基于大数据分析下的数学课堂教学研究

张丽娟

摘要：随着大数据时代的到来，大数据分析也应运而生。将大数据分析应用于数学课堂教学是一种全新的尝试。本文简要分析了大数据分析的概念，从不同方面对基于大数据分析下的教学课堂教学进行了深入研究，结合笔者丰富的教学实践，最终提出了一些基于大数据分析下的数学课堂教学的策略。希望通过本文的分析研究，能够为更好地进行数学课堂教学，提供一些有益的借鉴与参考。

关键词：大数据分析;数学课堂;教学研究

中图分类号：G633.6     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）06-0271-02

如今，我们已经进入到了一个“数据驱动学校、分析改革教育”的大数据时代，大数据正影响着传统教育与传统教学，未来大数据必将改变传统教育的面貌[1]。随着大数据时代的到来，大数据分析也相应地产生。因而，研究基于大数据分析下的数学课堂教学具有较为重要的理论意义和现实意义。

一、大数据分析的概念

1.大数据的概念。就数据本身而言，其是记载信息的一种载体，当然，也是知识的来源。数据的不断增加，表示其相应的记录范围、测量范围和分析范围在不断扩大，表示人类获取的知识越来越多，获取的信息量越来越大，而知识的边界也在相应地不断扩展与延伸。所谓大数据，可以从宏观和围观两个角度来进行理解，有不少国内外学者选择从宏观角度理解和研究大数据，其对于大数据的概念做了以下定义，即需要新处理模式才可以具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产，大数据具有4V特点，分别是Volume（数据量大）、Velocity（实时性强）、Variety（种类多样）、Veracity（真实性），另外还有一部分学者认为应当再加两个V，即Value（价值）和Visualization（可视化）[2]。而维基百科给出的定义则是无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。

2.大数据分析的概念。所谓大数据分析，即对规模巨大、数量庞大的数据进行分析。其具有四个非常显著的特征：首先，数据量大;其次，速度很快;再次，种类繁多;最后，真实性。而大数据分析的目的就是要通过对历史数据的分析和挖掘，科学总结与发现其中蕴藏的规律和模式，并结合源源不断的动态流式数据去预测事物未来的发展趋势[3]。

二、基于大数据分析下的数学课堂教学策略

1.更新教学观念，构建数据分析观念。物质决定意识，意识是物质的反映。在高中数学教学中，教师在课堂教学的过程中，教学方法、教学模式难免会受其自身教学观念的影响，因而数学教师首先必须先更新教学观念，构建数据分析观念。在新课标中提出了“数据分析观念”一词，这一词是由“统计观念”变更而来。由此可见，随着大数据时代的来临，数据分析也日益受到人们的关注与重视。因而，有必要在数学课堂教学构建相应的背景，构建数据分析观念，使学生树立数据分析的意识，并对其予以重视[4]。

2.勇于探索，在数学教学中尝试分层教学。在现行的高中数学课堂教学上，一般采取班级统一上课的模式，这样的教学模式比较固定，缺乏新意，不利于培养和发展学生的个性，更不利于挖掘学生的潜能。我国古代教育师祖孔子曾提出“因材施教”，就是要求教师根据每个学生不同的情况，对学生进行不同类型的教育。在高中数学课堂教学中，教师可以对学生尝试分层教学。一个班有众多的学生，学生与学生之间存在着个体、个性差异，对不同的学生进行不同类型的教学，能够促进有效教学。对于个性化差异和个体化差异比较明显的小学生，也可以尝试不同的教学方法，尝试全新的教学模式，对于不同基础和不同背景下的学生，要正视其存在的个体差异，对他们进行分层次的教学，这样有利于促进学生更好地学习数学，也有利于充分挖掘学生的数学潜能。

3.学会运用大数据分析和获取数据中的有用信息。在高中数学教学中，教师应注意引导和帮助学生学会运用大数据分析和获取数据中的有用信息，充分调动学生学习数学的积极性和主动性。通过激发学生的学习兴趣，帮助学生提高他们的学习效率，这样既有助于促进学生全面发展，也有助于提升高中数学课堂教学的效率[5]。举例来说，教师可以结合高中数学教材内容，大数据分析工具制定教学计划，例如在学习《空间向量》这一章时，教师可以引导学生结合实际生活，充分发挥想象力，对空间向量进行思考，还可以引入与空间向量相关的内容，通过相关数据分析，帮助学生加深对知识的理解。同时，带动学生主动思考，积极参与课堂互动。此外，教师还应教学生学会获取数据中的有用信息。以高中数学《统计》这一章为例，在学习《统计》这一章时涉及抽样方法以及总体分布的估计，教师可以在具体教学过程中，引导学生利用大数据对相关数据进行分析，然后从中获取有用的信息，以帮助解题。

4.引入数据挖掘算法，提升数学运算能力。数学教师除了按照教学大纲要求完成教学任务之外，还要注意在数学课堂中引入数据挖掘算法，注意提升学生的数学运算能力。一方面，数学教师要利用大数据分析工具密切关注学生对所学数学知识的掌握情况;另一方面，还要密切关注学生对于数学运算能力的掌握。引导和帮助学生学会收集数据和使用数据，利用大数据中的数据挖掘算法，培养数学解题能力。对于高中学生而言，数学运算能力是其必须掌握的，数学运算能力是学好数学的前提和基础。因而，数学运算能力非常重要。举例来说，在高中数学的运算中，涉及函数、指数和向量等计算，而这些计算相对而言又比较复杂，如果在计算过程中出现失误，将导致整个运算结果错误。这就要求学生具备较强的运算能力，在运算过程中保持细心、认真和严谨的态度进行运算。在高中数学教学中，教师要教学生运用不同的数学方法进行解题，让学生学会举一反三。

5.学会分类，重视数学知识的积累。高中数学学科是一门具有较强的抽象性和较强的逻辑性的学科，知识点还比较多，这就要求学会分类，对各类数学知识进行分门别类，这样有助于加深对知识的理解，也有助于理清数学知识的脉络，促进学生更好地进行下一阶段的数学学习。此外，还应重视数学知识的积累。高中数学知识具有较强的连贯性和衔接性，学生在学习过程中如果出现知识点断层问题，很容易影响下一阶段的数学知识学习，致使前期所学的知识与后期将要学习的知识无法较好地衔接，影响学生的学习积极性，也会在一定程度上影响学生的整体成绩。因而，在高中数学教学过程中，教师要注意帮助学生做好相关知识点的复习和巩固，加深学生对前期所学知识的印象。例如：在初中的数学学习过程中，教师对十字相乘法已经不作要求了，同时对三次或三次以上多项式因式分解也不作要求了，但是到了高中教材中却多处要用到。另外二次根式中对分子、分母有理化这也是初中不作要求的内容，但是分子、分母有理化却是高中函数、不等式常用的解题技巧，特别是分子有理化应用更加广泛。所以，教师在教学过程中，应该多复习以前学生学过的知识，将其进行一定的积累，同时，也能为其今后数学知识的学习奠定良好的基础。此外，还要养成良好的数学学习习惯和数学知识积累意识，在实际学习过程中，充分重视数学知识的积累，通过各种不同的方式促进对数学知识的理解，并且学会运用自己所学的数学方法来解决数学问题，通过这种方法能够使学生不断地巩固所学的数学知识，提升数学解题能力，提升整体数学素质。

6.感悟数字化的便利，学以致用，提升数学应用意识。大数据时代的来临，改变了人们以往的生活方式，改变了人们生活的方方面面，也在一定程度上改变了数学课堂教学，举例来说，大数据时代的来临改变了高中数学课堂教学的形式、方法等。教师可以通过大数据提供的数字化信息，运用多媒体设备进行备课以及给学生布置作业，还可以利用大数据分析班里每位同学的学习情况。在数学学习过程中，学生在感悟数字化的便利的同时，还要学会将所学的数学知识融会贯通，学以致用。当然，有一点必须强调的是，无论哪一学科，都有其自身的特性及作用。以高中数学学科为例，数学是一门科学性与综合性较强的学科，其作用之一就是能够培养人的逻辑思维推算能力。并且，数学还是一门与我们生活息息相关的学科。因而，在学习数学这门课程时，教师要当好向导的角色，注意培养学生的数学学习意识，要让学生学以致用，注重提升他们的数学应用意识。

三、结束语

综上所述，基于大数据分析下的数学课堂教学策略主要有：第一，更新教学观念，构建数据分析观念。第二，勇于探索，在数学教学中尝试分层教学。第三，培养数学学习兴趣，学会获取数据中的有用信息。第四，引入数据挖掘算法，提升数学运算能力。第五，学会分类，重视数学知识的积累。第六，感悟数字化的便利，学以致用，提升数学应用意识。笔者希望有更多的有志之士，能够投身到这个课题的研究之中，指出笔者在文中的不足之处，同时也可以为基于大数据分析下的数学课堂教学这一课题的研究，做出自己应有的一份贡献。

参考文献：

[1]孟小峰，慈祥.大数据管理：概念、技术与挑战[J].计算机研究与发展，2013，（1）：146-169.

[2]姜强，赵蔚，王朋娇，王丽萍.基于大数据的个性化自适应在线学习分析模型及实现[J].中国电化教育，2015，（1）：85-92.

[3]李金昌.从政治算术到大数据分析[J].统计研究，2014，（11）：3-14.

[4]徐鹏，王以宁，刘艳华，张海.大数据视角分析学习变革——美国《通过教育数据挖掘和学习分析促进教与学》报告解读及启示[J].远程教育杂志，2013，（6）：11-17.

[5]王丽.关于高中数学课堂教学有效性策略分析[J].亚太教育，2015，（22）：71.