大數(shù)據(jù)助力高中地理精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)踐探索

張榮 閆杰

精準(zhǔn)教學(xué)是指在師生教學(xué)行為中，通過海量數(shù)據(jù)測量獲得學(xué)生的學(xué)習(xí)行為結(jié)果，并依據(jù)結(jié)果結(jié)合各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)生發(fā)展的實(shí)際情況，遵循教學(xué)和學(xué)生的成長規(guī)律，聚焦教學(xué)的全過程，準(zhǔn)確把握教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，以提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的教學(xué)模式?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出，借助大數(shù)據(jù)、人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息技術(shù)的學(xué)習(xí)，是面向未來的學(xué)習(xí)方式之一。因此，在信息化2.0時(shí)代，地理教師要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展，積極將大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)引入教學(xué)實(shí)踐，精準(zhǔn)施教，主動利用平板電腦等移動設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)即時(shí)交流工具獲得學(xué)生學(xué)習(xí)情況，引導(dǎo)學(xué)生開展自主、合作、探究等多種活動，讓課堂提質(zhì)增效。本文以“地球運(yùn)動專項(xiàng)復(fù)習(xí)”課中的地理實(shí)踐活動為例，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)突破教學(xué)重難點(diǎn)，助力高中地理精準(zhǔn)教學(xué)活動的開展。

一、課前：以大數(shù)據(jù)為先導(dǎo)，精準(zhǔn)把握學(xué)情

一次單元課后練習(xí)，會給教師帶來什么樣的數(shù)據(jù)？是冰冷的分?jǐn)?shù)，還是簡單的小組平均分對比？在大數(shù)據(jù)時(shí)代，教育要從關(guān)注宏觀教學(xué)走向關(guān)注微觀個(gè)體，教師要更加重視對學(xué)生個(gè)體需求的研究，面向更為真實(shí)的學(xué)生個(gè)體。

（一）數(shù)據(jù)調(diào)研，精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)問題

進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)研，能夠讓教師迅速發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的困難，提高備課效率。教學(xué)完“地球運(yùn)動”單元內(nèi)容后，筆者組織學(xué)生進(jìn)行了一次單元課后練習(xí)。通過分析學(xué)生的練習(xí)反饋數(shù)據(jù)（如圖1），筆者更為精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的薄弱點(diǎn)，確定了學(xué)生在地球運(yùn)動專題學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)——“太陽光照與日影的變化”。

（二）學(xué)情分析，精準(zhǔn)分組實(shí)踐

1.精準(zhǔn)分組

在分組教學(xué)模式中，合理、科學(xué)地分組能夠使組內(nèi)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)發(fā)揮集體效應(yīng)，也是課堂教學(xué)順利推進(jìn)的保障。為了使各小組之間能夠公平競爭、小組成員之間相互幫助，合作學(xué)習(xí)分組遵循組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)、雙向選擇的原則，根據(jù)大數(shù)據(jù)提供的學(xué)生學(xué)習(xí)能力、性格差異、興趣愛好以及學(xué)生自愿組團(tuán)選擇等數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合考慮，把全班學(xué)生按照八人一組分成五組。因本節(jié)課在課前有地理實(shí)踐活動，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，達(dá)成更好的教學(xué)效果，在課前按照興趣至上、技能優(yōu)先的原則，筆者將學(xué)生分成測量校園建筑物樓高與影長的測量組、查閱住宅和學(xué)校樓高與影長關(guān)系相關(guān)規(guī)定的資料組、拍攝校園建筑物影長變化的拍攝組、觀察組和記錄組。

2.校園實(shí)踐活動

由于本校正計(jì)劃在教師宿舍樓前建造一棟男生宿舍樓，所以，筆者以“我是設(shè)計(jì)師——為學(xué)校待建宿舍樓提供設(shè)計(jì)方案”的探究活動作為整節(jié)課的統(tǒng)領(lǐng)目標(biāo)。為了研究太陽光照與建筑物日影的關(guān)系，課前組織學(xué)生開展“測量校園的建筑物和影子”的地理實(shí)踐活動，地理學(xué)習(xí)小組通過查找資料、親手測量、拍攝照片、調(diào)查訪問等形式得到很多課堂資料。學(xué)生處于真實(shí)且熟悉的情境中，能真正把地理學(xué)習(xí)與生活聯(lián)系起來，培養(yǎng)地理實(shí)踐力。

二、課中：以探究活動為支撐，精準(zhǔn)突破難點(diǎn)，培育核心素養(yǎng)

由于空間思維能力限制和生活經(jīng)驗(yàn)不足，太陽高度角與方位角的變化與日影之間的關(guān)系一直是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，也是教師課堂教學(xué)的痛點(diǎn)。借助大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)問題后，教師在課堂上主要采用“實(shí)踐—探究—總結(jié)”的教學(xué)思路。

（一）實(shí)踐探究，精準(zhǔn)分析問題

1.課堂展示實(shí)踐成果

學(xué)生利用平板電腦展示各組在課前地理實(shí)踐活動中得到的成果：

測量組學(xué)生展示了關(guān)于建筑物經(jīng)緯度、樓高、樓間距、影長變化的數(shù)據(jù);

資料組學(xué)生展示了查找到的《城市居住區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)規(guī)范》（2011）和《中小學(xué)教室采光和照明衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》等文件中對于建筑物規(guī)定的光照標(biāo)準(zhǔn);

拍攝組學(xué)生展示了運(yùn)用平板電腦拍攝的教師宿舍樓聽潮居的日影變化。

學(xué)生把本小組的實(shí)踐成果制作成PPT和動畫進(jìn)行展示，不僅為課堂教學(xué)提供了鮮活的資源，而且發(fā)揮了組內(nèi)成員的特長。在匯報(bào)過程中，每組學(xué)生的自豪感和主人翁感油然而生。

2.自主探究

將課前學(xué)習(xí)小組（測量組、資料組和攝影組等）在地理實(shí)踐活動中獲得的真實(shí)數(shù)據(jù)和畫面作為教學(xué)資源，筆者在課堂上提出一系列探究性問題（見表1）。這些問題由學(xué)生分組探究后，教師總結(jié)太陽活動方位角和高度角變化的規(guī)律。在這一過程中，學(xué)生的動手和動腦能力得以發(fā)展，也強(qiáng)化了他們對本部分知識的理解，滲透了地理學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.協(xié)作創(chuàng)新完成設(shè)計(jì)方案

在學(xué)生實(shí)踐探究、教師精準(zhǔn)講解以后，筆者借助智慧課堂討論功能，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維，完成本節(jié)課的統(tǒng)領(lǐng)目標(biāo)——給學(xué)校待建宿舍樓提供方案。

為了更好地利用正午光照，學(xué)生討論出可以采取增加窗戶面積、弧形凸窗等方式增大光照面積與時(shí)間，并不斷發(fā)揮想象，設(shè)想出未來可以移動的房子——冬季移動增大樓間距、一天中按照太陽方位轉(zhuǎn)動等的活動房。同時(shí)，學(xué)生現(xiàn)場投票，選出較受歡迎的設(shè)計(jì)作品，并將其提交給學(xué)校作為參考?？梢?，借助現(xiàn)代信息技術(shù)，教師不僅能獲得即時(shí)有效數(shù)據(jù)，還能增強(qiáng)學(xué)生的課堂參與感，提高互動性，獲得更好的教學(xué)效果。

4.現(xiàn)場連線專家

為了讓學(xué)生更深入地了解現(xiàn)實(shí)中建筑物設(shè)計(jì)與光照的關(guān)系，筆者借助信息技術(shù)現(xiàn)場連線上海建筑科學(xué)研究院的專家設(shè)計(jì)師講述在現(xiàn)實(shí)生活中設(shè)計(jì)房屋時(shí)如何利用太陽光照。專家設(shè)計(jì)師用軟件現(xiàn)場演示了如何對一棟建筑物進(jìn)行光照分析，并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注在“雙碳”背景下如何在建筑中更好地利用太陽能資源，讓學(xué)生更真切地理解“實(shí)踐出真知”的道理。

通過對學(xué)校男生宿舍樓進(jìn)行大膽的創(chuàng)意、設(shè)計(jì)，學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和創(chuàng)新意識得以提高，真正達(dá)到了學(xué)以致用、寓學(xué)于樂。而且，學(xué)生將理論知識、實(shí)踐所得和創(chuàng)意設(shè)計(jì)相結(jié)合，也讓地理學(xué)習(xí)“活”了起來，富有生活氣息，讓學(xué)生理解了是在學(xué)習(xí)“對生活有用的地理”和“對終身發(fā)展有用的地理”。

（二）課堂數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)反饋評價(jià)

常規(guī)課堂上，教師的評價(jià)主要是針對學(xué)生個(gè)人及其答題情況。在智慧課堂上，利用大數(shù)據(jù)，教師的教學(xué)評價(jià)會更有即時(shí)性和針對性。本節(jié)課上，教師首先評價(jià)地理實(shí)踐活動中測量組每天堅(jiān)持測量和進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn);資料組通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找數(shù)據(jù)，為后續(xù)的探究鋪墊了基石;拍攝組善于發(fā)現(xiàn)問題，精準(zhǔn)記錄。接著，借助智慧課堂反饋的互動數(shù)據(jù)（如圖2），針對各學(xué)習(xí)小組課堂上的討論次數(shù)、與教師互動次數(shù)評選出“樂于分享”組，并邀請他們在下節(jié)課做一個(gè)5分鐘的地理科普分享，讓學(xué)生體會到分享是能力的一種體現(xiàn)，久而久之，更多的學(xué)生會參與到課堂互動中。學(xué)生提供的建筑物設(shè)計(jì)作品類型和方案多樣，教師可針對學(xué)生的繪圖能力、建筑物3D模型制造水平和設(shè)計(jì)方案等進(jìn)行評價(jià)，并根據(jù)學(xué)生的投票數(shù)據(jù)評選出“最佳設(shè)計(jì)獎(jiǎng)”，鼓勵(lì)他們向校長介紹自己的設(shè)計(jì)理念，讓學(xué)生更有獲得感和自豪感。

三、課后：以分層作業(yè)為抓手，精準(zhǔn)定制個(gè)性化輔導(dǎo)

（一）鞏固練習(xí)，精準(zhǔn)解決問題

常規(guī)課堂上，教師布置的作業(yè)大多“一刀切”，不能精確地了解每個(gè)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。借助大數(shù)據(jù)智慧課堂平臺，教師可以根據(jù)學(xué)生平時(shí)的錯(cuò)題、練習(xí)成績以及課堂參與度與正確率等數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)能力，安排分層作業(yè)，鞏固知識[1]。這種針對性比較強(qiáng)的作業(yè)，不僅能夠減少學(xué)生的作業(yè)量，還容易讓學(xué)生更為自信，更好地滿足學(xué)生的需求（如圖3）。

（二）多樣數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)調(diào)控干預(yù)

大數(shù)據(jù)賦能下的精準(zhǔn)課堂，把教育教學(xué)延伸到了課后。借助智慧課堂的大數(shù)據(jù)，教師可以知道學(xué)生有沒有及時(shí)完成作業(yè)，催促該學(xué)生按時(shí)提交作業(yè);根據(jù)作業(yè)完成正確率等數(shù)據(jù)反饋，知道學(xué)生對本部分內(nèi)容的掌握情況，從而對該學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)輔導(dǎo)，推送個(gè)性化作業(yè)，針對學(xué)生學(xué)習(xí)難點(diǎn)以及心理及時(shí)進(jìn)行調(diào)控干預(yù)。

四、進(jìn)一步思考

隨著智能化、信息化時(shí)代的發(fā)展，大數(shù)據(jù)已經(jīng)深入我們的日常生活。如何把大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)融入課堂教學(xué)，通過信息技術(shù)反饋的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)實(shí)施有效教學(xué)活動，實(shí)現(xiàn)教學(xué)高效化、學(xué)習(xí)智能化是很多教師探索的重要方向。在大數(shù)據(jù)助力高中地理教學(xué)過程中，還需要注意以下方面。

（一）提升教師數(shù)據(jù)素養(yǎng)

教育信息化2.0時(shí)代，呼吁大數(shù)據(jù)賦能精準(zhǔn)教學(xué)，關(guān)鍵在于提高教師的信息素養(yǎng)和數(shù)據(jù)素養(yǎng)。當(dāng)前，還有一些教師以不想用、不方便、不適應(yīng)、不會用等理由對大數(shù)據(jù)或新媒體產(chǎn)生抗拒心理，甚至拒絕使用，這樣的話，平板電腦、教學(xué)軟件、教育數(shù)據(jù)就是擺設(shè)。因此，首先，教師要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，真正認(rèn)識到信息技術(shù)在精準(zhǔn)教學(xué)中發(fā)揮的作用。這需要教育部門基于教師的信息技術(shù)運(yùn)用水平，采取個(gè)別輔導(dǎo)或者同校教師幫帶的方式，拓展教師提升數(shù)據(jù)素養(yǎng)的渠道。其次，教師要提高大數(shù)據(jù)的采集、處理、分析和應(yīng)用能力。了解數(shù)據(jù)并能夠分析數(shù)據(jù)背后的學(xué)情，需要教師對數(shù)據(jù)給予長期的關(guān)注、比對和思考。在這一過程中，教師的信息素養(yǎng)提升便會水到渠成。

（二）選擇有針對性的教學(xué)方式

借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，教師可以實(shí)時(shí)獲得學(xué)生課堂上產(chǎn)生的行為數(shù)據(jù)，但是對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和選擇靈活多變的精準(zhǔn)教學(xué)方式卻是教師難以把握的部分。大數(shù)據(jù)的背后是朝氣鮮活的學(xué)生，因此，對于數(shù)據(jù)的處理和分析不能形式化、表面化、機(jī)械化，要以學(xué)生的個(gè)性化差異為基礎(chǔ)，從培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)角度出發(fā)，將數(shù)據(jù)與地理學(xué)科特點(diǎn)深度融合，選擇有針對性的精準(zhǔn)教學(xué)方式，真正服務(wù)于教學(xué)。例如，在“地球運(yùn)動專項(xiàng)復(fù)習(xí)”這節(jié)課上，筆者將信息技術(shù)與地理實(shí)踐活動相結(jié)合，采用項(xiàng)目式教學(xué)、情境教學(xué)、小組探究等方式，真正體現(xiàn)出地理學(xué)科味道，滲透學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）精準(zhǔn)把握學(xué)生心理發(fā)展趨勢

大數(shù)據(jù)下的精準(zhǔn)教學(xué)，容易讓教師只看考試結(jié)果數(shù)據(jù)和重視分?jǐn)?shù)提升，忽視學(xué)生的心理健康。因此，借助大數(shù)據(jù)實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)時(shí)，教師不僅要關(guān)注學(xué)生的成績數(shù)據(jù)，還要關(guān)注學(xué)生的心理測評數(shù)據(jù)，通過觀察、溝通等方式，了解大數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)含的內(nèi)容，對癥下藥，落實(shí)精準(zhǔn)教學(xué)目標(biāo)。教師也應(yīng)利用大數(shù)據(jù)優(yōu)勢，從線上、線下了解學(xué)生的心理發(fā)展過程，基于學(xué)生的認(rèn)知能力和知識結(jié)構(gòu)，實(shí)施個(gè)性化的輔導(dǎo)和干預(yù)調(diào)控，讓學(xué)生的心理朝著更加積極健康的方向發(fā)展。

（四）科學(xué)地實(shí)施德育滲透

立德樹人是教育的根本任務(wù)，堅(jiān)持五育并舉、落實(shí)學(xué)科育人也是精準(zhǔn)教學(xué)必須承擔(dān)的責(zé)任。在本節(jié)課上，地理實(shí)踐資料的查找、建筑物的設(shè)計(jì)以及設(shè)計(jì)師提出的“雙碳”背景下建筑物充分利用太陽能等內(nèi)容，能夠讓學(xué)生切身體會到人與自然和諧相處的重要性，滲透了人地和諧的核心素養(yǎng)。課中，利用信息技術(shù)與地理實(shí)踐活動相結(jié)合，探究任務(wù)環(huán)環(huán)相扣，能夠讓學(xué)生深入探索地理現(xiàn)象與問題，提升學(xué)生探究發(fā)現(xiàn)、解決問題的能力。課后，借助親子作業(yè)、海報(bào)設(shè)計(jì)、知識競賽或者地理知識點(diǎn)編詞、編曲等個(gè)性化作業(yè)，能夠發(fā)揮學(xué)生特長，從德、智、體、美、勞等方面育人。因此，精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)施過程中，教師要結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，從獨(dú)特的視角和教學(xué)方式觸動學(xué)生的心靈，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人價(jià)值[2]。

可見，將大數(shù)據(jù)運(yùn)用到高中地理教學(xué)中，不但可以提高教師的備課效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，精準(zhǔn)突破地理教學(xué)重難點(diǎn)，提高地理教學(xué)效果，還能更好地結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律和心理發(fā)展特點(diǎn)，探索科學(xué)的學(xué)科育人方式，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 許云.淺談小學(xué)數(shù)學(xué)分層作業(yè)設(shè)計(jì)[J].文理導(dǎo)航（中旬）， 2022（4）：52-54.

[2] 于艷艷.優(yōu)化初中化學(xué)教學(xué)，滲透德育教育思想[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2021（9）：271-272.

（作者張榮系安徽省合肥市第四中學(xué)地理學(xué)科主任，一級教師;閆杰系安徽省合肥市第四中學(xué)地理教師，一級教師）

責(zé)任編輯：孫建輝