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大數(shù)據(jù)背景下“因材施練”提高小學(xué)生口算能力的研究

2019-09-10 06:48張乾
教育信息化論壇 2019年4期

張乾

摘要:以信息化推進(jìn)教育現(xiàn)代化,其首要因素在于推動(dòng)教育組織形式和管理模式的變革創(chuàng)新。深圳市蛇口育才教育集團(tuán)的教師依據(jù)因材施教的思想,設(shè)計(jì)出因材施練的具體操作方案,秉持“數(shù)據(jù)優(yōu)化與處理”的原則制作了因材施練的計(jì)算練習(xí)軟件——“因材施練口算寶典”App。

關(guān)鍵詞:因材施練;小學(xué)數(shù)學(xué)口算;口算策略;口算App

一、問(wèn)題提出的背景

長(zhǎng)期以來(lái),口算是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中必須掌握的一項(xiàng)基本技能,它直接影響著學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī)。因此,去年年中,我們計(jì)劃基于大數(shù)據(jù)背景,設(shè)計(jì)個(gè)性化的“因材施練口算寶典”App,借此進(jìn)行提高小學(xué)生口算能力的實(shí)驗(yàn)研究。本課題有極高的理論價(jià)值和實(shí)踐意義。

二、國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究

從目前已經(jīng)收集的文獻(xiàn)資料中,我們發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)教師對(duì)計(jì)算優(yōu)化的研究幾乎為零。怎么辦呢?我們學(xué)校的一位數(shù)學(xué)教師借鑒購(gòu)物網(wǎng)站依據(jù)購(gòu)物數(shù)據(jù)進(jìn)行“喜好推送”算法的原理,利用大數(shù)據(jù)分析的五個(gè)基本要素構(gòu)建口算App的基本框架。這五個(gè)要素分別是:

(一)Analytic Visualizations(可視化分析)

不管是對(duì)數(shù)據(jù)分析專家還是普通用戶,數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)分析工具最基本的要求??梢暬梢灾庇^地展示數(shù)據(jù),讓數(shù)據(jù)自己說(shuō)話,讓觀眾聽(tīng)到結(jié)果。

(二)Data Mining Algorithms(數(shù)據(jù)挖掘算法)

如果說(shuō)可視化是給人看的,數(shù)據(jù)挖掘就是給機(jī)器看的。我們可以借助集群、分割、孤立點(diǎn)分析等算法深入數(shù)據(jù)內(nèi)部,挖掘價(jià)值。這些算法不僅要確保處理大數(shù)據(jù)的量,也要兼顧處理大數(shù)據(jù)的速度。

(三)Predictive Analytic Capabilities(預(yù)測(cè)性分析能力)

數(shù)據(jù)挖掘可以讓分析員更好地理解數(shù)據(jù),而預(yù)測(cè)性分析可以讓分析員根據(jù)可視化分析和數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果做出一些有意義的預(yù)測(cè)性判斷。

(四)Semantic Engines(語(yǔ)義引擎)

由于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的多樣性帶來(lái)了數(shù)據(jù)分析的新的挑戰(zhàn),我們需要一系列的工具去解析、提取、分析數(shù)據(jù)。語(yǔ)義引擎需要被設(shè)計(jì)成能夠從“文檔”中智能提取信息的模式。

(五)Data Quality and Master Data Management(數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理)

數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理是現(xiàn)代化機(jī)構(gòu)管理方面的重要因素。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的流程和工具對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以保證一個(gè)預(yù)先定義好的高質(zhì)量分析結(jié)果。

三、問(wèn)題的研究思路

本問(wèn)題的研究思路是:文獻(xiàn)研究→調(diào)查分析研究→計(jì)算分類分析研究→“因材施練口算寶典”大綱成型→“因材施練口算寶典”計(jì)算策略微課制作→“因材施練口算寶典”App制作。

四、問(wèn)題研究的發(fā)現(xiàn)與結(jié)論

(一)“因材施練口算寶典”App框架設(shè)計(jì)

依據(jù)不同對(duì)象,我們?cè)O(shè)計(jì)了“因材施練口算寶典”App框架,其核心點(diǎn)在于數(shù)據(jù)庫(kù)。四個(gè)不同的窗口分別與其發(fā)生作用,通過(guò)數(shù)據(jù)的輸入與處理、優(yōu)化與輸出、再輸入再處理,針對(duì)不同的用戶群體提供不同的數(shù)據(jù)信息。

1.學(xué)生窗口。這是整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象,更是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要窗口。我們只有讓學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生影響,才能建立起數(shù)據(jù)的傳輸與記錄,才能依據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、綜合,從而推送給最適合該學(xué)生的計(jì)算練習(xí)題目。

2.家長(zhǎng)窗口。App將學(xué)生計(jì)算過(guò)程及結(jié)果的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確進(jìn)行分析,把分析結(jié)果實(shí)時(shí)提供給系統(tǒng)及家長(zhǎng)。家長(zhǎng)可及時(shí)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和水平,做到心中有數(shù),育之有法。

3.教師窗口。教師登錄到此頁(yè)面,可以及時(shí)了解某個(gè)學(xué)生的計(jì)算情況,也可以了解全班學(xué)生的計(jì)算情況及水平,甚至可以清晰地得出所帶班級(jí)學(xué)生與整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的學(xué)生進(jìn)行對(duì)比分析后的情況。

4.后臺(tái)窗口。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、升級(jí)和處理,即時(shí)、有效地優(yōu)化系統(tǒng),更新知識(shí)。

(二)“因材施練口算寶典”App學(xué)生界面設(shè)計(jì)

依據(jù)因材施教理念,我們根據(jù)學(xué)生實(shí)際和知識(shí)特點(diǎn),特別設(shè)計(jì)了“因材施練口算寶典”App的界面。此界面非常直觀,直接反映了該App的架構(gòu):三大塊、四小點(diǎn)。三大塊分別是:順序練習(xí)、模擬練習(xí)和計(jì)算策略,四小點(diǎn)分別為:我的收獲,我的錯(cuò)題,考試記錄、統(tǒng)計(jì)。這是對(duì)學(xué)生計(jì)算過(guò)程反映(及反饋)的信息進(jìn)行分類且匯編成表的過(guò)程。

(三)“因材施練口算寶典”App架構(gòu)設(shè)計(jì)

在初步完成架構(gòu)設(shè)計(jì)后,我們選取了50名學(xué)生進(jìn)行試用,依據(jù)反饋信息,對(duì)于每一單元的設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化。在對(duì)架構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化的過(guò)程中,對(duì)于“三大塊”內(nèi)容的改動(dòng)可謂“翻天覆地”。下面,筆者簡(jiǎn)要闡述一下“三大塊”最終版本的內(nèi)容。

1.順序練習(xí)。它指的是依據(jù)北師大版本教材、按照年級(jí)和知識(shí)點(diǎn)順序逐一排列的一系列習(xí)題。學(xué)生可以在這個(gè)題庫(kù)中進(jìn)行共性練習(xí)和同步練習(xí)。

2.模擬練習(xí)。它是本口算寶典的核心內(nèi)容。我們依據(jù)App試運(yùn)行時(shí)學(xué)生的表現(xiàn),將歷年真題中的高頻考點(diǎn)、近年模擬卷中學(xué)生的高頻錯(cuò)點(diǎn)、一線教師根據(jù)最新考綱命制的特色習(xí)題進(jìn)行匯編,讓學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性練習(xí),真正做到因材施練。

3.計(jì)算策略。這是對(duì)本寶典的一個(gè)升華。這塊內(nèi)容是一些學(xué)習(xí)計(jì)算策略的微課或文本策略。學(xué)生可以根據(jù)教師及模范學(xué)生提供的經(jīng)驗(yàn)自學(xué),提升自己的口算能力。

(四)評(píng)價(jià)如何做?

行使評(píng)價(jià)功能的功能塊名稱為“我的收獲”:系統(tǒng)、家長(zhǎng)、老師可以根據(jù)學(xué)生做題情況進(jìn)行點(diǎn)贊,并積分。同時(shí),系統(tǒng)依據(jù)學(xué)生的練習(xí)情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng),并通過(guò)積分提供定量評(píng)價(jià)。我們根據(jù)積分設(shè)置虛擬性獎(jiǎng)勵(lì)物品——裝飾房子、娃娃、飾品、家具、車、槍等。此外,我們還實(shí)行等級(jí)激勵(lì)。我們的App針對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)將其劃分成6個(gè)等級(jí)。當(dāng)某位學(xué)生的做題量及正確率這2個(gè)指標(biāo)都達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí),他就會(huì)level up。Level up之后,他可以獲得一段時(shí)間的免費(fèi)使用權(quán),且有機(jī)會(huì)參與抽獎(jiǎng)活動(dòng)。

(五)收益從哪里來(lái)?

“因材施練口算寶典”App要想得到更好的發(fā)展,必須良性運(yùn)營(yíng)下去。我們主要從三個(gè)方面籌集資金,以供維護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化及運(yùn)營(yíng)。(1)提供單元試卷付費(fèi)下載,主要客戶是學(xué)生;(2)流量、廣告等收入,主要客戶是運(yùn)營(yíng)商;(3)名師計(jì)算策略講解視頻的觀看、下載,主要客戶是學(xué)生和(青年)教師。

五、研究存在的主要問(wèn)題及今后的設(shè)想

經(jīng)過(guò)項(xiàng)目組團(tuán)隊(duì)的深入研究,本課題基本取得了預(yù)期目標(biāo),達(dá)到了預(yù)期成果,每位教師都收獲滿滿。大家都能對(duì)小學(xué)的計(jì)算知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)的整理與加工,并深入思考,且能結(jié)合自己的教育教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行多角度多層次的研究。教師思考了,研究了,課堂實(shí)踐了,學(xué)生受益了,我們?cè)O(shè)計(jì)這款“因材施練口算寶典”App的目的也算達(dá)到了。高興之余,我們反復(fù)操作、檢查了一下,也發(fā)現(xiàn)其中存在的一些問(wèn)題:(1)個(gè)別板塊的練習(xí)題目的質(zhì)量存在瑕疵,主要表現(xiàn)為個(gè)別題目超綱;(2)微課類的講解視頻數(shù)量比較少,且部分用戶反映播放時(shí)很卡,我們必須在這方面做更多的改進(jìn);(3)系統(tǒng)必須進(jìn)行再優(yōu)化,界面的友好性也需要再提升。

參考文獻(xiàn):

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(責(zé)任編輯:吳延甲)

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