论数据与数学学科教学改进

利笑

摘要：如今，教育信息化的浪潮已经不可抵挡地出现在教师们的面前，教师们要利用教育信息化来推动课堂教学的改革。大数据时代的到来，每位一线教育工作者都身肩重任，要记录教学中产生的数据去分析和指导教学，并且对课堂效果做记录。数据驱动的教学就是利用互联网的数据分析功能来驱动传统教学。在小学阶段，如何分析数据，如何利用数据去提高教学效果，一线教育工作者应如何用数据提升自身的水平，这些都是教师们要思考的问题。

关键词：数学教学;数据驱动;教学评价

数据所带来的信息正在不断地更新我们的思维方式和教学方式。作为一名教育工作者，我相信每一位同行都在思考：如何借助数据监测我们的教育教学？如何利用数据来了解学生的学习情况，对教育形式进行改进？

一、数据与教育教学的关系

教学是教师为了传授知识而设计一些教学流程，从而让学生获取知识，然后为了传授更多知识而不断地设计更多教学活动。

数据与教育的关联：

课堂（教学课堂的即时反馈）

学生（学生成长记录点缀档案）

教学（学习数据个性化处理）

教师（教师发展与测评）

管理（智慧校园管理）

决策（学业与职业抉择辅助）

在教育领域中，大数据的几种主要技术应用：

预测——觉知预料中的事实的可能性。

聚类——发现自然集中起来的数据点。

模型——通过大数据分析开发出学习模型。

关联——发现各种变量之间的关系，并对其进行解码以便今后使用它们。

决策——建立可视的教学管理的决策参考。

借助教育数据挖掘与学习分析技术，可以将课堂环境与网络环境中生成的教学数据“翻译”成有价值的信息，如学困生的识别、知识缺陷的发现、学科能力的诊断、教学目标的达成度等，进而为教学者的教学决策（调整教学方案、改进评价设计、选择教学资源等）及学习者的学习决策（制定学习计划、定制学习资源、选择学习路径等）提供更准确、更及时、更全面的支持，推进数据驱动的精准教学和精准学习。

二、大数据推动的教育信息化变革

（一）微课

微课是记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点（教学中的重点、难点、疑点内容）或某个教学活动的趣味短视频，时长在5～10分钟。学生不懂可以反复播放，有针对性地深入学习，落实重难点知识，从而避免课堂学习之后学生似懂非懂吃夹生饭的问题。但微课无交互，只是单方面的知识传授，草根教师就可制作，无法作为独立的教学模式，必须与其他的教学相辅相成。

（二）翻转课堂

翻转课堂是使用微课、慕课的优秀的视频教学资源进行课堂教学、实现课堂翻转的教学模式。翻转课堂有两层意思：时间翻转（课下课上活动转换）、主体翻转（师生角色的转换）。翻转课堂的先进之处在于能充分调动学生自主学习、自主探究的积极性，颠覆传统教学模式，让学生充分动脑，不再是传统的被动接受。典型的翻转课堂流程是，学生课下依据学习任务单学习新知识，观看教师制作的教学视频也就是微课，自主学习，在线测试解决教师提出的问题，反馈练习，甄别疑难;课前教师先根据在线检测来发现学生在学习过程中出现的问题，再将学生难以理解的重难点归纳成几个问题;在课堂上，教师针对这些问题展开讨论或讲解，进行整体或个别交流互动（小组合作探究研讨、实验、完成作业等）， 释疑解惑拓展，然后通过一系列的练习进行知识巩固、自主纠错、反思总结等。

（三）慕课

慕课是由无数微课组成的一种庞大的高质量的开放式的在线学习课程资源，主要表现形式为虚拟网络课堂，学生可以自行在网络上学习，学习过程中会有针对性练习，这个过程是循序渐进的，可以有效提高学生的学习效果。慕课虽有交互式学习，但相比真实的教学课堂，网络的对话教学做不到随机应变，也无法进行有效的教学评价。

三、通过数据发现问题，寻找更优的教学策略

以2014年狮岭小学四年级数学期末考试题目为例，我们将数学测试题归类为四个大类，“了解”“理解”“掌握”和“运用”，并分类讨论不同班级学生的各个题目的得分率，整理出学生共同存在的问题，以及各个班分别存在哪些问题。对数据的整理分析和总结，为我校数学科组老师们指明了教學方向，最终促进教学改进。

（一）在“了解”维度上的表现

通过数据比对，我们发现了如下问题：

1.学生已经理解了三角形的内角和，但是还有部分学生不能熟练掌握三角形内角和是180度的本质和使用方法。

2.过程合理并且计算准确的人数比区平均水平低，过程合理但计算错误的人数比区平均水平高，这说明学生在此处的计算仍存在着一定的缺陷，因此加强学生的计算能力尤为重要。

这些暴露出来的问题对教学的启示就是：对学生计算能力的培养不能停留在计算题的计算，还应该让学生思考一些没有具体算式的计算题。在日常教学中，教师应该多让学生去思考题目中隐含的一些数学信息，找到和题目相关的数字，可以从图片中找，也可以从关键字中找。此外，计算时如果出现连减，教师可以教学生一些小技巧，如先算后面两个数的和，再用第一个数减去它们的和。教师不应限制学生用同一种方法，应着重教他们如何提高计算的准确率，平时还应该多一些对验算的要求，哪怕简单到一个连减算式，都应学会验算，去验证答案的准确性，验算这个步骤是越到高年级就越容易忽视。

（二）在“理解”维度上的表现

通过数据比对，我们发现如下结论：

1.学生对分数表示的部分与整体关系进行判断已经有了一定的掌握，但是对不同的图形表示同一个分数有点混淆，容易在用分数表示图形的过程中出现错误。仍然有少数人没有掌握用分数表示部分与整体的图形，视觉上可能会出现误差，容易凭感觉去选，而不是通过具体的计算。

2.分差出现的原因在于课堂上教师给学生灌输知识比较死板，对题目的变式训练比较欠缺，固定式的讲法也把学生的思维限制在一个很局限的范围里，导致学生不会发散思考。

给教学的启示就是，教师在课堂上应该将讲过的同类型的题目进行总结和提升，提高学生的理解能力。比如：在学习分数表示图形的时候应该出示不同形状的图形分别表示什么分数，然后将各个图形之间的共同点找出来，形成知识的归纳和提升，并告诉学生靠感觉容易出错，应该具体地计算，才能避免视觉误差，这样不仅能让学生的思维得到升华，还能使他们在下次看到新颖的题目时也能用科学的计算方法来进行判断。

（三）在“掌握”维度上的表现

教师需要让学生对“有关的信息”这个概念落实到每一节课中。因为学生的理解能力还不够到位，对干扰信息的处理还不够明确。在每节新课一开始都有一个情境图，教参给的建议是要让学生独立寻找题目中的数学信息。在这里，学生要经历一个选择有用信息的过程。教师可刻意在题目中增加与此题无关的信息，干扰学生的读题，再询问他们有关信息是哪些，通过不断地训练，让学生学会在一堆数字里面筛选有用的信息，并且自动屏蔽无关的信息，达到掌握关键信息提取的能力，同时也能不断地提高学生的理解能力，使其看到题目能立刻将注意力集中在有关信息中，提高读题的效率和解决问题的准确性。

（四）在“运用”维度上的表现

普遍存在的得分率低，说明这个方面是我校大多数学生的缺陷。对于四年级的学生，简单的判断对错是很容易的，但是书写过程却显得困难。因此，教师在这个时候应该适当地教给学生一些书面语言，使他们运用专业术语将自己所想的话描述出来，这是一项很重要的数学能力。数学表达是一个由具象到抽象的重要过程，学生在这个过程中逐漸形成数学思维。因此，教师应多训练学生书面语言的表达。

四、数据促进数学教学改进

（一）寻找优势和劣势，调整教学侧重点

纵观整个年级四个班级的数学测试，情况不容乐观。我们在对四个班进行对比后发现，各班学生在“了解”“理解”“掌握”和“运用”这四个数学能力方面，各自存在不同程度的优势和劣势。四（1）班在“掌握”和“运用”这两大板块掌握得比较好，四（3）班在“了解”和“理解”这两大板块掌握得比较好，四（2）班在“理解”“掌握”和“运用”板块掌握得比较不好，四（4）班在“了解”板块掌握得不好。

（二）针对各板块进行有针对性的教学

1.“了解”板块。大多数学生都掌握得不错，教师不用在课堂上花很多时间去练习，主要是让学生注意一些计算的小细节及书写思路的步骤。教师课下要花多一些时间去辅导学困生，课前可以利用游戏进行口算训练。值得更进一步学习的是四（4）班的学生，他们更多的是列式存在丢分问题，因此教师更应该多在课堂上引导学生自己读题，学会找题目的有关信息，将无关信息排除出去，在此基础上懂得速度、时间和路程三者的关系，让学生多做计算题，进一步巩固和提升。

2.“理解”板块。这个板块学生掌握得一般，因此教师应当多加引导，每节课让学生在脑海回放整节课的知识，思考“这节课学了什么东西？”。教师在必要时应该让学生分享自己的收获，以发展学生归纳总结的能力，实际上也在培养他们的理解能力。教师每节课都注重将同类型的题目进行总结和提升，也是在提高学生的理解能力。

3.“掌握”板块。这个板块学生普遍掌握得不好，因此教师要花多一些时间去引导，在课堂上多让学生去推断，去预测或猜测一些可能出现的情况，提高学生的推理能力。除此之外，教师还可以刻意在题目中增加与此题无关的信息，干扰学生的读题，再询问他们有关信息是哪些。通过不断地训练，让学生学会在一堆数字里面筛选有用的信息，并且自动屏蔽无关的信息，达到掌握关键信息提取的能力，这也能不断地提高学生的掌握能力，使其看到题目能立刻将注意力集中在有关信息上，提高读题的效率和解决问题的准确性。

4.“运用”板块。这是学生普遍存在知识性缺陷的板块，教师可将微课、慕课等引进课堂中，激发学生的学习兴趣。对于学生觉得有困难的知识，教师如果能利用现代信息技术让学生自主去学习，不仅可以和学生积极互动，还能实现课堂的即时反馈，直接在课堂上辅导学习存在障碍的学生。教师还可以让学生利用错题本，寻找自己的薄弱点，有针对性地去反复练习，这也是每个学生寻找属于自己的学习之路的办法。

参考文献：

[1]杨现民，骆娇娇，刘雅馨，等.数据驱动教学：大数据时代教学范式的新走向[J].电化教育研究，2017（12）.

[2]申蕾.大数据时代下的课堂教学改革[J].知识文库，2017（22）.

（责任编辑：奚春皓）