大数据在高中数学课堂教学中应用的展望

孟凡英

【摘要】随着社会经济、科技的飞速发展，数学的应用越来越广泛。因此，提高数学教学质量，完善数学教学手段就显得尤为重要。近些年来，各个中小学校对数学课堂的教学方法、学生的思维模式及教学辅助手段等进行了不断探索，而大数据的出现对于数学课堂教学的探索来说，是一个新的研究方向。

【关键词】大数据;高中数学;应用策略

高中数学中关于统计学数据的获得和处理、圆锥曲线教学场景布置、函数学习情境和研究手段的变换，以及统计教学管理数据的采集和研究、决策，都可以通过大数据来轻松地解决。这些对高中数学教学来说都是非常有利的。例如，高中“概率与统计”这一部分内容，因原始数据的不足和知识点的抽象，教学难度较大，而运用大数据，教师可以迅速、合理、有效地整合知识，并进行归纳、总结，从而将相关问题具体化，并完善教学过程。

一、大数据对数学教学和学生数学学习的影响

（一）丰富数学教师的教学手段

教师可以从以下几个方面将大数据手段融入课堂教学中。首先，在大数据的帮助下，教师可以借助网络和计算机对各部分的知识进行梳理、总结、概括和补充，從而更好地厘清知识脉络，掌握知识点分布情况，实现从题目到思想、从步骤到思想的转化和延伸。其次，在传统数学教学中，教师主要是依赖板书、教材来开展教学，课堂教学缺乏活力。教师利用大数据，可以融入一些课外趣味数学知识，如数学在航空航天领域的运用、在生活中运用的案例等，以转变学生对数学的学习态度。最后，在课堂教学中，数学教师还可以利用绘图软件、线上教学等大数据技术，以及互联网优质教学资源，在丰富教学内容的同时，提升学生的学习效率[1]。

（二）促进学生的自主学习

传统的数学教学模式中，学生在课后学习时很难得到教师的指导和帮助，遇到问题也难以自主解决，这在一定程度影响了学生的自主学习效果。而学生借助大数据手段，利用手机、平板电脑等移动终端设备可回看教学视频，和数学教师进行线上交流。数学教师可以通过线上教学平台指导学生的数学作业，可以借助大数据手段收集学生学习数据，如数学作业准确率、教学视频下载数量等，以掌握学生近期的数学学习状态。此外，现在市场上出现了很多以大数据为依托的习题辅导平台，学生可以下载相关软件，在遇到数学难题时利用习题辅导软件来解决。学生如果对某方面的数学知识掌握得不牢固，也可以在习题辅导软件上进行大量练习，从而巩固自己的学习效果。

（三）加快数学智慧课堂的建设

教师利用大数据既能更好、更快地了解学生的现有知识水平和一段时间内的学习情况、知识发展轨迹，又能直观、全面地了解学生的个性化特征，了解每位学生的数学学习优势和不足，进而有针对性地改善教学方式、方法。得益于大数据的发展，教师能充分分析学生的动态学习数据，从而实现依据数据进行教学决策和教学评价，并且做到海量教学资源的推送，以及课堂交流互动的有效开展。这样，教师就能精准定位学生的数学学习短板，积极打造数学智慧课堂。

二、大数据在高中数学教学中的应用

（一）利用大数据营造多元教学环境，打造“多变”数学课堂

几何数学是高中数学的重点学习内容之一，主要包括平面几何、立体几何、解析几何等内容，不仅要求学生具备较强的空间想象能力，还要求学生具有较强的数学符号理解能力，这对高中生而言有一定的难度。而传统几何教学方式主要以教师讲解为主，板书为辅，不利于学生形象地理解几何图形的变化规律。学生在面对几何问题时也很难迅速抓住其中的关键点，长此以往，学生就会跟不上教学进度。而借助大数据手段，教师可创设多种元素相结合的教学情境，从而更好地开展几何教学。网络环境和多媒体手段的直观、动态、多元化效果及生动的学习环境和背景元素，更容易激发学生的学习兴趣，不仅能使学生亲身体验知识的发生、发展过程，还能化难为易、化繁为简、变抽象为具体，从而使学生更好地理解数学知识[2]。

例如，教学“椭圆及其标准方程”一节，数学教师可以提前准备微视频，如录制自己利用软件“几何画板”绘制椭圆的过程，添加相应的文字说明，从而激发学生对椭圆标准方程的学习兴趣。学生可以运用网络手段搜索相关实物图形，有了直观了解后，再自主运用画图软件如几何画板制作椭圆方程，学会绘制椭圆图形的手段及抽象出椭圆的几何特征，最后按照自己的理解定义椭圆，并对比网络上的相关概念，完成概念及其延伸学习。

（二）利用大数据搭建新桥梁，捕捉生活中的数学元素

数学知识较为抽象，但并非与现实生活完全无关，相反，很多著名的数学问题是对现实生活的抽象思考，能帮助人们解决很多实际问题。但部分学生没有将数学与现实生活联系起来的能力，在看待数学知识和数学问题时，只能从逻辑或抽象层面进行理解，因此，很难将数学知识应用到现实生活中。大数据可以建立数学和生活之间的桥梁，学生可以利用网络手段，找出现实生活中的数学元素。《普通高中数学课程标准（2017年版）》强调从生活中抽象出数学问题，并要求学生具备利用数学方法分析现实问题的能力，从而解决实际问题。大数据为学生提供了大量丰富多彩的学习资源，能让学生认识到数学与真实世界的关联，更好地掌握数学知识，也能让数学学习过程变得更加轻松、清晰。

例如，在教学“三角函数的应用”时，教师可以利用大数据呈现相关案例，如生活中的简谐运动、周期问题等。教师可以利用互联网搜索相关视频，如三角函数建模过程，把常见的周期问题转化为三角函数;根据表格中的数据进行描点作图，根据函数图象分析出最值求解问题，以开阔学生的数学学习视野。这样，学生就能更加灵活地运用数学定理和数学公式来解决问题。

（三）利用大数据，开展线上线下混合教学

随着“互联网+”教育的发展，线上教学成为新的改革热点，而大数据为线上教学提供了技术支持。基于线上教学，教师和学生可利用网络进行沟通交流，这就摆脱了传统数学课堂的诸多限制，能够加强师生之间的联系，从而突出学生在教学中的主体地位。而且，这也比较符合高中生的沟通方式，可以有效增加师生之间的交流频率，增进师生间的感情。借此，教师能够随时了解学生的学习情况，帮助学生解决学习过程中遇到的问题，从而提高学生的数学成绩。数学教师可以利用钉钉、腾讯会议等软件开展线上教学，利用微视频导入新课，开展“激趣”教学;利用线上教学软件开展在线测试，运用大数据对学生答题情况进行精准分析，汇总出学生出错最多的题目，以及每位学生的答题正确率。同时，学生也可以迅速了解自己的答题情况，根据解题分析进行自主练习。数学教师可根据大数据分析出学生对本节课知识的掌握情况，并有针对性地进行讲解，进一步提升数学教学效率，帮助学生尽快理解、掌握数学知识。此外，数学教师还可以利用大数据建立学习交流群，如微信、QQ等社交软件，每天开展在线讨论活动，带领学生分析、讨论数学作业，进行在线解疑释惑，让学生在线上学习期间得到数学教师“一对一”的指导，进而真正提升高中数学教学的有效性[3]。

（四）利用大数据，分析学生的学习情况

在高中阶段，很多学生因跟不上教师的教学进度而逐渐失去了对数学的学习兴趣。部分原因在于教师没有及时了解学生的学习情况，无法针对性地给予学生指导，而且高中阶段的学习较为紧张，学生也没有太多机会主动向教师反映自己的学习问题。但利用大数据，教师可以对学生的学习情况进行客观分析，并量化出学生数学知识和能力的长短板，从而在把握全班学生整体学习情况的前提下，针对每位学生的具体学习情况进行数学指导，并对多数学生难以理解的问题进行总结分析，提出更加高效的教学方案，帮助学生解决学习过程中遇到的问题。例如，教师可以将整个学期划分为数个教学阶段，在完成阶段教学后，就利用大数据分析学生的考试成绩，并对每位学生的错题数、错题类型进行量化分析，从而了解学生的学习短板，并进行有针对性的总结。教师还可以利用大数据绘制出学生的学习情况走势图，了解学生的进步过程或退步过程，在找出原因后，帮助学生分析其在学习方法、学习态度、学习时间等各方面的问题，以促使学生进入更好的学习状态。

信息化时代已经到来，大数据运用已经慢慢渗透到人们的学习、生活的各个领域。因此，高中数学教师应在教学中对大数据进行充分的研究，充分发挥大数据的应用优势，并把这些知识熟练地运用到教学中，从而使学生在有限的时间内掌握更多的知识。

【参考文献】

吴雨伶，夏敏.基于极课大数据的高中数学教学优化策略研究[J].江苏教育研究，2018（01）：76-79.

余日生.基于大数据的高中数学分层次教学研究[J].名师在线，2018（35）：82-83.

石峰.浅谈大数据在高中数学教学中的应用[J].数学学习与研究，2019（10）：23.