大數(shù)據(jù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用探究

摘?要：新課標(biāo)指出，未來課堂的建設(shè)必須以學(xué)生的自主、合作、探究為重點，培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。換言之，未來的課堂是群學(xué)、自學(xué)、對學(xué)的課堂。大數(shù)據(jù)的發(fā)展，為教育教學(xué)開辟了一個新的途徑，利用大數(shù)據(jù)，探究未來小學(xué)數(shù)學(xué)課堂模式的構(gòu)建，對培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)意義重大。本文以大數(shù)據(jù)在小學(xué)課堂中的應(yīng)用為基礎(chǔ)，圍繞大數(shù)據(jù)課前自學(xué)、課堂跟蹤、課后評價的構(gòu)建，提出相應(yīng)的意見和建議，以期能夠為未來小學(xué)數(shù)學(xué)課堂的構(gòu)建提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);小學(xué)數(shù)學(xué);應(yīng)用

一、 相關(guān)背景

2015年，中國國務(wù)院發(fā)布《促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》，明確提出建立完善的教育文化大數(shù)據(jù)要求。此后，全國各地開始將大數(shù)據(jù)引入到現(xiàn)代化課堂中，建立了微課、慕課、大群體課等課堂新模式。但是由于仍處在探索階段，在利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行課堂分析和教學(xué)的時候，采集難，非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)多、周期性明顯，與其他年級學(xué)生存在共同特點多、注重因果而忽略教學(xué)策略等現(xiàn)象頻出，給教育帶來了困難。

充分利用好大數(shù)據(jù)，解決其目前利用中的困難，需要進(jìn)行不同方面的改進(jìn)和探索，以克服大數(shù)據(jù)帶來的片面教育現(xiàn)狀。正如陶行知在1946年《小學(xué)教師與民主運(yùn)動》文章中的描述：“教學(xué)方法要采用自動的方法，啟發(fā)的方法，手腦并用的方法，教學(xué)做合一的方法，并且要使學(xué)生注重全面教育以克服片面教育;注重養(yǎng)成終身好學(xué)之學(xué)習(xí)習(xí)慣，以克服短命教育。在現(xiàn)狀下，尤須進(jìn)行六大解放，把學(xué)習(xí)的基本自由還給學(xué)生……”在此背景下，筆者基于陶行知教學(xué)做合一的理念，探究大數(shù)據(jù)課堂中，如何做到啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力，將自由還給學(xué)生。

二、 大數(shù)據(jù)在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用方式

對于教育尤其是數(shù)學(xué)教育而言，大數(shù)據(jù)的利用顯得尤其重要。數(shù)學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)相對困難的學(xué)科，利用大數(shù)據(jù)測試分析，可以針對性找到每個學(xué)生的弱點，然后因材施教，給出相應(yīng)的報告以及解決方案，幫助學(xué)生提高興趣，提升能力。其具體的應(yīng)用形態(tài)如下：

（一） 小樣本形態(tài)構(gòu)建班級包容性非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)

在教育的過程中，很多老師都會采用常規(guī)的方法，針對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析，然后采取不同的教學(xué)方式。這一方法效率低、時間長，不利于小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的有效開展。若利用大數(shù)據(jù)，建立完整的“學(xué)生數(shù)學(xué)能力綜合練習(xí)平臺”，鼓勵學(xué)生在課堂中表現(xiàn)自己，進(jìn)行場景模擬、上臺演講、自主講題、自主在線答題等，然后將這一系列表現(xiàn)，由綜合練習(xí)平臺以全景記錄的方式納入數(shù)據(jù)庫，結(jié)合學(xué)生在線測評成績以及微表情分析，出具相關(guān)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、學(xué)習(xí)態(tài)度分析、學(xué)習(xí)能力等個人報告，并由教師根據(jù)報告制訂教學(xué)方案，由大數(shù)據(jù)平臺檢測教學(xué)方案執(zhí)行效果，可以有效地幫助學(xué)生選擇最適合，效率最高的教學(xué)模式以及練習(xí)方式。比如在學(xué)習(xí)《乘除法的應(yīng)用》時，教師在課前，將學(xué)生的學(xué)習(xí)情況錄入到計算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中，然后計算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)績效得分，將題庫中的題目分級整理，以文檔的形式保存，教師結(jié)合導(dǎo)學(xué)案，根據(jù)導(dǎo)出的題目，設(shè)計課堂內(nèi)容。學(xué)生在課堂上，采用小組交流的新式，探究乘除法在生活中的應(yīng)用，并模擬日常計數(shù)等場景，學(xué)會靈活使用。最后，教師根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)以及性格分析報告，結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺，分層布置作業(yè)。

（二） 持續(xù)動態(tài)跟蹤

在小學(xué)數(shù)據(jù)課堂中，利用數(shù)字學(xué)習(xí)平臺、移動學(xué)習(xí)終端、智能穿戴設(shè)備等，讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實中體驗與數(shù)學(xué)相關(guān)的真實場景，并結(jié)合課本所要學(xué)習(xí)的知識點，獲得解題思路，將更有利于學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)與數(shù)學(xué)興趣愛好的構(gòu)建。比如，在教學(xué)生學(xué)習(xí)加減法的時候，可以利用大數(shù)據(jù)智能設(shè)備，進(jìn)行集市購物等虛擬現(xiàn)實活動，啟發(fā)學(xué)生，保證學(xué)生的手腦并用。在進(jìn)行完虛擬現(xiàn)實模擬之后，記錄相關(guān)資料。在學(xué)期末的時候，教師對每節(jié)課的學(xué)生資料分析進(jìn)行總結(jié)，由大數(shù)據(jù)平臺給出相關(guān)意見，持續(xù)跟蹤學(xué)生狀態(tài)，對于變化不大的學(xué)生，積極探索新的教學(xué)方案。

（三） 學(xué)習(xí)儀表盤的應(yīng)用

學(xué)習(xí)儀表盤，即通過大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)平臺，記錄學(xué)生的登錄次數(shù)、學(xué)習(xí)時間、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)能力等數(shù)據(jù)信息，對學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、習(xí)慣、情緒予以記錄。最終以數(shù)字或者是表格的方式，展示給老師。老師在對學(xué)生的綜合數(shù)據(jù)分析后，根據(jù)全班的情況以及此前課堂模式的評價，找出最適合的教學(xué)方案，全方位培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

三、 大數(shù)據(jù)在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中的應(yīng)用策略

（一） 課前自主制作預(yù)習(xí)問題卡

大數(shù)據(jù)平臺的應(yīng)用是目前大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用中最為典型的方式，相對于其他大數(shù)據(jù)模式，已經(jīng)發(fā)展得非常成熟。故而，利用大數(shù)據(jù)平臺，進(jìn)行大數(shù)據(jù)課堂的構(gòu)建，是較為可行的方式。

大數(shù)據(jù)平臺集云計算、大數(shù)據(jù)、傳統(tǒng)教學(xué)于一體，可以針對性地讓學(xué)生練習(xí)，教師只需要批改作業(yè)，就可以生產(chǎn)自動的學(xué)情報告。在課前的應(yīng)用中，教師可以適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生按照本節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容，制作符合自己的問題卡。在預(yù)習(xí)課本的基礎(chǔ)上，在數(shù)據(jù)平臺中輸入自己的興趣愛好，由數(shù)據(jù)平臺按照學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，給出學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生帶著這些任務(wù)，自己到生活中去實踐探究，找到解決方案或者是做調(diào)研報告。將不懂的問題傳輸數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)平臺給出相關(guān)評價。比如在學(xué)習(xí)“三角形”的時候，教師可以讓學(xué)生在平臺中選擇自己喜歡的模式，比如“社會實踐模式”“小制作模式”“科學(xué)之旅模式”等等，如果學(xué)生點擊其中一個模式，數(shù)據(jù)平臺就會給出與三角形問題有關(guān)的該模式的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生按自己的想法完成課前任務(wù)，并對自己遇到的困難、不懂的問題進(jìn)行記錄。

（二） 課堂以大數(shù)據(jù)模擬演練

學(xué)生在完成課前預(yù)習(xí)以及任務(wù)之后，將信息傳入到大數(shù)據(jù)分析平臺，在課堂上，教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)情診斷報告，結(jié)合學(xué)生興趣點，采用不同的教學(xué)模式。并讓學(xué)生將不懂的問題，以小組討論的方式自主解決，教師充當(dāng)引導(dǎo)者，在必要的時候予以點撥。學(xué)生在課堂上利用大數(shù)據(jù)情景模擬、場景還原，抽取每個學(xué)生課前實踐的情況，引導(dǎo)所有學(xué)生參與點評，比如實踐方式、實踐內(nèi)容的評判等，讓抽取的學(xué)生知道自己的不足與缺點。在深入教學(xué)中，教師還可以利用大數(shù)據(jù)幫助學(xué)生針對性選擇自己的薄弱點，由大數(shù)據(jù)平臺組合出有效的練習(xí)習(xí)題，雖然每個學(xué)生的習(xí)題并不相同，但是卻能夠最為有效的幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績。對于表達(dá)能力不強(qiáng)、動手能力不強(qiáng)等問題學(xué)生，也可以以虛擬現(xiàn)實的方式，幫助建立信心。

（三） 課后以大數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)情況分析

在大數(shù)據(jù)的課堂利用中，教師在課后只需要在線批改作業(yè)，就能夠完成學(xué)情診斷，對此，教師要充分利用這一優(yōu)點，對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行分析。

學(xué)生的學(xué)習(xí)情況分析要告別傳統(tǒng)的以教師為根本的分析方式，而是由學(xué)生匿名根據(jù)數(shù)據(jù)報告自主評價之后，教師再結(jié)合作業(yè)批改情況進(jìn)行打分分析。最后，利用大數(shù)據(jù)平臺，可以看到課后測驗的平均分、分?jǐn)?shù)分布、班級整體學(xué)生能力評估等數(shù)據(jù)信息。對于學(xué)生的成績單，可以點擊得到某一學(xué)生的具體情況、本階段的持續(xù)學(xué)習(xí)情況等。并且教師可以通過逐題分析的方式，了解每個習(xí)題的出錯率，出錯原因，出錯學(xué)生名單等，更有利于針對性培養(yǎng)。

（四） 充分利用多種大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，幫助學(xué)生加深理解

在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，可以發(fā)現(xiàn)，小學(xué)生抽象能力不強(qiáng)，往往能發(fā)現(xiàn)彼此的差異但提煉不出共性來。比如：低年級的學(xué)生，對長方形的概念模糊不清，大多數(shù)僅僅知道箱體是長方形，并不知道書籍也是長方形。再比如：教師讓學(xué)生繪畫三角形的時候，雖然他們有很多人能夠畫出不同類型的三角形，但是卻始終無法理解和歸納總結(jié)三角形的特征。對此，可以從以下幾個方面入手，綜合利用多種模式，幫助學(xué)生加深理解。

第一，是充分借助于大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)課程資源，比如微課等，將一些短視頻，按照碎片化學(xué)習(xí)的需求，組裝串聯(lián)，然后按照學(xué)生的興趣和個性化要求，結(jié)合數(shù)字教材，分配給學(xué)生。

第二，充分借助于大數(shù)據(jù)信息編碼系統(tǒng)，對小學(xué)數(shù)學(xué)所使用到的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動分類編碼，并按照難易程度、時間、身份信息等內(nèi)容，儲存起來，以便于教師能夠更好地進(jìn)行學(xué)生管理和知識模塊的精準(zhǔn)識別;

第三，充分利用慕課課堂等新型網(wǎng)絡(luò)課堂，做好知識團(tuán)的整理工作，對所學(xué)的是知識點以及涉及的學(xué)習(xí)背景、數(shù)學(xué)本質(zhì)關(guān)聯(lián)信息等，利用大數(shù)據(jù)，創(chuàng)設(shè)合理的模擬情景，有效的啟發(fā)學(xué)生獨立思考;

第四，從習(xí)題開始，借助于大數(shù)據(jù)App，幫助學(xué)生完成相關(guān)訓(xùn)練，并將學(xué)生作答的結(jié)果，及時準(zhǔn)確地反映到系統(tǒng)當(dāng)中，給出對錯和正確答案，幫助學(xué)生深度診斷自己錯誤的原因，為以后的學(xué)習(xí)提供幫助。

此外，教師還需要不斷地按照大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的更新迭代，結(jié)合教學(xué)任務(wù)，做出合理的調(diào)整，選擇使用不同的大數(shù)據(jù)方式。讓教學(xué)實現(xiàn)高度個性化，按需設(shè)課。

四、 反思與總結(jié)

大數(shù)據(jù)課堂的構(gòu)建和應(yīng)用，可以促進(jìn)學(xué)科的精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)，讓教師在教學(xué)中更具有針對性，教師可以輕而易舉地根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，分析班級學(xué)習(xí)情況以及學(xué)生的個人學(xué)習(xí)情況，找出共性問題，調(diào)整教學(xué)策略。在對作業(yè)的批改中，教師還可以得到及時反饋，了解學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)，定制個性化練習(xí)。此外，在查缺補(bǔ)漏、資源共享、建立家長與教師聯(lián)系等方面，大數(shù)據(jù)同樣發(fā)揮了不可替代的作用，在未來，大數(shù)據(jù)課堂模式將成為新的創(chuàng)新點，不斷得到發(fā)展。

不過，從目前的大數(shù)據(jù)課堂實踐看，教師的主體作用被淡化，學(xué)生與教師之間的情感連接被打破，基于此，學(xué)生的主觀能動性不能得到充分的發(fā)揮，學(xué)生的學(xué)習(xí)逐漸被冰冷的數(shù)據(jù)取代。以數(shù)學(xué)學(xué)科的課堂構(gòu)建為例，大數(shù)據(jù)課堂對部分知識點的劃分不夠細(xì)致，教師以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的分析，缺少對不同解題思路的劃分。雖然一些教師在大數(shù)據(jù)課堂中也結(jié)合生活融入了場景化教學(xué)，但是，效果并不明顯。

因此，在未來大數(shù)據(jù)課堂的構(gòu)建與利用中，要以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為方式。結(jié)合“翻轉(zhuǎn)課堂”“數(shù)據(jù)課堂”“戶外課堂”等進(jìn)行綜合考量，不能依靠單一的課堂模式對學(xué)生進(jìn)行教育。需要讓學(xué)生在社會實踐中得到提高，在真實生活中感受數(shù)學(xué)的魅力，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識，不斷探索，不斷進(jìn)步。

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作者簡介：

徐建干，二級教師，江蘇省南京市，南京市上元小學(xué)。