浅谈教育大数据与智慧数学教学

魏海燕

摘要：随着信息技术及互联网的普及，我们都身处数据爆炸的时代，我们把这个时代叫做大数据时代。在大数据背景下，智慧教育被提上日程。为了实现智慧教育，建立教育大数据系统成为一个必然的途径。本文以研究教育大数据系统与数学教学之间的关系以及其未来的趋势出发，探讨教育大数据背景下初中数学教学的教学方式的转变。

关键词：教育大数据智慧教育数据挖掘；加工个性化教学

一、智慧教育的现状

自2013年加入华阳三中以来，成为工作在第一线的数学教师已经5年有余。有幸成为了学校第一批使用智慧教育平台的种子教师，也随学校领导参加了大大小小100场的教学调研。我将目前我对智慧教育的所见所谓总结为智慧教育的现状，由于所了解的毕竟有限，所以如果有失偏颇望各位读者海涵。

目前大多数的智慧教育在信息技术工具的使用层面，按照智慧大数据的发展理论仍然停留在数据的产生和收集阶段，以我们学校的智慧教育平台的使用为例：

1.1 教师端：信息化教学工具

我校的智慧教育课堂采用网奕资讯的“HiTeach智慧教学系统”以及“HiTA智慧助教”，此系统功能完善，且具有很好的易用性，为本身比较枯燥的数学教学带来了生动的体验模式：

支持手势操作

手势功能对于“页面”和“物件”缩放有更直接的方式，让数学教学（尤其是几何教学）更加的高效而生动。例如：传统的数学课堂中，几何图形都是教师一笔一划的用直尺作出来的；而在智慧课堂中，可以直接将所需要的基本几何图形或几何体拖拽出来，并可以根据需要放大或缩小，让学生的观察更直观，更有趣，有效提高课堂的教学效率。

支持电子白板板书

支持电子白板，可以选择不同颜色不同类型的笔型板书让重点笔记，重要步骤更加醒目，并跟随页面，保留储存。

智慧挑人、抢答，智能推送

随机挑人功能，让每一位学生都有被抽到的可能，每一位参与者都有参与感，就有一定的紧张感，这样每一位学生都能积极思考，有利于体现教学的公平性。而抢答功能，则给优生一个竞争的机会来展示自己，大大调节课堂的气氛，实现一定的分层教学和因材施教，也让枯燥的数学课更加的活跃。智能推送，极大地节约了老师收走也，学生交作业的时间，并可以实时反馈教学成果。

1.2 学生端：实时习题反馈

我校同样为学生端配备了智慧教育系统“HiLearning电子书包学习系统”，学生能够实时上传自己的习题解答过程，教师能够在第一时间对学生的典型错误进行纠正，对漂亮的书写格式进行展示。同时，也可以将习题传送给学生，及时解答，小组合作完成。既能够提高教学的质量，又能够让数学教学师生互动，生生互动更加紧密、有效。

二、教育大数据的发展趋势

2.2 教育大数据发展阶段

上一个小节对教育大数据的系统模型进行了畅想，但是罗马城不是一日建成的。要让智慧教育发挥最大的价值，需要在各级领导的指导下分阶段完成，个人觉得应该分为以下三个阶段：

2.2.1 第一阶段：各类智慧教育基础工具大面积推广

第一步就是要大面积推广智慧教育工具，比如教学系统、习题系统、考试系统、云端教育系统等等基础智慧教育基础工具需要建设完善，所有的数据能够永久的保存。目前我校过建设的各类智慧教育系统都是数据此类基础工具搭建的阶段。

2.2.2 第二阶段：将各类基础工具产生的数据汇总

通过前面的论述我们可以知道，数据是实现智慧教育的基石。而教学过程中所产生的所有数据都是最重要的组成部分。例如：课堂上，学生个人得分，小组得分，录入后台数据库中，可以随时对学生的学习情况通过数据，量化得分进行相对客观的评价；对于学生课堂练习题答案数据的统计，可以整体分析全班学生甚至是学生个人对于某个知识点的掌握情况；这些数据对教师调整自己的教学，有针对性地解决教学问题有非常重要的作用。第二个阶段就是要将所有智慧教育基础工具所产生的所有数据进行汇总和一个数据化的分析。

2.2.3 第三阶段：数据加工、建模—建立分类系统

第三个阶段是实现智慧教育、教育大数据的最重要的一个步骤，同时也是最难、用时最长的一个阶段。

首先，需要需要将各类教学知识点转化成数学模型，将各个知识点的相关性也建立相关的数学模型。然后，需要利用已经收集的数据训练这些所有的数学模型，并与实际的教育过程相结合不断修正，建立属于每个学校，每个教师，每个学生自己的试题库，错题库，易错集，一定程度上实现分层练习，个性化教学。最终，通过不断的完善整个流程，建立服务于学生、教师、学校甚至国家的综合智慧教育服务平台。

三、教育大数据带来的好处

教育大数据的建设是非常复杂，且投入巨大的工程，但是建设教育大数据能够为教育带来的影响也是非常巨大的。3.1 教育经验的传承与分享

通过建立完善的教育大数据系统，能够将老一辈教师的宝贵经验传承下来，例如重难点知识点的分析，例题的选择，习题的变式，试卷的组合等等。而且可以让所有的老师的优秀教学方法得到最大程度的分享，这对提高全国教学质量都有极大的帮助。

3.2 教学效率的提升

老师的所有课程设计、教育方案也都进行了存储，并进行精确的分析后，能够让教学的效率、教学的效果得到极大的提升，通过这种方式也能够让教学队伍的能力不断的提升。

四、教育大数据的挑战

建立教育大数据能够实现真正智慧教育，为教育事业加入最好的助燃剂。但是同时我们也应该清醒的认识到，要建设如此庞大的系统也面临巨大的挑战：

4.1 周期长

建立完善的教育大数据系统，实现真正的教育大数据需要庞大的资金投入，也需要投入巨大的时间成本。另外将老一辈的经验进行收集和数据的录入储存也需要非常长的周期。

4.2 数据收集难度大

想法都是非常好的，但是各个独立的智慧教育工具系统的数据收集的难度非常大：1）各个学校的智慧教育工具系统是由不同软件公司提供，融合难度大；2）数据收集的力度把握难度也非常大，是建立校级还是区级的数据集中还是市一级别的平衡难度极大；3）本身数据量也非常庞大，需要巨大的资金投入也增加了难度；

五、结论

本文粗略的介绍了建立教育大数据系统對于实现智慧数学教学的意义，虽然这个过程比较困难，并且面临诸多挑战，但是教育大数据能够为智慧教学带来的价值是不可估量的。真正实现智慧教育能够为国家输送更多的优秀人才，为实现中华名族的伟大复兴作出巨大的贡献。

参考文献：

[1][英]维克托·迈尔·舍恩伯格，肯尼思考·库克耶.大数据时代：生活、工作与思维的大变革，2012（12）。

[2]张宇航、高琳琳等.初中数学智慧教育案例研究[J].中国信息技术教育.2015（23）：57-60。