大数据助力高中地理精准教学实践探索

张荣 闫杰

精准教学是指在师生教学行为中，通过海量数据测量获得学生的学习行为结果，并依据结果结合各学科课程标准、学科素养和学生发展的实际情况，遵循教学和学生的成长规律，聚焦教学的全过程，准确把握教学目标和教学内容，以提升学生学习质量的教学模式。《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》指出，借助大数据、人工智能、“互联网+”等信息技术的学习，是面向未来的学习方式之一。因此，在信息化2.0时代，地理教师要顺应时代发展，积极将大数据等新兴技术引入教学实践，精准施教，主动利用平板电脑等移动设备和网络即时交流工具获得学生学习情况，引导学生开展自主、合作、探究等多种活动，让课堂提质增效。本文以“地球运动专项复习”课中的地理实践活动为例，基于大数据技术突破教学重难点，助力高中地理精准教学活动的开展。

一、课前：以大数据为先导，精准把握学情

一次单元课后练习，会给教师带来什么样的数据？是冰冷的分数，还是简单的小组平均分对比？在大数据时代，教育要从关注宏观教学走向关注微观个体，教师要更加重视对学生个体需求的研究，面向更为真实的学生个体。

（一）数据调研，精准发现问题

进行数据调研，能够让教师迅速发现学生学习中遇到的困难，提高备课效率。教学完“地球运动”单元内容后，笔者组织学生进行了一次单元课后练习。通过分析学生的练习反馈数据（如图1），笔者更为精准地发现了学生学习的薄弱点，确定了学生在地球运动专题学习中遇到的难点——“太阳光照与日影的变化”。

（二）学情分析，精准分组实践

1.精准分组

在分组教学模式中，合理、科学地分组能够使组内学生的合作学习发挥集体效应，也是课堂教学顺利推进的保障。为了使各小组之间能够公平竞争、小组成员之间相互帮助，合作学习分组遵循组内异质、组间同质、双向选择的原则，根据大数据提供的学生学习能力、性格差异、兴趣爱好以及学生自愿组团选择等数据进行综合考虑，把全班学生按照八人一组分成五组。因本节课在课前有地理实践活动，为了激发学生的学习兴趣，达成更好的教学效果，在课前按照兴趣至上、技能优先的原则，笔者将学生分成测量校园建筑物楼高与影长的测量组、查阅住宅和学校楼高与影长关系相关规定的资料组、拍摄校园建筑物影长变化的拍摄组、观察组和记录组。

2.校园实践活动

由于本校正计划在教师宿舍楼前建造一栋男生宿舍楼，所以，笔者以“我是设计师——为学校待建宿舍楼提供设计方案”的探究活动作为整节课的统领目标。为了研究太阳光照与建筑物日影的关系，课前组织学生开展“测量校园的建筑物和影子”的地理实践活动，地理学习小组通过查找资料、亲手测量、拍摄照片、调查访问等形式得到很多课堂资料。学生处于真实且熟悉的情境中，能真正把地理学习与生活联系起来，培养地理实践力。

二、课中：以探究活动为支撑，精准突破难点，培育核心素养

由于空间思维能力限制和生活经验不足，太阳高度角与方位角的变化与日影之间的关系一直是学生学习的难点，也是教师课堂教学的痛点。借助大数据精准发现问题后，教师在课堂上主要采用“实践—探究—总结”的教学思路。

（一）实践探究，精准分析问题

1.课堂展示实践成果

学生利用平板电脑展示各组在课前地理实践活动中得到的成果：

测量组学生展示了关于建筑物经纬度、楼高、楼间距、影长变化的数据;

资料组学生展示了查找到的《城市居住区规划设计规范》（2011）和《中小学教室采光和照明卫生标准》等文件中对于建筑物规定的光照标准;

拍摄组学生展示了运用平板电脑拍摄的教师宿舍楼听潮居的日影变化。

学生把本小组的实践成果制作成PPT和动画进行展示，不仅为课堂教学提供了鲜活的资源，而且发挥了组内成员的特长。在汇报过程中，每组学生的自豪感和主人翁感油然而生。

2.自主探究

将课前学习小组（测量组、资料组和摄影组等）在地理实践活动中获得的真实数据和画面作为教学资源，笔者在课堂上提出一系列探究性问题（见表1）。这些问题由学生分组探究后，教师总结太阳活动方位角和高度角变化的规律。在这一过程中，学生的动手和动脑能力得以发展，也强化了他们对本部分知识的理解，渗透了地理学科核心素养。

3.协作创新完成设计方案

在学生实践探究、教师精准讲解以后，笔者借助智慧课堂讨论功能，充分发挥学生的创新思维，完成本节课的统领目标——给学校待建宿舍楼提供方案。

为了更好地利用正午光照，学生讨论出可以采取增加窗户面积、弧形凸窗等方式增大光照面积与时间，并不断发挥想象，设想出未来可以移动的房子——冬季移动增大楼间距、一天中按照太阳方位转动等的活动房。同时，学生现场投票，选出较受欢迎的设计作品，并将其提交给学校作为参考。可见，借助现代信息技术，教师不仅能获得即时有效数据，还能增强学生的课堂参与感，提高互动性，获得更好的教学效果。

4.现场连线专家

为了让学生更深入地了解现实中建筑物设计与光照的关系，笔者借助信息技术现场连线上海建筑科学研究院的专家设计师讲述在现实生活中设计房屋时如何利用太阳光照。专家设计师用软件现场演示了如何对一栋建筑物进行光照分析，并引导学生关注在“双碳”背景下如何在建筑中更好地利用太阳能资源，让学生更真切地理解“实践出真知”的道理。

通过对学校男生宿舍楼进行大胆的创意、设计，学生的个性发展和创新意识得以提高，真正达到了学以致用、寓学于乐。而且，学生将理论知识、实践所得和创意设计相结合，也让地理学习“活”了起来，富有生活气息，让学生理解了是在学习“对生活有用的地理”和“对终身发展有用的地理”。

（二）课堂数据，精准反馈评价

常规课堂上，教师的评价主要是针对学生个人及其答题情况。在智慧课堂上，利用大数据，教师的教学评价会更有即时性和针对性。本节课上，教师首先评价地理实践活动中测量组每天坚持测量和进行数据记录，科学严谨;资料组通过网络和图书馆查找数据，为后续的探究铺垫了基石;拍摄组善于发现问题，精准记录。接着，借助智慧课堂反馈的互动数据（如图2），针对各学习小组课堂上的讨论次数、与教师互动次数评选出“乐于分享”组，并邀请他们在下节课做一个5分钟的地理科普分享，让学生体会到分享是能力的一种体现，久而久之，更多的学生会参与到课堂互动中。学生提供的建筑物设计作品类型和方案多样，教师可针对学生的绘图能力、建筑物3D模型制造水平和设计方案等进行评价，并根据学生的投票数据评选出“最佳设计奖”，鼓励他们向校长介绍自己的设计理念，让学生更有获得感和自豪感。

三、课后：以分层作业为抓手，精准定制个性化辅导

（一）巩固练习，精准解决问题

常规课堂上，教师布置的作业大多“一刀切”，不能精确地了解每个学生的“最近发展区”。借助大数据智慧课堂平台，教师可以根据学生平时的错题、练习成绩以及课堂参与度与正确率等数据，结合学生学习能力，安排分层作业，巩固知识[1]。这种针对性比较强的作业，不仅能够减少学生的作业量，还容易让学生更为自信，更好地满足学生的需求（如图3）。

（二）多样数据，精准调控干预

大数据赋能下的精准课堂，把教育教学延伸到了课后。借助智慧课堂的大数据，教师可以知道学生有没有及时完成作业，催促该学生按时提交作业;根据作业完成正确率等数据反馈，知道学生对本部分内容的掌握情况，从而对该学生进行精准辅导，推送个性化作业，针对学生学习难点以及心理及时进行调控干预。

四、进一步思考

随着智能化、信息化时代的发展，大数据已经深入我们的日常生活。如何把大数据和信息技术融入课堂教学，通过信息技术反馈的数据精准实施有效教学活动，实现教学高效化、学习智能化是很多教师探索的重要方向。在大数据助力高中地理教学过程中，还需要注意以下方面。

（一）提升教师数据素养

教育信息化2.0时代，呼吁大数据赋能精准教学，关键在于提高教师的信息素养和数据素养。当前，还有一些教师以不想用、不方便、不适应、不会用等理由对大数据或新媒体产生抗拒心理，甚至拒绝使用，这样的话，平板电脑、教学软件、教育数据就是摆设。因此，首先，教师要转变教学观念，真正认识到信息技术在精准教学中发挥的作用。这需要教育部门基于教师的信息技术运用水平，采取个别辅导或者同校教师帮带的方式，拓展教师提升数据素养的渠道。其次，教师要提高大数据的采集、处理、分析和应用能力。了解数据并能够分析数据背后的学情，需要教师对数据给予长期的关注、比对和思考。在这一过程中，教师的信息素养提升便会水到渠成。

（二）选择有针对性的教学方式

借助大数据技术，教师可以实时获得学生课堂上产生的行为数据，但是对这些数据进行分析和选择灵活多变的精准教学方式却是教师难以把握的部分。大数据的背后是朝气鲜活的学生，因此，对于数据的处理和分析不能形式化、表面化、机械化，要以学生的个性化差异为基础，从培养学生核心素养角度出发，将数据与地理学科特点深度融合，选择有针对性的精准教学方式，真正服务于教学。例如，在“地球运动专项复习”这节课上，笔者将信息技术与地理实践活动相结合，采用项目式教学、情境教学、小组探究等方式，真正体现出地理学科味道，渗透学科核心素养。

（三）精准把握学生心理发展趋势

大数据下的精准教学，容易让教师只看考试结果数据和重视分数提升，忽视学生的心理健康。因此，借助大数据实施精准教学时，教师不仅要关注学生的成绩数据，还要关注学生的心理测评数据，通过观察、沟通等方式，了解大数据背后蕴含的内容，对症下药，落实精准教学目标。教师也应利用大数据优势，从线上、线下了解学生的心理发展过程，基于学生的认知能力和知识结构，实施个性化的辅导和干预调控，让学生的心理朝着更加积极健康的方向发展。

（四）科学地实施德育渗透

立德树人是教育的根本任务，坚持五育并举、落实学科育人也是精准教学必须承担的责任。在本节课上，地理实践资料的查找、建筑物的设计以及设计师提出的“双碳”背景下建筑物充分利用太阳能等内容，能够让学生切身体会到人与自然和谐相处的重要性，渗透了人地和谐的核心素养。课中，利用信息技术与地理实践活动相结合，探究任务环环相扣，能够让学生深入探索地理现象与问题，提升学生探究发现、解决问题的能力。课后，借助亲子作业、海报设计、知识竞赛或者地理知识点编词、编曲等个性化作业，能够发挥学生特长，从德、智、体、美、劳等方面育人。因此，精准教学实施过程中，教师要结合学科特点，从独特的视角和教学方式触动学生的心灵，实现学科育人价值[2]。

可见，将大数据运用到高中地理教学中，不但可以提高教师的备课效率和学生的学习效率，精准突破地理教学重难点，提高地理教学效果，还能更好地结合学生学习规律和心理发展特点，探索科学的学科育人方式，促进学生的全面发展。

参考文献

[1] 许云.浅谈小学数学分层作业设计[J].文理导航（中旬）， 2022（4）：52-54.

[2] 于艳艳.优化初中化学教学，渗透德育教育思想[J].科学咨询（教育科研），2021（9）：271-272.

（作者张荣系安徽省合肥市第四中学地理学科主任，一级教师;闫杰系安徽省合肥市第四中学地理教师，一级教师）

责任编辑：孙建辉