大数据支持下的高中数学精准化辅导策略研究

童守俊

【摘要】在大数据飞速发展的背景下，我国数字化教育正逐渐普及高中教育领域，同时高中教育基础设施、资源也在持续化发展，高中教师纷纷针对数字化探究全新的教学改革方向与教育模式.文章在高度明确精准化辅导内涵、大数据应用于数学辅导的优势后，自多维度入手探究高中数学教学期间如何基于大数据技术实现精准化辅导，确保辅导内容、方向与过程高度满足高中生适应新高考在数学能力方面提出的要求，并为我国高中数学教育的高质量发展奠定技术基础.

【关键词】精准化辅导；大数据技术；认知诊断；个性化辅导；教学方法

引 言

大数据技术在高中教学辅导中的应用，是实现面向高中生的个性化教学、提高教学决策质量，满足新高考要求的必要前提.利用大数据分析，教育工作者能够对海量的学习数据进行处理与挖掘，深度洞察学生的学习模式、认知差异、进步轨迹，数据分析结果可为其制订个性化的辅导方案提供实证基础，确保教学活动能精准匹配学生的实际需求.因此，探究大数据技术应用于高中数学精准化辅导的策略，是全面提升新高考背景下我国高中数学教育水平的高价值研究行为.

一、精准化辅导内涵

精准化辅导是教学领域的一个重要发展方向，特别是面对高中数学这一知识体系庞大、逻辑性极强的学科，落实精准化辅导是提升数学教学质量、满足新高考对高中数学教育的要求的重要思想.有效的精准化辅导，能够显著提升学生的数学学习效率、逻辑思维能力，为学生的个性化发展提供支持.具体分析，面向高中数学教学的精准化辅导，涉及面向学生的认知诊断、辅导方案、学习目标、教学成果评价，如下图所示.

第一，精细化认知诊断.在高中数学教学中，通过各类评估手段如诊断性测试、表现性评估、形成性评价等，数学教师能够综合了解每名学生的知识水平、认知特点、数学学习风格、数学情感、数学动机等.这一诊断过程，有助于教师确定学生的学习优势和劣势，为精准化辅导方案的制订提供数据支撑.

第二，精准化辅导方案.辅导内容设计为精准化辅导的核心所在.基于评估数据，教师需面向每一名学生量身定制一套学习方案，包括针对学生的教学目标设定、学习内容选择、学习活动安排等.在目标设定上，教师需要重点关注强化学生的数学基础知识、核心概念的理解.在内容选择上，教师应侧重于填补学生在数学学习中存在的知识空白.至于学习活动安排，则主要根据学生学习风格，采用多元化的教学方法.

第三，设定精准学习目标.在精准化辅导的实践中，教师应关注学习过程的可持续性与学生自主学习能力的培育，基于精准设定的学习目标，帮助学生打造清晰的学习路径，让学生明白每个学习阶段的目标以及如何评价自己的学习进度.此外，教师需要鼓励学生参与到学习计划的制订中，提高学生对学习过程的认同感以及自我调控能力.

第四，精准化评价.为达到精准化辅导的目的，教师需面向学生制订个性化、精准化的学习评价体系.这种评价，应围绕学生的具体学习进度、参与度与互动、学习习惯等.教师需基于可操作标准来评价学生的阶段性学习效果，最后将形态多样的评价、反馈成果加以整合、利用，作为调整教学策略、制订针对性培训计划的依据.

二、大数据应用于数学辅导的优势分析

大数据与教育体系的融合，为高中数学辅导带来巨大的发展机遇.结合以往学者学术研究成果以及大量教师实践教学成果分析，可总结出大数据技术应用于高中数学辅导，具有如下优势：

第一，可以实现个性化辅导.大数据技术可通过对学生学习数据的收集、分析，结合机器学习技术进行数据挖掘，从中提取出学生可改善的知识点和学习模式优化空间，从而支持教师制订个性化的辅导方案，最大化提升教学效果，同时提升学生学习体验度.

第二，可以提高教学全过程质量.大数据技术可通过实时监测学生的学习情况，分析学生相关数据、评估结果，为教师提供实时反馈.教师依据反馈可针对性地适时调整教学策略.通过大数据技术对学生行为数据模型进行分析，教师可以及早发现学生在学习过程中普遍遇到的问题，提前进行干预，优化教学轨迹，最终提升学生学习效果.

第三，可以提高教学决策的质量.大数据分析结果可帮助教师制订更加科学合理、具有可操作性的教育规划和决策，有效提升教学质量.例如，通过对知识点进行数据分析，选取代表性数据进行模拟和预测，教师可以依据这些结论，对未来教学工作的目标、方案、教学方法的选择进行有效管理，为学生提供更加高效、科学、个性化的辅导服务.

三、高中数学精准化辅导阶段大数据技术的应用策略

（一）学生认知精准化诊断

高中数学精准化辅导阶段，大数据技术应用于学生认知精准化诊断，对于探寻每名学生的个性化需求、潜能发展至关重要.学生认知精准化诊断，即通过大量数据的收集与深入分析，准确揭示学生的认知结构、能力层级以及潜在的认知障碍.

大数据技术提供了丰富的数据来源和高效的数据分析手段，让教师能够快速准确地识别和监测学生在数学学习各个方面的表现，其涉及的数据维度不仅包括标准化考试成绩，还包含课堂参与程度、作业完成情况、在线学习行为等多元化指标.通过对这些数据的集成分析，教师能够制订出更为精确的教学策略和针对性的指导方案.

应用大数据进行学生认知诊断需要建立一个全面的指标体系，以便多角度评估学生的认知状况.具体诊断指标见表1.

在应用大数据技术对这一指标体系进行诊断时，学生的学习历程数据将被系统收集和分析.例如，智能教育平台可以记录和反馈每名学生在线上作业、模拟测试和互动讨论中的表现，而人工智能算法则可以依据这些数据预测学生的学习发展趋势，从而发现学生可能存在的认知漏洞.

在对学生认知诊断指标进行综合分析后，教师能够获得一个全面的学生画像，包括学生的学习优势、劣势、兴趣点.凭借这一画像，教师能够更加有针对性地设计教学策略，例如为不同水平的学生提供适宜的挑战、提供必要学习资源和支持，将课堂教学和辅导更紧密地与学生个人需求、特点相结合.

（二）制订精准化数学辅导方案

在精准化数学辅导方案制订阶段，教师主要利用大数据技术对学生的学习数据进行分析，从而针对性地提供个性化辅导.以“投入产出模型”为例，基于大数据制订精准化数学辅导方案流程与实施要点如下：

步骤1：数据采集与分析.利用校园学习管理系统和在线测试数据收集，分析学生关于“投入产出模型”的学习行为、成绩表现.关注学生的学习频率、测试分数和错题种类.

步骤2：学习路径优化.根据收集到的数据，通过机器学习算法，识别学生的学习模式、对“投入产出模型”知识的理解难点，生成面向不同类型学生的个性化学习报告，为每名学生推荐定制化学习路径.

步骤3：构建知识框架.从投入产出模型的核心理论出发构建知识框架，包括基础概念、模型建立方法、模型的应用分析等，准备相应教学PPT、案例分析视频等媒体资料.

步骤4：列举案例题目.面向学生结合生活场景提出问题，创设投入与产出模型教学情境，例如：

假设一个封闭经济体系中只有两个行业：农业和工业.表2是这两个行业间的年度交易情况.

总产出列和总投入行，分别表示每个行业的总产出和总投入，终端消费列表示消费者对每个行业产品的最终消费.农业对自身的投入为20亿美元，对工业的中间投入为30亿美元，终端消费者对农业产品的消费为50亿美元，农业的总产出为100亿美元.工业对农业的中间投入为40亿美元，对自身的投入为60亿美元，终端消费为50亿美元，工业的总产出为150亿美元.

假定未来某年，由于技术改进，农业对自身的投入降低到了10亿美元，而保持其他各项不变.在此改变下，农业和工业的总产出各自会如何变化？

在提出上述问题后，让学生结合所学数学知识对题目进行思考，从而将学生引入实际应用情境中.

步骤5：制订精准化辅导计划

（1）概念引入.通过视频演示等具体化、情境化材料，帮助学生理解投入产出模型实际背景、基础要素.

（2）公式理解与记忆.提供理论框架图、记忆口诀等，辅助学生记忆公式、理论.针对上述题目，教师指出学生需要根据给定的投入产出表格分析行业间的经济循环，然后根据农业投入的改变计算出新的行业总产出.

（3）实际应用教学.用实际的经济活动案例，以视频课或在线作业的形式，让学生深化对公式的理解、运用，从而让学生了解情境题目中投入与产出模型的解题思路：

①根据现有的投入产出表格，确定农业和工业的总投入和总产出关系.

②调整农业对自身投入的数值，重新计算农业的总投入.

③利用调整后的总投入，推算农业和工业新的总产出.

④分析结果，比较两种情况下农业和工业的总产出的变化.

（4）反馈调整.通过在线作业、测验平台，获取学生的学习效果反馈，及时调整教学和辅导内容.

（三）学习目标精准设定

大数据技术能够助力教师收集和分析学生在数学学习过程中产生的各种数据，包括成绩、学习习惯、问题解决速度和错误类型等，从而为每名学生设定个性化的学习目标.

以社会调查方案设计为例，其一，教师进行数据收集，重点数据集中于学生在理解调查目的、选择调查方法、设计调查问卷、采集和处理数据等方面的表现，通过数据分析，评估学生对该章节相关理论、原理的掌握程度，及其在实际操作中可能展现的能力水平.

其二，基于大数据分析结果，教师为学生设定既具挑战性又可实现的个性化学习目标.例如，对于调查问卷设计的环节，倘若数据显示某些学生在此环节表现不佳，教师可以设定提高问卷设计能力的个人学习目标，专门为这些学生安排额外的练习和指导.

与此同时，教师应使用大数据技术，对学生学习目标达成情况进行追踪.具体实践阶段，教师应先设计合适的学习目标衡量指标.随后，利用大数据分析工具进行数据挖掘和分析，从海量学生学习数据中挖掘出学习目标评价相关信息，从而掌握学生学习目标完成情况、存在的困难点.

结 语

综上所述，文章针对大数据支持下的高中数学精准化辅导策略开展研究，旨在充分发挥高中数学教学阶段大数据技术优势，帮助教师在开展精准化辅导时实施精细化认知诊断，制订精准化辅导方案，精准设定学习目标，从而使高中数学教育迎合新高考提出的要求，切实提升数学教学质量，为高中生数学核心素养的培育奠定有效技术基础.高中数学教师应积极推进数学教学的改革，发挥大数据技术优势，构建更具个性化、数字化的高中数学教学体系.

【参考文献】

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