基于数据驱动的教学质量与治理能力提升

汾阳市汾阳中学 翁英相 武 松 郝从容

子夏山前，汾河水畔，始建于1906年的百年名校汾阳中学，历经沧桑，始终走在时代的前列，以立德树人为己任，培养全面发展的人。2012年，在省市电教馆指导下，学校开始探索课堂教学信息化，从“班班通”到“组组通”，再到“人人通”项目。2016年学校被评为山西省基础教育信息化“人人通”项目优秀试点校，2019-2020年学校连续两年被确定为全国青少年人工智能活动特色单位，2020年11月学校入选中央电化教育馆在线教育应用创新项目学校，2021年1月学校成为山西省第一批中小学数字校园示范校。经过多年教育信息化发展，学校在信息技术与学科教学深度融合应用及培养创新人才、信息化治理等方面取得了一些经验和成果。在学校数字校园建设与应用基础上，武松校长提出以立德树人为导向，围绕“三全两高一大”总体目标，完成“一大两体三抓手”建设任务。

一、基于大数据的精准教学与个性化学习提升教学质量

1.信息技术下的学情分析实现高效、精准教学

国内研究者对学情达成一致的共识：教师为有效教学而开展的对影响学生学习各因素的诊断、评估与分析，其目的是为教师的有效教学行为提供准确的信息和依据，顺学导教。因此，学情分析的内容围绕影响学生学习的各种因素，主要包括智力因素和非智力因素。从多个方面分析学情，具体包括学生经验、知识储备、学习能力、学习风格以及学习条件等。利用信息技术手段，快速、方便收集学情数据，通过数据分析与诊断，为我们课堂教学找到真正的起点，精准确定教学目标，同时为教学重难点的突破、教学策略的选择和教学活动的设计提供科学依据。

（1）课前预习、课后作业的学情分析为高效、精准教学提供基础

学情分析是有效教学的前提，也是课堂教学活动的出发点和落脚点。以前学校课前预习通过纸质导学案来了解学情，随着信息技术与学科教学融合应用，教师通过“问卷星”发布微视频和预习任务单，检验学生的学习成果，了解学生的知识储备以及经过预习后掌握的情况，从而为课堂教学制定合理的教学目标、采取合适的教学方法提供了依据。

教师通过手机APP 布置课后作业，从而呈现学生的“知识图谱”，了解学生的知识储备及新知识掌握情况，这样教师就能针对性地讲解知识点或布置变式练习，真正让学生的薄弱知识点得到弥补、增强和提高。例如，高三地理复习《地球上的水》布置课后作业后呈现出学生的“知识图谱”，如图1所示；基于“知识图谱”，教师针对性地讲解知识点（录制微课推送给学生）或布置变式练习，如图2所示，实现高效、精准教学。

图1 《地球上的水》课后作业知识图谱

图2 水量盈余率知识点变式练习结果（绿色表示正确率）

（2）各类测试生成学情数据为师生指出教与学的漏洞和改进方法

日常教学中，利用阅卷系统进行命题测试、出题制卡，较好满足学校组织的期中和期末考试，对周测、月测等这样的常态化、经常性的小测试也能方便快捷地进行数据分析。学情数据为教师教学和学生查漏补缺提供了参考依据，将教学的过程和目标联系得更紧密，对教与学的评价更科学。

各类测试最终生成数据报告，为师生提供诊断、决策、精讲、自学、评价等信息。这些信息告诉老师们“教什么，怎么教；考什么，怎么考”，系统自动推送资源供老师精选资源和精准评讲，帮老师减负增效，实现精准教学。

2.基于数据的个性化学习与辅导

课后作业及测试生成数据报告，通过数据处理、分析和统计，形成“知识图谱”+题库的模式。系统自动推送个人错题本或提分宝，让学生针对性纠错、再练，实现个性化学习，定期组织学生进行小组合作学习，教师进行辅导和拓展。

（1）数学提分宝的个性化学习

周测之后，阅卷系统自动推送个人提分宝，由助教分发给学生，学生收到个人提分宝之后利用数学晚自习时间或课余时间进行查看自己知识点掌握情况（如图3所示），找出自己的优势与劣势，分析自己错题失分原因，有针对性地查漏补缺，订正错题，若有疑惑，可以扫描二维码观看微课（名师指点），然后再做变式训练，以此检验自己的学习效果。（如图4所示）。

图3 学生的知识图谱

图4 学生的错题整理及变式训练

（2）其他学科个人改错本的精准学习

①个人改错本学习流程

运用阅卷系统大数据为学生建立个人知识图谱，形成个人学习曲线轨迹图。在以上分析基础之上，提出一套运用大数据实现个性化学习的方案。其主要流程为：周末测试——根据分析结果，发现知识盲点——利用改错本生成器（自主开发），打印学生个人改错本——改错本分发给学生，布置改错本作业——学生认真完成自己的改错本，形成良好的精准再学习氛围——教师可以根据学生个人需求适当进行辅导。

②个人改错本学习内容

如果学生个人所有错题的数量超过10 道题，那么按前面选取顺序和数量原则，重点班的学生自动生成前10 道错题，普通班的学生自动生成前6 道错题。如果学生个人所有错题的数量不超过10 或6道题，那么学生自动生成实际所有的错题。不同的学生生成不同的改错本，即使是同一个班级的学生也不同。基于深度学习和遗忘曲线相关理论，个人改错本上每道错题下面都有固定格式和内容：正确答案及分析、错因分析、知识点（考点）、回归课本、复习安排和反思拓展。个人改错本模式（如图5所示）。

图5 个人改错本模式

③个人改错本学习评价

美国多元智能教学研究学者Linda Campbell在多元智能教学实践中，针对八种智能提出了多元评估建议。结合个人改错本，学校提出基于多元智能理论的个人改错本评价表（如表1所示）。

基于多元智能理论的个人改错本评价表

基于多元智能理论的个人改错本学习评价，评价主体主要是教师、同伴和自己。教师评价是对每位学生个人改错本完成情况及课堂表现情况进行客观、真实评价；同伴评价主要是小组成员对某位学生个人改错本完成情况及课堂表现情况进行客观、真实评价；自我评价是学生自己参照其他同学个人改错本完成情况及课堂表现情况进行真实评价。

二、基于教育云平台的智慧治理能力提升

2020年12月学校启动汾阳中学教育云平台并开展应用培训，目前学校使用云平台实现空间、管理、评价、宣传、服务、交流等一体化，提升了学校智慧治理能力。

1.学校宣传

在云平台上发布学校通知、校园动态等信息，包含学校安排、教育特色、校园文化、校友事迹等，分享汾中每日教育风采。通过电子班牌发布校园文化展示信息，定期向学生推送美文、视频、图片等材料分享生命教育、爱国教育、安全教育和习惯养成教育。学校经常组织校园活动并公告全校，鼓励师生积极参与校园活动。

2.教师空间

截至2021年3月，教师个人教育云盘上传资料超过5G，云盘总计用量超过700G；教师在自己的班级圈里发布个人动态，有教学反思、个人教育实谈，还有教学难点突破、教学拓展等等。

3.学生管理

学生通过电子班牌早中晚三次进行刷卡或刷脸签到，便于班主任掌握出勤情况。年级将各班每日出勤、纪律、卫生评比情况和学生宿舍内务、秩序反馈情况展示在电子班牌上，供班主任和学生浏览。所有信息一目了然，年级不用专门召开班干部会议安排相关事情，提高了管理效率。

4.学生评价

在云平台上建立了学生成长电子档案，教师和班主任通过学业评价及其他评价记录学生成长过程，体现学生个人综合素质结果。

5.师生服务

主题教研、项目培训、教学会议、社团活动等可以通过手机应用进行场馆预约。智能排课系统减轻了学校工作量，提高了排课效率，同时兼顾了教师个人需求。目前智能排课系统用于行政班排课，下一步山西省新高考改革推行选课走班管理，智能排课系统将实现一人一张课表，贴心服务师生。

6.家校联系

学校给学生家长定期发送汾中教育理念和学生面貌，传播正能量，家校合力共育促进学生健康生长。

三、成效与经验

1.让“数据”说话，教与学更加科学性

课前预习、课后作业及各类考试的学情分析为我们教与学提供了原始、真实数据，通过数据分析，为我们课堂教学制定合理的教学目标、采取合适的教学方法提供了科学依据，从而实现高效、精准教学和个性化学习，提高学校教学质量。

2.利用网络学习空间，实现网络教学和资源共享

依托网络学习空间，开展网络教学，建立学生的电子学习档案，实现学生学习资源的储存和学习行为的记录，通过数据分析，实现课堂精准教学和课后个性化辅导，提高课堂教学效果。学生可以用点播观看教师的课堂教学视频，查看教师课件等，课堂知识得以巩固和提升。学校数理化生四个学科通过学情分析，确定微课的内容和习题，录制微课并在网络学习空间发布，生成学生的数理化生特色作业（含有微课二维码），截至2020年9月，生成微课资源298个，累计点击量超过15 万人次，受到了学生和家长的一致好评。

3.通过信息技术应用，师生信息素养逐步提高

汾中教师能开展精准教学，学生能进行个性化学习。通过学习空间应用，教师开展日常教学活动，如发布学习任务、推送学习资源等；学生获取学习资源进行自主学习，师生信息素养不断提升。

4.借助数字校园，重构教育新生态

基于数据驱动的精准教学与个性化学习，充分体现用户思维（以学生为中心的教与学）和数据思维（数据分析），使学校教学模式发生变革。实现空间、管理、评价、宣传、服务、交流等信息数据化，使学校治理方式更加高效、便捷。通过数字校园建设与应用，信息技术与教育教学、学校治理深度融合，正在重构学校教育新生态。

四、进一步发展的思考

学校教学模式和治理方式正发生变革，今后学校发展方向，主要聚焦在以下方面：第一，促进学校教育信息化发展的激励、评价、管理、约束等机制不断完善；第二、加大学情数据挖掘力度，注重知识图谱学情分析，同时关注智力因素与非智力因素学情分析；第三，进一步探索信息技术与教育教学创新发展；第四，实现学校所有信息与资源的互联互通，建立基于大数据的采集、分析、评价、诊断学校智慧治理大平台，为师生提供网络学习空间“一站式服务”。