大数据在初中数学课堂中的应用分析

李林康

（山西大同大学数计学院，大同 037009）

1 引言

当前我国对教育事业不断地改革，大数据时代的到来以及人工智能的迅速发展推动了改革进程。尤其是在围棋高手败给了阿尔法狗之战后，引起了全世界轩然大波，人们对人工智能技术更加关注，大数据与人工智能的优势也得到了广泛的认可。要想更好地对教育教学改革，将两者结合使必然趋势，但是如何将两者的优势结合并成功应用在教育教学中成为目前研究的重点。本文以大数据及人工智能应用在初中阶段的数学教学进行介绍。

2 教学背景

数学初中阶段是非常重要且相对较难的学科，数学成绩的高低严重影响学生整体的学习水平，是造成两极分化的重要因素。因此，初中数学教师在教学过程中要考虑每一名学生的综合素质，主要包括目前掌握的数学基础状况和理解、接受事物的能力制定合理的教学方案，有必要的话对同一班级的学生进行分层教学。也就是通过学生综合素质情况将学生分为不同的学习小组，每一小组的学生学习水平相当。分层处理之后，制定不同的教学方案和教学目标以适应不同层次的学生，每隔一个学习阶段做一个个性化的综合评价以调整组内成员的变化。这种教学方式可以使每一个学生都能够真正进入课堂融入到学习环境中[1]。

3 结合大数据分析，合理教学

3.1 因材施教

传统教学模式基本上采用的是教师主导，学生被动接受的形式，这种教学方法限制了学生自主学习的能力，学习积极性差，因此取得的效果并不明显。新课标提出了教学新标准，要求在课堂教学过程中以学生为本，充分发挥每一个学生的自主性，教师起引导作用，充分调动学生积极性，使学生从被动学习转变为主动学习，注重学习能力的培养。要达到以上标准可采用分层教学，通过分析学生学习情况制定最合理的教学方案，课堂上通过布置个性化任务让每个学生能够发挥主观能动性，真正做到因材施教。具体实施过程分以下三个部分介绍。

首先，要做到因材施教，教师要首先掌握每一个学生的实际情况，把握班级的整体学情，从而才能针对性地制定教学方案。要想更加快速精确地获取每一个学生真正的综合学习素质，最有效的方法就是利用大数据和人工智能等高科技技术来为之服务。比如教师要讲解初三数学的“一元二次方程”，可以在授课前给学生下发预习本节的任务，并准备适当的练习题，由学生自主完成，然后利用大数据和人工智能技术对学生完成的预习情况进行分析，并实时地展示出每一个学生学习的情况，教师可以根据发反馈的结果制定教学方案。

其次，教师在教学过程中要充分调动学生的学习积极性，增加学生学习兴趣。比如可以增加小组比赛学习环节，小组内互相交流帮助，共同学习，小组之间形成竞争的状态，教师及时的对每个小组的表现打分并作出适当的评价。另外也可以根据教学内容和小组成员的状况安排不同的任务，小组内对任务再进行更细致的划分，同时对不同的任务展开，各小组在完成任务过程中可以自抒己见，最终结果也会实时呈现，教师根据学生状态和掌握水平不断调整讲解重点，从而高效的完成教学。

最后，在课堂教学后给学生准备必要的作业练习以及相关知识学习的途径，让学生课下依照自己的兴趣去学习和巩固[2]。大数据和人工智能技术结合可以为每一个学生建立知识能力图谱，从而使教师根据图谱智能地布置个性化练习，满足各个层次学生需求。

3.2 结合大数据分析方法，提高解题能力

采用何种方法培养中学校的数学思维，提高学生思考的深入性、灵活性和创造性应是中学数学老师关注的焦点。在初中数学教学中，教师应利用大数据分析的方法关注中学生对所学数学知识的掌握情况，通过计算机分析得出每道题的正确率，做到熟悉学生具体的做题情况，为进一步教学做指导。中学数学老师应根据学生不同作答掌握学生对数学知识的掌握情况。用高速扫描仪将学生测评考卷或作业录入电脑，通过大数据分析每个选项或答案出现的人数和比例，具体了解学生的做题情况，以便初中数据老师能够更轻松的整理学情，分析学生存在的思维误区或计算问题等。老师还可以采用云平台查找并批改学生的试卷和作业。这样能够有效提高中学数学老师查找学生不同解法或不同错误的效率。充分挖掘“众人的智慧，挖掘一道题的不同解法”。使学生能够做到一题多解，举一反三，在对比解法中找到最适合自己的方法，有效提高学生的解题能力。

3.3 有的放矢的考后讲评

中学数学对学生考试测评的目的一方面是考试教师教学和学生学习的情况，更为重要的是发现问题并找出解决问题的方案，中学数学的考后讲评是数学教学十分重要的环节。传统的数学教学模式是在考后的讲评中，采用通篇的对所有问题进行讲解，从开始讲到最后一题，而需要重点讲解的知识点都是根据老师多年的教学经验总结判断，缺少有力的理论数据支撑，很难做到对有些问题有的放矢。但基于大数据和人工智能的考后讲评就可以完美解决以往存在的问题，通过对班级内学生考试试卷的相关数据统计分析，能够直观的看出并掌握学生答题的进度和正误情况，能够实时的查看学生考试中出现的高频错题、高频知识点以及对应的学生名单[3]。另外，根据考情数据及考标要求，还能够合理的安排讲评的重点及讲评顺序。

中学数学老师利用大数据及人工智能技术，能够完成一键布置线上及线下的个性化随堂练习和针对性作业，针对不同学生的数据分析其薄弱环节加强训练。基于对学生个性化的训练结果分析能够帮助教师掌握班级学生对数学的学习情况，其中主要包括：作业的完成情况、作业完成分析以及学生薄弱知识点的分析等指标，并展现个性化学习后班级数学学习的成果。同时，基于针对学习薄弱环节的个性化练习能够较好的呈现高频错题，帮助老师深层次的了解班级考评情况。所以，初中数学教师在考试测评后，要先整理把握学生的整体学习情况以及每位学生的个性化的学习情况，以在考后的讲评中做到有的放矢。

3.4 基于分析结果，合理制定教案

通过大数据分析能够反映出学生对知识点的掌握情况，所以初中数学老师不能再单纯的抱怨学生学习差、注意力不集中或者不认真等情况，而是要主动反思在教学过程中是否做到了高效教学，要重视学生的现有认知情况，并制定不同的方案以照顾到不同水平的学生，结合科学合理的授课方法，建立高效学习的课堂。比如，在初中数学定理的推导教学中，教师可以举特例做出示范，让学生分组分工合作，主动研究分析存在的特殊情况，之后再采用推导证明公式的方式验证其正确性。采用这种方式教学，能够帮助初中生更深层次的理解课本上的定理和公式，促进了学生之间的互助交流，能够大幅提高班级整体的数学课堂授课效率，而分工合作有能够突出学生自主学习的地位，有利于帮助制造和谐的数学课堂[4]。

4 展望

基于大数据分析下的初中数学教学，教师要更新教学理念，逐步探索培养学生学习兴趣，引入数据分析，提高学生的计算能力，制定合理的教学方案，让学生活跃起来主动学习。另外，在初中数学教学中，因为孩子的水平不同，教师要保有足够的耐心，逐步去引导学生，以学生的眼光去看待初中数学的学习，去分析解决学生实际存在的问题；教师还要有开放的教学思想，改变以往落后的教学模式，在大数据的帮助下实现高效教学。

[1] 刘运萍.信息技术在初中数学课程中的应用研究[D].北京理工大学，2015.

[2] 王艳艳，杜圣强.运用慧学云平台开展初中数学翻转课堂教学[J].中国教育技术装备，2017（19）：24-25.

[3] 庞敬文，张宇航，王梦雪，樊雅琴，解月光.基于微课的初中数学智慧课堂构建及案例研究[J].中国电化教育，2016（05）：65-71.

[4] 葛余常.基于大数据分析的微课开发及应用研究[J].中小学教师培训，2017（09）：32-36.