基于大数据方法的大学数学精准教学研究

农晓晴　曾翔　顾配睽

摘  要：大数据时代背景下，精准教学数据来源更加多元化，收集学生学习全过程所产生的数据，可以更好地挖掘出学生的学习习惯、学习爱好。本文以网络教学平台及App的大学数学学习数据采集为基础，分析数据，探求学生学习需求，定位学生大学数学学习中的薄弱环节，精准推送教育教学资源，个性化辅导学生，使技术手段与教育相融合，形成具有个性化的服务体系，让学生能够高效便捷地掌握知识，提升运用数学的综合能力，使教育教学达到大学教育倡导的学生的创新性培养及能力提升等高阶目标。

关键词：大数据;大学;数学;精准教学

中图分类号：G633.6    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）19-0109-04

20世纪60年代，奥格登·林斯利对斯金纳的行为学习理论提出了精准教学的方法，即对小学生的学习表现、数据决策进行设计测量和追踪，后来发展成为评判教学方法的有效性框架[1]。精准教学可以容纳各种教学策略，能够对任意学习方法和教学手段进行评估。大数据和信息技术的兴起，给精准教学提供了发展机会。《教育信息化”十三五”规划》中提出“依托网络学习空间，逐渐实现对学生日常学习情况的数据采集和分析，优化教学模式……”[2]。由此可见，基于大数据方法下的大学数学精准教学是数学教育教学中的一项研究重点，也是我国高校人才培养、增加学生知识获取途径的需要。

一、通过网络平台及App收集数据

近年来，科学技术发展迅速，数据呈指数式增长，大数据正影响着各个领域，人类正在步入“大数据”时代。教育教学领域，教育教学信息化已是常态，智能系统、终端已经被大规模地应用在教育教学实践活动中，产生的信息被收集并数据化。研究选择网络教学平台和App进行数据的收集是为了分析数据的有效信息，从自建的课程网站收集数据，可以更方便快捷且更好地挖掘学生的学习习惯、学习爱好，以便在推送学习资源时做到更精准、更具个性化。

对于课程的选择和课程网站的建设，目前学院已经开设了数学建模（一）、数学建模（二）两门选修课程，依靠网络的实验教学时数超过了30%;在建设区级精品课程“线性代数”中，对课程进行了3次实验课的尝试，取得了良好的教学效果。学院教师自编的《概率论与数理统计》立体化教材已经出版，相关慕课视频资料已制作整理完毕，并全部上传至学校网络教学平台和八桂网络教学平台（含App）。目前，概率统计课程已有40000多次的学校网络教学平台的访问量，长期位居全校榜首，在线课程的使用也已经初具规模。

这一过程体现了大数据技术具有数据收集、分析和整理能力，同时还能发现问题的焦点所在。在大数据技术的支持下，根据这个特点，数学在精准教学中应通过数据收集、分析和数据建模等方式及时发现学生的知识短板，制订精准有效的应对策略。根据知识短板确定精准有效的教学目标，推动精准教学的开展，在精准教学中形成独特的教学体系，让精准教学在实施过程中取得积极效果。

二、通过大数据技术探求学习需求

“十三五”规划将大数据促进教育教学的发展提升到了国家层面。教育教学活动是复杂的社会活动之一，其发展涉及方方面面。教育教学大数据的应用是促进学习者的教育教学认知，提供精准的个性化服务以满足不同水平的学习者的需求。在教育教学实践活动中，学习者在文化背景、兴趣领域等很多方面都各不相同，对教育教学的反应也不尽相同，为了促进学习者的发展，真正精准地实现“因材施教”[3]，需要根据学习者的个性特点和需求进行精准教学。

针对学生学习过程中出现的“碎片化学习”现象，需要以良好的组织结构帮助学生构建完善的知识体系。在面临问题时，学生可利用“问题结构”、学习“结构化”基本思维，准确快速地运用“结构”调动、统领“碎片化知识”[4]。学生不仅要注重理论基础知识的学习，夯实理论基础，还要加强实践能力的培养，瞄准就业技能，使数学专业具有的强劲潜力发挥出来。要解决精准教学中的个性化教育问题，高等院校应尽可能地提升教育教学的质量和效果。真正实现“因材施教”必须根据学生的个性特征，制订与其特征相适应的精准教学方案，提高学生的学习好奇心、积极性和学习动力，为学生的终生学习打下基础。

三、通过网络技术手段推送学习资源

随着信息技术的不断发展和教育教学信息化、科技化不断进步，大数据技术让学生数学学习行为的及时实时监测、自动化记录、高效精准分析与精准有效预测成为现实，也让获取大量教学过程数据及其他相关数据成为可能。在大数据环境下，大数据可以对教学进度、教学内容、学生情感、学生学习的方式等进行精准化引导，使学生获得有效的、有针对性的学习指导。

教育教学是一项复杂的社会实践活动，影响教学效果的因素很多，因而精准教学的设计与很多方面有关。教学效果是衡量教学方案好坏的标准之一，是设计教学方案的关键因素之一。研究表明，教学效果的指标有学生学习成绩、学习满意度等。大数据能够将学生平常学习的小数据精准优化，构建成较为完善的大数据题库，不仅包括日常训练习题，还包括学生写题的数据反馈，而且数据逐年增长，可反复使用。如今，大数据还可以共享到区域性、全面性的同类型问题的学业数据库中，教师可更便捷、快速地选择系数难度与学生学业水平和学习需求相适应的题目，从而为精准教学提供更科学的教学服务。

大数据可以从多个角度对学生的学习情况进行反馈，让教师能够更精准高效地评讲试题;对数据的采集和精准分析，可以让教师更全面、实时地感知学生个体和整体的学习需求;可以对教育教学中的重难点进行预测，提供科学的数据依据来制订教学策略[5]。在這样的情况下，教师可规避某些不必要的指导，确保学生能够更加精准地提升自己。针对某些只有少部分学生掌握不到位的知识，教师可以选择性地推送训练资料，确保学生可以在有限的时间里获得更多的知识。

借助大数据，教师能够对学生的学习状况进行深入的了解，掌握学生的实时学业水平，并结合学生的数据表现更加有针对性地进行备课引导，便于学生掌握资料中的重难点，多维度地分析资料的内容。

学生进行的资源学习是一种满足自身需求的“互联网+”下的主观能动性学习，运用教学平台能够让学生的问题得到及时、有效的解决，保证学生在学习过程中存在的疑问可以第一时間得到解决，这样，其教学需要将得到满足。大数据技术给学习者获取知识提供了方向，体现出大数据具有的优越性，如大规模共享、获取便利、不受时空限制等，促进了教育教学的信息化发展和教育技术硬件的高效运用。大数据技术提高了教育教学内容的针对性，让教学内容与学生的短板相对应。在这一过程中，教师应积极开发适合学生学习的习题，通过设计有效的习题，为解决学生的知识短板提供强有力的教学支撑。在精准教育教学中，教师也需要设计与现有教育教学体系不同的习题，既可以提高习题的代表性，也可以提高习题的教学示范性，让精准教育教学能够依赖于有针对性的习题得以更好地实施。在教学内容的整理方面，教师应以大数据为基础，依照大数据的特点和优势，重点分析学生以往训练的试题，找出与学生知识短板相一致的内容，进行有针对性、规范性的设计，让习题开发、设计的有效性、规范性和准确性得以提高。

自动化处理数据可以对任意的干预对象生成截然不同的分析结果，有助于教师精准地推送学习资料，且可以根据不同的分析结果并结合个体个性化特征，设计具有个性化的引导方法，以促进学生更好地理解知识和丰富学习体验。这样可以为学生的自主化学习提供多样化的、有针对性的和个性化的教学策略模式。

四、总结与展望

综上所述，信息化大数据时代的到来，让教育教学从传统的依赖直觉和经验的教学方式，转变为更依赖于数据和分析，对数据的深度挖掘和高效率分析，正推动教育教学工作向精准化的方向发展。在大数据不断发展的当下，大数据与教育学正不断融合，大数据背景下的师生地位与关系都发生了较为显著的转变。在教学过程中，教师需要准确地认识到独立性是每个人都具备的特点，借助大数据技术了解学生在相同错题背后存在的不同原因，对特定学生展开准确分析和精准化指导，更加有效地提高数学学习效果，让每一位学生都得到良好的发展和提升。

总而言之，在大数据环境下开展的精准教学，是对传统教育教学的突破，也是提高教育教学有效性和规范性的重要途径。

参考文献：

[1] 周毅. 基于大数据的初中数学精准教学[J]. 福建中学数学，2018（03）：42.

[2] 中华人民共和国教育部. 教育部关于印发《教育信息化“十三五”规划》的通知[EB/OL]. （2016-06-07）. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201606/t20160622_269367.html.

[3] 李波，王磊，王超. 大数据环境下精准教育的数学模型与若干问题[J]. 数学建模及其应用，2017（04）：12.

[4] 李鹏，杨红萍. “互联网+教育”的实质与实践[J]. 教学与管理，2019（09）：31.

[5] 王秋蓉. 基于大数据的初中数学精准教学探讨[J]. 中学课程辅导（教学研究），2018（08）：16.

（责任编辑：淳洁）