過利用大數(shù)據(jù)分析工具，教師可以對學(xué)生在生物課程中的學(xué)習(xí)行為和成果進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控與評估。例如，通過分析學(xué)生在在線平臺上的互動記錄、作業(yè)提交和測試成績，教師能夠精確識別每個學(xué)生的知識掌握狀態(tài)及其在學(xué)習(xí)過程中遇到的具體困難。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的方法允許教師針對性地調(diào)整教學(xué)策略，為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)建議和資源。其次，精準(zhǔn)反饋不僅限于學(xué)術(shù)成績的提高，更關(guān)注于學(xué)生批判性思維和問題解決能力的培養(yǎng)。在生物實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，教師可以通過視頻分析、同行評議和電子反饋表格等手段，給予學(xué)生具體的操作指導(dǎo)和思考路徑的指引。這樣的反饋方式有助于學(xué)生在理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作之間建立有效的聯(lián)系，深化理解并運(yùn)用生物學(xué)知識解決實(shí)際問題。再者，精準(zhǔn)反饋機(jī)制強(qiáng)調(diào)持續(xù)的互動與溝通。通過建立開放的溝通渠道，如在線討論板、即時消息回復(fù)和定期一對一會談，教師能夠及時回應(yīng)學(xué)生的疑問與需求，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和參與度。此外，鼓勵學(xué)生主動尋求反饋，并根據(jù)反饋進(jìn)行自我調(diào)整，也是培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力和終身學(xué)習(xí)觀念的重要環(huán)節(jié)。

綜上所述，精準(zhǔn)反饋在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用不僅優(yōu)化了教學(xué)過程，提高了教學(xué)效率，更重要的是促進(jìn)了學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)和全面素質(zhì)的發(fā)展。通過這種方式，教育者可以更好地準(zhǔn)備學(xué)生面對未來的挑戰(zhàn)，培養(yǎng)他們成為具有創(chuàng)新能力和批判性思維的生物學(xué)人才。因此，精準(zhǔn)反饋應(yīng)成為現(xiàn)代教學(xué)實(shí)踐中不可或缺的一部分，以實(shí)現(xiàn)教學(xué)與學(xué)習(xí)的最優(yōu)化。

四、總結(jié)

基于傳統(tǒng)高中生物學(xué)教學(xué)目標(biāo)定位不合理、學(xué)情分析不精確、教學(xué)針對性弱等諸多情況，教師利用大數(shù)據(jù)支撐開展生物學(xué)精準(zhǔn)備課-精準(zhǔn)施教-精準(zhǔn)作業(yè)-精準(zhǔn)反饋等環(huán)節(jié)迭代實(shí)施的研究十分具有必要性。以大數(shù)據(jù)支撐的高中生物學(xué)的教學(xué)實(shí)踐，可以極大提升教師的效率。基于大數(shù)據(jù)的支持，教師可以快速獲取學(xué)生學(xué)情，開展精準(zhǔn)教學(xué)。學(xué)生基于大數(shù)據(jù)的支持可以進(jìn)一步提升其生物學(xué)學(xué)習(xí)的信心，進(jìn)而為促進(jìn)學(xué)科育人奠定了基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：邢西深）