大数据背景下高中生物个性化作业设计探析

刘国伟

摘 要：目前我国进入大数据时代，大数据已经渗透到人们生活中的方方面面，本文将以高中生物作业设计为例，研究在大数据时代下，高中生物个性化作业的设计方式。高中生物学习中涉及的内容较多，同时具有一定难度，教师在教学中需要充分尊重每个学生，使其能够发挥出自身主观能动性的同时，将作业设计的价值充分发挥出来。

关键词：大数据;高中生物;作业设计

在传统作业设计中，主要是采用巩固练习的方式，让学生逐渐掌握知识，但是这种作业设计方式已经无法满足当今时代的教学要求。在此过程中，教师可以充分应用大数据技术，确定每位学生知识的掌握情况和薄弱点，根据实际情况进行作业设计，这种方式能够将作业的价值充分发挥出来，进而提升学生的学习水平。

1、大数据在高中生物个性化作业设计中的应用价值

第一，确定学生差异性。班级学生之间具有差异性是必然情况，导致这种差异性出现的原因有许多，而教师在实际作业设计中，可以利用大数据技术，对学生展开全面分析，进而确定学生在实际学习中存在的差异，并且充分尊重学生之间的差异性。根据学生的实际情况和教学要求，选择与学生实际能力相匹配的作业内容，使学生在完成作业之后得到成就感和满足感，提升学生的积极性。第二，突出作业设计的个性化原则，大数据技术能够帮助教师对学生展开全面分析了解，教师只需要将相关信息录入到分析系统中，就能够掌握该学生的状态以及学习情况，并且最终结果具有较强的准确性。在此基础上设计作业，既能够促进学生的个性发展，又能够提升作业的完成效率。第三，保证作业设计的全面性。高中生物作业设计的对象是全体学生，由于学生之间具有较强的差异性，因此在正式布置作业之前，可以利用大数据技术，确定学生的知识水平，合理确定作业布置目标，安排作业进度。学生在完成作业的过程中，将目标的引导作用发挥出来，进一步巩固知识，促进学生的思维逻辑发展。

2、大数据背景下高中生物个性化作业设计方法

（1）提升高中生物作业设计的实践性

生物知识来源于生活，而将高中生物作业设计与实际生活相互结合，利用课前设计问卷调查、课堂前测等方式，收集、分析数据，了解学生的知识储备情况，在此基础上对课堂教学内容进行决策，为学生建立一个完整的学习情景，进而提升学生的兴趣。例如，在学习“细胞”相关知识的过程中，细胞根据有无成型的细胞核可以分为两种，一种为原核细胞，另一种为真核细胞，为了让学生清楚知道二者之间的差异性，仅仅采用书本讲解的方式并不能达到这一目的，因此笔者将其设计为课前网络作业和随堂实践作业，让学生展开实践练习。笔者准备原核生物大肠杆菌的固定装片或者让学生制作临时装片，学生利用显微镜对细胞展开观察，确定细胞内部的组成结构，再对自己的口腔上皮细胞展开观察，确定其结构，并将二者之间的结构特点记录下来。

（2）提升高中生物作业设计中的探究性

探究性学习可以对学生的自主学习能力以及探索能力进行有效培养，大数据技术能够帮教师收集学生感兴趣的探究性问题，更加深入的了解学生的最近发展区，而将大数据支持下的探究性学习与高中生物作业设计相互结合，能够使学生在完成作业的过程中，更加深入的研究问题，让学生具备“提出问题”的能力。例如，在学习《影响酶活性的条件》的过程中，笔者先通过视頻展示回顾初中做消化酶实验时需要控制温度、PH等实验条件，让学生提出自己在观察中存在的问题，通过问卷星的方式收集整理出比较有代表性的问题并设计成个性化的课前作业。例如，如何判断哪支试管中酶的活性最高？不同温度或者PH条件下酶的活性差别有多大？如何储存、运输酶制品？学生在提出以上问题的过程中，就表明学生已经对知识进行了深入的思考和探索，并将作业设计的探究充分体现出来。学生在提出问题之后，教师给予学生适当的引导，并鼓励学生自己解决问题。在作业设计中，教师需要根据学生的实际学习水平，确定不同的作业内容，合理划分难度。学生在完成作业的过程中，既能够锻炼自身探究能力，还能够帮助自己建立学习自信心。

（3）优化高中生物作业的设计方式

小组学习方式能够培养学生合作精神和沟通交流能力，因此在大数据的背景下，教师可以利用教育信息技术将这种学习方式应用到高中生物作业设计中，采用小组合作的方式，激发出学生完成作业的积极性。例如，在讲解“种群的数量变化”这一课时，笔者让学生以小组为单位，利用细菌培养皿，培养出一个菌落群，每天观察菌群的变化情况，并将其详细记录下来，作为实验结果的分析依据，以小组为单位在校园平台上分享数据，并在平台上彼此讨论形成班级、年级的数据，学生利用这些数据修正改进自己的实验方案。在此过程中学生可能会遇到许多问题，例如菌落的成活率较低、菌落变化不明显等情况，面对这些问题，小组成员之间需要共同交流，发表自己的观点，确定其中存在的问题，这一过程就是学生发现问题和解决问题的过程。

（4）提升高中生物作业设计的开放性

传统高中生物作业设计方式较为封闭，无法充分拓展学生思维，而在大数据时代下，教师需要将高中生物作业设计中的开放性充分发挥出来，引导学生形成创新意识和创新精神，为今后学生的可持续发展提供条件。例如，在学习“微生物”相关知识之后，笔者让学生根据所学知识制作一个方案，制作泡菜，并测定其中存在的亚硝酸盐含量，不规定实验中需要的设备和材料，但是需要遵循科学性、合理性以及严谨性的实验原则，方案完整可行。该项作业具有较强的开放性，学生能够充分利用所学知识，在遵循基本原则的基础上自由发挥，充分培养学生的发散思维和创新能力。

结束语：通过以上分析能够看出，在当今大数据支持的背景下，高中生物作业设计需要向着个性化的方向发展，尊重学生的差异性。本文从生活实践、探究性学习、小组学习以及开放型学习等方面展开研究，探讨符合当今学生发展需求的作业设计方式，从根本上提高学生对所学知识的掌握程度，最终达到促进高中生物教学良好发展的目的。

参考文献

[1]王树仁.优化课外作业设计引导学生学会学习——珠海市高中生物课外作业现状调查[J].中学生物学，2018，34（10）：66-68.

[2]孙志妍.高中生物“自助餐式”课后作业设计的实践研究[D].江苏师范大学，2017.

基金项目：本文系福州市教育信息技术研究立项课题“运用智慧校园大数据开展高中生物课堂精准教学的实践研究”研究成果之一（立项编号：FZDJ2017A06）