大数据背景下高等数学的精准教学

张颖超

摘要：移动互联网的发展使得大数据技术得到了广泛的应用，精准教学充分利用大数据的优势，分析大量相关教学数据了解教学现状，总结教学重点，明确教学目的。文章通过对高等数学教学过程中的现有问题进行分析整理，在大数据的基础上引入了精准教学的概念，为高等数学的教学改革指明了一条创新路径。

作为一门课程，高等数学有其固有的特点，那就是高度的抽象性、严密的逻辑性和广泛的应用性。高职院校目前面临的情形是要求高等数学作为公共基础课为专业课服务，课时大大缩减，教学内容却必须能满足专业课需要，这就对所有的高数老师提出了要求，既要保证高等数学课程的完整性，又要适应学院的改革发展，因此，传统的教学模式、教学手段不能再适用新形势的要求，必须寻求新的教学方式。

1964年美国学者Ogden Lindsley首次提出“精准教学（Precision Teacing）”这一概念，阐述了评价学生学习工具的五个实施步骤[1]：第一步：准确定位学习任务;第二步：设定可能实现目标;第三步：测量学习进展状况;第四步：规划未来学习方向;第五步：调整教育教学策略。1986年 White等 研究表明，精准教学应用在数学教学实践中，可以有效提高数学学习成绩、节省学习时间，以及为数学学业技能不足学生提供高效补差。如今，借助大数据分析技术，精准教学作为一种教学方法，国内的一些高职院校开始将精准教学研究扩展到职业教育领域的数学教学活动 。山东海事职业学院提出高职数学课程应基于精确学情、精确培养目标、精确教学内容实施精准教学的设想[4]。淮安生物工程高等职业学校五年制高职数学课堂精准教学使用电子白板实践，提升整体数学课程教学成效[5]。这些研究和教学实践表明，数学 精 准 教学可以激发不同学力学生的数学学习兴趣，满足不同层次学生自身发展的需要，使不同程度的学生都有适合自己 的 学 习 增 值。2014年《教 育 部 关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》和2019年国务院《国家职业教育改革实施方案》提出以“立德树人”的根本要求，夯实学生可持续发展基础。高职院校如何借鉴精准教学理论成果及实践经验，有效地进行数学课程改革值得深入研究。本文拟在“高等数学”教学中开展精准教学研究展开探讨。

一、目前课堂教学面临的问题

越來越多的教师开始注重“以学生为主体，以教师为主导”，在授课过程中主动融合数字技术，有意识地进行信息化教学能力的自我提升。但受制于教师教学负担过重、过于注重成绩和教研力量不足，教学改革步履维艰，课堂教学依然面临“师乏生困”的局面。

第一，教师在课堂教学中面临的问题。

目前，大部分高等数学教师对信息化教学手段只是浅层次应用。首先，对于教学设计方面，粉笔板书的教学模式深入人心，信息化教学设计粗糙，二次开发定力不足。比如：有的老师为了应付一些课堂评优或进行公开课，滥用信息化教学手段，课堂气氛是活跃了，但是，学生缺乏自我思考的时间，只有感官的满足，没有思考的空间;其次，对于教学实施方面，对多媒体的使用方面，大部分高等数学教师制作课件时，多为文字和公式，很少出现动画，视频等内容在授课过程中缺少趣味性。第三，相对于传统的教学模式，从教师黑板板书变成课件展示，从教师的“满堂灌”变成多媒体课件的“满堂放”，无论什么内容，教师都是PPT课件的演示，这其实忽略了数学这门课的特点，比如讲授函数的导数，不同类型的函数有不同的求导方法，利用黑板，教师边讲边写，学生紧跟教师的思路，比用PPT教学效果更好。最后，对于教学反馈方面，教学反馈形式仍然单一，此种形式是导致课后反馈时间周期长。

第二，学生在课堂教学中面临的问题

在整个教学过程中，教师难以兼顾每个人的听课状态，听课质量难以得到有效保证。首先，学生听课过程中遇到问题，很多时候无法得到解答或者充分解答;其次，大部分学生只依赖于课堂听课和课后练习对知识点加以巩固;最后，对于学情分析，教师只能根据多年的教学经验进行判断，难以实现科学精准的针对性教学。

二、精准教学

各生源类型不同的学生在传统数学课堂学习中，由于他们自身数学能力、个人兴趣不同，学业目标、生涯规划也不同，需要的教学内容和学习服务各不相同。在传统的高等数学教学过程中， 教师通常情况下采取统一教学模式， 未能针对学生的差异化进行因材施教， 其主要的原因在于教学模式的限制， 难以明确学生的差异， 增大了差异化教学难度，影响了教学质量。 灵活利用人工智能的优势，以大数据为基础， 可以促使教师积极开展差异化教学，明确学生存在的不同，在保证教育规模的基础上实现因材施教，提高学生的综合素养水平。如（教育探索）

1.精准备课

首先，学习者的精准分析。进行一课之前，教师需要对学习者进行学情分析，了解学习者的基础知识，学习行为和学习过程，精准识别学习者的个性特征、形成学习者个性化画像，精准了解学生个体学情和整体学情。

其次，教学目标的精准分析。教师在精准分析学习者情况的基础上，对教学目标进行层次化精准设置，使教学目标能够精准适应每位学生的发展，同时精准设置教学重难点。

最后，教学方法的精准分析。通过大数据了解学生在教学过程中对各个知识点的掌握情况精准调控教学策略，即课前精准确定教学开展所需的教学方法，课中精准调控智慧课堂进度，课后精准反思课堂教学行为。

2.精准教学

传统教学的缺点就是用统一的方法和思维来教学所有学生，这就不可避免的抹杀了部分学生的潜在能力和特长，长此以往会压抑学生的个性发展。以大数据应用为基础的精准教学能根据日常收集到的各类学习生活数据，快速总结出每个学生的特点，并提出定制化的教学建议，让教学者在日常教学过程中可以让每个学生的优点得到保持和发展，让学生的缺点不断得到改进。 精准教学能够在教学过程中帮助教学者了解每个学生的特点，并给出建议，例如：精准教学可以提示教学者给性格内向的学生多一些回答课堂问题的机会，给逻辑思维较好的学生多一些课堂解题的机会或者建议让某部分知识掌握好的学生去帮助这部分掌握不好的学生。

3.精准反馈

以大数据应用为基础的精准教学可以以数据化的形式精准的向教学者呈现学生的学习状况和教学的质量，并建议教学者对教学过程进行调整和改进，优化教学，让教学过程有的放矢。首先，教师对于某一次课最常用的反馈就是作业，所以教师可以根据实际学情将班级学生分层，针对不同层次的学生布置作业。比如：根据学情分析，对于掌握程度不好的学生针对基础知识点布置基础题，对于掌握程度好的学生，可以在基础题的基础上增加难度，布置综合性的题目。其次，对于课程反馈的另一种常见方式就是测试，针对某部分内容，学生的答题速度快，整体成绩高，就可以判断该部分内容学生普遍掌握较好，同时，也可以判断学生的掌握情况，对于掌握不好的学生给与适当反馈。

三、结论

精准教学中的精准包括了教师教学、教研的精准和学生学习的精准。教师根据课程标准，教科书和学生发展的实际情况，通过大数据对学生学习相关数据进行搜集和分析，聚焦课堂教学价值，在课堂教学环节中实现精心设计，包括利用图表、音頻、视频、动画等技术手段，以多元化、趣味性的方式丰富教学形式与内容，从而更好地把控教学、教研重难点，在课堂中进行精炼化研习，达到对学生学情的精准把握，也对教师在教学计划的制订给予参考，以提升教师自自教学效率与质是.，实现学生的个性化教育。

学生借助于移动终端的教育系统，可以进行课前预习，课中的学习数据也可及时得到反馈，这样使得教师可以精准地了解每个学生的掌握情况，实现人人参与，人人被关注。课后，学生可以通过观看课堂录像进行复习，平时学生的错题也可以自动被收录，以加强巩固，提高学生学习效率。精准教学的过程应该是教师和学生通过不断更新的学习数据分析，各自进行数据挖掘、诊断，相互渗透、不断以新的改进方式参与到教与学的活动中。

参考文献：

[1]JohnO.Cooper，TimothyE. Heron， WilliamL. Heward. 应用行为分析[M].武汉：武汉大学出版社，2012：152.

[2]White OR. Precision teaching： precision learing[J].Except Child， 1986，52（6）：522--534.

[3]彭红超，祝智庭.面向智慧学习的精准教学活动生成性设计[J].电化教育研究，2016（8）：53-62.

[4]崔家萍，都春霞，翟 迎 新.高职数学课程实施“精 准 教学”的探析[J].教育现代化，2018，5（20）：155-156.

[5]李旭，刘艳鲜.STEM 视域下基于智慧教育理念的五年制高职数学课堂教学实践研究[J].教 育 现 代 化，2019，6（58）：85-87.