連繼宗

摘? 要 闡述大數(shù)據(jù)的特征及其對教育的影響，分析大數(shù)據(jù)和高中數(shù)學教學融合的重要意義，提出高中數(shù)學教學中應用大數(shù)據(jù)技術的策略，以期為高中數(shù)學教學改革提供借鑒和參考。

關鍵詞 高中數(shù)學;大數(shù)據(jù);教育云;核心素養(yǎng);開放式學習;個性化教學

中圖分類號：G633.6? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）09-0068-02

1 前言

2015年9月，國務院印發(fā)《促進大數(shù)據(jù)發(fā)展行動綱要》。該《綱要》指出：推動大數(shù)據(jù)發(fā)展和應用，在未來5～10年打造精準治理、多方協(xié)作的社會治理新模式。在教育領域，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，不但使得知識獲取的途徑更加豐富多元，也使得教育教學方式發(fā)生巨大改變。更好地發(fā)揮大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，對推進高中數(shù)學教學改革具有十分重要的意義。

在大數(shù)據(jù)背景下，高中數(shù)學教師要熟練掌握大數(shù)據(jù)技術，深入挖掘大數(shù)據(jù)與數(shù)學教學深度融合的高效途徑，對傳統(tǒng)數(shù)學的教學模式進行改革，既讓學生在數(shù)學學習中獲得相應的知識與技能，又能有效培養(yǎng)學生的信息技術能力，促進學生數(shù)學核心素養(yǎng)的形成，從而有效推動高中數(shù)學教學改革。

2 大數(shù)據(jù)與教育

2001年，道格·萊尼在演講中指出，數(shù)據(jù)增長有三個方向的挑戰(zhàn)和機遇：量（Volume），即數(shù)據(jù)多少;速（Velocity），即資料輸入、輸出的速度;類（Variety），即多樣性。在萊尼的理論基礎上，IBM提出大數(shù)據(jù)的4V特征，得到業(yè)界的廣泛認可。其4V特征就是：

1）數(shù)量（Volume），即數(shù)據(jù)巨大，從TB級別躍升到PB級別;

2）多樣性（Variety），即數(shù)據(jù)類型繁多，不僅包括傳統(tǒng)的格式化數(shù)據(jù)，還包括來自互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡日志、視頻、圖片、地理位置信息等;

3）速度（Velocity），即處理速度快;

4）真實性（Veracity），即追求高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)浪潮已經(jīng)席卷而來，在很多領域產(chǎn)生極具價值與意義的積極作用。無疑，大數(shù)據(jù)、云計算及其相關信息技術必將對未來教育產(chǎn)生廣泛而深遠的影響。

正如比爾·蓋茨在2010年所說：“5年以后，你將可以在網(wǎng)上免費獲取世界上最好的課程，而且這些課程比任何一個單獨的大學提供的課程都要好?！贝髷?shù)據(jù)時代的學校將是沒有圍墻的學校，大數(shù)據(jù)時代的教育將是跨空間、跨時間的“無界”教育。大數(shù)據(jù)技術條件下形成的云課堂、教育云、課程APP等，以更優(yōu)化的教學資源、更權威的教師資源、更豐富的教學形式，實現(xiàn)開放式師生合作學習和自主學習，學生能夠借助網(wǎng)絡資源，邀請一流教師、學科專家、國外學習伙伴共同探討學科知識，也可以自主選擇學習素材、自主選擇課程習題、自主學習課程內(nèi)容，然后通過課堂教學查缺補漏、提升思維，鞏固和內(nèi)化新知識。大數(shù)據(jù)將讓未來的教學隨時隨地發(fā)生，“真正還給學生一個自由、開放、民主、多元的成長空間”。

3 大數(shù)據(jù)與數(shù)學教學

大數(shù)據(jù)將會給數(shù)學教學帶來翻天覆地的變化，傳統(tǒng)數(shù)學教學方法將被替代，新教法、新課堂、新思維應運而生。高中數(shù)學教學如何面對大數(shù)據(jù)時代浪潮，高中數(shù)學教學如何與大數(shù)據(jù)技術融合，成為擺在廣大數(shù)學教師面前的極具挑戰(zhàn)性的課題。

數(shù)據(jù)信息為教學提供精準判斷? 大數(shù)據(jù)追求的是數(shù)據(jù)中的信息，真正有價值的就是數(shù)據(jù)信息，即數(shù)據(jù)所呈現(xiàn)出的趨勢或規(guī)律。在高中數(shù)學教學中，有很多數(shù)據(jù)信息是極其重要的。

1）在知識層面，整個高中數(shù)學知識中學生最難掌握的有哪些？具體到每一章、每一節(jié)，知識重點與難點又分別是什么？

2）在教學層面，高中數(shù)學教學最有效的方法與策略有哪些？具體到課堂教學中又該如何實施？

3）在學習層面，高中數(shù)學學習的最佳方法有哪些？具體到相關內(nèi)容學習中又該如何？

4）在教學管理層面，學校數(shù)學教學的薄弱環(huán)節(jié)是哪些？具體到每一位學困生的轉(zhuǎn)化又該如何？

這些信息都是影響高中數(shù)學教學質(zhì)量提升的關鍵因素，但這些數(shù)據(jù)信息僅憑教師個人很難完全收集與分析掌握。大數(shù)據(jù)技術為人們提供了實現(xiàn)的條件，通過大數(shù)據(jù)分析，可以得到某一個方面的數(shù)據(jù)信息，為高中數(shù)學教學提供精準判斷，從而改進數(shù)學教學，促進教學質(zhì)量的有效提升。

數(shù)據(jù)平臺為教學提供高效服務? 大數(shù)據(jù)成為一種先進的教育方式，不但可以為教學提供豐富的教學資源，還能為不同的教學構建最優(yōu)化的教學資源;不但能完成試卷、作業(yè)的批閱，還能采集相關數(shù)據(jù)信息并進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，使其能為數(shù)學教學提供即時、高效的教學服務。

在高中數(shù)學教學過程中，利用大數(shù)據(jù)平臺可以迅速檢索、收集數(shù)學教學所需要的教學資源，如課件、視頻、圖片、習題、文獻等，并按照教學要求進行更加細化的處理與遴選，有效減少教師的備課工作量，提高備課效率和質(zhì)量;可以利用大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)教育教學資源的共享，實現(xiàn)教師之間的交流互動;可以有效地利用大數(shù)據(jù)平臺，對學生的答卷或課后作業(yè)進行掃描、上傳，通過整體批改，采集相關教學信息，并按需要的分析模型建立數(shù)據(jù)信息。教師可以通過分析呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)信息，及時地了解學生對所學數(shù)學知識的掌握狀況，并制定相應的對策、優(yōu)化教學方案。比如通過大數(shù)據(jù)對學生課外數(shù)學作業(yè)情況進行分析，然后給每一位學生制訂一份個性化的課前預習計劃，讓學生能夠有針對性地進行預習和強化一些知識點的學習，使學生更容易接受新知識，提高課堂教學效率。

信息資源為教學創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)環(huán)境? 互聯(lián)網(wǎng)是大數(shù)據(jù)產(chǎn)生與傳播的主要渠道，互聯(lián)網(wǎng)平臺的各類資源、信息都可以成為運用于數(shù)學教學的豐富資源，如云課堂、數(shù)學教學網(wǎng)站、數(shù)學學習網(wǎng)站、數(shù)學題庫、數(shù)學文獻（雜志）網(wǎng)站等，這些大數(shù)據(jù)來源都將為高中數(shù)學教學和學生自主學習提供優(yōu)質(zhì)環(huán)境，而且一些大數(shù)據(jù)智能算法、數(shù)據(jù)處理技術也成為高中數(shù)學學習的工具，為數(shù)學知識的生成提供幫助。比如在教授函數(shù)圖像時，通過運用大數(shù)據(jù)技術常用的Excel函數(shù)圖像繪制功能，讓學生通過輸入數(shù)據(jù)、確定函數(shù)、插入圖像等過程，生成精確的函數(shù)圖像，從而學習和理解相應的數(shù)學知識，同時學會用大數(shù)據(jù)軟件處理數(shù)據(jù)、繪制圖像，達到事半功倍的教學效果。

4 大數(shù)據(jù)背景下的高中數(shù)學教學

利用大數(shù)據(jù)消除教學盲區(qū)? 大數(shù)據(jù)及其相關技術已成為推動教育變革的“加速器”。教師可以利用大數(shù)據(jù)技術和相關產(chǎn)品，通過對互聯(lián)網(wǎng)上海量的數(shù)學教學資源進行深度挖掘分析，確定具體教學內(nèi)容普遍呈現(xiàn)出的教學難點和重點問題及特點，研究制訂有效的教學方案;也可以通過大數(shù)據(jù)尋找更為優(yōu)質(zhì)的教學案例，再結(jié)合自己所教學生的實際學情，進行更為科學、更為精準的課程設計與教學。同時，可以通過大數(shù)據(jù)技術對學生學習狀況、對教師教學過程的數(shù)據(jù)進行采集和處理，發(fā)現(xiàn)教師在知識傳授和教學方法方面存在的不足與缺陷，幫助教師發(fā)現(xiàn)教學盲區(qū)，助力教師專業(yè)成長。

筆者利用極課大數(shù)據(jù)對本校學生近五年的數(shù)學高考答題情況進行分析，發(fā)現(xiàn)本校在高中數(shù)學教學中對于選修模塊存在重視不夠、教學粗略的問題，從而在教與學兩個方面進行強化，使得高考數(shù)學成績有了明顯提高，收到立竿見影的效果。

利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)教學? 大數(shù)據(jù)技術催生了各種云端課堂、在線課堂、課堂APP等數(shù)學教學新模式，特別是教育云的落地與應用。如天翼云、網(wǎng)易云、騰訊云等教育云的普及，使得基于移動終端的開放式學習成為現(xiàn)實，數(shù)學教學不再是課堂的專利，而成為隨手可得、隨時可取、隨時能學的“無界”教育。因此，在大數(shù)據(jù)背景下，“先學”成為數(shù)學學習的主要模式，課堂則成為教師與學生解決疑問、互動探索、研究提升的知識內(nèi)化與素質(zhì)提升的“成長田”，從而實現(xiàn)“先學后教”，最大限度地釋放學習空間，激發(fā)學生的學習潛能，全面提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。

如在教授“簡單隨機抽樣”內(nèi)容時，課前安排學習小組對此數(shù)學內(nèi)容進行大數(shù)據(jù)調(diào)研，并收集生活中的具體事例，由學習小組做出相關的知識總結(jié)。在課堂教學時，教師組織學習小組通過相互交流、討論分析，學生就會對統(tǒng)計學中最為常見的三種抽樣方法產(chǎn)生清晰的認識;教師再引導學生結(jié)合生活實際事例對三種抽樣方法進行比較，總結(jié)出各自的優(yōu)點與缺點，使得課堂教學既生動又高效。

利用大數(shù)據(jù)實現(xiàn)個性化教學? 隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術的飛速發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術支持的個性化教育也逐漸成為現(xiàn)實。素質(zhì)教育強調(diào)教學要以“學生為主體”，提倡分層次教學、因材施教，促進學生個性化發(fā)展。每一個學生在學習中的表現(xiàn)存在差異性，其思維水平、理解能力、學習習慣以及學習態(tài)度等都有所不同，因此，對于每節(jié)課內(nèi)容的學習效果也就千差萬別，而教師要完全掌握每一個學生的學習狀況幾乎是不可能的。然而有了大數(shù)據(jù)技術，一切變得皆有可能，它不但可以對學生的每一次作業(yè)、每一次測試做出全方位的分析，大到學生在全級的分數(shù)排名，小到某一個知識點的得分（或失誤），還可以對學生一學年乃至三年的數(shù)學學習情況做出綜合判斷。通過大數(shù)據(jù)挖掘出每一位學生在數(shù)學學習中的優(yōu)勢與缺陷，從而幫助教師更好地把握課堂教學的方向和重點，實現(xiàn)對單個學生的精準輔導，個性化教學得以實現(xiàn)。

5 結(jié)語

在大數(shù)據(jù)背景下，高中數(shù)學教學在許多方面得到優(yōu)化和改進，不論是教學管理、教學分析，還是課堂教學內(nèi)容、作業(yè)層次，以及教學策略、課外輔導等，得到更加精準、即時、有效的信息，從而優(yōu)化教學模式、改進教學管理，使高中數(shù)學教學更符合學生實際，更符合學科核心素養(yǎng)要求?！?/p>

參考文獻

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