科学课堂实验“小数据”连接教与学

谢燕

随着社会的高速发展，云时代的来临，大数据在商业中的应用越来越广泛。然而，与教育相关的数据，在教育领域的应用却尚未具备“大数据”的体量。与“大数据”的区别在于，“小数据”更多用于分析当下的问题，即将个体的分析数据收集起来运用于此对象，科学课堂实验中时刻都在产生大量的“小数据”，若能将科学课堂实验产生的“小数据”加以应用，发挥它的应用功能，将为科学课堂实验带来积极影响。

教育教学中的“小数据”

《国家教育事业发展“十三五”规划》指出：“鼓励学校利用大数据技术开展对教育教学活动和学生行为数据的收集、分析和反馈，为推动个性化学习和针对性教学提供支持。”具体到教育教学中大数据的应用，不得不提到盛宏立学者的《初中物理探究实验中的“小数据”》。他通过一节简单的初中物理探索实验课，讲述了在大数据时代背景下，利用无线同步软件、分组研究实验、智能手机等方法，对教育变革的尝试令人印象深刻。小数据在其中发挥着举足轻重的作用，课堂“小数据”虽然属于新鲜的词汇，却引起了广泛注意。

关于课堂中小数据的定义要借助一些学者的研究，如重庆市骨干教师张渝江在《课堂小数据的力量》一文中提出：大数据即将全部人的数据收集出来，并加以分析，最后运用于个体;小数据与大数据的不同之处在于，它将个体的分析数据收集起来运用于此对象。而教育学者祝智庭提出大数据的新见解：通过广泛关联、精细刻画、时间累积，小数据也可以跃升为教育大数据。

依据小数据定义：“小数据”在教学中是学生特征的完全表征，是学生在课堂中行为模式和思维方式的全部数据集合，具有鲜明的个体独特性、具有复杂多样的数据特性以及具有高度的实时动态性。尽管业界对于小数据的定义并未形成统一的认识，借鉴小数据在图书情报等领域的应用，学生在课堂活动当中所产生的行为是小数据，包括学生实验记录、学生笔记、思维导图、课堂中的师生互动等。

课堂实验中“小数据”的重要性

在课堂教学中要引入“小数据”而非“大数据”，原因在于：在课堂教学中，相较于大数据，小数据的搜集更容易，可以更加精准地了解个体的学情，可以更好地运用于个性化教学之中。虽然小数据在教育教学中的应用尚少，但小数据对于课堂教学的作用不容忽视。

显然，小数据可以提升教学质量，但是，目前互联网技术还未广泛运用于教育教学、学校软硬件设施配备尚未齐全前，教师搜集小数据的途径仍然欠缺。从硬件上来讲，虽然课堂中会产生很多小数据，但关于学生学习的数据时实追踪与检测仍然较为困难，如果要达到存储、共享，甚至编录检索就更加困难了。从个人来说，教师一般是在课堂教学中的某个学习目标完结后，才能对搜集来的信息得出一些判断，这使数据分析的结果缺乏时效。

教育活动时刻皆会产生海量的数据信息，若能对那些曾经忽略的，却又隐藏着巨大价值的小数据进行采集和处理，或许会有新的收获。

在小学课程中，小学科学是一门具有特殊性的学科，学科以探究为主，探究过程极为重要，探究的过程即课堂实验。“科学课堂实验小数据”是指在小学科学课堂中，科学课堂产生的实验记录小数据，包括实验前的实验预测、实验产生的学生笔记及实验结果分析等，还包括学生实验的行为模式和思维方式的全部数据集合，但是目前科学课堂實验记录小数据的应用不够完备，学生活动手册上的记录和科学实验记录单数据还不能完全反映学生的学习情况。

从教育教学领域上来说，实验记录已经在科学课堂的教学实践中有了广泛的应用，但国内涉及到科学实验记录分析的研究仍较欠缺，大部分是关于如何设计实验记录单，而涉及记录单对学生科学学习方法的指导、提高学生的科学观察能力的作用等方面研究较少。

从教师个人方面来说，教师对于课堂上搜集的小数据，在信息认知、信息加工方面，较为欠缺思考，课堂上产生的海量小数据往往容易被忽视，而这些小数据如果经过加工和处理，将会是改进教学策略的一些好的借鉴和参考。

从信息反馈方面来说，课堂搜集到的信息不能进行及时的反馈，因为课堂时间及硬件设施的限制，信息的反馈相对滞后，教师一般是在课堂教学中的某个学习目标完结后，才能对搜集来的信息得出一些判断，这使数据分析的结果缺乏时效。

“小数据”桥接“教与学”

美国加州蒙罗维亚高中曾运用Illuminate系统挖掘学生学业水平表现的数据，学校借助这一平台，对学生的学业过程表现进行综合分析，直观呈现，可以一目了然地了解每一位学生的特长在哪里，从哪些部分可以作为优先发展。同时，在加州诺瓦克市的查韦斯萨尔小学则采用数据搜集系统i-Ready，学校能够即时地获取学生学习中的实时信息，从而实时诊断学生的学情，从而发挥小数据的“大力量”。

利用小数据提供即时反馈，提供对应指导 教学中的小数据是动态监测、决策应用、教育预测等相关数据资源的整合与集成，这些更加及时、准确的数据为教育决策提供了巨大的力量。目前，可以实现课堂中小数据管理的平台有很多;2017年，希沃提出“教学小数据”，希沃信鸽就是教学小数据应用的一个典型的例子。教师备课量、PPT下载量、学生点评次数和点评类型、学生知识点的掌握情况等教学过程中所产生的数据，都借助系统自动生成并收集到希沃平台中。如“懂你教育平台”上，有针对每个学校、每个班级、每个学生在科学课中的学习情况的统一分析，还包括了知识点分析、班级对比分析、班级趋势分析、学生成长分析等。最终，教师、学生的在课堂中产生的小数据都能够被收集和分析，最终被运用到教学策略的指导上。

在科学课的实验里，教师可以对学生的记录单作出一些分析。毕竟，在课堂实验中，很难保证每个小组的实验结果都是准确无误的。如在《小车的运动》这一课中，运用“懂你教育平台”进行数据的实时录入，教师规定答案范围，即可以找出存在“特殊数据”的小组，从而关注这些数据，研究这些数据。对症下药，就会发现在实验过程中存在的问题，看出实验操作中仍然有一些小组存在操作不规范，导致容易引起实验的巨大误差。通过小数据的分析，便于教师的监控和即时反馈，对应指导。

利用小数据链接相关人群，关注学生成长 科学课堂实验是一个从实验的现象落实到实验记录，再进入到数据分析、最终归纳总结得出实验结论的过程。它也是一个从具体感性认识到抽象逻辑认识的思维过程，这一过程是学生的一次质的飞跃。所以在科学课堂实验教学中，教师要注重培养学生分析实验数据的能力和习惯，并且有意识地让学生的归纳总结能力得到提升。

通过在线工具的使用，可以很好地解决这一问题。通过在线工具的使用，将课堂实验数据通过整理，纳入到数据的决策之中，帮助教师链接相关人群，特别是实验结果出现问题或者实验速度相对较慢的人群，进行针对性的辅导。对于实验结果归纳表述的分析，主要从学生的正确性进行分析、评定。接着，由教师判断其科学性、正确性、创造性等方面，依次评定;最后，教师判断其记录的有序性、完整性和组织性。这样，每一位参与实验的学生都可以得到关注，通过评定等级，可以关注到每一位学生的成长。

利用小数据帮助教师创新，丰富课堂教学 在实验教学中，产生的小数据经过分析，可以看出课堂实验教学中存在的问题，教师若能够以其中的小数据为基础，作出教学的改进和创新，将极大地丰富课堂教学，从而推动其提升。

利用小数据辅助学校管理，提升教学质量 小学科学课堂实验中的小数据能够桥接“教与学”，从学术的需求出发，能够掌握学生实验中的学习情况，丰富课堂教学，提升教学质量;从学校管理方面出发，还可以帮助学校管理人员实施校内信息化建设的全面评估和诊断，从科研方面，小数据可以用于评价教学，助力教师专业发展，使学校教育教学质量得到进一步的提升。最终，通过小数据的连接，形成从教师至学生、再到学校管理者的完整闭环，形成管理与应用的优良循环，使学校教育信息化水平持续提高。

（作者单位：福建省厦门市江头中心小学）