數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教學(xué)研究*

沈志斌，王玉家

（1.無錫市輔仁高級中學(xué)，江蘇 無錫 214123；2.江蘇省梅村高級中學(xué)，江蘇 無錫 214112）

一、問題的提出

2000 多年前，孔子提出了因材施教。他認(rèn)識到“知”人的重要，因此十分重視“知”學(xué)生，認(rèn)真分析學(xué)生個性，充分了解學(xué)生之材，近乎完美地實現(xiàn)了因材施教。因材施教成為現(xiàn)代教育的基本原則，這也是歷史上精準(zhǔn)教學(xué)的雛形。

我國最早在1862 年實行班級授課制。班級授課制是為了適應(yīng)社會化大生產(chǎn)的需要，為培養(yǎng)各種各樣的產(chǎn)業(yè)工人而產(chǎn)生的，它強調(diào)的是統(tǒng)一、齊步走。相比于孔子年代的私塾制教學(xué)，班級授課制環(huán)境下教師很難照顧到學(xué)生的個別差異。有學(xué)者這樣評價當(dāng)前的學(xué)校教學(xué)，一個年級就像工廠的一條流水線，不同的學(xué)生，被傳授同樣的教學(xué)內(nèi)容，經(jīng)歷著同樣的進度和難度，面對著同樣的檢測，期望得到同樣的結(jié)果，受教學(xué)者的個性差異被嚴(yán)重忽視。2016 年《人民教育》雜志刊登了文章《論因材施教》，該文通過大量分析論證后指出，在當(dāng)今班級授課制條件下，要實現(xiàn)因材施教，簡直是天方夜譚。

為了實現(xiàn)班級授課制環(huán)境下的因材施教，使教學(xué)更加精準(zhǔn)有效。一種改良的路徑是嘗試小班化教學(xué)、分層教學(xué)、自主選科、跑班上課等形式；另一種改良的路徑則是從技術(shù)與教學(xué)深度融合出發(fā)，運用數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)范式。舍恩伯格與庫克耶合著的《大數(shù)據(jù)時代：生活、工作與思維的大變革》被認(rèn)為是大數(shù)據(jù)研究的開創(chuàng)之作。數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)有望超越計算機輔助教學(xué)，逐步成為大數(shù)據(jù)時代的主流教學(xué)范式。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用探索的快速推進，數(shù)據(jù)驅(qū)動教學(xué)范式呈現(xiàn)出四特征：科學(xué)化、精準(zhǔn)化、智能化和個性化。大數(shù)據(jù)技術(shù)為班級授課制環(huán)境下的因材施教奠定了基礎(chǔ)，使數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教學(xué)成為可能。

二、問題變課題

為了較好地實現(xiàn)班級授課制環(huán)境下的因材施教，走向數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教學(xué)，實現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的有效提升。筆者申報了江蘇省“十二五”立項課題“高中生學(xué)業(yè)成就診斷與評價改革的行動研究”（2011-2015 年）。明確了課題研究的路徑：學(xué)情診斷、讀懂學(xué)生、因材施教、精準(zhǔn)教學(xué)、提升質(zhì)量。考慮到考試（終結(jié)性學(xué)情診斷）環(huán)節(jié)已有網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)采集和分析功能相對比較成熟，但由于相鄰兩次測試的時間間隔較長、沒有批改痕跡、數(shù)據(jù)頻度小，不利于對教學(xué)的及時干預(yù)。唯有常態(tài)化的學(xué)情數(shù)據(jù)采集，才能確保教師及時對教學(xué)中存在的問題及時干預(yù)。因此，筆者從教學(xué)五環(huán)節(jié)中的作業(yè)環(huán)節(jié)（過程性學(xué)情診斷）切入，采集每次作業(yè)的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)跟蹤，開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教學(xué)。

然而，單靠一所學(xué)校的技術(shù)力量，要實現(xiàn)上述目標(biāo)是很難的事。在課題研究過程初期，數(shù)據(jù)分析的軟件已經(jīng)相對成熟。2011 年，我校邀請北京教育考試院張警鵬研究員做課題輔導(dǎo)，張研究員團隊推薦了一個很成熟的數(shù)據(jù)分析軟件，將考試的數(shù)據(jù)導(dǎo)入后能夠提供豐富多彩的可視化分析報表，但沒有解決數(shù)據(jù)的采集問題。后來，筆者與校友合作，通過校企聯(lián)合，學(xué)校提出需求和實驗環(huán)境，企業(yè)負(fù)責(zé)技術(shù)攻關(guān)，共同開發(fā)出“極課大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)”（以下簡稱極課）系統(tǒng)，實現(xiàn)了學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)的常態(tài)化有痕采集，并完成了一輪精準(zhǔn)教學(xué)的實驗，成功實現(xiàn)了教學(xué)質(zhì)量的有效提升，目前項目成果已輻射到全國三千多所基礎(chǔ)教學(xué)學(xué)校。

三、數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教學(xué)實踐成果

1.實現(xiàn)學(xué)情數(shù)據(jù)常態(tài)化有痕采集

沒有學(xué)情大數(shù)據(jù)就沒有精準(zhǔn)教學(xué)，智慧教學(xué)沒有大數(shù)據(jù)就智慧不起來。實現(xiàn)常態(tài)化學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)有痕采集是開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教學(xué)的前提。傳統(tǒng)學(xué)情數(shù)據(jù)采集采用人工“畫正”統(tǒng)計方式，耗時低效，一般教師不能堅持；網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)可以快速采集數(shù)據(jù)，但缺少批改痕跡，對教學(xué)帶來不便。為了使學(xué)情數(shù)據(jù)有痕采集走入常態(tài)化，我們設(shè)計了“先紙質(zhì)批改后掃描錄入”的方案，這樣既遵循傳統(tǒng)又提高效率。具體的做法是，教師登錄“極課教師端”、編制一份作業(yè)或測試卷、賦分值、選擇題賦答案、賦題目的知識點、生成PDF 文件、打印文稿、油印講義、學(xué)生作答、教師批改、掃描采集數(shù)據(jù)、計算并上傳云端保存。實踐表明，一個班的作業(yè)或試卷，一分鐘左右就可以完成數(shù)據(jù)采集上傳，完成傳統(tǒng)約四十分鐘的人工統(tǒng)計工作，極大地提高了數(shù)據(jù)采集的效率，為常態(tài)化有痕學(xué)情數(shù)據(jù)采集奠定了基礎(chǔ)。

2.實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)教學(xué)

教師端可以看到多維度的數(shù)據(jù)分析報表：學(xué)情報告、成績單、作業(yè)逐題分析、詳細(xì)分析報表（班級學(xué)情、試題詳情、年級對比等）、學(xué)生跟蹤等。

（1）實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)糾錯

課堂教學(xué)的常態(tài)是教師必須對上一堂課作業(yè)中暴露出的問題進行補救性教學(xué)，通俗地講就是作業(yè)講評。目前有三種講評形態(tài)存在：第一種是沒有重點，按題號順序講評；第二種是教師憑作業(yè)批改時的印象選擇性評講；第三種是基于采集數(shù)據(jù)精準(zhǔn)評講。作業(yè)講評是課堂教學(xué)常態(tài)化的事件，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)評講，極大地提升了講評的精準(zhǔn)程度，減少講評時間，保障新課教學(xué)時間，從而整體提升課堂教學(xué)的效率。

（2）實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的滾動教學(xué)

每個學(xué)科都有經(jīng)典的知識難點。通常教師會形成思維定勢，即我們這樣的生源，這個難點知識只能有這樣的得分率。突破難點，需要教師有智慧地組織教學(xué)。在一輪精準(zhǔn)教學(xué)實驗中，我們就物理學(xué)科某個難點知識（系統(tǒng)勻加速運動中的變力問題）構(gòu)成的綜合問題，開展數(shù)據(jù)驅(qū)動的滾動教學(xué)實驗，先后組織三次變式教學(xué)，時間跨度半年有余。實驗數(shù)據(jù)如圖1 所示，實現(xiàn)了量變到質(zhì)變的教學(xué)效果。實驗表明，對于知識難點，教師不能指望一次性教學(xué)就能達到理想的效果，依據(jù)艾賓浩斯遺忘曲線，教師必須有課程意識，適時進行滾動教學(xué)、變式練習(xí)，一般三輪教學(xué)就可以達到較好效果?；谏鲜鰧嶒灲Y(jié)論，我們將其應(yīng)用到日常教學(xué)中，周末學(xué)習(xí)任務(wù)就選擇一周內(nèi)的高頻錯題進行變式作業(yè)。

圖1

（3）實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的精準(zhǔn)輔導(dǎo)

教師在備課時有個基本目標(biāo)，即一堂課實施后有80%的學(xué)生能掌握就認(rèn)為達標(biāo)了。也就是說，教師在備課時已經(jīng)將20%的學(xué)生邊緣化了，因此課后的個別輔導(dǎo)是課堂教學(xué)的必要補充。課后輔導(dǎo)需要解決兩個根本問題：一是誰需要輔導(dǎo)；二是他的主要問題是什么。利用極課數(shù)據(jù)可以方便地解決上述問題，由于在掃描錄入時，所有學(xué)生的錯題均被系統(tǒng)保存下來，教師通過查看學(xué)生的錯誤解答，了解其錯誤歸因，開展精準(zhǔn)輔導(dǎo)。通過常態(tài)化數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)為每個學(xué)生自動生成了學(xué)業(yè)檔案，如圖2 所示。跟蹤學(xué)生的學(xué)業(yè)發(fā)展水平，教師利用學(xué)生學(xué)業(yè)檔案，可以大大提升精準(zhǔn)輔導(dǎo)的效果。

圖2

3.實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的個性化學(xué)習(xí)

（1）實現(xiàn)一鍵導(dǎo)出錯題

每個學(xué)生都是一個鮮活的個體，不同的學(xué)生經(jīng)歷著不同的學(xué)習(xí)過程，有著不同的學(xué)習(xí)體念，隨著學(xué)業(yè)的不斷積累，其自身的知識結(jié)構(gòu)也不相同，尤其是知識和方法的缺陷不相同。極課自動記錄著每個學(xué)生的這種缺陷。依據(jù)艾賓浩斯遺忘理論，為了與遺忘作斗爭，及時復(fù)習(xí)十分重要，每周或每月，學(xué)生通過極課下載自己的錯題本并訂正，學(xué)會知識管理，就是一種很好的個性化學(xué)習(xí)方式，錯題重做的習(xí)慣即是一種很好的學(xué)習(xí)能力。

（2）實現(xiàn)個性化資源推送

長期以來，教師一直有一個夢想，就是為每個學(xué)生定制課程資源，實現(xiàn)個性化教學(xué)。這個夢想受技術(shù)和資源條件的限制，一直無法實現(xiàn)。通過常態(tài)化學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)采集、云計算和云存儲，極課可以為每個學(xué)生定制教學(xué)資源，如一份作業(yè)、一個視頻、一個微課等。筆者所在學(xué)校已經(jīng)完成三屆學(xué)生的個性化數(shù)學(xué)暑假作業(yè)精準(zhǔn)推送，未來將進一步擴大個性化應(yīng)用場景，通過人工智能的方式為每個學(xué)科命制單元練習(xí)、期中、期末考試卷；為每個班級定制個性化作業(yè)等。

4.實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的教學(xué)管理

（1）教學(xué)反思呈現(xiàn)常態(tài)化

美國心理學(xué)家波斯納提出：教師成長＝經(jīng)驗+反思。每次作業(yè)或考試的數(shù)據(jù)，大到總均分，小到每小題的得分率，教師可以通過電腦系統(tǒng)或手機APP 互相查看，這使教師間的交流和反思成為常態(tài)，給教學(xué)管理帶來了極大的方便，促進了教師的專業(yè)成長。

（2）學(xué)風(fēng)監(jiān)測呈現(xiàn)常態(tài)化

毫無疑問，學(xué)風(fēng)與學(xué)業(yè)成就是正相關(guān)的。通過作業(yè)跟蹤圖線、測試跟蹤圖線的比較，管理者很容易發(fā)現(xiàn)考試與作業(yè)是否表現(xiàn)一致。如果表現(xiàn)有明顯的不一致，這個班級（或?qū)W生）的學(xué)風(fēng)肯定是有問題的，管理者可以及時干預(yù)。圖3 為實踐過程中監(jiān)測到的異常情況，這個班級的作業(yè)表現(xiàn)為年級平均水平，而考試表現(xiàn)均在平均水平以下。

圖3

（3）校本資源建設(shè)常態(tài)化

教學(xué)要取得好的效果，必須結(jié)合自身學(xué)校的實際。有很多帶有校本字眼的概念，如校本研究、校本課程、校本資源、校本題庫等。筆者曾經(jīng)到上百所學(xué)校進行講學(xué)，真正有校本題庫的學(xué)校并不多，大多學(xué)校的教學(xué)依賴于教輔資料。

通過常態(tài)化數(shù)據(jù)采集，極課將每一個習(xí)題、每一份試卷都自動納入本校題庫，這樣就融校本題庫建設(shè)于日常教學(xué)工作中，通過一輪的實踐，就建成了真正意義上的校本題庫?！拌F打的校園流水的學(xué)生”，教學(xué)帶有周期性重復(fù)的成分，從這個意義上講，新一輪的學(xué)科教學(xué)，我們只需在原來的基礎(chǔ)上作一些取舍就可以了。其實外面的教輔用書，即使每年修訂也只是換掉20%左右的題目，至于換掉哪些題目，標(biāo)準(zhǔn)可能只是情景的新舊?！皹O課校本題庫”則不然，因為每個習(xí)題、每份試卷都經(jīng)歷過本校學(xué)生的實際演練，帶有校本的數(shù)據(jù)屬性（難度、區(qū)分度），這就是數(shù)據(jù)的價值。通常一個學(xué)校生源不會突變，上一輪的練習(xí)80%左右可以保留，換掉20%左右即可，至于換掉什么題目，可以依據(jù)難度、區(qū)分度來取舍。筆者所在的學(xué)校，通過三年多的精準(zhǔn)教學(xué)實踐，積累了五千多套校本作業(yè)和試卷?！秶鴦?wù)院辦公廳關(guān)于新時代推進普通高中育人方式改革的指導(dǎo)意見》提出：“提高作業(yè)設(shè)計質(zhì)量，精心設(shè)計基礎(chǔ)性作業(yè)，適當(dāng)增加探究性、實踐性、綜合性作業(yè)。積極推廣應(yīng)用優(yōu)秀教學(xué)成果，推進信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，加強教學(xué)研究和指導(dǎo)”。通過對學(xué)生發(fā)放的調(diào)查問卷，得出的學(xué)生對作業(yè)的要求是：典型性、拓展性、多樣性、分層性、個性化。我們提出了“自編課時練，提升軟實力”行動計劃，新學(xué)期開始，多數(shù)學(xué)科不再購買校外的紙質(zhì)教輔。

四、結(jié)束語

目前，多數(shù)學(xué)校信息化硬件設(shè)施有了較好的基礎(chǔ)，但真正能夠助力教育質(zhì)量提升的是軟件系統(tǒng)的常態(tài)化應(yīng)用。筆者認(rèn)為，不能提升教學(xué)質(zhì)量的信息化沒有生命力；不能為全體師生共享的信息化沒有生命力；不能融入師生日常工作學(xué)習(xí)狀態(tài)的信息化沒有生命力；沒有大數(shù)據(jù)的支撐，智慧教育就“智慧”不起來。