基于大数据的数学试卷精准评析的实践研究

龚辉

[摘  要] 进入信息技术2.0时代，探索大数据和信息化环境下的数学教学改革刻不容缓. 研究者以数学试题评析课为例，依托小闲智慧教育平台尝试改进教学方式，提高试题评析的精准度与针对性，构建自主订正、小组合作、交流展示的教学范式，丰富了学习方式、促进了深度学习、实现了个性化学习.

[关键词] 大数据;精准教学;试卷评析

随着人类社会步入信息时代，我们的教育教学也进入了信息技术2.0时代. 在现代教育的视野中，如何利用互联网和大数据的技术优势，有效地开展有针对性的、个性化的教学活动，实现教学精准化，是一线教师不断追求和探究的目标.

本文拟以Z教师开设的公开课“对称图形——圆”的教学为例，依托上海小闲网络科技有限公司开发的小闲智慧教育平台，谈谈在数学试卷评析课教学中开展基于大数据的精准化教学的实践研究.

[?]小闲智慧教育平台

小闲智慧教育平台是集答题卡制作、试卷扫描、大数据分析、错题推送等功能于一体的教学分析与管理平台. 该平台凭借先进的人工智能技术，在保留传统的批改、阅卷习惯的同时，极大地降低了教师信息处理的工作量;通过大数据分析，平台可以精准地为学生指明知识点的薄弱情况，自动生成学生的错题本，为每个学生量身定制精准的画像. 小闲智慧教育平台凸显了因材施教的教学理念.

[?]传统教学诊断的弊端

试卷评析是数学教学诊断的一种重要课型，其根本目的是纠正错误、巩固知识、提高能力和促进反思，是提高教学质量的重要环节之一. 但是，在试卷评析教学中，存在以下几种低效的做法：①考试多，分析少. 部分教师只是把正确的解答过程讲解了一遍，而不去作更深入的错因分析和题型拓展. ②讲得多，练得少. 有的教师从第1题开始依次评析，而不顾学生的实际掌握情况，评析的试题不经过筛选，存在较大的盲目性，且一讲到底导致教与学脱节，无法达到预期的教学效果. ③模糊的多，精准的少. 在试卷评析时，数据分析不及时、较模糊，很多教师只以平均分作为参考，缺少对答卷情况、试题情况、学生的个体情况等更精细的统计.

为了避免试卷评析时仅凭经验、感觉筛选试题这种不精准的做法，笔者评析试卷时，曾经做过这样的工作：将每道题的得分情况用画“正”的方法进行统计，然后计算出基础题、中档题和较难题的分布情况，最后通过合理分配评析时间、合理配套跟进练习做到精准化教学. 但是，这一工作的繁重程度可想而知，且统计的数据仅局限于各小题的得分情况，缺少更深入的统计.

小闲智慧教育平台的出现，大数据的应用无疑为精准化教学提供了便利，技术手段的智能化无疑将教师从机械的统计中解放了出来.

[?]从模糊教学到精准教学的实践探索

1. 技术让数据的获取更便利

教育教学类比医院看病，我们发现传统的“望闻问切”诊疗方法正在慢慢改变，因为“望闻问切”所获得的数据不足以支撑大数据的要求，因此经常需要做身体检查从而获取各项数据，然后医生结合过往的病历数据，基于大数据进行精准分析，制定相应的诊疗方案. 同样，我们从模糊教学走向精准教学，也需要改变获得数据的途径和数量，通过大数据提高教学的针对性和有效性. 试卷评析时要做到这一点，就需要网上阅卷的大数据和基于大数据的精准分析.

小闲智慧教育平台利用人工智能不需要改变教师现有的批阅模式，只要教师批改好纸质答题卡后，将其放入高速扫描仪，运行小闲智慧教育平台客户端软件，打开要扫描的试卷名称，点击“开始扫描”按钮即可实现快速扫描和同步数据处理：客观题通过计算机掃描图像的方式可以自动识别，主观题通过对得分框的自动识别赋分，高效省时，这是云计算时代技术在教育领域发展的必然趋势.

2. 大数据让学情分析更科学

Z教师在上课前已经将试卷进行了扫描，并获得了较为详细的大数据分析报表，在课堂教学时利用小闲智慧网页端同步进行展示.

Z教师按以下流程设计了本节课教学：

考情分析→ 试题分析 → 基础题解决 → 中档题点评 → 变式拓展 → 较难题评析、方法归纳.

（1）考情分析.

上课伊始，Z教师打开小闲智慧教育平台网页端（http：//www.xiaoxianai.cn），调出本次测试的统计数据. 平台运用了表格、柱状图、折线图、箱形图等多种统计图表对数据进行了分析，主要有：试卷的难度分布、信度与区分度、不同难度的试题班级与年级的得分对比、班级平均分、与上一次测试对比进步的学生、与上一次测试对比退步的学生、高分段学生的数量及平均分、低分段学生的数量及平均分、每小题班级与年级的得分情况对比、每小题的得分率与难度系数等. 平台提供了较为丰富的分析数据.

Z教师在网页端点开相关数据和图表，并对数据背后的原因进行了分析. 例如，点开“难度得分分析”统计图（如图1所示），Z教师表扬了学生在此次测试中的表现，指出三个难度等级的得分情况均高于年级平均分.

Z教师在“特殊关注”页面，依次点开“大幅进步”“大幅退步”“前五名”等统计表（如图2所示），并对学生在此次测试中的表现进行了点评，特别对此次测试进步较大的4位学生进行了表扬和鼓励.

（2）分类评析.

美国心理学家罗杰斯认为有意义学习具备四个要素：①学习者的认知和情感均应投入到学习活动中;②学习者有内在的愿望主动去探索、发现和了解事件的意义;③学习会使学生的行为、态度乃至个性都会产生变化;④学生自我评价学习需求、学习目标是否完成，等等. 那么，试卷评析课如何实现有意义的学习呢？从Z教师的教学过程可以发现，试卷评析不仅包括传统的听课、整理的学习过程，还包括自主学、合作学、展示学等学习方式，更是在信息技术的辅助下利用大数据进行精准化教学和个性化教学的过程.

例如，小闲智慧教育平台对试卷的得分情况进行了难易统计，并以不同的颜色进行了标记，方便教师针对不同的得分情况的题目进行分类评析（如图3所示）.

Z教师点开“逐题分析”的报告，网页上呈现了试卷中各题的难易度，如第16、21题为困难题，第22、20、8、19、14、17题为中档题，其他各题为容易题.

对于容易题，Z教师发布指令，要求学生利用3分钟时间自主订正，然后开展小组合作学习，利用“兵带兵”的形式进行纠错和互助.

对于中档题，Z教师利用以下两个环节进行处理：

环节1：点开难度统计图中的绿色题号，小闲智慧教育平台会呈现该题的得分情况（如图4所示）;点击得分统计图，会呈现所有的该题得分的学生名单;再点击某个出了错误的学生的姓名，网页上会呈现该学生的答题截图（如图5所示）.

Z教师向这位学生提问，要求这位学生谈谈出错的原因. 断点思维的展现对数学解题教学是非常有效的，除了能够提高教学的针对性外，还能帮助学生养成题后反思的好习惯.

环节2：Z教师开展“展示学”. Z教师要求会做的学生上台展示，在生生互动中对解题方法进行提炼和归纳，听讲的学生不时进行补充和优化.

对于难题，Z教师主动介入，进行分析、点拨和评講，在突出学生主体作用的同时，强调了教师的主导作用. 难题评析结束后，Z教师利用小闲智慧教育平台的“题库资源”功能，即时点开一道相仿的试题进行当堂检测，用这种“一题一练”的形式提高试题评析的有效性.

[?]几点思考

（1）丰富了学习方式. 数学课堂已从“一支粉笔、一块小黑板”的时代，“进化”到了多种技术手段、多种教学方式相融合的多元化时代. 基于大数据分析的精准化教学和改进的学习方式应作为试卷评析教学所追求的基本理念和基本范式.

（2）促进了深度学习. 传统的试卷评析教学常常局限于接受、记忆、模仿和练习等简单学习，久而久之会导致学生的思维“固化”和“弱化”，学生的数学思维和问题解决能力得不到有效提高. 小闲智慧教育平台与数学教学的有效融合，过滤了低思维量的试题评析，突出了学习的精准度和练习的靶向性，指向了深度学习.

（3）实现了个性化学习. 个性化学习是指在一个个人化的情境中，学生根据自己的兴趣、特点、能力、目的等自主确定学习内容、学习进度并自觉、独立地完成学习计划的一种学习方式. 小闲智慧教育平台给每一位学生“画像”，生成了错题本，让个性化学习成为可能. 学生在自主学习的过程中，遇到问题能随时提问，教师可以及时帮助解决，有效地提高了学习效率.

当学校“互联网+教育”与校外技术环境形成“有机生态联盟”时，理想的“互联网+教育”生态才能真正发挥作用. 信息技术与数学教学的深度融合，显著提高了教学效率、培养了核心素养，实现了传统教学手段难以达到的效果.