“极课大数据”在初中数学教学中的应用

何斌

（福州杨桥中学，福建 福州 350002）

一、当前数学教学所面临的问题

作业和测试是初中数学学习中的一个不可或缺的环节，讲评也是初中数学课堂教学的重要组成部分。学生在做题过程中会暴露出对知识理解的片面、偏差，甚至错误，讲评课有利于纠正、完善和巩固学生的认知，使学生的知识体系更加完整和稳固。因此，提高讲评课的教学效果，对于提升初中数学教学质量有着重大的意义，而讲评的教学内容依赖于学生的做题反馈，教师在课前必须对学生的作答情况、错误原因进行认真分析。在传统的试卷分析中，教师常常通过“正”字统计法掌握每道题的错误率，并且设定一个阈值，如超过20%的同学出错，就必须安排该知识点的补救性教学。曾经有人做过粗略估计：采用“正”字统计法统计一个班级学生的作业（以班生数50为例），可能需要60分钟左右，而统计一个班级的考试卷所需的时间就更多，［1］这种简单重复的枯燥劳动耗费了教师大量的宝贵时间。其次，虽然教师统计出每题的错误率，但一般不会记录答错的学生名字和详细的错误答案，因此，这种方法的精准度极低。最后，这种诊断方法缺乏对学生个体的线性跟踪分析，不利于教师对某个学生的长期关注，从而使这些诊断在教学中的应用价值大打折扣。

二、“极课大数据”简介

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出：“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。”［2］近年来，教育界推行个性化教学，力争做到和医疗类似，即根据学生的个体差异，收集、分析学生学习过程中产生的数据来调整教师的教学策略。在初中数学的教学过程中，作业和测试是教学的必要手段，由此产生的海量数据的收集、存储、分析和使用对于提高教学效率，推广精准教学和分层次教学至关重要。教育工作者一直以来都在探索如何将大数据应用于课堂教学，由此，“极课大数据”应运而生。

“极课”是一套学生学习数据采集和学习情况跟踪反馈系统，采用“图像模式识别”“云计算”“大数据分析”等前沿算法，配合扫描仪、电脑等硬件和在手机和电脑上安装的教师、学生、家长等客户端软件，用高效创新的先进算法进行深度数据挖掘，收集学生在作业和考试中反馈的有效信息，高效准确地诊断学生的知识漏洞，从课前到课后给予教师全面的教学支持，提升教学效率，为学生的个性发展提供保障，真正实现“以学定教”。

教师按照以往的习惯或用极课系统自带的资源库在Word中编辑好题目并发布到“极课”系统中，并根据需要在“极课”系统中编制该试卷或作业的双向细目表，包括试题答案、解析、知识点、题型、比例、分值、能力层次等。学生按以往的方式照常答题上交后，教师对于非选择题的批改仍沿用教师传统的批改习惯，可以打钩、打叉、划线、写评语等，选择题的批改则由系统自动完成。阅卷结束后，系统将以每分钟30份的速度进行扫描。教师可以通过手机APP或电脑软件查看学生的作答情况，家长只需微信关注“极课家长”公众号，便可实时接收学生的成绩。

三、“极课大数据”辅助初中数学讲评教学的具体应用

“极课”系统通过自主研发的数据挖掘和云计算算法，动态处理学生的学业大数据，在极短的时间内生成班级平均分、年级排名、成绩报表、作答详情表格、逐题作答分析、需要重点关注的学生、学生分层信息、错题本、个性化学习包等教学辅助数据，便于分层教学、个性化学习、家校互联。下面以杨桥中学2018年初三8月份开门考中初三（5）班的数学试卷的讲评过程来说明极课系统在辅助初中数学讲评教学中的具体应用。

（一）课前准备阶段

迅速掌握所教班级学生考试的整体情况，了解学生的学习状态。在备课时，教师登录账号后查看学情报告，先从宏观上了解本次考试的大体情况，如班级均分、最高分、优秀率、及格率、均分在年级中的排名等信息，还可通过与前一次考试的整体情况进行对比（如图1），大致了解学生在暑假期间的学习情况，并据此调整学生的学习状态。通过两次考试成绩的对比，可以推测学生在暑假中的学习有所放松，整体考试成绩下降。此外，还可以从成绩单中看出学生的成绩趋势，对下降和波动的学生进行重点关注。其次从微观上了解学生对知识点的掌握情况（如图2），教师可以根据诊断建议中的薄弱知识点来源题目提前准备针对性的变式练习，并确定教学的重难点。通过本次测试，“矩形的判定与性质”和“垂线段最短”是该班学生知识点掌握的薄弱环节，应实施补救性教学。

图1 初三5班七月份开门考数学考试总体情况

图2 极课系统给出的班级得分率最低的知识点和题目来源

（二）课堂讲练阶段

关注学生个体的学业情况，实现因材施教。正式上课前，教师登录系统向学生展示本次考试的整体情况，从详细分析报表中可以得到所有小题的难度、区分度、得分率的分布（如图3），迅速找出高错题和易错题，让学生心中有一个大致的了解。然后点击“逐题分析”可显示出易错题和高错题的原题。教师可以根据高错题和易错题的错误名单和作答详情，让学生从自己的角度分析错误的原因，如问学生“怎么算出这个答案？”“考试时你是怎么分析的？”等，找到原因后归纳如何避免类似的错误。如果学生不能自己归纳，可以请回答正确的同学帮助，这样既发挥了学生的主体作用，也体现了合作精神。对于个别错误可以选择在课后有针对性地进行辅导，避免浪费宝贵的课堂时间。此外教师在试卷分析和课堂讲评的过程中还可以迅速调出两位不同学生对某题的解答过程进行对比（如图4），直击关键点，节省时间、提高课堂效率。

图3 极课系统给出每小题的区分度、得分率和难度

图4 极课系统可显示不同学生对某题的解答过程

（三）课后延伸阶段

1.便于实施精准分层教学。极课可将多次作业和考试数据产生的海量数据进行挖掘，针对每位学生最近的薄弱知识点、错因分析、成绩变化曲线等形成学业档案（如图5），清晰还原每一位学生的学习情况。当学生的个体学习需求变得可视后，教师就能够据此重新规划教学进度，在个性化教学中有效提高教学效率。此外，极课系统还可根据学生历次考试的累计成绩分成5个等级：优秀、中等偏上、中等、中等偏下、偏下。有了这些数据后，教师在后续的教学中就可以对这些学生进行分组，为不同层次的学生准备不同难度的习题，使他们都能“跳一跳，摘果子”，增强自信心和成就感，实现精准教学。

图5 极课系统显示某位学生的学业档案

2.自动整理错题，针对性地网罗教学难点，形成个性化学习包。极课系统可以为每位学生生成个性化“错题本”，其中班级得分率、知识点、原来作答的错误答案一目了然。而且，还可以对各题的错误率进行排序，将难点问题一网打尽，量身定制个性化提升方案。学生登录自己的极课账号，便可迅速了解自己的成绩变化情况、层次分布情况以及薄弱知识点、错误原因等，以便更有针对性地学习，切实做到优生提优，学困生补差。

3.及时的成绩发布和家校互联。教师将成绩发布后，家长通过“极课家长”微信公众号便可实时接收成绩。而且极课会基于大数据的智能分析，帮助家长找到薄弱环节，给出相应的评价和针对性的建议，还能“一键”下载并打印学生的错题。同时，家长也可以直接通过微信端和教师进行信息互动，一起参与到考试评价中来。

4.评价试题参数，形成校本题库，确保个性化出卷。极课系统对每次作业和试卷的数据进行采集，在教师日常教学中完成题库建设工作。这种题库带有每个题目的难度、区分度等属性，可以使所出的新试卷更契合本校学生的认知水平。在新一轮教学中，教师可以查看上一轮教学所用试题的相关信息，并从中进行取舍或修补，进一步提升教学的针对性。

四、总结

笔者对极课系统进行长时间的摸索和使用，已经基本实现对极课数据采集、数据分析、数据的深度应用三大过程，所教班级均分从年级第4上升到年级第2，教学效果显著提升。极课不需要教师对现有的阅卷习惯做出调整，即可做到极速批改、极致分析、极便响应［3］，同时自动构建个性化学业数据库。通过对极课系统的应用，笔者清晰地感受到极课在试卷分析上的便利性和优越性，让笔者在教学中充分了解教情学情，使教学更加精细化、个性化、高效化，为教师和家长呈现每位学生的实际情况，让每位学生认清真实的自我，使教育真正做到从“分的教育”转向“人的教育”。