大數(shù)據(jù)在初中數(shù)學(xué)課堂中的應(yīng)用分析

李林康

（山西大同大學(xué)數(shù)計(jì)學(xué)院，大同 037009）

1 引言

當(dāng)前我國對(duì)教育事業(yè)不斷地改革，大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來以及人工智能的迅速發(fā)展推動(dòng)了改革進(jìn)程。尤其是在圍棋高手?jǐn)〗o了阿爾法狗之戰(zhàn)后，引起了全世界軒然大波，人們對(duì)人工智能技術(shù)更加關(guān)注，大數(shù)據(jù)與人工智能的優(yōu)勢(shì)也得到了廣泛的認(rèn)可。要想更好地對(duì)教育教學(xué)改革，將兩者結(jié)合使必然趨勢(shì)，但是如何將兩者的優(yōu)勢(shì)結(jié)合并成功應(yīng)用在教育教學(xué)中成為目前研究的重點(diǎn)。本文以大數(shù)據(jù)及人工智能應(yīng)用在初中階段的數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行介紹。

2 教學(xué)背景

數(shù)學(xué)初中階段是非常重要且相對(duì)較難的學(xué)科，數(shù)學(xué)成績的高低嚴(yán)重影響學(xué)生整體的學(xué)習(xí)水平，是造成兩極分化的重要因素。因此，初中數(shù)學(xué)教師在教學(xué)過程中要考慮每一名學(xué)生的綜合素質(zhì)，主要包括目前掌握的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)狀況和理解、接受事物的能力制定合理的教學(xué)方案，有必要的話對(duì)同一班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行分層教學(xué)。也就是通過學(xué)生綜合素質(zhì)情況將學(xué)生分為不同的學(xué)習(xí)小組，每一小組的學(xué)生學(xué)習(xí)水平相當(dāng)。分層處理之后，制定不同的教學(xué)方案和教學(xué)目標(biāo)以適應(yīng)不同層次的學(xué)生，每隔一個(gè)學(xué)習(xí)階段做一個(gè)個(gè)性化的綜合評(píng)價(jià)以調(diào)整組內(nèi)成員的變化。這種教學(xué)方式可以使每一個(gè)學(xué)生都能夠真正進(jìn)入課堂融入到學(xué)習(xí)環(huán)境中[1]。

3 結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，合理教學(xué)

3.1 因材施教

傳統(tǒng)教學(xué)模式基本上采用的是教師主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)接受的形式，這種教學(xué)方法限制了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)習(xí)積極性差，因此取得的效果并不明顯。新課標(biāo)提出了教學(xué)新標(biāo)準(zhǔn)，要求在課堂教學(xué)過程中以學(xué)生為本，充分發(fā)揮每一個(gè)學(xué)生的自主性，教師起引導(dǎo)作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，注重學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。要達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)可采用分層教學(xué)，通過分析學(xué)生學(xué)習(xí)情況制定最合理的教學(xué)方案，課堂上通過布置個(gè)性化任務(wù)讓每個(gè)學(xué)生能夠發(fā)揮主觀能動(dòng)性，真正做到因材施教。具體實(shí)施過程分以下三個(gè)部分介紹。

首先，要做到因材施教，教師要首先掌握每一個(gè)學(xué)生的實(shí)際情況，把握班級(jí)的整體學(xué)情，從而才能針對(duì)性地制定教學(xué)方案。要想更加快速精確地獲取每一個(gè)學(xué)生真正的綜合學(xué)習(xí)素質(zhì)，最有效的方法就是利用大數(shù)據(jù)和人工智能等高科技技術(shù)來為之服務(wù)。比如教師要講解初三數(shù)學(xué)的“一元二次方程”，可以在授課前給學(xué)生下發(fā)預(yù)習(xí)本節(jié)的任務(wù)，并準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)木毩?xí)題，由學(xué)生自主完成，然后利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)對(duì)學(xué)生完成的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行分析，并實(shí)時(shí)地展示出每一個(gè)學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，教師可以根據(jù)發(fā)反饋的結(jié)果制定教學(xué)方案。

其次，教師在教學(xué)過程中要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。比如可以增加小組比賽學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，小組內(nèi)互相交流幫助，共同學(xué)習(xí)，小組之間形成競(jìng)爭的狀態(tài)，教師及時(shí)的對(duì)每個(gè)小組的表現(xiàn)打分并作出適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)。另外也可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和小組成員的狀況安排不同的任務(wù)，小組內(nèi)對(duì)任務(wù)再進(jìn)行更細(xì)致的劃分，同時(shí)對(duì)不同的任務(wù)展開，各小組在完成任務(wù)過程中可以自抒己見，最終結(jié)果也會(huì)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)，教師根據(jù)學(xué)生狀態(tài)和掌握水平不斷調(diào)整講解重點(diǎn)，從而高效的完成教學(xué)。

最后，在課堂教學(xué)后給學(xué)生準(zhǔn)備必要的作業(yè)練習(xí)以及相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)的途徑，讓學(xué)生課下依照自己的興趣去學(xué)習(xí)和鞏固[2]。大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)結(jié)合可以為每一個(gè)學(xué)生建立知識(shí)能力圖譜，從而使教師根據(jù)圖譜智能地布置個(gè)性化練習(xí)，滿足各個(gè)層次學(xué)生需求。

3.2 結(jié)合大數(shù)據(jù)分析方法，提高解題能力

采用何種方法培養(yǎng)中學(xué)校的數(shù)學(xué)思維，提高學(xué)生思考的深入性、靈活性和創(chuàng)造性應(yīng)是中學(xué)數(shù)學(xué)老師關(guān)注的焦點(diǎn)。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)利用大數(shù)據(jù)分析的方法關(guān)注中學(xué)生對(duì)所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握情況，通過計(jì)算機(jī)分析得出每道題的正確率，做到熟悉學(xué)生具體的做題情況，為進(jìn)一步教學(xué)做指導(dǎo)。中學(xué)數(shù)學(xué)老師應(yīng)根據(jù)學(xué)生不同作答掌握學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握情況。用高速掃描儀將學(xué)生測(cè)評(píng)考卷或作業(yè)錄入電腦，通過大數(shù)據(jù)分析每個(gè)選項(xiàng)或答案出現(xiàn)的人數(shù)和比例，具體了解學(xué)生的做題情況，以便初中數(shù)據(jù)老師能夠更輕松的整理學(xué)情，分析學(xué)生存在的思維誤區(qū)或計(jì)算問題等。老師還可以采用云平臺(tái)查找并批改學(xué)生的試卷和作業(yè)。這樣能夠有效提高中學(xué)數(shù)學(xué)老師查找學(xué)生不同解法或不同錯(cuò)誤的效率。充分挖掘“眾人的智慧，挖掘一道題的不同解法”。使學(xué)生能夠做到一題多解，舉一反三，在對(duì)比解法中找到最適合自己的方法，有效提高學(xué)生的解題能力。

3.3 有的放矢的考后講評(píng)

中學(xué)數(shù)學(xué)對(duì)學(xué)生考試測(cè)評(píng)的目的一方面是考試教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，更為重要的是發(fā)現(xiàn)問題并找出解決問題的方案，中學(xué)數(shù)學(xué)的考后講評(píng)是數(shù)學(xué)教學(xué)十分重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)模式是在考后的講評(píng)中，采用通篇的對(duì)所有問題進(jìn)行講解，從開始講到最后一題，而需要重點(diǎn)講解的知識(shí)點(diǎn)都是根據(jù)老師多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)判斷，缺少有力的理論數(shù)據(jù)支撐，很難做到對(duì)有些問題有的放矢。但基于大數(shù)據(jù)和人工智能的考后講評(píng)就可以完美解決以往存在的問題，通過對(duì)班級(jí)內(nèi)學(xué)生考試試卷的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，能夠直觀的看出并掌握學(xué)生答題的進(jìn)度和正誤情況，能夠?qū)崟r(shí)的查看學(xué)生考試中出現(xiàn)的高頻錯(cuò)題、高頻知識(shí)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的學(xué)生名單[3]。另外，根據(jù)考情數(shù)據(jù)及考標(biāo)要求，還能夠合理的安排講評(píng)的重點(diǎn)及講評(píng)順序。

中學(xué)數(shù)學(xué)老師利用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，能夠完成一鍵布置線上及線下的個(gè)性化隨堂練習(xí)和針對(duì)性作業(yè)，針對(duì)不同學(xué)生的數(shù)據(jù)分析其薄弱環(huán)節(jié)加強(qiáng)訓(xùn)練?；趯?duì)學(xué)生個(gè)性化的訓(xùn)練結(jié)果分析能夠幫助教師掌握班級(jí)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)情況，其中主要包括：作業(yè)的完成情況、作業(yè)完成分析以及學(xué)生薄弱知識(shí)點(diǎn)的分析等指標(biāo)，并展現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)后班級(jí)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的成果。同時(shí)，基于針對(duì)學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)的個(gè)性化練習(xí)能夠較好的呈現(xiàn)高頻錯(cuò)題，幫助老師深層次的了解班級(jí)考評(píng)情況。所以，初中數(shù)學(xué)教師在考試測(cè)評(píng)后，要先整理把握學(xué)生的整體學(xué)習(xí)情況以及每位學(xué)生的個(gè)性化的學(xué)習(xí)情況，以在考后的講評(píng)中做到有的放矢。

3.4 基于分析結(jié)果，合理制定教案

通過大數(shù)據(jù)分析能夠反映出學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，所以初中數(shù)學(xué)老師不能再單純的抱怨學(xué)生學(xué)習(xí)差、注意力不集中或者不認(rèn)真等情況，而是要主動(dòng)反思在教學(xué)過程中是否做到了高效教學(xué)，要重視學(xué)生的現(xiàn)有認(rèn)知情況，并制定不同的方案以照顧到不同水平的學(xué)生，結(jié)合科學(xué)合理的授課方法，建立高效學(xué)習(xí)的課堂。比如，在初中數(shù)學(xué)定理的推導(dǎo)教學(xué)中，教師可以舉特例做出示范，讓學(xué)生分組分工合作，主動(dòng)研究分析存在的特殊情況，之后再采用推導(dǎo)證明公式的方式驗(yàn)證其正確性。采用這種方式教學(xué)，能夠幫助初中生更深層次的理解課本上的定理和公式，促進(jìn)了學(xué)生之間的互助交流，能夠大幅提高班級(jí)整體的數(shù)學(xué)課堂授課效率，而分工合作有能夠突出學(xué)生自主學(xué)習(xí)的地位，有利于幫助制造和諧的數(shù)學(xué)課堂[4]。

4 展望

基于大數(shù)據(jù)分析下的初中數(shù)學(xué)教學(xué)，教師要更新教學(xué)理念，逐步探索培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引入數(shù)據(jù)分析，提高學(xué)生的計(jì)算能力，制定合理的教學(xué)方案，讓學(xué)生活躍起來主動(dòng)學(xué)習(xí)。另外，在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，因?yàn)楹⒆拥乃讲煌?，教師要保有足夠的耐心，逐步去引?dǎo)學(xué)生，以學(xué)生的眼光去看待初中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)，去分析解決學(xué)生實(shí)際存在的問題；教師還要有開放的教學(xué)思想，改變以往落后的教學(xué)模式，在大數(shù)據(jù)的幫助下實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。

[1] 劉運(yùn)萍.信息技術(shù)在初中數(shù)學(xué)課程中的應(yīng)用研究[D].北京理工大學(xué)，2015.

[2] 王艷艷，杜圣強(qiáng).運(yùn)用慧學(xué)云平臺(tái)開展初中數(shù)學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)[J].中國教育技術(shù)裝備，2017（19）：24-25.

[3] 龐敬文，張宇航，王夢(mèng)雪，樊雅琴，解月光.基于微課的初中數(shù)學(xué)智慧課堂構(gòu)建及案例研究[J].中國電化教育，2016（05）：65-71.

[4] 葛余常.基于大數(shù)據(jù)分析的微課開發(fā)及應(yīng)用研究[J].中小學(xué)教師培訓(xùn)，2017（09）：32-36.