大数据背景下高中化学学习模式变化探究

2018-04-18李泰来

中国校外教育(中旬) 2018年2期

李泰来

【摘要】处于大数据时代的现今社会，科学技术日新月异，在科技快速发展的同时，化学技术的发展为科研事业提供物质基础。因此，培养化学方面的人才，成为了当务之急。而在大数据背景下对高中生化学学习模式的改善，又是培养化学人才的第一步。高中化学的抽象性使不少高中生觉得化学是一门复杂的学科，而这种抽象性又给教师的教学带来不少困扰，如何转变化学学习模式已成为一个现实性问题。大数据是继云计算后IT行业又一个颠覆性的技术革命，所以应用大数据知识来提高高中化学的教学效果和学习效率，是转变高中化学学习模式的关键。

【关键词】化学大数据教学模式

一、引言

随着科技的发展和社会的进步，现代社会逐渐步入大数据时代。由此人们需要新的处理模式才能应用这些数据，发掘他们的价值。面对复杂的大数据问题时，我们需要处理图片信息、视频共享、网站日志、地理定位等众多类型的信息。同时，我们还需要面对巨量的数据，数据的计量单位达到EB、ZB甚至是YB级别，数据的调动量巨大。由此，大数据技术便有了一些新的要求，它需要具有极快的数据筛选速度，几秒内便能对数据做出海量的分析，并且筛选的数据实用且有价值，这样才能让“秀才不出门，便知千里事”变为现实。大数据既为学校未来教学的规划提供新方法，又为教育理论的革新带来了思路。面对复杂的教学问题时，在大数据协助下，学生的学习进度等情况可以及时地反馈给老师，进而调整教学计划，同时大数据拓宽了教学资源的获取途径，让学生获取更多有价值的试题。大数据背景下，一来改变了教师的教学模式，使教师由传授学生知识向引导学生自主学习转变。教学模式的改变，又能推动现今教育体制的改变；二来可以使学生完成自我学习方式的转变，在数据任务驱动下完成既定任务，既增强了学生的合作学习关系，又培养了学生学习的兴趣，引导学生适应迅速发展的教育体制。

二、传统化学教学模式分析

高中化学教学的信息化应用程度远低于其他传统行业。受高中教育大众化的影响，普通高中由于资源限制，仍旧沿袭“千人一面”的批量生产模式。信息技术与高中教育的结合依旧处于较低的层次，信息化教学模式陈旧，投资不菲的教学实验中心，对学生学业的贡献度并不高。最突出的问题是，教师难以了解每个学生学习状态，教师难以有的放矢地提高自己的教学效率。学生难以定量地了解自己的状态，学生难以针对自己的状态改进自己的学习。现有学校信息系统的数据采集、挖掘和分析技术不足，不能对个性化自主学习提供支持。高中化学注重实验和实践，具有复杂抽象的特点，传统化学教学方式较难使学生获得满意的效果。因此，化学学习模式在大数据时代需要与时俱进，积极探索适应时代的教与学模式。随着大数据技术的日渐成熟，技术成本和门槛的下降，分析工具选择日益增多，数据驱动教学正在成为现实。因此，大数据时代高中化学教学的方向应该是数据驱动教学，把抽象的数字变为具体的教学决策依据。

三、大数据在化学教學模式上的应用

1.有利于教师改进教学方法

大数据背景下，教学已经演化到数据密集模式，在数据驱动教学中起决定性作用的是教师。因此，教师一定要具备大数据思维，做到“看数据说话”。高中化学教师通过大数据这一媒介，得以突破常识、经验和主观臆测的局限，从而全面地了解每个学生，做出正确的教学决策。合理地运用教育数据挖掘和学习分析技术，老师可以高水平地提升教学质量。首先，大数据可凭借日常点滴的信息记录，跟踪每一个学生的学习数据，使用严密细致的数据分析技术，能真实客观地展现一个较为完整的学生形象。例如，教师可通过记录的鼠标点击量追踪学生学习活动的路径，探究不同学生对不同知识点的熟悉情况。或通过他们答题的正确率，判别他们对知识点的掌握程度，回头复习情况，然后据此引导他们的学习行为。学生在平台学习的过程中，会留下一系列的数字足迹，这些数据被整合、挖掘和分析后，教师就会清楚地知道需要重复和强调的知识点以及最有效的陈述方式。应用教育数据挖掘和学习分析技术，老师对学生的学习过程更加了解，并有助于改进教学方法，调整教学顺序；其次，教师还可以运用大数据因材施教，针对学生的不同特点采用不同的教学方式与策略，并能及时发现教学问题，从而对学生进行有效干预和做出全面正确的评价，以提高教学的质量与效率。

2.大数据能帮助学生有效地实现个性化的自适应学习

一方面，自适应学习系统可根据学生个人信息（年龄、性别、兴趣等），自动将不同情况的学生分类，向其推送不同的学习内容，准确评价学习过程和结果并给出学生学习建议，实现学生的个性化发展。比如，某个学生通过大数据应用平台提供的自适应环境进行化学知识在线测试，平台数据库能完整记录学生解答每个题目的用时、对错情况；另一方面，学生通过运用大数据技术能更准确地分析自身的长项与不足，自己选择更符合自身特点的学习资料和学习方式，实现个性化学习，让学习内容更多。学习平台记录了大量精确的学习活动信息，学生据此形成可视化报告对自己的学习情况进行定量全景分析，全面地了解自己的学习情况，更好地分析自身的学习活动，并据此调整自己的学习行为，取得更好的学习效果。

四、大数据教育平台的建设

大数据时代，线上线下的内容可以合理地被老师管理，增加反思辩论和研究讨论等深度学习的时间，使课堂能被高效地利用。大数据技术的应用，颠覆了传统的师生关系和教学关系，因此，教师需要改变观念，适应新时代的变化。学校领导也要在大数据背景下与时俱进，做好学习的知识和人才储备，并根据学校本身的教育定位，选择合理实用的大数据分析系统，积极融入到现有的数字型教学平台中。依靠专业数据公司的技术，在一个搭建良好的教育平台系统的帮助下，教师和学生能够积极自主地使用数据支撑教学，让大数据分析技术有效地帮助更加精细化的教学任务的开展。传统教育系统与新兴技术紧密结合的同时，高效地记录教学过程中丰富的信息，并利用大数据分析技术创新教学模式和教学方法，更加系统和科学地实施教学计划，是大数据技术在教育领域系统化综合运用的一个难点和重点。

五、大数据应用于高中学习领域的挑战和潜在问题

首先，是技术和人员的短缺。身为发展中国家的我们运用大数据的技术尚不成熟，和世界先进国家相比，大数据软件平台的构建能力有待提高。而且，我们还缺少能熟练运用大数据进行教研工作的人员，大数据教育体系普及缓慢。

其次，就是大数据应用产生的个人隐私安全问题。应用大数据应用程序来收集的学生数据必然涉及学生的隐私问题，学生在享受大数据带来的便利的同时，这些隐私数据有可能暴露给不法分子，然后被利用或者转手贩卖以获取利益。因此学生个人隐私数据保护应该提前规划，防范于未然。

六、结束语

在这个中国教育进入DT时代的当今，大数据教育体系的形成既需要教师用数据了解和提升学生的学习体验，又需要学生自身积极主动地适应大数据学习。大数据教育是一个循序渐进的过程，只有不断审视新时期高中教育的需求，不断将大数据技术融入高中化学教育，不断改进教与学的方式，不断完善大数据教育漏洞，才能更好地促进高中教育改革。