林厚從
〔摘要〕只有全面深入分析學(xué)情，找準(zhǔn)“最近發(fā)展區(qū)”，開展針對性的教學(xué)活動(dòng)，才能提高教學(xué)的有效性。以此為出發(fā)點(diǎn)，我校經(jīng)過多年探索，建構(gòu)了基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化教學(xué)模型，主要包括真實(shí)全面的數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)科學(xué)的數(shù)據(jù)分析以及精準(zhǔn)高效的教學(xué)活動(dòng)。
〔關(guān)鍵詞〕大數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)分析 精準(zhǔn)化教學(xué)
教學(xué)是一種目的性和意識性都很強(qiáng)的系統(tǒng)活動(dòng)。通過教學(xué)使學(xué)生掌握知識、習(xí)得技能、發(fā)展智力，形成態(tài)度和相應(yīng)的品質(zhì)。前蘇聯(lián)著名心理學(xué)家維果茨基就教學(xué)與發(fā)展問題，提出了“最近發(fā)展區(qū)”之說，所謂教學(xué)促進(jìn)發(fā)展，就是把可能水平不斷轉(zhuǎn)化為現(xiàn)有水平。因此，全面深入分析學(xué)情，找準(zhǔn)最近發(fā)展區(qū)，開展針對性的教學(xué)活動(dòng)，提高教學(xué)的有效性，就顯得尤為重要。
教學(xué)過程中的數(shù)據(jù)無處不在。如課堂教學(xué)中某個(gè)知識點(diǎn)的教學(xué)及在線習(xí)題反饋，課后作業(yè)中每個(gè)學(xué)生對每個(gè)題目的作答信息，一次考試后形成的試題分析報(bào)告和成績統(tǒng)計(jì)信息等，都蘊(yùn)含著大量有價(jià)值的鮮活數(shù)據(jù)，但卻往往被忽略。如何收集這些常態(tài)化的教學(xué)數(shù)據(jù)，并應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)手段，進(jìn)行深入有效的分析挖掘，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，找到問題，既形成一些共性的教學(xué)策略，又提出一些個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議，讓數(shù)據(jù)為教學(xué)服務(wù)，就顯得很有意義。這種有目的、有意識的教學(xué)數(shù)據(jù)收集與分析，可以幫助我們找準(zhǔn)最近發(fā)展區(qū)，進(jìn)行精準(zhǔn)化教學(xué)，從而提高整個(gè)學(xué)校教學(xué)的有效性。
當(dāng)前，我?！盎诖髷?shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化教學(xué)”研究重點(diǎn)包括三個(gè)方面，一是真實(shí)全面的數(shù)據(jù)采集；二是精準(zhǔn)科學(xué)的數(shù)據(jù)分析；三是精準(zhǔn)高效的教學(xué)活動(dòng)。三個(gè)方面層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣，形成了一個(gè)基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化教學(xué)模型。
圖1 基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化教學(xué)模型
數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)、也是核心。只有采集了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中常態(tài)化的海量數(shù)據(jù)，教師才能說“了解”每一位學(xué)生，才能看到學(xué)生發(fā)展進(jìn)步的動(dòng)態(tài)過程，進(jìn)行客觀理性的學(xué)情分析和學(xué)生學(xué)業(yè)水平評估。
數(shù)據(jù)采集可以使用“線上數(shù)據(jù)采集”和“線下數(shù)據(jù)采集”兩種方式相結(jié)合，前者采集“電子數(shù)據(jù)”，后者采集“紙質(zhì)數(shù)據(jù)”。通過數(shù)據(jù)采集，可以獲得學(xué)生學(xué)習(xí)過程中最鮮活、最豐富的真實(shí)數(shù)據(jù)，如學(xué)生解答的痕跡、教師批改的痕跡等。
線上數(shù)據(jù)采集主要通過數(shù)字化在線課堂教學(xué)平臺以及學(xué)習(xí)終端設(shè)備，記錄學(xué)生在線課堂上的提問互動(dòng)、習(xí)得反饋、在線作業(yè)等情況，生成相關(guān)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。當(dāng)然，如果把平時(shí)的“線下作業(yè)”也做成“在線”方式，那也可以實(shí)時(shí)采集到學(xué)生的作業(yè)反饋數(shù)據(jù)。
線下數(shù)據(jù)采集主要通過記錄學(xué)生每一次作業(yè)、每一周練習(xí)、每一次考試的解答痕跡，反應(yīng)學(xué)生課后學(xué)習(xí)及學(xué)習(xí)效果的全過程。線下數(shù)據(jù)采集有兩種模式，一種是對于日常大量的作業(yè)采用“先批后掃”的數(shù)據(jù)采集模式，在不改變學(xué)生和教師原有的學(xué)習(xí)和工作模式基礎(chǔ)上，進(jìn)行常態(tài)化的數(shù)據(jù)采集，甚至可以保留教師的批改痕跡和學(xué)生的訂正痕跡。整個(gè)流程是先將學(xué)生的日常作業(yè)或練習(xí)卷在傳統(tǒng)批閱基礎(chǔ)上，通過高速掃描儀采集學(xué)生作答情況以及教師批改痕跡保存至云端，教師通過手機(jī)、電腦等終端APP隨時(shí)查看教學(xué)診斷云平臺上收集生成的學(xué)生數(shù)據(jù)，如每個(gè)學(xué)生的作業(yè)完成情況、每個(gè)題目的做錯(cuò)學(xué)生名單等，學(xué)生也可以通過手機(jī)、電腦等終端APP隨時(shí)查看自己的作業(yè)反饋，系統(tǒng)還會自動(dòng)建立個(gè)人錯(cuò)題庫，并給出個(gè)性化的補(bǔ)償學(xué)習(xí)建議。另外一種是通過網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)在不改變學(xué)生原有作答模式的基礎(chǔ)上，對學(xué)校的大型考試采用“先掃后批”的方式，實(shí)現(xiàn)集中的網(wǎng)上閱卷，同步實(shí)現(xiàn)考試數(shù)據(jù)的采集分析，其缺點(diǎn)是改變了教師的工作方式，同時(shí)學(xué)生試卷上也沒有留下任何痕跡。
一方面，常規(guī)的學(xué)生考試成績統(tǒng)計(jì)如班級平均分、各分?jǐn)?shù)段人數(shù)等，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大數(shù)據(jù)形勢下教師、學(xué)生、校長的內(nèi)在需求。另一方面，常態(tài)化的學(xué)生學(xué)習(xí)、考試數(shù)據(jù)是海量的、零碎的，需要專業(yè)人員根據(jù)實(shí)際需要建立數(shù)學(xué)模型，再由軟件開發(fā)人員應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)手段，進(jìn)行精準(zhǔn)科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，生成對學(xué)生學(xué)習(xí)、教師教學(xué)、校長決策有價(jià)值的信息。這就是我校數(shù)據(jù)分析的核心技術(shù)。
我們認(rèn)為，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析應(yīng)該包括不同層級。對于學(xué)校管理者來說，需要精準(zhǔn)分析每一個(gè)班級、每一位教師、每一門學(xué)科的對比數(shù)據(jù)，全面監(jiān)控學(xué)校的教學(xué)現(xiàn)狀，適時(shí)調(diào)整學(xué)校的教學(xué)管理；對于教師來說，需要精準(zhǔn)分析每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)并進(jìn)行學(xué)情追蹤，幫助找準(zhǔn)課堂教學(xué)的起點(diǎn)、重點(diǎn)和每一位學(xué)生的薄弱點(diǎn)，開展精準(zhǔn)教學(xué)；對于學(xué)生來說，需要精準(zhǔn)分析自己的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，提出個(gè)性化的課后復(fù)習(xí)計(jì)劃和作業(yè)建議。
1．學(xué)校整體分析
學(xué)校管理者更多地關(guān)注整個(gè)學(xué)校、一個(gè)年級、一個(gè)學(xué)科的整體發(fā)展情況，數(shù)據(jù)分析的重點(diǎn)在教師之間的差異性、班級之間的差異性、試卷的整體質(zhì)量、考試成績的整體分析等。圖2是我校高三期初質(zhì)量調(diào)研的數(shù)學(xué)試卷質(zhì)量分析報(bào)告，包括試卷的整體難度、信度、區(qū)分度、效度和不同難度題目的比例等。
圖2 試卷質(zhì)量分析
2．班級表現(xiàn)分析
班主任作為一個(gè)班級的管理者，更多地關(guān)注班級的整體學(xué)習(xí)表現(xiàn)、每一個(gè)學(xué)生的學(xué)業(yè)表現(xiàn)、歷次成績跟蹤、班級優(yōu)勢學(xué)科和弱勢學(xué)科等。圖3為高三期初質(zhì)量調(diào)研“學(xué)科配合度”分析，用來研究各個(gè)班級的優(yōu)勢學(xué)科、薄弱學(xué)科。
圖3 學(xué)科配合度分析
任課教師作為一個(gè)班級某一門學(xué)科的責(zé)任人，更多地關(guān)注知識點(diǎn)和重難點(diǎn)掌握情況的數(shù)據(jù)分析、學(xué)生成績分布情況、得分率較低題目的歸因分析等。圖4是高三數(shù)學(xué)周練的考試分析報(bào)告，包括每個(gè)題目的平均分、得分率、標(biāo)準(zhǔn)差、難度、區(qū)分度和知識點(diǎn)說明等細(xì)目。
圖4 考試分析報(bào)告
3．個(gè)人學(xué)業(yè)分析
家長和學(xué)生更多地是關(guān)注自己的考試結(jié)果或?qū)W業(yè)現(xiàn)狀，如每次考試的班級年級排名、優(yōu)勢學(xué)科和薄弱學(xué)科分析、每一個(gè)學(xué)科的薄弱知識點(diǎn)分析、歷次考試的動(dòng)態(tài)跟蹤（進(jìn)步、退步）、錯(cuò)題分析及自動(dòng)添加到私人錯(cuò)題庫中、學(xué)習(xí)評估和后繼學(xué)習(xí)建議等。同時(shí)，根據(jù)常態(tài)化的課堂和課后作業(yè)數(shù)據(jù)分析，給出合理化的、針對性的學(xué)習(xí)建議，如時(shí)間安排、方法指導(dǎo)等，從而提高學(xué)習(xí)效率，減輕學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。圖5是一位同學(xué)高三期初質(zhì)量調(diào)研的成績分析報(bào)告，包括每門學(xué)科的得分、等級、排名、總體評價(jià)和不同難度題目的解題能力，以及他的各個(gè)學(xué)科情況的雷達(dá)圖。
圖5 學(xué)生成績分析報(bào)告
有了精準(zhǔn)的大數(shù)據(jù)分析，幫助學(xué)生更好地了解自己，也幫助教師更好地了解每一位學(xué)生，從而做到有的放矢、因材施教。
1．選好教學(xué)起點(diǎn)
教學(xué)的起點(diǎn)至關(guān)重要。起點(diǎn)過低、過高都會影響到整節(jié)課的教學(xué)效果。以往主要靠教師的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，基于大數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，使得教學(xué)起點(diǎn)的選擇更加科學(xué)。
以新授課為例，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對學(xué)生前一節(jié)課（章節(jié)）的課后作業(yè)完成情況的精準(zhǔn)分析，教師在備課前就已經(jīng)對學(xué)生的學(xué)情有了初步了解，可以精準(zhǔn)備課。再通過“數(shù)字化在線課堂教學(xué)平臺”的課前預(yù)習(xí)反饋、基礎(chǔ)測試等環(huán)節(jié)的在線數(shù)據(jù)分析，教學(xué)的起點(diǎn)選擇就會非常精準(zhǔn)。圖6是一節(jié)有關(guān)“指數(shù)函數(shù)”的數(shù)學(xué)課前，教師通過“在線課堂”讓學(xué)生預(yù)習(xí)并完成的一個(gè)基礎(chǔ)檢測題，以及得到的實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)分析圖表?？梢钥闯觯喊嗉壍恼_率較低，只有29%（選擇ABCDE全部5個(gè)選項(xiàng)），選中A、B選項(xiàng)的人數(shù)很高（85%），而選中C、D、E選項(xiàng)的人數(shù)很少，尤其是E選項(xiàng)。分析題目發(fā)現(xiàn)：A選項(xiàng)考察冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的區(qū)分，B選項(xiàng)考察指數(shù)函數(shù)的概念中底數(shù)的限制條件（大于0且不等于1），C選項(xiàng)考察指數(shù)函數(shù)的概念中自變量的限制條件（只能是x的形式），D選項(xiàng)考察指數(shù)函數(shù)的概念中底數(shù)及系數(shù)的限制條件（底數(shù)大于0且不等于1，系數(shù)只能是1），E選項(xiàng)考察指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)（單調(diào)性）。通過這些可以說明：大部分學(xué)生對于冪函數(shù)和指數(shù)函數(shù)的區(qū)別基本掌握（A選項(xiàng)準(zhǔn)確率高），對于指數(shù)函數(shù)底數(shù)的限制條件基本掌握（B選項(xiàng)準(zhǔn)確率高）但不會靈活應(yīng)用（D選項(xiàng)準(zhǔn)確率低），對于自變量的限制條件掌握不好（C選項(xiàng)準(zhǔn)確率低），對于指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性掌握的最差（E選項(xiàng)準(zhǔn)確率最低）。接下來的課堂教學(xué)，教師就應(yīng)該把指數(shù)函數(shù)的概念及自變量、系數(shù)的限制條件作為教學(xué)起點(diǎn)，逐步展開到靈活應(yīng)用和指數(shù)函數(shù)的單調(diào)性分析。
圖6 基于在線課堂的精準(zhǔn)數(shù)據(jù)分析
2．選好教學(xué)重點(diǎn)
正確把握一節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)，精心設(shè)計(jì)并開展突破性教學(xué)，是一節(jié)課成敗的關(guān)鍵之一。教學(xué)重點(diǎn)不一定完全照搬教參，而要根據(jù)具體學(xué)校、班級、學(xué)生的基礎(chǔ)和能力，做適當(dāng)調(diào)整?？梢酝ㄟ^對學(xué)生預(yù)習(xí)過程的數(shù)據(jù)采集與分析，更好地服務(wù)于課堂教學(xué)。
比如講評課，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)或者“網(wǎng)上閱卷系統(tǒng)”對學(xué)生作業(yè)、考試的數(shù)據(jù)分析報(bào)告，教師對整份試卷或作業(yè)、每個(gè)題目的得分情況、得分率較低的題目歸因、每個(gè)學(xué)生的解答情況等都做到了心中有數(shù)。教師講評時(shí)，可以隨時(shí)調(diào)看某個(gè)學(xué)生某個(gè)題目的解答情況、某個(gè)題目的錯(cuò)誤分類、某個(gè)題目值得推薦的樣本等，突出重點(diǎn)，針對性地開展教學(xué)活動(dòng)，包括后續(xù)的跟進(jìn)練習(xí)。圖7為高三期初質(zhì)量調(diào)研數(shù)學(xué)學(xué)科的數(shù)據(jù)分析，可以看出題2均分很高、得分率也很高，不需要重點(diǎn)講評，而題3年級均分很低，得分率也很低，而且班級之間的差異很大，對于大部分班級都需要重點(diǎn)講評該題和相關(guān)知識點(diǎn)。
圖7 基于大數(shù)據(jù)分析的教學(xué)重點(diǎn)選擇
3．針對性的課堂提問
課堂提問和師生互動(dòng)也是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。什么時(shí)候互動(dòng)、提什么問題、讓哪位學(xué)生回答等等，都會對課堂的教學(xué)效果產(chǎn)生一些影響。
比如復(fù)習(xí)課，我們可以借助數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)和“數(shù)字化課堂教學(xué)平臺”里存儲的一個(gè)階段、單元或者章節(jié)的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和分析報(bào)告，教師在完全了解了每一個(gè)知識點(diǎn)的掌握情況、難點(diǎn)或者學(xué)生錯(cuò)誤率較高的題目、個(gè)別學(xué)困生的問題所在等信息后，師生互動(dòng)、課堂提問就能做到有的放矢。圖8為一次語文課前學(xué)生在線提問的情況，教師可以根據(jù)這些信息實(shí)施精準(zhǔn)的課堂提問。
圖8 對課前預(yù)習(xí)提問的學(xué)生或問題實(shí)施精準(zhǔn)提問
4．個(gè)性化的補(bǔ)償教學(xué)
學(xué)生的差異性是客觀存在的。對于學(xué)習(xí)能力弱的學(xué)生，課后需要個(gè)性化的輔導(dǎo)答疑，對于學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，課后需要個(gè)性化的激勵(lì)提升。借助數(shù)據(jù)信息，教師很容易掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，主動(dòng)開展一些補(bǔ)償性教學(xué)，包括錄制一些知識點(diǎn)或者題目的講解微視頻，推送給相關(guān)學(xué)生，指導(dǎo)他們自主學(xué)習(xí)，并及時(shí)進(jìn)行答疑。
5．個(gè)性化的課后作業(yè)
當(dāng)前學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)較重的一個(gè)重要因素是所有學(xué)生做同一份作業(yè)，很多學(xué)生做了“不該做”的作業(yè)。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中分析得到的差異性數(shù)據(jù)，教師完全可以布置不同層次、不同類別、不同難度的題目，因材施教，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的課后作業(yè)，切實(shí)減輕學(xué)生的學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)。
圖9 個(gè)性化的課后作業(yè)
6．針對性的命題測試
學(xué)生做題，教師必然就要出題。備課組教師搜索、選擇、編輯題目耗費(fèi)了大量時(shí)間和精力。但由于一個(gè)年級往往是同一份作業(yè)、同一份試卷，一個(gè)教師對自己的班級相對了解，而對于其他班級卻不甚了解，這樣的命題針對性、有效性相對欠缺。有了大數(shù)據(jù)分析，全體學(xué)生課堂學(xué)習(xí)、平時(shí)作業(yè)、常錯(cuò)試題等數(shù)據(jù)信息一目了然，命題教師可以做到輕松組題、精準(zhǔn)命題。
在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，學(xué)校不應(yīng)回避教育技術(shù)帶來的種種沖擊，而是應(yīng)該思考如何更好地利用新技術(shù)，特別是將技術(shù)手段深度運(yùn)用于課程、教學(xué)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)課堂教學(xué)的突破，以謀求更深層次、更核心領(lǐng)域的變革。這種變革對于當(dāng)前的中國教育來說，尤其顯得重要，在班級授課制背景下，精準(zhǔn)地把握每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供精準(zhǔn)的指導(dǎo)和支持，其實(shí)質(zhì)是利用技術(shù)手段，把學(xué)生從被動(dòng)的統(tǒng)一的知識接受者解放為主動(dòng)的個(gè)性化的知識建構(gòu)者。
同時(shí)，對于工作繁重的中小學(xué)教師特別是高中教師來說，幾乎要把所有精力都用于追求高考升學(xué)率，教師的工作已經(jīng)變異為簡單的重復(fù)勞動(dòng)，講題、解題、練題，毫無創(chuàng)造性可言，“讓教師成為研究者”只能成為口號?；趯Υ髷?shù)據(jù)的采集、分析以及精準(zhǔn)化教學(xué)，在解放學(xué)生的同時(shí)，也解放了教師自身，幫助教師擺脫了簡單的機(jī)械的重復(fù)勞動(dòng)，轉(zhuǎn)向思考如何更好地引導(dǎo)、幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)更高層次的專業(yè)發(fā)展。
當(dāng)然，我們自主構(gòu)建的“基于大數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)化教學(xué)模型”，只是一種嘗試和探究，仍有需要完善的地方。
〔林厚從 江蘇省常州市第一中學(xué)江蘇省常州市教育科學(xué)研究院 213003〕
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