教育大数据在小学科创教学中的应用

张烨

【摘要】大数据技术在近些年已经深度融合进教育领域，笔者带领团队借助学校作为广东省信息化中心学校所配备的各种信息化软硬件，将大数据收集、分析和应用融入到学校科创教学中，并形成精准的学情评估、制定精准的教学计划，形成了一种具有学校办学特色且得到推广应用的教学模式。

【关键词】教育大数据应用;智慧教学平台;科创课程

习近平总书记致信祝贺国际教育信息化大会开幕中提及因应信息技术的发展，推动教育变革和创新，构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，建设“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会，培养大批创新人才，是人类共同面临的重大课题。

科技创新课程作为学校的特色教学项目开展了几年，但前期教学过程中出现如何选择选拔学生这一特别困难的情况。恰逢2019年学校被认定为“广东省信息化中心学校”，学校配备了智慧教室、引进了粤教祥云学习空间智慧教学平台（以下简称“学习空间”）等信息化教学的软硬件，笔者带领团队以科学和信息技术课为基础，融合编程无人机、创意机器人等社团课程，选择部分班级作为实验对象，为上课的学生创建独立账号，学习的全过程均在学习空间上进行，借助学习空间提供的大数据收集分析功能。通过近两年的教学实践，笔者所带领的团队初步形成雅实教育大数据应用模式。在这种教育大数据应用模式的帮助下，学校在科技创新教学上取得一定的成果。

一、精准关注教学过程全数据

相对于传统的教学，我们的教学全过程都在学习空间上进行，教师能够收集全部教学数据，例如，每個学生课堂教学中某个知识点的教学和在线练习反馈、课后作业中每个学生对每道题目的答案信息、一次考试后形成的试题分析报告和成绩统计信息等（如图1-1）。

我们通过每一节课收集这些常态化的教学数据，并通过平台所提供的数据统计、分析等技术，对每个知识点的数据进行深入有效的分析、挖掘，发现规律找出各种问题（图1-2），通过对规律的分析形成一些共性的教学策略和手段，同时对各种独特问题，设定具有个性化的学习建议。

二、精准分析学生学情动态

（一）真实全面收集数据

相比传统课堂教学中一名教师面对45名学生开展教学活动，几乎不可能对每位学生做到精准关注每一个环节。基于智慧教室、智慧教学平台的先进信息技术的应用，第一，可以借助教室安装的摄像头所录制的视频，通过人脸识别技术提取人脸表情和形态动作，进行数据解读和分析，可以有效关注到每个学生的学习状态。第二，通过使用智慧教学平台可以收集到教学全程中学生参与的每一个知识点活动和练习。

（二）精准科学分析数据

通过第一步所收集的数据，教师可以回看课堂实录观察学生的注意力、听讲、发言、思考、练习、情绪表现等状况，借助软件提供的数据分析功能，从而能够更加准确有效地解读和判断出学生的课堂学习情况。同时，对平台收集的与课堂知识点相关的数据进行分析，形成“学生画像”，教师通过数据分析、整合、挖掘出每个学生每个学科的具体学习状态（如图1-3）。

（三）精准高效的个性化教学

通过以上的数据收集、分析、整合和挖掘，教师能够掌握每个学生的具体学习情况、情绪困惑、心态变化等。教师可以针对每个类别的学生制订不同的教学计划，以提高教学效果;对更为特别的学生，教师也可以设计个性化的教学策略，最终实现因材施教。

三、精准科创分层课程设置

通过大数据应用之后，笔者带领团队优化、细分学校科技创新的课程设置，形成三个层次，相互依托，互相促进。

（一）基础课程

基础课程旨在培养学生的创新、创造能力和工程思维。我们应用学习空间中提供有趣的互动教学模块，激发学生对基础课程的兴趣，从学生感兴趣的角度出发，设计各种题目或相关问题引导学生思考，使项目贴近学生生活且符合工程思维培养目标的项目开展教学。

（二）拓展课程

通过基础课程奠定了学生的科学素养基础，通过大数据的收集分析，部分学生展现出其在某一个领域的兴趣和特长。为了激发这部分学生的潜能，发挥其特长优势，我们开设了拓展课程。学生无须去校外培训机构，在校内就有多种课程供选择。学校在课后托管时间开设了拓展类课程。拓展类课程主要包括：初级人工智能、3D打印建模和创意机器人，其设置满足学生对某一特定领域深入学习和提升技能的迫切愿望，激发了学生的创新、创造能力，促使学生向优质化方向发展。

（三）发展课程

1.科学培训课程。建设编程无人机课程的初衷就是要融合小学科学教学的相关内容，努力培养学生从小用发散性思维看待问题、提出问题，用工程思维解决问题的习惯。例如：

2.个性定制课程

学校为了培养具有科学思维和创新能力的个性学生，所以，通过实验过程中参加的各级各类比赛，选拨在科学院学生之中个别具有特殊技能与能力的学生，专门设置个性定制课程，如，专项发明竞赛培训等。

综上所述，教育大数据与互联网技术的应用，必将全面建立以学生为中心的教育测量和评价体系。科技创新作为信息技术应用的桥头堡阵地，我们必须更加科学地、有针对性地应用大数据技术，形成具有推广示范作用的教育大数据应用模式。

同时，依托大数据分析、挖掘、构建多维度生态科创课程系统是我们下一阶段的目标，我们力求扩大师资队伍，改变组织管理团队，再造学生的学习空间，用巢状设计模式，改变教与学，构建促进学生终身发展的多维教育生态系统。

参考文献：

[1]新华网.习近平总书记致信祝贺国际教育信息化大会开幕[OL].http：//www.xinhuanet.com/politics/2015-05/23/c_1115383960.htm.

[2]王鑫.大数据时代的课程教[M].广东教育出版社有限公司，2019.