基于大数据的初中数学教学探析

梁　志

基于大数据的初中数学教学探析

梁志

（昆山市娄江实验学校,江苏昆山215300）

随着人工智能的迅速发展，人们的生活方式正在不断地改善与革新，举一个最简单的例子，打开淘宝，首页上显示的都是每个人感兴趣的东西，都是平时经常浏览的东西，为什么呢？淘宝的后台会记录每个人的使用数据，把这些数据进行归纳整理、处理分析，从而能够比较准确地了解每个人的爱好、需求，随着数据的日积月累，能够精确地在首页上给每一个人推送想要的东西，这就是“大数据”的魅力所在，教育亦如此。

大数据；精准化教学；初中数学

近年来，信息技术对教育的革命性影响已初步显现，但与新时代的要求仍存在较大差距。虽然“反转课堂”“智慧课堂”的出现改变了传统的教学模式，在很大程度上提高了课堂效率，但是还没有变成常态化。由于学生个体的差异，学习能力的不同，导致了教学效果不理想，缺乏针对性，教师不能精确地评估学生学习能力及层次，或者教师根本没有时间和精力进行定量分析。特别是数学学科，很多学生对数学有恐惧心理，排斥数学，就是因为没有精确地了解自己的薄弱知识点，题海战术效果不显著，缺乏针对性的精准教学。

教育的主体是学生，学生的个性化成长是每个教师都应关注的重点。作业是检验学生是否能够掌握所学知识的重要手段，相信每一个教师在批完作业后都会花一点时间对学生的作业情况进行分析，统计高频错题、了解每个学生对知识点的掌握情况等，结果越精确，花费的时间就越多，特别是对考试试卷的分析，需要花费大量的时间和精力。

随着互联网、物联网、云计算技术的蓬勃发展，海量的数据已经渗透到日常工作的方方面面，对社会生活产生重要影响。在教育领域，随着数字校园的建设，教育数据呈指数级增长，教育大数据正在成为教育领域不可忽视的新型驱动力。在教育教学研究与实践中发挥着越来越重要的作用。教育大数据的快速发展也引起了国内外研究者和实践者的关注，国内教育大数据研究主要集中在教育教学改革、教学模式及应用、教育数据分析和个性化学习研究、人才培养、教师专业发展5个方面；而国外的研究主要集中在技术环境研究、数据挖掘及应用、教育应用研究、用户研究、开放资源与个性化教学5个方面。通过国内外研究主题对比，国内在教育数据挖掘、教育数据保护、教育应用和教育数据开放4个方面与国外存在较大的差距。以教育信息化2.0为指导思想，发挥互联网的作用，利用大数据实现精准化教学，教师可以准确地评估学生的差异，从而根据学习环境进行个性化、针对性教学设计，指导教师教学方向，改善传统教学现状，推动教学革新。从学生角度来说，通过大数据的精准分析，可以清楚地知道自己的薄弱点，从而改善学习方法。不仅如此，根据数据分析和学习报告，学生自己就可以获取学习资源，帮助自己巩固训练，快速提升。

一、数据的收集、分析和反馈

数据的采集是实现精准化教学的基础，所以学生平时的作业都是以答题卡的形式呈现，通过简单的操作制作答题卡。按照规定的方法批阅，然后通过扫描仪上传到智学网，最后得到一份详细的分析报告，包括学情分析、试卷分析等，帮助教师们了解班级学情。从教师角度来说，即使是刚工作的新教师也可以准确地评估学生的差异，了解班级学生的学情，做好学情分析，让教师们备课的时候能够更有针对性，更有目的性，改善传统教学的现状，推动教学革新。智学网对学情的分析非常详细，可以分阶段查看：一周、一个月、两个月、半年、一学年，了解班级在各个时间段的情况，主要包含以下几点：

①知识点掌握情况：可以了解班级学生在各个阶段对知识点的掌握情况，针对所选知识进行薄弱点的专项训练。

②重点关注的学生：大幅进步、大幅退步、临界生、波动生。

③班级共性错题：可以进行错题重做、错题拓展（可选难度区间）。

不仅如此，通过希沃授课助手和智学网APP，教师可以利用手机或者平板进行习题课的讲授，使习题课更具高效性。通常情况下，在课堂上教师只需要讲解高频错题，配合智学网的资源拓展进行巩固训练，对于个别学生的个别错题，可以课后单独辅导。从学生角度来说，通过大数据的精准分析，可以清楚地知道自己的薄弱点，从而改善学习方法，根据数据分析和学习报告，学生自己就可以获取学习资源，帮助自己巩固训练，快速提升。不仅如此，智学网能够精确地分析每一个学生的学情，形成错题本，让教师准确地了解每一个学生的学习情况，真正做到个性化教学，分层教学。

智学网对每个学生的学情分析主要包括以下几点：

1.知识点掌握情况：可以及时了解自己的学习情况、薄弱知识点，查漏补缺。也便于教师实时了解每个学生的情况，进行针对性教学以及个别辅导。

2.成绩趋势图：通过统计图记录学生各次作业或者考试的情况，有助于学生了解自己的成绩趋势，便于及时发现问题，寻求解决的方法，同时可以查看每一次作业的成绩报告，及时了解作业情况，每一题都会有详细的解析过程，便于学生及时了解错误原因，及时纠正，巩固训练。不仅如此，学生可以自己查看原卷，所有作业、试卷都会保存，不怕学生试卷丢失（可打印）。

3.错题本：错题本是智学网的点睛之笔，是一种能够提高学习效率、提升学习质量、夯实学习基础、创造优秀成绩的重要手段。而很多同学并没有引起重视，其实，是对“错题本”理解有误区，“错题本”上不一定只是“错题”，它应该包括“错题”“容易出错题”“难点题”“典型题”等，应该是对知识的梳理，是重点尤其是难点、精点的集合，是系统学习基础上的重点解析，使得学习重点更突出、复习更具针对性、学习更有高效性。错题是每个学生最宝贵的财富，通过错题重做和错题拓展，可以帮助学生解决学习过程中的难题，温故而知新，使学生更好地掌握各个知识点，掌握常见的数学思想方法。每一个周末，学生都可以利用智学网进行错题重做或者错题拓展，对一周的学习进行归纳总结，及时反思自己的学习方法，为下一周的学习做好充分的准备。

一般情况下，教师只要告诉学生错题的重要性并给时间订正错题，举一反三的题目在周末考虑融入作业，让学生去做，这个时候家长就能真正地起到监督作用了。平常家长只能监督学生是否按时完成作业，现在可以对照答案监督学生学习质量，并且清楚了解自己孩子没能学好的地方，大数据的作用就体现出来了。

二、大数据精准教学

在明确学生学情后，教师就可以进行精准的教学实践，如针对性地设计备课、讲课内容或精准测试、定向引导、训练学生。这样一来教师在有限的时间内取得的教学效果相比范式教学、应试“填鸭式”教学效果会更加可观，同时教师依托数据分析、诊断指导课堂互动和教师教学，量化教师该备哪些课、怎么教、教什么等。不仅如此，利用智学网，习题课和复习课变得更加高效。

习题课分为两部分：1.高频错题的讲解：课堂上主要是困难题和较难题的讲解，一般难度级别的题目选择性地讲解，较易级别和部分一般级别的题目课后选择性地单独辅导。另外，每一题都会有详细的答题统计，能够精确地了解每一个学生的答题情况、知识点的掌握情况，查漏补缺，突出重点，突破难点。不仅如此，对于某个学生这次作业中的某个错误点，可以利用智学网快速地查阅以往题目中是否有相同的错误点，对于这个学生的薄弱知识点进行针对性的讲解，事半功倍，能够有效地帮助这个学生掌握该知识点。在日常教学中笔者经常运用这种教学模式，例如，在进行因式分解章节复习的时候，作业中有这样一道题目：如果2x2+2xy+y2−2x+1=0，求xy的值。这一题主要考查了用完全平方公式进行因式分解，难点在于需要进行分部分解，将2x2写成x2+x2，运用加法的交换律和结合律，原等式可以改写为(x2+2xy+y2)+(x2−2x+1)=0，两部分都可以用完全平方公式进行因式分解，从而得到(x+y)2+(x-1)2=0，变成两个平方数和为0的形式，根据平方数都是非负数可得：x+y=0且x-1=0，从而得到x=1，y=-1，所以xy=-1。在错误学生的名单中选择学生甲，当然，课前已查看过该学生的学情，确实在之前的作业中犯过同类型的错误，题型几乎是一样的：已知a2+4a+b2−6b+13=0，求ab的值。解决方法类似，在详细讲解上一题的基础上，可以让这个学生独立解决自己的错误。其实也很简单，根据完全平方式的特点，将13拆成4+9，运用加法的交换律和结合律，原等式可以改写成(a2+4a+4)+(b2−6b+9)=0，从而得到(a+2)2+(b-3)2=0，类似的，a+2=0且b-3=0，所以a=-2，b=3，ab=(-2)3=-8。这样的教学更具有针对性，能够帮助学生更快、更有效地掌握薄弱知识点。

2.资源拓展：为了能够让学生更好地掌握知识点，对于典型错题，可以进行巩固训练，智学网能够根据每一题中考查的知识点，推送一些相同知识点的题目。教师可以根据需要，选择一些题目进行拓展训练，有助于提高课堂教学的效率，帮助学生更好地巩固所学知识，从而掌握薄弱知识点。对于一些典型的题目，如果智学网推送的不全面，可以进行手动添加，一方面扩充了智学网的题库，优化了推送的精确度，另一方面也方便以后的使用。

2020年是不平凡的一年，突如其来的疫情打破了常规的教学模式，但也阻止不了学生学习的热情。利用智学网进行线上教学，通过练习中心给学生发布作业，学生完成后拍照上传，教师进行线上批改，通过大数据的精准分析，掌握班级学生的学情，了解他们的薄弱知识点，及时反馈，通过录制视频或者直播讲解的形式帮助学生答疑解惑，利用资源拓展进一步巩固新知，充分实现了“停课不停学”。

三、教育资源整合

随着数据的不断积累，目前，智学网各学科的资源已非常丰富，教师可以利用智学网的丰富资源，进行选题组卷。

1.智能组卷，分成三个部分：①学情组卷：按照班级学情或者年级学情组卷，这是最主要的一个功能，可以选择适当的难度区间和范围，进行错题训练或者薄弱项训练，一般建议用作周末，但是这只是针对班级的学情或者学校的学情，都是些共性错误，并不能完全符合每个学生的个性化发展。所以还需要普及个性化学习手册，这也是未来的发展目标。②专项组卷：可以选择按知识点或者按章节组卷，根据题型题量（可以根据不同的需要，制作各种用途的模板，方便以后的使用）和难度，自动生成一份试卷，对个别题目不满意的，可以根据该题考查的知识点进行替换和修改。建议用作平时的小测试或者作业。③模拟组卷：对于一些高质量的试卷，可以通过模拟组卷，根据每一题考查的知识点，重新匹配一份新的卷子，个别题目可以进行修改和替换。

2.手动组卷：按照同步组卷或者知识点组卷，手动添加，精选每一道题目，根据使用次数的增多，智学网会自动识别教师的组卷习惯，从而使得智能组卷更符合每个教师的要求。

3.精品卷库：包含了各省各地的精品试卷，资源共享。

大数据精准教学最主要的作用是对数据的“诊断”与反馈，接下来的努力方向就是根据每个学生的错题以及薄弱知识点制作符合每个学生学情的个性化学习手册，可以作为周末作业。个性化学习手册不仅包含了自己一周的作业中的错题，而且教师会根据每个学生的错题精选几道拓展题巩固薄弱知识点，并且通过智学网打印成册。这样的个性化学习手册充分体现了分层作业的思想，每个学生周末的作业量由平时的错题量决定（当然，对于一些学困生，教师可以删减一些难题，增加一些基础练习），这种作业模式在一定程度上激励着每个学生，为了减少周末的作业量，学生都会花更多的心思在课堂上，在每一次的课后作业中。在无形中培养了学生的学习兴趣，在一定程度上减轻了学生的学习负担，也减轻了教师的负担，能够让教师有更多的时间和精力进行个性化精准教学。不仅如此，通过智学网对学生学情的反馈，家长可以第一时间了解自己孩子的学习情况，及时帮助孩子找到学习上的问题。特别是周末的自主学习时间，利用好个性化学习手册进行自主学习。以往家长只能监督孩子是否按时完成作业，而现在家长可以对照着智学网上的答案监督孩子的学习质量，对于一些难点和解决不了的问题，可以让孩子整理好，到学校跟教师交流。

教育应该走在时代的前列，大数据已用于生活中的各方各面，所以说大数据精准教学是时代发展的必然结果，每一个教师都应该了解并尝试运用大数据。就像之前的PPT一样，刚出现的时候，很多教师都很难接受，原因是PPT的制作烦琐，网上没有资源可以参考，但是随着时间的推移，PPT的制作成了一种习惯，网上的资源也十分丰富，用PPT进行课堂教学已变得习以为常。所以利用大数据进行针对性的精准教学是教育现代化的必然产物，以青年教师为主力军，带动其他教师一起将大数据运用到日常教学中。以个别学校为示范点，带动其他学校一起进入大数据精准教学时代。

随着现代信息技术的发展，当平板电脑能够进入每个教室的时候，大数据精准教学才真正能够把它的优势体现得淋漓尽致。学生的作业全部在平板上完成，教师可以做到实时批改，及时反馈。对于一些难点、薄弱知识点，教师可以给学生推送微课视频，帮助学生及时解决学习上的问题，提高学习效率。总的来说，大数据精准教学是教育信息化的必然产物，是教育史上的一次重大变革，从根本上实现了因材施教。大数据助力基础教育，提高了教师工作、学生学习的效率。教师不但有时间和精力进行个性精准化教学，而且还能省出精力关注学生身心健康成长，对学生兴趣爱好进行引导和培养，学生也有更多的时间和精力探索自己感兴趣的知识内容。此时教师不再是单纯的知识传授者而是知识海洋的引导者，学生也不再是知识的被动接受者而是知识内容的探索者。

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