基于“大数据” 分析的数学课堂有效教学

杨丽丽等

摘 要： “大数据”的出现，将掀起人类教与学的又一次变革。通过对获得大量的学生学习历程的数据进行分析，能帮助学生改进学习，建立新型的基于数据分析的教学、学习策略。通过数据分析获取准确的学情分析，并将其落到实处，实现分层课堂，因材施教的有效性教学。

关键词：大数据；高效课堂；有效教学；学情分析；教学诊断

一、“大数据”的教育意义

“数据驱动学校，分析变革教育”的大数据时代已经来临，利用教育数据挖掘技术和学习分析技术，构建教育领域相关模型，探索教育变量之间的相关关系，为教育教学决策提供有效支持将成为未来教育的发展趋势。“大数据”的出现，将掀起人类教与学的又一次变革。在传统的教学中，学情分析来源主要为学生的作业，课前的问卷，或是阶段练习，所得数据并不能准确反映学生的整体情况及个体差异，对课堂的作用并不是很大，在大数据背景下，通过对获得大量的学生学习历程的数据进行分析，能帮助学生改进学习，建立新型的基于数据分析的个性化学习策略。通过数据分析获取准确的学情分析，并将其落到实处，实现分层课堂，因材施教的有效性教学。

基于布鲁姆的掌握学习理论，从学生实际情况出发，我结合创宏三维一体教育教育平台开展了基于学情的数字化教学研究。研究的基本方向是：一是基于大数据的，教学资源建设的有效利用研究；二是基于大数据的，资源利用过程中所产生的大数据及其他教学数据的多维度分析研究；三是基于大数据的，将获取的分析数据用于教、学、研的应用研究。本文将通过如何利用数据来展开，并以此探索研究教师基于数据挖掘的教学模型。

二、“大数据”在数学课堂上的实践应用

在数据背景下，教师如何改进教学？

高效课堂的一个前提是获得准确的学情分析，并把学情分析落到实处。在传统的教学中，所谓的学情分析的主要来源为学生的作业，或者在课前进行的问卷调查，或是通过阶段练习获得的学生大体的情况等，这些数据并不十分准确可靠。 如何准确把握学情，了解学生的个体差异，发现学生的问题，让课堂教学把握的更加精准有实效。

数学课堂主要有三种不同的课型：1.新授课；2.专题复习课；3.讲评课。针对不同的课型，研究如何将数据有效利用与课堂，让数据更有针对性。

如在新授课中，数据主要来源于学生的预习。而学生的预习来源于教师的完整的教学计划。计划内容涵盖：学生预习计划、学生的预习资源、预习的时间规划、数据采集要点、课堂教学、学生预习问题解答、针对性教学、课后作业批改等；教师提前根据教学计划和重难点规划，为学生制定预习计划，为学生推荐、提供预习资源，为学生提供主动学习的资源等；让学生预习作为教学的整体过程之一，通过对学生预习过程的数据采集，让学生的预习数据，更好的服务于课堂教学。而在课堂教学中，教师则针对学生预习中产生的问题、重点难点反馈，有针对性的进行教学，切实提高课堂的有效性。

试卷、作业讲评课、还踢复习课中，来源于学生的作业、阶段练习、试卷的数据则更为丰富，内容更为充实，教师可充分利用数据，针对教学问题、学生问题、针对学生的个体进行有效、分层式教学。

下面的展示课例是基于数据分析的一节研究课。

【教学程序】

第一阶段：基于数据分析，制定教学计划

根据对前期采集积累的数据分析得出两个需要解决的问题：

1.学生错题集错题归因指导，培养学生科学准确分析出自己错误原因，真正改错、提高认识；

2.对课前准备的基础题练习数据采集和数据分析，准确把握学情，制定本课教学计划；

3.对学生测试卷、作业的大数据采集，制作学生错题集错误归因统计（表格、柱状图）课前基础练习错误率统计（饼状图），总结分析出学生常见问题及需重点讲解的知识，制定预习导学单。

第二阶段：提供预习资源，引导学生预习，自主学习

课堂教学前，据大数据分析结果和制定的教学计划，为学生提供课前导学单预习本节课所要突破重点问题。通过学生预习产生的新数据的基础上调整本课教学计划。

第三阶段：课堂教学。按照通过对课前导学单数据分析所制定的教学计划重点解决存在问题及重要知识。

课堂教学由这样几个环节构成：1.引言；2.通过错题回顾、寻找典型问题。在这一过程中同时通过对学生错题集错误归因分析，引导学生正确认识题目错误原因，做到真正改错引导学生对自己的错题正确归因；3.重点解决本课所要突破的几个重点问题。4.针对本课重点解决问题对应的课堂变式练习；5.总结。

第四阶段：通过课堂练习数据采集及课后跟进练习学生答题情况的数据采集进行分析及教学评估，以便更好进行接下来的教学活动，提高教学实效。

数学的课堂不是孤立的，是连贯的教学行为，一节课可能解决不了所有问题，

需要连续的教学行为。一节课结束后本课的教学效果的评估就很重要，通过对课堂行为采集数据进行分析和的评估诊断，能更好的服务接下来的教学行为，从而实现高效课堂。

三、基于“大数据” 分析的有效教学的思考

高效课堂，是高效型课或高效性课堂的简称，顾名思义是指教育教学效率或效果能够有相当高的目标达成的课堂，具体而言是指在有效课堂的基础上、完成教学任务和达成教学目标的效率较高、效果较好并且取得教育教学的较高影响力和社会效益的课堂。高效课堂是有效课堂的最高境界，高效课堂基于高效教学。结合本校“大数据” 分析的有效教学实践经验，认为在“大数据”背景下高效课堂重在以下三个环节。

1.准确“学情”调查，为学习者设计教学。高效教学的前提是要把握准确的学情教学从“学情”调查开始，根据“学情”作出决策，设置教学环节。我们将学生学习过程中所涉及的平时作业、单元练习、阶段测试、课堂练习反馈等数据进行采集，然后进行分析及评估获得学生准确学情，区别于传统的教师凭经验做出的主观判断，更加真实、更加理性、更加全面。

2. 高效课堂的基本元素。教学教学抓手：据准确的学情把握制作课前导学单——学生学习的路线图和方向盤。高效课堂环节——通过展示实现交流、通过纠错实现落实、通过点拨实现提升、通过开放实现拓展。

3.课后及时教学评估诊断。传统的课堂教学效果，往往凭教师上课的感觉。显然这种评估太主观，不能准确得到学生的掌握情况，不利于后续的教学。在大数据背景下，教师可以通过获取课堂上学生答题数据、课后作业完成质量的数据，经多维度数据分析，进行准确的课堂教学效果评估。

四、结语

一个信息化教学创新的时代已经来临，它将唤醒人们对于教学方式改革的新思考，推动以教师为中心的教学方式向学生为中心的学习方法的转变。通过技术手段，提升课堂质量，促进学校乃至一个区域教学思维的变革。