大数据时代下的教育变革

吴晓威 吉林省教育学院

颜佳乐 长春吉大附中力旺实验中学

在互联网技术的支撑下，大数据的潜在价值被不断挖掘。它正在悄然改变着世界，也在改变着教育和学习方式。大数据的应用将促进整个教育生态的进化。

一、大数据“搭桥”推进精准化教研

2008 年《自然》杂志刊登了一个名为“Big Data”的专辑，首次提出“大数据”的概念。大数据有四大核心特征：数据数量巨大、数据种类繁多（包括网络日志、视频、图片、地理位置信息等各种数据类型）、价值密度低（有用的信息或许只占信息洪流的一个小点）、处理速度快。

“通过对海量数据进行分析，获得有巨大价值的产品和服务，或深刻的洞见，最终形成变革的力量。”这是目前比较通行的对大数据的解读。

近年来，通过“将大数据技术引入课堂”这种方式对学生的学情进行分析，试图改变传统教学模式。实践证明，该方法的应用使教学质量和学习效率得到明显提升。下面，笔者将从几个方面阐述大数据技术之于教学的重要性。

（一）优化备课

备好课是上好课的前提。做好备课工作能让教师轻松驾驭课堂，提高课堂效率。

备课的时候，首先要了解学生，研究学生，了解不同层次学生的学习情况和认知水平，学生已知什么，想知道什么，教师要心中有数，备课要备到“点子”上。教师还要有效地挖掘教材，并敢于超越教材，通过不断创新确立新的教学目标、重点和难点。

传统的备课，教师在钻研教材、了解学生的基础上要考虑用什么方法使学生掌握知识，这些均基于教师自身的教学经验，往往关注的是教材内容的落实。但是，“以教定学”忽视了学生的基础、情感和生命发展以及不同层次学生的不同需求，“优生提不上去，差生又补不起来”的局面长期无法得到改善。

通过大数据技术的分析，教师可以更好地掌握学生的学习情况，找出课堂中的重难点。教师不再基于自己的教学经验来分析学生的共同点、在学习中的偏好、遇到的难题等，而是通过分析、整合学生的学习行为记录，就能轻而易举总结出学生学习过程中的规律，精准把控学情，及时调整教案，实现“以学定教”。

教师在备课时还可以打破地域、时空壁垒，通过网络平台与业界人士交流切磋，共同探讨教学内容的设计和选择，取长补短、优势互补，在数据库中获得与教材文本相对应的海量信息资源，拓宽备课视野，提高备课的有效性。

（二）使精细跟踪和评价每一个学生成为可能

随着海量数据爆发式的增长，更多有效的数据通过整合、挖掘、应用，体现出巨大的价值。在实际教学中，教师在评价学生时，很难做到客观、全面。而大数据技术为教学提供了帮助，让每个学生都能看到自己的优点和不足之处，从而明确今后努力的方向。

大数据的使用丰富了教育评价的功能。基于大数据技术，学生评价不再是简单的分数，也不是简单的A、B、C、D 等级，而是一份含有多个参数的报表，它能将学生的学科素养水平、能力层级、行为状态等一一呈现出来，为教师客观全面地评价学生提供依据，为教师教学提供指导，并且能对学生的学习过程进行有效干预，进而提升教学效果。

笔者选取某平台在一次考试后对学生学习情况的数据分析并加以说明。

云阅卷系统对基础教育阶段全样本考试数据进行采集后，结合教育统计学理念和大数据技术对教学质量、学生学业水平做出科学、客观的分析与诊断，并通过学生的错题数据面向不同个体提供个性化的提升方案。

学生每一次的相关数据将自动留存，在每次阅卷结束后结合上一次的阅卷情况，做出详尽的分析报告，并对班级、年级、学校乃至整个地区的考试成绩进行总体评价分析，实现对每一道考题的详细分析。表1是该平台对某年级所有学生某次考试阅读A、B、C、D 四篇文章的得分情况的统计。

表1 某年级所有学生某次考试阅读A、B、C、D四篇文章的得分情况统计

A、B、C、D 四篇文章所对应设置的习题分别为题号71-75、76-80、81-85、86-90。根据表1 数据，我们可以看出该年级学生的整体阅读水平有待提高。结合具体习题，我们发现D 篇文章86-90 题还原句子这一题型学生整体完成得不太好，另外79题、82题这样考查学生逻辑思维、深入理解文章能力的题对学生来说难度也较大。为此，学校可以组织教师深入研究报表，分析学生错误原因以及存在的知识漏洞，形成年级试卷讲评课的教案，为学生进行讲解并让其进行专项练习；然后所有备课老师基于年级大数据，针对不同班级设计不同教案，讨论形成精准教学教案初稿，再由各学科教师结合大数据系统提供的班级学情诊断报告，对教案进行优化调整，最终形成适合本班学情的个性化教案。

表2 某年级某次考试各班之间主观题的得分情况统计

由表2 可以看出，该年级学生的学习情况差距较大。3 班的写作水平较高，但回答问题失分较多，小作文成绩也不理想，因此，教师根据这些数据开展进一步的研究，从备课开始，到学生的日常听课情况等，仔细找出每个过程当中可能存在的问题，然后有针对性地采取措施来解决这些问题，从而保证各班平衡发展。

大数据的使用使精细跟踪和评价每一个学生成为可能，有效分析学生的学习偏好与个性化需求，可以让教师知道应在什么时机、对哪些学生、以何种方式安排何种教学内容，这样便于教师因材施教。

某云阅卷平台的分析技术能帮助教师准确了解每一道题的答题情况，准确了解每一个学生的得分失分情况，准确了解各个分数段的人数分布情况，准确了解班级学生各个知识点的掌握情况，精准完成班级之间的比较，帮助教师和学生精准发现个人和班级存在的问题，精准指导备课组备课。它不仅能为教师关注学生个体的学业发展水平并及时改进教学提供帮助，也能让学生及时获悉学业发展水平与变化情况，准确定位薄弱环节，从而有效提升自己的学习成绩。

二、通过大数据分析，实现作业“靶向”个性化

作业是评价课堂质量的重要抓手。通过作业，教师可以获悉学生对课堂知识的掌握情况。学生在完成作业的过程当中，可以发现自己不明白的知识点并进行多次学习，直至完全掌握。

科学、有效的作业可以帮助学生巩固课堂知识，帮助教师检测教学效果、精准分析学情、改进教学方法，促进学校提高教育质量。在实际教学中，教师通过布置作业虽然达到了一定的检测目标，但也存在许多不足之处，如作业形式比较单一，没有针对性，实效性不高。教师批改作业任务繁重，批改过程中主要关注的也是学生的共性问题，个性问题则常会被忽略；作业讲评缺乏深度思考，因此经常会出现消耗大而效果不理想的现象等等。基于此，我们需要运用大数据来改进作业管理。

（一）基于大数据的作业布置

传统教学活动当中的作业布置，往往是在上课之后布置同课堂内容有关的作业。而与大数据技术相结合的作业布置，则可以分为两个部分：第一个部分为根据书本内容布置相关的作业，以巩固学生在课堂上学到的知识。第二个部分则因人而异，教师可以在前一个阶段的基础上，将学生分为不同的小组，如果同组之间的学生所提出的问题相近甚至相同，那么就要以小组为单位，有针对性地进行指导。

以初中八年级英语上册第一单元课文为例。教师在讲解本单元的内容后，可结合学习内容布置朗读练习、口语练习、语法练习、写作练习等多种作业，并将正确答案以及考核标准上传到线上平台，系统将会对学生出现的问题自动归类，针对学生出现的问题，再布置针对性的作业。如果有学生屡犯相同的错误，则可以进行一对一的辅导，从而帮助学生掌握课堂上所学到的知识点。

在基础教育课程改革与义务教育质量提升的背景下，作业管理将逐渐从“作业设计难度较大、作业批改负担较重、作业反馈效率较低”向“基础性作业自动批改、全过程数据有效采集、实现靶向作业”的作业管理环节转变。学校借助智能化手段打造作业的设计、布置、批改、反馈、辅导等完整环节，避免了作业内容的机械性和低效性，最大的受益者是学生。自将大数据应用纳入日常教学以来，我们的教学质量有所突破，学生的综合素质、学科能力、学业成就均有所提升。

（二）基于大数据的作业批改

认真批改作业是教育教学工作的一个基本要求。教师在完成作业批改之后，还要进行反馈，特别是对学习上有困难的、存在问题的学生，要及时帮助、解答、辅导，促进学生能够更好地完成学业。

以大数据为依托的作业批改准确率高，方便快捷，数据的种类也没有限制，大大减轻了教师批改作业的繁重压力。大数据会将每一次作业的平均分、及格率等进行分类统计。谁的成绩最高，哪一个学生做错了哪一道题等，教师都一目了然。

在题目分析类别中，每一道题的错误率与总得分等都会被一一呈现出来，学生也能够知晓其正确与错误的题目，从而进行专项训练。以批改口语和朗读作业为例，大数据技术能够将每一名学生在朗读和口语方面具体存在的问题反馈出来，方便教师从发音准确率或者笔试正确率的情况去分析学生是否掌握了知识，以及存在的不足。教师可以据此调整课堂教学，有针对性地进行课堂提问和个别辅导等。

（三）基于大数据的作业讲评

作业讲评作为作业批改的延续，对学生巩固基础知识、改善认知结构、激发学习兴趣、发展能力等方面发挥着至关重要的作用。

基于大数据的作业讲评具有诸多优点，如快捷、形象、针对性强，对每个学生的数据都能够统计比较，而后对症下药，使学生能够自主学习，取长补短。以某次英语朗读作业讲评为例，首先，教师从大数据平台提供的成绩单中挑选出优秀学生在课堂上作朗读示范，既能够表示出对该学生的肯定与赞扬，又能够树立学科学习榜样。其次，教师能够通过平台统计出的数据来发现哪些句子或者是单词是大部分学生都读得不好的，然后进行针对性的讲解。最后，教师可以再次挑选成绩不理想的学生，让其进行朗读并加以点评。这种立竿见影的教学方式有利于增强学生自信，让他们以更好的状态投入到后续学习中。

教育部提倡各地积极探索、组织高水平的学科教师开发一套体现素质要求、符合教学规律、覆盖各门学科的基础性作业，要根据不同的教学需要和不同学生的需要，积极开发不同类型的作业，供选择使用。

为提高作业“有效性”，我们展开了依托于大数据平台进行个性化作业设计的探索。学校通过大数据平台将学生日常周练、月考以及专项训练等学业数据采集起来。每一次批阅完成后，大数据系统都会针对相应的错题，自动推送出三道变式题，难度等级分别设定为巩固、进阶、拔高，满足了不同层次学生的需求，实现作业个性化训练。并在每周的特定时间进行个性化作业的面批、面改，做到错题周周清。

大数据技术的运用，初步解决了学业诊断和评价数据采集不足、采集负担过重、评价结果缺乏科学性的问题，也为教师对学生进行客观公正和个性化的学业评价提供了新的思路。

学生才是教学的主体，我们所寻求的改革教学方式，是为了更好地服务学生。在大数据指导下实施精准的教学活动，是时代发展与技术进步的必然选择。在发达国家，教师的数据素养已经成为教师职业能力的一个组成部分，欧美国家已经把数据素养作为教师职业资格认证的内容。对于我国教师而言，要跟上时代的步伐，学会运用、分析大数据、熟练利用数据指导教学，使学生从教师的改变中获益，让“减负增效”真正落到实处。