大数据背景下的小学数学精准教学策略研究

2022-12-25俞利峰

考试周刊 2022年43期

摘要：随着人民生活进入大数据时代，大数据成为现代教育改革的内在驱动力。在教育改革下大数据已经被广泛运用到教育行业，而精准教育理念也应运而生。大数据背景下小学数学教师要收集与学生学习相关的数据并进行剖析从而展开教学设计，精准定位教学目标，这样可以把知识与技能、逻辑思维与习惯、过程与方法、总体目标和结果这四方面进行高度结合，从而培养学生的数学核心素养。

关键词：大数据；小学数学；精准教学

中图分类号：G623.5 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2022）43-0123-04

随着时代的发展，大数据技术也在不断成熟，这让大数据技术在教育中的应用也逐渐深入。小学数学是义务教育阶段的重要课程，也是培养学生逻辑思维、科学思维的关键课程。小学数学教师要基于现代教育和社会的发展在小学数学课堂教学中融入大数据技术，利用数据对学生进行科学客观的分析。同时教师还可以以数据为依据针对性地制订教学目标、教学流程、教学活动，这样可以促进小学数学教学向科学化、个性化、精准化方向深入发展。

一、精准教学核心概念

很多学者都对精准教学提出了自己的观点，如精准教学的开创者认为精准教学是监控学生变化的系统而不是教学方法。教师可以根据学生的变化动态调整每个学生所需要学习的内容，从而让每个学生都能最大限度地达到学习效果。韦斯特认为精准教学是一种教学评估方法；欧文怀特认为精准教学是对课程以及教学策略进行评估的系统，精准教学不规定教师如何教，也不规定教师教什么；格里芬认为精准教学是评估学习的方法。相较于国外，国内对精准教学的研究还处于发展阶段，但仍有一些研究成果。如祝智庭教授认为精准教学是一种十分高效的教学方法，还有其他学者认为精准教学是一种独特的教学形式，主要通过记录学生的表现和行为来提高学生的成绩。2016年提出了把精准教学和信息技术进行结合的教育理念，这让大数据背景下实施精准教学的价值有了更加显著的体现。教育工作者要把精准教学作为一种教学模式进行深入的研究，要将科学数据作为精准教学的支撑点，这样才能促进精准教学的高效开展。

二、大数据原理

（一）“全数据”原理

在大数据时代下，人们的思维方式也在逐渐发生转变。“全数据”作为大数据相关原理之一，对推动大数据时代的发展有重要作用。在全数据原理下人们在研究某个事物时不仅要对事物本身进行研究，还要研究与此事物相关的其他数据，不能只研究片面、部分的数据，而要研究完善的、全面的数据。在大数据时代人们可以利用信息系统构建数据资源库，同时还能够利用信息技术对这些数据进行处理，这样不仅可以采集大量有用的数据，还可以对数据进行深入剖析。大数据时代下人们可以研究与平时有差异的数据，而这些异常数据可以帮助研究者发现更加深层次的问题，然后利用数据分析、处理技术对这些异常数据进行全面深入的研究从而进行更多的论证，这是全数据的优势之一。

（二）精准性原理

精准性原理主要体现在数据采集技术和数据处理技术。根据大数据的精准性可以十分准确地找到被分析的对象并得出精准的结论，从而制定精准的策略。但是在大数据系统中研究者更加关注混杂的数据，研究表明在大数据系统中非结构化的数据占据了约95%，研究者只有接受这些不精准的数据，才能够对非结构化数据进行充分的利用。在大数据时代研究者可以掌握几乎所有的数据，即使出现了部分错误数据，但对正确结果不会产生很大影响。

三、大数据背景下开展小学数学精准化教学的价值

（一）有助于教师高效完成教学目标

小学数学课堂教学时间十分有限，教师必须要在规定的时间内完成相应的教学任务，为了更好地实现教学效果，教师和学生之间必须进行高效的配合。教师利用大数据技术展开精准教学，可以对学生的实际学习情况进行科学的分析。教师基于学生的各项数据针对性地制订教学计划，可以让教学流程、教学内容和小学生的认知发展、能力发展、性格发展相符合，这样有利于学生在教师的引导下展开高效的学习。如此可以在潜移默化中实现教师和学生的合作，从而帮助教师高效地完成教学目标。

（二）深化数学教学改革

现代信息技术高速发展，大数据在小学数学中的应用使得教学结构要素由教师、学生转变为教师、学生、技术三位一体。教师要以信息技术为依托，家长乃至社会公众都可以通过数据了解学生的学习情况、教师的教学情况。在这样的情况下有助于教师转变教学模式，落实新课改和素质教育的要求。同时教师要实施精准教学就要凸显学生在学习中的主体地位，这要求教师要构建新型的教学结构，学生要从被动地位转变为主动地位，而教师要弱化自己在课堂上的主体作用，这对深化数学教学改革有积极作用。

（三）提高教师专业能力

小学数学教师可以在大数据技术的帮助下掌握学生的个体学习情况和整个班级的整体学习情况，这需要教师具备收集数据、处理、分析数据并实施精准教学计划的能力。这对提高教師的信息素养、综合教学能力有积极作用。

（四）提高学生学习质量

在大数据技术下教学课堂更加灵活多样，教师采用的教学形式与学生的实际学习发展更加贴合，这可以帮助学生优化学习方法并提高学生的学习积极性，同样有助于促进学生展开探究性学习、自主性学习，这样可以提高学生的学习水平。

四、大数据背景下小学数学开展精准教学的策略

（一）基于大数据树立教学新思维

小学数学教师在教学时利用大数据可以收集有关学生学习状态、学习行为、学习结果等多方面的数据，教师可以把这些数据进行转换从而高效地展开教学。在大数据时代下教育工作者面临大数据给传统教育模式带来的挑战，必须树立数据思维突破传统教学的局限性。

1. 树立课程数据挖掘思维

数据是大数据系统的基础，许多数学数据都具有丰富的教学价值，教师想要通过大数据技术展开数学精准教学，就要拓展小学数学课程数据来源，并对小学数学相关数据进行深入的剖析处理，这样才能挖掘数学课程数据中的价值。学校可以依据本校的实际教学情况开发线上教学管理系统以及各类学习社交软件，这样可以让教师更加便利地获取数学课程数据。在教学管理系统中教师可以通过大数据捕捉系统来捕捉学生的眼部动态。在数学课堂当学生不认真听课时就会出现发呆、走神的情况，而学生发呆走神时明显眼神不聚焦，这时通过眼部识别系统就可以精准捕捉到上课走神的学生。教师在课堂上就要适当提醒这些学生并及时地转变教学方式，吸引学生的注意。

以人教版五年级上册《可能性》这一课为例，教师在讲述可能性的概念时通过大数据眼部识别系统发现一些学生存在走神发呆的情况，这时教师就可以设计投骰子的游戏，通过游戏再次吸引学生的注意力，让学生集中精力展开本课学习。除此以外在课下教师可以通过学生在线上提交作业的次数以及提交作业的时间来判断学生对知识点的掌握情况、学生是否按时完成作业。这些数据可以反映学生的学习状态、学习行为，因此教师要善于使用教学管理系统。教师还可以依据各类学习社交软件和其他优秀教师展开沟通交流并获得优质的数学课程资源，这对丰富数学教学内容也有积极作用。

2. 树立课程数据分析思维

收集数据后教师需要处理数据，这样才能让数据促进数学教学精准化发展。教师要把收集到的课程数据转化为有教学意义的信息，那么教师就要熟练地使用大数据分析算法。大数据分析算法的类型多样有异常值算法、聚类算法，以及关联算法等。小学数学课程中的数据丰富多样，学生的表现不同数据也不同，教师可以先利用聚类算法对数据进行整理归类，如学生在课堂上的参与度、注意力集中度等。若在数据分析时有一些数据明显与其他数据不同，那么这些数据就是异常数据，教师可以用异常值算法来对异常数据进行分析。在这一过程中教师可以对学生的个性进行挖掘，了解学生的优势智能和劣势智能，在后期的教学中依据学生的优势智能和劣势智能制定针对性的教学计划，这样可以满足学生的个性化学习需求。

（二）利用大数据开展新型数学精准教学

教师要利用大数据展开新型的精准化教学，就要构建数学课程数据平台并采集相关的教学数据。收集数据后教师要对数据进行合理的处理，这也是大数据技术的关键。学校要给教师提供进行大数据分析的平台，这是大数据时代下展开精准教学的硬性标准。学生在学习平台上的信息都会记录在后台系统中，而每个后台数据都要融汇到大数据分析平台中，这样不仅可以帮助教师拓展数据来源，还可以帮助教师收集更多有价值的数据，从而促进教师展开高效的精准化教学。在构建小学数学课程数据平台时，学校各个部门都要展开配合，学校还可以基于此设立专门的信息部。信息部可以在必要时候帮助小学数学教师整理校外数据，如本地教育资源好的学校的数学课程数据。学校可以利用大数据来捕捉后台数据，构建数学元数据库并建立数据共享平台，这样数学教师就可以对数据进行深入的分析并掌握学生的知识学习情况、数学学习期望及兴趣爱好情况。

在小学数学教学中教师在设计教学方案前要从数据平台上了解学生的基础资料，将这些资料进行细致的分析，如通过学生作业中的正确率分析学生的作业完成情况、依据学生回答的问题分析学生在课堂上的学习情况。教师对这些数据进行了细致的分析后要上传到后台数据库中，这样可以构建完整的数学线上资源库。本校的所有小学数学教师都可以在此平台上共享数据，教师可以根据学生的数据分析学生在数学学习中遇到的共性问题和个别化问题，在数学教研活动中要重点针对共性问题提出解决方案，这样还可以让教师通过相互学习提高数学课堂教学质量。

以五年级下册《分数的意义和性质》这一章节为例，教师把学生在这一章节的学习状态数据、课堂上回答问题的数据录入到后台数据库中，然后小学数学教师集中对学生在本章节的学习数据进行分析发现，有70%以上的学生在理解假分数的意义上有很大的困难，有超过半数的学生还不能够熟练地运用分数的基本性质解决实际问题。那么这两点问题，就是学生在本章节学习中的共性问题。小学数学教师要通过相互交流探讨、整合优质的课外教学资源等方法，研讨出能够帮助学生解决以上两个问题的教学方法，在提出方案后教师要在课堂上进行实践并且把实践结果录入数据库。当教师再次对数据进行处理分析时，要通过数据检验此教学方法是否有很强的可行性以及有效性，这样可以有效地帮助小学数学教师转变教学形式提高教学质量。

在教师整合校外资源时，还可以利用各类浏览器。教师在浏览器中输入关键词就可以获得相应的信息资源，如输入“分数的基本性质”，教师就可以获得与分数的基本性质相关的各类教案，教师要把这些资料进行整合归纳并转化为对教学有实际帮助的数据，这样可以提高精准化教学的有效性。

（三）利用大数据促进教研互动

在大数据时代下教师要展开精准教学，离不开学校的基础教学环境，教师要发挥教学研究互帮互助的优点，在教学活动中渗透研究精神，创设出更加细致详细的精准化教学方法，以培养学生的逻辑思维，帮助学生构建知识网络，提高学生的综合学习能力。为此教师不仅要关注最新數学教学信息内容，还要关注最新数学课程研究成果，要在保证理论教学基础上把大数据和实践教学活动进行结合，这样可以提高教学效果，创建出符合研究现状的课程，让课程结构更加精确化。教师仅依靠个人的力量难以全面地完成教学研究，为此教师要充分地和教学团队进行互动交流，在教研工作方面基于精准教学和其他小学数学教师进行学习探讨。

教师可以把每次学习到的经验以及收集到的资料录入大数据资源库中，然后把大数据资源库中的资料进行整合归纳，结合班级的实际情况、先进的数学课程研究现状以及从教研团队中掌握的数学资料，创设精准化教学方案和教学流程，这样可以让精准化教学更加全面科学。在展开教研活动时还要利用教学规律改进教学工作，让教学管理工作向科学化发展。制定符合学生实际情况的教学管理机制，让教学管理、教学方法给精准化教学提供良好的条件。

（四）利用大数据精准布置作业

教师基于大数据展开精准教学还体现在作业层面。作业是教学的重要环节，教师要根据教学目标以及各类学生的个性化数据给学生布置针对性的作业，这样可以让学生在大数据背景下高效地完成学习目标。若教师让学生统一做题不考虑学生的个性化能力发展，那么这样的作业不仅会增大学生的学习负担，还会降低学生完成作业的效率。教师利用大数据对不同的学生布置个性化作业，可以促进学生的个性化发展，还能有效地巩固学生的学习成果。如教师可以调出学生在课堂上的学习数据并进行分析处理，了解学生在学习时的问题、能力发展情况，针对学生在学习中的不足和能力发展上的不足，教师要利用大数据通过布置对应的作业对学生进行有意义、有目的的指导。作业中的所有题型以及作业内容都是在剖析了学生的学习数据后布置的，这样可以让学生对知識进行灵活的运用，发展学生的优势智能，弥补学生在学习中的不足，达到精准教学的目的。

如教师在大数据后台资源库中调出同学A和同学B的个人数据。利用大数据分析系统发现同学A在课堂上回答逻辑性的问题更好，回答空间几何问题更弱。又发现此学生在课堂上活泼好动，明显对动手实践活动更感兴趣。又根据对同学B个人数据的分析发现，此同学的逻辑思维和空间思维发展较为均衡，并且此学生相比于动手实践更喜欢通过做题来理解知识、运用知识。在对学生的个人数据进行分析后，教师可以基于学生布置个性化作业。

以六年级上册《圆》这一章节为例，对同学A教师可以布置动手实践作业。在本章节的教学中有一个趣味活动“确定起跑线”，这一节的内容是让学生运用与圆相关的知识了解所走弯道的距离并以此确定起跑线的位置、正确计算起跑线的位置。那么教师给学生布置的作业是：1. 观察椭圆式田径跑道的结构，动手尝试确定跑道起跑线。2. 动手确定起跑线后利用与圆相关的知识计算起跑线的位置，推导起跑线的位置是否正确。

同学B的作业：

完成以下题目：

1. 把一块圆形纸片平均分成若干偶数份，把这些纸片剪开拼成一个近似长方形。长方形的周长与圆的周长相比是更大还是更小？

2. 一个圆环的内圆半径是外圆半径的1/2，这个圆环的面积是内圆面积的多少倍？

3. 已知正方形的面积是40cm2，圆的面积是多少？

4. 计算下面图形的面积。

教师根据不同学生的学习能力、学习状态、学习兴趣分别制定不同形式不同内容的作业，这样可以让每个学生都能够在作业的帮助下促进学习能力思维能力的发展，这对教师深化精准教学、巩固精准教学成果有重要帮助。

在大数据时代下小学数学教师要利用大数据技术收集数学教学资源、构建元数据库，并将数据转换为有教学价值的信息。这样可以针对学生的实际情况构建数学教学课堂、制定数学教学流程，对提高小学数学课堂的科学性、促进学生综合能力的发展有积极作用。

参考文献：

［1］余庆玲.大数据支持下的小学数学精准化教学路径分析［J］.考试周刊，2022（14）：91-94.

［2］沈晓锋.大数据背景下小学数学信息化教学思考［C］∥2021传统文化与教育创新理论研讨会论文集，2021：459-460.

［3］苏荔月.大数据背景下的小学数学精准教学实践研究［J］.教育艺术，2021（8）：74，76.