大数据时代初中数学线上教学互动模式研究

黄礼高

【摘  要】  大数据背景下，初中数学在线教学既有新的发展机会，也有新的发展方向.本文将大数据背景下的初中数学线上教学互动模式作为切入点，对如何在初中数学线上教学中建立互动新模式进行探索，希望能为未来的初中数学教学提供一定的理论依据.

【关键词】  大数据；初中数学；线上教学

在初中数学的线上教学中，最大的缺陷就是缺乏互动，因此，教师们要积极地探讨如何运用大数据技术，来提高线上教学的互动性.在先进技术的支持和帮助下，初中数学的线上教学互动拥有了广阔的发展前景.基于此，基于大数据背景下的中学数学在线教学交互问题的研究，既有理论意义，又有实践价值.

1  初中数学线上教学互动的理论基础

初中数学线上互动教学的理论基础是多方面的，强调教师和学生之间的互动，允许学生自主学习和实践，提供丰富多样的教学资源和适用的学习环境，培养学生的自主学习能力和创造性思维，促进学生的知识建构和学习成果的提高.

1.1  认知负荷理论

认知负荷理论是指人在学习过程中需要承受的认知负荷，促进头脑中建立知识链接.线上互动教学可以通过合理设置活动和让学生自主学习，减少学生的认知负荷，提高学习效果.

1.2  交互式教學理论

交互式教学是指教学过程中师生之间相互作用的过程，线上互动教学可以通过多种手段，如在线讨论、课堂问答、实时互动等方式，促进学生和教师之间的互动交流，提高教学效果.

1.3  建构主义理论

建构主义理论认为学生是学习的主体，需要通过建立自己的知识架构来进行学习.线上互动教学可以通过激发学生的学习兴趣，提供适用的教学资源和建立个性化的学习环境等方式，培养学生的自主学习能力和知识建构能力.

1.4  创新教学理论

创新教学理论认为教学应该是一种创造性的过程，教师应该创造出丰富多样的教学环境和情境，让学生可以通过自己的实践和探索来学习.线上互动教学可以打破传统的教学方式和过程，允许学生自主学习和实践，提供丰富多样的教学资源和适合不同学生的学习活动，从而促进学生的学习兴趣和创造性思维.

2  初中数学线上教学互动的现状分析

2.1  形式多样但互动不足

根据教育部发布的《中小学在线教育应急教学开展指南》，在线教育应按照“同步教学+异步教学”相结合、线上线下兼顾的原则进行.线上教学形式较为多样，既有同步授课、直播、互动等形式，也有录播教学、自主学习等形式.但是线上互动方式需要进一步改进.一些在线互动平台和工具虽然提供了互动性，但学生的参与度和学习效果并不理想.如何利用新技术和新方法，更好地促进学生之间、师生之间的在线互动，需要进一步探索和实践.

2.2  学生参与度有待提升

线上教学平台无法保证参与度，而且学生们可能会难以集中精力或容易分散注意力，因此难以全面参与和理解工作.线上互动教学的性质不同于实体教学，虽然学生可以提出问题，但是面对面教学和同学之间的相互关注和互动，可能更加重要，能激发学生的兴趣和亲近感.数学学科需要实践，如果只靠计算机和在网上看到的信息可能难以达到实际应用的效果.教师需要花费更多的时间和精力来处理这些问题.他们还必须学习如何成功地使用线上互动教具，以吸引学生的兴趣并有效教授数学知识.

2.3  大数据时代初中数学线上教学的价值

大数据可以在教育领域中发挥重要作用，帮助教师更好地了解学生的学习情况和需求，制定更科学、更有效的教学策略，提高教学质量和效果.大数据技术可以帮助教师更好地了解学生的学习情况，通过分析学生的学习数据，教师可以对不同学生制定个性化教学方案，使每个学生都能够得到有效的指导和帮助.具体体现如下：

（1）学生成绩分析

通过学生的数学考试成绩，可以分析学生在数学学习中的掌握程度和学习水平.教师可以通过大数据平台对学生们的成绩进行整体分析和个体对比，包括不同班级、不同学期、不同阶段等方面的对比，进一步判断学生是否需要加强哪些数学知识点的学习和掌握.

（2）学生行为分析

除成绩以外，大数据还可以帮助教师分析学生所采取的学习行为，比如：学生在数学学习过程中花费的时间、选择的学习资源和教材、考试答题速度、练习题的正确率、错题次数等.这些数据可以帮助教师了解学生的学习习惯和偏好，有助于调整教学方式和内容，进而提高教学效果.

（3）预测学生成绩

基于大数据分析，可以建立数学成绩预测模型，通过学生的历史数据和学习行为，来预测学生的未来学习成绩.这样的预测模型有利于教师及时发现和解决学生的学习问题，提高教学效率和效果.

（4）学生群体分析

基于大数据，可以对学生进行分类，比如根据学科成绩、学习行为等因素将学生分为高分、中等分、低分群体，或根据学习行为将学生分为高效、低效群体.教师可以针对不同的学生群体采用不同的教学策略和方式，以提高教学效果.大数据还可以帮助教师了解学生所在地区或学校的数学学习情况，进一步发现和研究教学问题及其原因.

3  大数据时代初中数学线上教学的互动模式探究

3.1  个性化学习

通过大数据技术，可以对学生的学习情况进行精准分析，进而实现批量个性化教育，提高学习成效.利用大数据技术进行个性化初中数学教学需要以下步骤：

（1）数据收集：收集学生在数学学习过程中的各种数据，例如实时考试成绩、作业情况、学生在线掌握程度、学习时间、学习行为、异常情况等.

（2）数据清洗：对收集到的数据进行清洗和处理，消除异常数据，统一格式，并合并好相关数据.

（3）数据分析：对整理好的数据进行分析，得出每个学生的学习特点和问题，包括掌握程度、学科薄弱环节、学习风格偏好等，以此为基础为每个学生设计个性化的数学教学方案.

（4）个性化教学：通过大数据技术来规划适合每个学生的教学计划，根据学生的不同掌握程度、学习节奏和弱点，为他们提供特定的教材、练习或在线辅导等教学资源，以此来提高学生的学习效率.例如，根据学生的学习情况和考试成绩，为其提供相应的讲解、习题或练习，让学生在自己的学习速度上进行巩固.

例如  利用大数据技术，在初中数学教学中可以通过在线教学平台收集每个学生的在线行为数据和实时答题成绩，在分析这些数据的基础上，为每个学生提供个性化的在线辅导和针对性的教材，让学生根据自己的情况推进学习进度，提高学习效果.同时，也可以让教师根据学生的学习情况，调整教学策略和教学内容，更好地满足学生的个性化需求.

3.2  构建线上互动课堂教学模式

借助大数据技术，可以开发出适合初中数学教学的互动性强的教育软件和游戏，提高学生的参与度和兴趣.同时，在教学过程中，通过收集和分析学生的学习数据，可以及时了解学生的学习情况和困难，进而进行教学调整和帮助，提高学生的学习效果和成绩.使用大数据还可以为教师提供更直观的数据分析工具，帮助教师更好地发现和解决教学问题，提高教学质量.具体的教学流程如下：

（1）数据采集和分析：利用学生在線学习过程中的各种行为数据（如点击记录、答题记录、观看记录等）进行收集和分析，以获取学生学习兴趣、学习习惯、学习水平等信息.

（2）互动式课程设计：基于以上数据，设计一系列基于学生兴趣和需求的互动式课程，包括知识点讲解、互动式题目练习、讨论和互动等，以提高学生的学习兴趣和参与度.

（3）智能化辅导系统：利用大数据及人工智能技术，构建一个智能化的辅导系统，可以根据学生学习数据和行为，提供个性化的学习辅导和建议.通过该系统引导学生学习，提高学习效率和质量.

（4）实时反馈和评估：在课程学习过程中，通过对学生行为数据的及时分析和评估，结合各种评价指标，提供实时的反馈和评估.这有利于学生及时调整学习策略，改进学习方法和提高学习效果.

（5）数据化管理和协同：学生的在线学习数据需要进行有效管理，包括学生档案、学习数据、教学资源等.同时，应建立协同机制，使教师和家长在学生学习的全过程中都能获得实时的数据反馈和课程学习进展情况.

例如  以初中数学线上互动教学案例中的“代数方程式求解法”为案例分析，教师先设置好教学目标“①学生能够理解代数方程式的基本概念和求解方法；②学生能够熟练应用代数方程式的求解方法解决实际问题；③学生能够利用在线工具进行代数方程式的练习和测试.”

接下来教师要做好教学设计分为以下五个步骤，并且每个环节争取都会运用到线上教学方式，以增进互动模式探究.

（1）知识准备（10分钟）：教师利用投影仪或共享屏幕，播放视频或展示图片，介绍代数方程式的基本概念和求解方法，包括方程式的定义、方程式的变形、方程式根的求解方法等.

（2）互动探究（20分钟）：教师为学生准备一些含有代数方程式的实际问题，鼓励学生结对或小组合作，利用在线白板或文字聊天工具进行探究和讨论，尝试解决这些问题.

（3）线上讲解（15分钟）：教师根据学生的探究和讨论情况，针对性地进行线上讲解，解答学生提出的问题，让学生更好地理解代数方程式的求解方法和应用.

（4）线上练习（15分钟）：教师为学生准备一些在线代数方程式练习的网站或应用，让学生独立或合作进行练习和测试.教师可以在侧边或私信中对学生的答题情况进行实时点评和指导.

（5）总结回顾（10分钟）：教师引导学生对本次互动教学进行总结回顾，评价自己的学习成果和学习收获，反思自己的学习上存在的问题和不足，为下一步学习奠定基础.

3.3  线上大数据互动教学方式多样化

（1）实时视频会议：教师和学生在同一时间上线并使用在线会议工具（如Zoom）进行互动教学.教师可以进行讲解、演示、答疑等活动.学生可以在家中使用电脑或手机参与课堂互动.另外，教师也可以采用预录视频教学：教师可以在时间空闲时自行录制视频来讲解、演示和答疑.学生可以随时使用电脑或手机观看这些视频并跟进教学进度.

（2）互动课堂：这种方式可以利用在线教育软件，像Zoom、Teams、ClassIn等平台开设互动课堂，通过屏幕分享、白板、语音交流等方式进行互动教学.教师可以和学生通过视频会议进行数学讲解和问题解答，给学生提供实时交流和反馈的机会.并且，运用现代教学技术教师可以将数学知识点转化为游戏形式，学生可以通过游戏的形式进行学习，如数学竞赛等.

（3）在线作业：教师可以通过一些在线作业平台，例如作业帮、知乎等平台设置数学题目，学生可以在上面完成作业并提交，教师可以批改和点评.大数据技术可以为初中数学互动提问的教学方式提供更多的数据支持.通过对学生的答题情况、学习进度、学习总体表现等方面进行数据分析，教师和学生都可以更加全面地了解学习情况，同时也可以更好地指导学生学习.

4  结语

线上互动平台提供了大量的用户数据，让教师能够对学生的学习动态有一个全面的把握，对课程的重难点有一个全面的了解，从而对课程内容进行合理的安排，明确线上教学方向.通过对大数据的分析，教师可以对学生的学习情况进行全面地分析，从而可以更好地进行精确的教学设计.大数据技术还可以为初中数学线上教学提供更全面的评估和反馈，通过对学生学习数据的分析，可以及时发现学生的学习问题和不足之处，为教师调整教学内容、方法和策略提供重要的参考.

参考文献：

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