大数据辅助数学学科精准教学的实践研究*

杨原明 (苏州工业园区教师发展中心 215021)

冉春莲 (西安交通大学苏州附属中学 215021)

“人人都能获得良好的数学教育，不同的人在数学上得到不同的发展”[1]是新课程标准提出的要求．以笔者的理解，良好，指的是补短——使学生获得均衡发展，具备最基本的数学素养；发展，指的是扬长——发现学生在数学上的优势方面并加以培养，使学生在数学学习中获得成就感，培养他们学习数学的信心．不管是“亲其师，信其道”，还是“乐其道，亲其师”，都来源于学生个性化的良好学习体验．

由于客观条件所限——学情数据的获得、积累、处理都是极其庞大的工作量——传统的基础数学教育一直以来都在模糊而摇摆的经验主义中行进，大数据的出现有效地改变了这一切．

本文作者有幸参与了大数据支撑下数学学科的教学实践探索，通过从数据平台收集并分析学生学习数据、教育行政部门与教师共同建设课程资源、资源平台向学生开放等策略，在实施个性化教学、确立学生的主体地位、建立新型的师生关系和学习模式这一目标上小有所获，借此机会与同行探讨，以期在新时代的数学学科精准教学上更进一步．

1 学生数学学习情况的精准量化

精准教学的第一步也是最核心的问题：明确教学对象的需求，即帮助教师和学生建立对数学学习水平的正确认识．

作为教学主体的学生，其形象一直模糊、僵化的原因很多：大班化教学中无暇顾及每个个体、大量数据的积累和处理负担、区域教学资源不均衡、教师教学经验的不同等，这些使得教学中的师生磨合往往较为艰难.但教学的一对多和数学学科内部分支导致的思维方式差异，使得这种磨合贯穿整个数学教育阶段．

在过去的大班教学中，教师很难面面俱到、兼顾每个学生的学习需求，没有精力为每个学生定制学习计划并单独辅导，而学生缺乏对自身学情的准确认识，往往一头扎入题海，盲目练习，造成学习倦怠甚至恐学厌学．

大数据和互联网的合理使用，在以下方面实现了突破：

其一，全程全面记录教学数据，即学生作业和测试卷中持续性的、多元的数据采集方式，如网阅、手阅、手机拍照等，实现全场景动态数据的采集，大量数据的积累使得后续分析结果信度更高.

其二，大量学业数据的科学分析，即依托人工智能核心技术和知识图谱体系，通过大数据精准分析和诊断，提供单次、历次、区域等多维报告，明确学生数学学习发展轨迹、六大核心素养的不同发展水平、班级(学校、区域)间差异分析，使学生的自我发现、自我反思、自我教育这一过程成为现实.

其三，互联网背景下学习方式的转变使得学生的学习更具有主动性，学生能通过互联网查阅资料、听取微课、参与数学问题的讨论或研究、通过个性化学习手册进行针对性练习，攻克学习薄弱环节，而这一过程也积累了更多的个性化学习数据，形成良好的反馈机制，达成学生学习的良性循环．

从实践中发现，一方面，通过对学生的成长轨迹的记录，对学生每一次的错题进行错因分析.例如，概念模糊，包括知识点没有掌握、部分掌握以及不同知识点张冠李戴，解题思路有偏差，运算错误，审题不仔细，粗心大意等，然后根据人工智能引擎和知识图谱体系及人工智能算法，精准分析学生的薄弱知识点，科学规划学生学习路径，从而达到有效复习.历次检测数据表明，学生使用个性化学习手册后进步较明显.

另一方面，通过对比时间线上前后几次考试的知识锚点，筛选出相同的知识点，计算考查相同知识点的试题年级得分率，整体呈现上升趋势，随着个性化学习手册的使用，相同知识点的年级得分率逐渐呈现增大的优势．

大数据通过对学生学习的全程全面跟踪反馈，给学生以准确、多维度的评价，帮助学生建立正确的自我认知，不断根据学习系统的反馈调整学习状态，克服自身弱点，充分发扬个体优势，在获得学业进步的同时，更新学生学习方式，培养其良好的学习习惯．

2 教师教学行为的精确指导

新课改中教师的角色发生了转变，从学习的指导者、控制者、传授者，变为学生学习行为的设计者和引导者，在新技术支撑下能实施更加高效更有智慧的教学，通过以下几方面的进展，这一点在实践中得到了较好的体现．

其一，多元数据采集将教师从繁重的作业、试卷批改，学习数据手工录入、人工分析等相对比较机械化的工作中解放出来，使得教师有更多的精力来进行教学研究，在教学准备环节做更多扎实而丰富的工作.例如，选择更恰当的教学内容，确立精确化的教学目标，选用更具有针对性的教学方法等.

其二，借助大数据精准教学系统，以技术补充经验，帮助师生了解数学学习中的知识缺陷、发现能力特长，同时挖掘班级(学校、区域)共性薄弱点与教学重难点，快速、精准定位讲评重点，突破难点，真正做到减负增效.

其三，依托“易加”平台和园区教育行政部门的力量，对微课制作和应用进行多层次、系列化的培训，各个学科教研员根据教材章节，结合学科重难点，编制区域学科微课体系，由各学校骨干教师进行制作，结合校情、教情和学情开发出切合度更高的微课，创建优质资源库；通过“智学”网精准聚焦学情，从良莠不齐的海量资源中，利用新技术、新手段快速、准确地找到优质教学资源．

大数据支撑下，教师教学效果得到了有效提升，同时拉近了年轻教师与资深教师之间的教学经验及质量差距，缩小了不同学校因为师资水平产生的差别，更有利于实现教育公平，切实提升整体教学质量．

3 结语

在引入大数据和“互联网+”技术辅助数学教学的实践中，包括笔者在内的教育工作者和教育管理者们主动学习和使用新的技术，在学习内容、学习路径、学习方式、评价方式等的契合性、多样性、选择性、差异性上下足功夫，以学生为本，尊重学生的成长背景、顺势而为、扬长补短，满足不同发展层次、不同学生的个性化需求，让学生始终处在“最近发展区”，实施精准教学，以促使学生在不同基础、不同方面获得最大可能的发展．

学无止境，教师对教学的研究也同样如此．时值信息技术仍在不断推广和不断深入发展的现代，教师必须紧跟时代步伐.随着技术的发展，从更深的层面上完善教育生态系统、构建智能教育体系的同时，通过言传身教，培养终身学习、不断提高的积极心态和良好习惯，减轻师生负担，实现教学相长，推动教育跨越式发展．