大数据在小学数学教学中的应用探究

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　　摘 要：新课标指出，未来课堂的建设必须以学生的自主、合作、探究为重点，培养学生多方面的能力。换言之，未来的课堂是群学、自学、对学的课堂。大数据的发展，为教育教学开辟了一个新的途径，利用大数据，探究未来小学数学课堂模式的构建，对培养学生的综合素质意义重大。本文以大数据在小学课堂中的应用为基础，围绕大数据课前自学、课堂跟踪、课后评价的构建，提出相应的意见和建议，以期能够为未来小学数学课堂的构建提供有益的参考。
　　关键词：大数据;小学数学;应用
　　一、 相关背景
　　2015年，中国国务院发布《促进大数据发展行动纲要》，明确提出建立完善的教育文化大数据要求。此后，全国各地开始将大数据引入到现代化课堂中，建立了微课、慕课、大群体课等课堂新模式。但是由于仍处在探索阶段，在利用大数据进行课堂分析和教学的时候，采集难，非结构性数据多、周期性明显，与其他年级学生存在共同特点多、注重因果而忽略教学策略等现象频出，给教育带来了困难。
　　充分利用好大数据，解决其目前利用中的困难，需要进行不同方面的改进和探索，以克服大数据带来的片面教育现状。正如陶行知在1946年《小学教师与民主运动》文章中的描述：“教学方法要采用自动的方法，启发的方法，手脑并用的方法，教学做合一的方法，并且要使学生注重全面教育以克服片面教育;注重养成终身好学之学习习惯，以克服短命教育。在现状下，尤须进行六大解放，把学习的基本自由还给学生……”在此背景下，笔者基于陶行知教学做合一的理念，探究大数据课堂中，如何做到启发学生创新能力，将自由还给学生。
　　二、 大数据在小学数学教学中的应用方式
　　对于教育尤其是数学教育而言，大数据的利用显得尤其重要。数学是学生学习相对困难的学科，利用大数据测试分析，可以针对性找到每个学生的弱点，然后因材施教，给出相应的报告以及解决方案，帮助学生提高兴趣，提升能力。其具体的应用形态如下：
　　（一） 小样本形态构建班级包容性非结构数据
　　在教育的过程中，很多老师都会采用常规的方法，针对学生的学习情况进行分析，然后采取不同的教学方式。这一方法效率低、时间长，不利于小学数学教学的有效开展。若利用大数据，建立完整的“学生数学能力综合练习平台”，鼓励学生在课堂中表现自己，进行场景模拟、上台演讲、自主讲题、自主在线答题等，然后将这一系列表现，由综合练习平台以全景记录的方式纳入数据库，结合学生在线测评成绩以及微表情分析，出具相關的学习数据、学习态度分析、学习能力等个人报告，并由教师根据报告制订教学方案，由大数据平台检测教学方案执行效果，可以有效地帮助学生选择最适合，效率最高的教学模式以及练习方式。比如在学习《乘除法的应用》时，教师在课前，将学生的学习情况录入到计算机系统当中，然后计算机系统根据学生的学习绩效得分，将题库中的题目分级整理，以文档的形式保存，教师结合导学案，根据导出的题目，设计课堂内容。学生在课堂上，采用小组交流的新式，探究乘除法在生活中的应用，并模拟日常计数等场景，学会灵活使用。最后，教师根据学生的课堂表现以及性格分析报告，结合大数据平台，分层布置作业。
　　（二） 持续动态跟踪
　　在小学数据课堂中，利用数字学习平台、移动学习终端、智能穿戴设备等，让学生在虚拟现实中体验与数学相关的真实场景，并结合课本所要学习的知识点，获得解题思路，将更有利于学生发散思维的培养与数学兴趣爱好的构建。比如，在教学生学习加减法的时候，可以利用大数据智能设备，进行集市购物等虚拟现实活动，启发学生，保证学生的手脑并用。在进行完虚拟现实模拟之后，记录相关资料。在学期末的时候，教师对每节课的学生资料分析进行总结，由大数据平台给出相关意见，持续跟踪学生状态，对于变化不大的学生，积极探索新的教学方案。
　　（三） 学习仪表盘的应用
　　学习仪表盘，即通过大数据学习平台，记录学生的登录次数、学习时间、学习进度、学习能力等数据信息，对学生的学习兴趣、习惯、情绪予以记录。最终以数字或者是表格的方式，展示给老师。老师在对学生的综合数据分析后，根据全班的情况以及此前课堂模式的评价，找出最适合的教学方案，全方位培养学生的学习能力。
　　三、 大数据在小学数学课堂中的应用策略
　　（一） 课前自主制作预习问题卡
　　大数据平台的应用是目前大数据在教育领域应用中最为典型的方式，相对于其他大数据模式，已经发展得非常成熟。故而，利用大数据平台，进行大数据课堂的构建，是较为可行的方式。
　　大数据平台集云计算、大数据、传统教学于一体，可以针对性地让学生练习，教师只需要批改作业，就可以生产自动的学情报告。在课前的应用中，教师可以适当引导学生按照本节课学习的内容，制作符合自己的问题卡。在预习课本的基础上，在数据平台中输入自己的兴趣爱好，由数据平台按照学生的学习兴趣，给出学习任务。学生带着这些任务，自己到生活中去实践探究，找到解决方案或者是做调研报告。将不懂的问题传输数据平台系统，由数据平台给出相关评价。比如在学习“三角形”的时候，教师可以让学生在平台中选择自己喜欢的模式，比如“社会实践模式”“小制作模式”“科学之旅模式”等等，如果学生点击其中一个模式，数据平台就会给出与三角形问题有关的该模式的学习任务，学生按自己的想法完成课前任务，并对自己遇到的困难、不懂的问题进行记录。
　　（二） 课堂以大数据模拟演练
　　学生在完成课前预习以及任务之后，将信息传入到大数据分析平台，在课堂上，教师根据学生的学情诊断报告，结合学生兴趣点，采用不同的教学模式。并让学生将不懂的问题，以小组讨论的方式自主解决，教师充当引导者，在必要的时候予以点拨。学生在课堂上利用大数据情景模拟、场景还原，抽取每个学生课前实践的情况，引导所有学生参与点评，比如实践方式、实践内容的评判等，让抽取的学生知道自己的不足与缺点。在深入教学中，教师还可以利用大数据帮助学生针对性选择自己的薄弱点，由大数据平台组合出有效的练习习题，虽然每个学生的习题并不相同，但是却能够最为有效的帮助学生提高学习成绩。对于表达能力不强、动手能力不强等问题学生，也可以以虚拟现实的方式，帮助建立信心。 　　（三） 课后以大数据进行学习情况分析
　　在大数据的课堂利用中，教师在课后只需要在线批改作业，就能够完成学情诊断，对此，教师要充分利用这一优点，对学生的学习情况进行分析。
　　学生的学习情况分析要告别传统的以教师为根本的分析方式，而是由学生匿名根据数据报告自主评价之后，教师再结合作业批改情况进行打分分析。最后，利用大数据平台，可以看到课后测验的平均分、分数分布、班级整体学生能力评估等数据信息。对于学生的成绩单，可以点击得到某一学生的具体情况、本阶段的持续学习情况等。并且教师可以通过逐题分析的方式，了解每个习题的出错率，出错原因，出错学生名单等，更有利于针对性培养。
　　（四） 充分利用多种大数据系统，帮助学生加深理解
　　在数学学习中，可以发现，小学生抽象能力不强，往往能发现彼此的差异但提炼不出共性来。比如：低年级的学生，对长方形的概念模糊不清，大多数仅仅知道箱体是长方形，并不知道书籍也是长方形。再比如：教師让学生绘画三角形的时候，虽然他们有很多人能够画出不同类型的三角形，但是却始终无法理解和归纳总结三角形的特征。对此，可以从以下几个方面入手，综合利用多种模式，帮助学生加深理解。
　　第一，是充分借助于大数据网络课程资源，比如微课等，将一些短视频，按照碎片化学习的需求，组装串联，然后按照学生的兴趣和个性化要求，结合数字教材，分配给学生。
　　第二，充分借助于大数据信息编码系统，对小学数学所使用到的数据进行自动分类编码，并按照难易程度、时间、身份信息等内容，储存起来，以便于教师能够更好地进行学生管理和知识模块的精准识别;
　　第三，充分利用慕课课堂等新型网络课堂，做好知识团的整理工作，对所学的是知识点以及涉及的学习背景、数学本质关联信息等，利用大数据，创设合理的模拟情景，有效的启发学生独立思考;
　　第四，从习题开始，借助于大数据App，帮助学生完成相关训练，并将学生作答的结果，及时准确地反映到系统当中，给出对错和正确答案，帮助学生深度诊断自己错误的原因，为以后的学习提供帮助。
　　此外，教师还需要不断地按照大数据系统的更新迭代，结合教学任务，做出合理的调整，选择使用不同的大数据方式。让教学实现高度个性化，按需设课。
　　四、 反思与总结
　　大数据课堂的构建和应用，可以促进学科的精准化学习，让教师在教学中更具有针对性，教师可以轻而易举地根据相关数据，分析班级学习情况以及学生的个人学习情况，找出共性问题，调整教学策略。在对作业的批改中，教师还可以得到及时反馈，了解学生的薄弱环节，定制个性化练习。此外，在查缺补漏、资源共享、建立家长与教师联系等方面，大数据同样发挥了不可替代的作用，在未来，大数据课堂模式将成为新的创新点，不断得到发展。
　　不过，从目前的大数据课堂实践看，教师的主体作用被淡化，学生与教师之间的情感连接被打破，基于此，学生的主观能动性不能得到充分的发挥，学生的学习逐渐被冰冷的数据取代。以数学学科的课堂构建为例，大数据课堂对部分知识点的划分不够细致，教师以数据为基础的分析，缺少对不同解题思路的划分。虽然一些教师在大数据课堂中也结合生活融入了场景化教学，但是，效果并不明显。
　　因此，在未来大数据课堂的构建与利用中，要以教师为主导，以学生自主学习为方式。结合“翻转课堂”“数据课堂”“户外课堂”等进行综合考量，不能依靠单一的课堂模式对学生进行教育。需要让学生在社会实践中得到提高，在真实生活中感受数学的魅力，学习数学知识，不断探索，不断进步。
　　参考文献：
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　　作者简介：
　　徐建干，二级教师，江苏省南京市，南京市上元小学。
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