2024年10期
基于大数据监测精准提升 高中生数学核心素养的实践思考
【关键词】 ；
【正文】 摘 要：随着科技的迅速发展，技术赋能教育，强势来袭，服务于教育教学的大数据技术日益壮大，基于大数据监测提升学生的核心素养是大势所趋。笔者通过近两年的实践、探索，浅谈基于大数据监测精准提升高中生数学核心素养实践的一些思考。
关键词：大数据；高中生；数学核心素养
随着科技的迅速发展，大数据被应用到了各个行业中，影响人们生活的方方面面，比如电商，医疗，安防，交通，传媒等领域，给人们带来了方便，也给人们带来的困扰。新兴技术的发展和普及不会一蹴而就，必然是一个螺旋式上升的过程。教育行业也不例外，现正快速地受到信息技术与大数据的影响与引领。相比其他行业，大数据对教育的影响似乎没有来得那么猛烈。基于大数据实施精准和个性化教学，基于大数据监测提升高中生数学核心素养等方面，也是当今教育界的热点话题。有研究者进行过研究或正在研究中，但大多是停留在理论研究上，基于实践基础上进行研究的为数不多，笔者通过近两年的实践、探索，在基于大数据监测精准提升高中生数学核心素养实践方面积累了一些经验与反思。
一、教育大数据的内涵与特征
教育大数据，顾名思义就是指教育领域的大数据，即整个教育活动过程中所产生的以及根据教育需要采集到的、一切用于教育发展并可创造巨大潜在价值的数据集合。教育大数据具有明确的目标指向性，即指向教育发展，能在提升教育质量、促进教育公平、实现个性化学习、优化教育资源配置、辅助教育科学决策等方面发挥有效作用。大数据的显著特点就是数据的量大，教育大数据的来源是由各种教育活动（包括教学活动、管理活动、科研活动、校园活动等）产生。
二、教育教学中注重原始数据的收集与积累
基于大数据精准提升高中生数学核心素养，首先要积累大量的原始数据，只有积累了大量的原始数据，我们才能有效地判断学生对于数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析等六个方面的核心素养做出准确的分析。笔者对所教的班在教学过程中的原始数据做了近两年持续积累，在分析这些原始数据中发现，真正要基于大数据监测提升学生的数学核心素养，并不是一件容易的事情，单单积累原始数据来讲，就是一件繁杂、细致、耐心的工作，并且还需要持续不断地坚持，保证数据采集的持续性，才能为监测学生核心素养的变化提供基础保障。况且光做好原始数据的积累是远远不够的，高中数学核心素养的评价目前还没有一个统一的衡量标准，只能通过对比来衡量，比如衡量甲同学的逻辑推理能力，只能通过测试，得出测试结果后，再和当地或本地区尽量多的同学去进行比较，来判断甲同学的逻辑推理能力水平处于什么样的水平状态。所以我们不仅需要教学原始数据的大量积累，而且还需要用于比较的大量数据。以下表是笔者对所教的班级和个人知识点考查分析统计表（部分）。
表1 高2020级9班 数学 部分知识点掌握情况统计表（2020-2021学年度）
表2 高2020级9班部分同学对数学部分知识点掌握与班级、年级对比统计表
从上图表1中不难看出，班级的考频越高，反映班级对知识点掌握率的数据越稳定、越真实、越可靠。比如知识“解三角形的实际应用”，本班测试中只出现一次，班级掌握率为25.62%，笔者认为这个数据是不太可靠的，在一次测试中，由于多方面的因素，可能会出现有能力解决的学生出现失误，甚至可能会出现未掌握的学生在测试中做出正确的选择。从图表2中容易获知每个学生对知识点掌握水平，当然也是基础数据越多，反映个人对知识点掌握率的数据越稳定、越真实、越可靠，依据图表2的数据分析，教师可以根据每个学生的不同情况实施精准的补差和个性化辅导，基于学情因材施教，能让教育教学效益最大化，最终也能让学生的各项能力、素质得到全面的提升与发展。
三、依据高中数学核心素养的内涵，对检测知识进行有效分类
高中数学核心素养包含数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面。数学学科核心素养的培养，要通过学科教学和综合实践活动课程来具体实施。评价学生的高中数学核心素养掌握程度，主要是依赖高中数学对知识点的检测来实现，我们要针对高中数学知识点或检测试题对照核心素养的六个方面进行归类，比如：图表1的“合情推理（归纳、类比推理）”可归纳到核心素养中的“逻辑推理”方面；“空间几何体”可归纳到核心素养的“直观想象”方面。当然有些知识点或检测题不能够纯粹的依据核心素养六个方面进行分类，可能同时涉及多个方面的能力，比如“解三角形的实际应用”同时涉及数学建模和数学运算，在分类时要根据实际情况进行独立划分或交叉划分，做好标注，方便在对数据分析时做更精确的判断，提取更精准的信息。
四、定期分析数据样本，有效提取数据反馈的信息
在日常教学活动和检测中，数据的积累目的是能够精准分析学生的学习状况，精确把握学生的优势和不足，有利于教师制订教学计划、调整教学策略，更有效地改善教学效果，落实学生的数学学科核心素养。因此在数据积累过程中，不能单一收集数据，要根据采集的样本数据进行有效地分析，挖掘数据中隐含的有效信息和规律，形成改良教学对策的依据，在教育教学中实施精准教学和个性化辅导。定期对数据分析的周期不宜过长，要做到及时收集、及时分析、及时反馈、及时为教育教学服务。
五、依据大数据分析结果，及时修正教学策略，有效提升核心素养
根据目前的教育形式和方式，培养和提升学生学科核心素养的主要场所是课堂。在传统的教学活动中，教师对教学活动的设计、教学的判断和决策的正确性可能较难得到保证，但基于大数据监测环境下，这一问题得到了有效地解决，大数据分析的结论可以为教师的决策提供可靠的依据。教师依据大数据正确分析学生的学习状况，在备课时依据教材和学生准确地制订教学目标和学生的学习目标，有效地设计教学活动和探究的问题难度、广度，课堂问题设计的梯度等等，也能够较好地预设课堂能达成的效果，以及达成效果所需实施的对策。依据大数据监测分析，能更有针对性地设计课后的作业和检测题，也能根据类似图表2的数据分析，针对单个学生的知识掌握情况，实施个性化的辅导，对学生的核心素养中的短板进行精准训练和提升，大大提升了教育教学效率。基于大数据分析监测，既能为学生减轻负担，又能实现精准、有效地提升学生的核心素养。
参考文献：
[1] 秦培真.紧扣核心素养 优化数学教学[J]；数学大世界（上旬）；2018年02期
[2] 徐晓玲.高中数学教学如何实现教学模式创新[J]；中学数学；2016年01期
[3] 邢蓓蓓，杨现民，李勤生.教育大数据的来源与采集技术[J].现代教育技术，2016，26（08）：14-21.
[4] 秦娟.浅析大数据背景下高职数学的信息化教学[J]；科技风；2017年09期
[5] 万力勇，黄志芳，黄焕.大数据驱动的精准教学：操作框架与实施路径[J].现代教育技术，2019，29（1）：31-37
[6] 沈旭东，祝令健.大数据下基于核心素养培养的精准预习实施策略[J].物理通报，2020（4）
关键词：大数据；高中生；数学核心素养
随着科技的迅速发展，大数据被应用到了各个行业中，影响人们生活的方方面面，比如电商，医疗，安防，交通，传媒等领域，给人们带来了方便，也给人们带来的困扰。新兴技术的发展和普及不会一蹴而就，必然是一个螺旋式上升的过程。教育行业也不例外，现正快速地受到信息技术与大数据的影响与引领。相比其他行业，大数据对教育的影响似乎没有来得那么猛烈。基于大数据实施精准和个性化教学，基于大数据监测提升高中生数学核心素养等方面，也是当今教育界的热点话题。有研究者进行过研究或正在研究中，但大多是停留在理论研究上，基于实践基础上进行研究的为数不多，笔者通过近两年的实践、探索，在基于大数据监测精准提升高中生数学核心素养实践方面积累了一些经验与反思。
一、教育大数据的内涵与特征
教育大数据，顾名思义就是指教育领域的大数据，即整个教育活动过程中所产生的以及根据教育需要采集到的、一切用于教育发展并可创造巨大潜在价值的数据集合。教育大数据具有明确的目标指向性，即指向教育发展，能在提升教育质量、促进教育公平、实现个性化学习、优化教育资源配置、辅助教育科学决策等方面发挥有效作用。大数据的显著特点就是数据的量大，教育大数据的来源是由各种教育活动（包括教学活动、管理活动、科研活动、校园活动等）产生。
二、教育教学中注重原始数据的收集与积累
基于大数据精准提升高中生数学核心素养，首先要积累大量的原始数据，只有积累了大量的原始数据，我们才能有效地判断学生对于数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算、数据分析等六个方面的核心素养做出准确的分析。笔者对所教的班在教学过程中的原始数据做了近两年持续积累，在分析这些原始数据中发现，真正要基于大数据监测提升学生的数学核心素养，并不是一件容易的事情，单单积累原始数据来讲，就是一件繁杂、细致、耐心的工作，并且还需要持续不断地坚持，保证数据采集的持续性，才能为监测学生核心素养的变化提供基础保障。况且光做好原始数据的积累是远远不够的，高中数学核心素养的评价目前还没有一个统一的衡量标准，只能通过对比来衡量，比如衡量甲同学的逻辑推理能力，只能通过测试，得出测试结果后，再和当地或本地区尽量多的同学去进行比较，来判断甲同学的逻辑推理能力水平处于什么样的水平状态。所以我们不仅需要教学原始数据的大量积累，而且还需要用于比较的大量数据。以下表是笔者对所教的班级和个人知识点考查分析统计表（部分）。
表1 高2020级9班 数学 部分知识点掌握情况统计表（2020-2021学年度）
表2 高2020级9班部分同学对数学部分知识点掌握与班级、年级对比统计表
从上图表1中不难看出，班级的考频越高，反映班级对知识点掌握率的数据越稳定、越真实、越可靠。比如知识“解三角形的实际应用”，本班测试中只出现一次，班级掌握率为25.62%，笔者认为这个数据是不太可靠的，在一次测试中，由于多方面的因素，可能会出现有能力解决的学生出现失误，甚至可能会出现未掌握的学生在测试中做出正确的选择。从图表2中容易获知每个学生对知识点掌握水平，当然也是基础数据越多，反映个人对知识点掌握率的数据越稳定、越真实、越可靠，依据图表2的数据分析，教师可以根据每个学生的不同情况实施精准的补差和个性化辅导，基于学情因材施教，能让教育教学效益最大化，最终也能让学生的各项能力、素质得到全面的提升与发展。
三、依据高中数学核心素养的内涵，对检测知识进行有效分类
高中数学核心素养包含数学抽象、逻辑推理、数学建模、数学运算、直观想象、数据分析等六个方面。数学学科核心素养的培养，要通过学科教学和综合实践活动课程来具体实施。评价学生的高中数学核心素养掌握程度，主要是依赖高中数学对知识点的检测来实现，我们要针对高中数学知识点或检测试题对照核心素养的六个方面进行归类，比如：图表1的“合情推理（归纳、类比推理）”可归纳到核心素养中的“逻辑推理”方面；“空间几何体”可归纳到核心素养的“直观想象”方面。当然有些知识点或检测题不能够纯粹的依据核心素养六个方面进行分类，可能同时涉及多个方面的能力，比如“解三角形的实际应用”同时涉及数学建模和数学运算，在分类时要根据实际情况进行独立划分或交叉划分，做好标注，方便在对数据分析时做更精确的判断，提取更精准的信息。
四、定期分析数据样本，有效提取数据反馈的信息
在日常教学活动和检测中，数据的积累目的是能够精准分析学生的学习状况，精确把握学生的优势和不足，有利于教师制订教学计划、调整教学策略，更有效地改善教学效果，落实学生的数学学科核心素养。因此在数据积累过程中，不能单一收集数据，要根据采集的样本数据进行有效地分析，挖掘数据中隐含的有效信息和规律，形成改良教学对策的依据，在教育教学中实施精准教学和个性化辅导。定期对数据分析的周期不宜过长，要做到及时收集、及时分析、及时反馈、及时为教育教学服务。
五、依据大数据分析结果，及时修正教学策略，有效提升核心素养
根据目前的教育形式和方式，培养和提升学生学科核心素养的主要场所是课堂。在传统的教学活动中，教师对教学活动的设计、教学的判断和决策的正确性可能较难得到保证，但基于大数据监测环境下，这一问题得到了有效地解决，大数据分析的结论可以为教师的决策提供可靠的依据。教师依据大数据正确分析学生的学习状况，在备课时依据教材和学生准确地制订教学目标和学生的学习目标，有效地设计教学活动和探究的问题难度、广度，课堂问题设计的梯度等等，也能够较好地预设课堂能达成的效果，以及达成效果所需实施的对策。依据大数据监测分析，能更有针对性地设计课后的作业和检测题，也能根据类似图表2的数据分析，针对单个学生的知识掌握情况，实施个性化的辅导，对学生的核心素养中的短板进行精准训练和提升，大大提升了教育教学效率。基于大数据分析监测，既能为学生减轻负担，又能实现精准、有效地提升学生的核心素养。
参考文献：
[1] 秦培真.紧扣核心素养 优化数学教学[J]；数学大世界（上旬）；2018年02期
[2] 徐晓玲.高中数学教学如何实现教学模式创新[J]；中学数学；2016年01期
[3] 邢蓓蓓，杨现民，李勤生.教育大数据的来源与采集技术[J].现代教育技术，2016，26（08）：14-21.
[4] 秦娟.浅析大数据背景下高职数学的信息化教学[J]；科技风；2017年09期
[5] 万力勇，黄志芳，黄焕.大数据驱动的精准教学：操作框架与实施路径[J].现代教育技术，2019，29（1）：31-37
[6] 沈旭东，祝令健.大数据下基于核心素养培养的精准预习实施策略[J].物理通报，2020（4）
- 【发布时间】2022/3/22 21:24:26
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