浅谈大数据背景下小学科学教学资源开发与使用

吕朗欣

【摘要】小学科学覆盖小学一至六年级，科学教师由专职与其他兼任老师组成。小学科学的教学资源量大但十分混乱，未形成系统的教学资源库，这使得科学课堂枯燥乏味。利用大数据手段进行有效小学科学教学资源开发与使用可以丰富学科教学内容，提高学生的学习兴趣。本文将会浅谈在大数据背景下，教师进行教学资源开发使用的方法，并分析一些遇到的问题。

【关键字】大数据;科学;教学资源;开发与使用

课程资源的开发与使用是每一个学科丰富教学内容，贴近学生实际学习发展需求的重要手段，也是学科教师不断完善自身教学的一个重要途径。小学科学课程的发展历史由来已久，经过四个时期，从“格致”课到“科学”课，学科内容不断丰富，也不断调整。在新时代的中国，大数据分析已经越来越普及，不同的行业、不同的人群都正在利用大数据手段进行行业优化及业务调整。

一、大数据理论与科学

（一）大数据与科学数据

大数据（big data），或称巨量数据，指的是所涉及的数据量规模庞大，无法通过目前常规软件数据，在有限的时间内对其进行抓取、管理、处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、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。简单来说，要进行大数据分析，我们需要有针对性地采集样本的各类数据，并运用定制的数据分析方法或软件进行数据处理。

在科学课堂、科学技能培训的过程中，每一项数据的集合就能够构成大数据条件，包括学生年龄、举手回答次数、学科成绩、一道常识题的正确率、不同年级学生提问的次数、训练过程中对于各种情况的处理等，可以得到我们所需要的各项数据，通过数据分析得出结果，并根据结果做出适当的课堂调整以及训练规划。

（二）利用大数据手段进行科学数据分析

在科学课堂和科学训练中所收集的数据是大量的，从几十个到几百个样本中抽取所需数据再进行汇总分析。但是，我们所收集的数据往往是有局限性的，受任课老师、班级氛围、课程内容安排等因素所影响。

因此，在数据收集之前，教师需要优化的大数据手段，以达到尽可能准确的分析效果。在我校新城小学，一共有35个教学班级，根据国家标准开设科学课程，目前有开设科学课的年级有：一、三、四、五、六年级，共29个教学班（根据教育部最新修订的《义务教育小学科学课程标准》，从2017年9月开始，小学一年级将增设科学课，并将其作为基础课程）。

在科学课方面，我校老师实现资源共享，规划教学进度。在科学技能培训方面，我校开设科技社团，辅导老师协调训练工作。在这些前提下，我们可以尝试进行数据收集，采用录像机录像、调查问卷、测试卷等辅助手段，采集数据，再进行处理分析。

（三）利用分析结果进行课程调整与资源开发

教师通过科学数据分析，得出样本各项的结果，经综合分析后，可以做出相应的决策，下面我通过一项分析结果进行具体应用说明。

在课堂录像和记录中，我统计了不同年级在《环境保护》主题科学课堂中的举手提问次数与回答问题次数。结果发现：五六年级学生的提问、回答次数少于三四年级，三四年级学生的提问、回答次数少于一年级。

记录如下表：

举手提问次数与回答问题次数统计表

从以上的统计表，我们可以发现一个有趣的现象，那就是随着年龄的增长，学生在课堂上争取表现的积极性会有所减低。这个数据分析结果似乎与我们的普遍认知有所差异：从教育心理学与人体生理学方面来说，在小学阶段，小孩处于体能与智力快速发展的时期，学习能力与课堂注意力随着年龄的增长而提升。

数据是客观的，并不含有人的主观因素。针对上述分析，我们可以利用学生的学习特点，在低年级科学课上设置提问环节，并通过竞赛、小实验等，使学生对科学的兴趣更加浓厚;而在中高年级的科学课上，老师结合实际生活，把课程内容安排的更加符合学生的“胃口”。

二、促进教学资源开发与使用

（一）小學科学教学资源开发现状

相对于小学语文、数学和英语，小学科学的发展历史虽然不短，但是仍未形成一套成熟和系统的学科教学模式以及教学资源库。因此，许多教师在教学相关内容时，靠的大多是个人对于教材的理解，用的是有限的配套材料与光盘。

要使科学学科保持活力、学生主动地寻根问底探究知识，教学资源开发与合理使用时必不可少的。当今是信息化时代，也是大数据时代，老师到网上查找合适的资源，运用于教学当中，这一种方法已经越来越普及，成为了教师规划科学课内容中的一个重要手段。可惜的是，这一些资源不是作为科学教学资源的补充，而是会被当成是课堂的主体。虽然许多老师在网上分享他们的课件、教案时，内容都十分丰富，但是，并不是每一个教学环节与内容都符合所有学校学生的实际需求。如果我们想有针对性地进行教学资源的开发与使用，利用大数据手段是一个很好的方法。

（二）利用大数据手段进行教学资源开发与使用

大数据的特点是数据量大、规模大，而且还会发生持续性的增长趋势，结合小学生的年龄特点，可收集的数据除了量多以外，覆盖面也很广。作为教师的我们可以利用校内一切可用于数据采集的资源，如，录像机、相机、多媒体功能室、网络资源等，在校内全面收集科学课堂及科学技能培训的信息，再分析利用，设计学生感兴趣的科学课堂。

以本校科技社团为例，该社团是以“培养学生科学素养，提高学生综合素质”为初衷而成立的学校社团。科技小组的成员遍及学校二至六年级，。科技社团对学生进行动手操作、思维能力等日常训练，提高学生的科学综合能力。在日常指导学生进行实验操作时，老师会通过收集、录像机等记录下学生的训练情况，再深挖数据信息，如，学生讨论情况、实验失败或成功次数等，在对数据进行预测分析，寻找学生在进行实验操作时可能出现的问题，及时调整训练计划。另外，辅导老师还会对学生进行相关的理论指导，通过制作课件，定制测试题，更加有针对性地进行科技知识技能学习。教师也会把这些资源推广到全校的科学课堂中，把学生感兴趣的知识带到课堂，以达到教学资源开发与利用的目的，在校园内形成“爱科学，学科学”的氛围。

以各项比赛为载体，在课堂上注重科学知识的渗透，利用大数据手段进行教学资源开发，我校学生科学探究能力得到很大的提高，形成一定的科学素养，增强了学生学习的自信心，这将为学生以后的学习奠定坚实的基础，科技社团成员也在各类比赛中累创佳绩。

三、遇到的问题与展望

（一）数据采集

科学课遍及班级的范围比较广，且任课教师的教学方式不同，难以针对某一方面顺利地收集课堂数据。学校间软件、设备等配置情况不同，在大部分时间，教师只能通过手机、录像机或问卷等方式来记录课堂，不能完全满足数据采集的需要。

（二）数据分析与研究对策

一方面，许多软件公司都开发了数据分析软件，但教师日常忙于教育教学工作，更常使用的是文字编辑与课件制作软件，难以兼顾软件学习数据分析软件。另一方面，对于大数据分析的平台还不够完善，没有更多的资源供教师获取使用，造成研究对策滞后，课堂内容不够丰富等问题。

（三）展望

当今社会正在不断发展，生活在新时代的我们更加应该与时俱进学习更加先进的知识。我希望大数据平台能够更加完善，相关资源进入校园内，让教师提升信息技术能力的同时，运用其中的技术手段，开发教学资源，真正地使课堂贴近学生，满足学生的学习需要。

四、结语

没有创新的科学课堂是没有生命力的，课堂中的学生更是失去了学习的兴趣。党的十九大报告中明确提出，“创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑”。大数据浪潮正在迎面扑来，利用大数据手段分析课堂，实现教学资源开发，可以还给课堂原来的生命力，学生打好坚实的知识技能基础，为搭建以后知识大楼铺下第一块砖。

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