大数据支持下的小学数学精准化教学路径分析

摘 要：随着信息技术的发展，大数据分析在教育中的应用越来越广泛，我国教育领域基于教育改革背景逐渐掀起精准化教学的热潮。大数据时代的到来引发了思想观念、生活教育的变革。十八届五中全会提出要实施“国家大数据战略”。大数据时代要树立大数据思维，充分挖掘大数据中的价值才能充分使用大数据技术。在小学数学教学中运用大数据进行精准教学也是时代发展的需要。

关键词：大数据;小学数学;精准化教学

中图分类号：G623.5   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2022）14-0091-04

大数据支持下的精准教学有巨大价值，教师借助大数据可以让学生获得可持续发展，大数据在教育改革中发挥了重要作用。小学数学教师要意识到大数据对教育发挥的作用，挖掘大数据的价值，这样才能提高教学效率，促进学生全面发展。

一、 精准教学的核心概念界定

在精准教学的发展历程中，有很多学者对精准教学给出了自己的定义。精准教学的开创者认为精准教学是可以监控学生变化的系统，而非一种教学方法。教师可以根据学生的变化图来动态调整每个学生所需要学习的课程，从而让每个学生都能达到学习效果最大化。在此之后对精准教学进行研究的其他学者也纷纷给出了自己的定义。如韦斯特认为精准教学是一种教学评估方法的系统而非教学方法;欧文·怀特认为精准教学是一个对课程以及教学策略进行评估的系统，精准教学不会规定教师要教什么，也不会规定教师要如何教;格里芬认为精准教学是一种评估学习的方法;库比纳认为精准教学是评估学生表现的测量系统……

国外学者纷纷对精准教学发表了自己的看法，国内对精准教学的研究还处于发展阶段，也有学者对精准教学发表了自己的见解。如精准教学在国内发展的引领人祝智庭教授认为，精准教学是一种高效的教学方法。而其他学者有些认为精准教学是教学形式的一种，通过对学生表现以及学习行为的记录来提升学生的成绩;有的认为精准教学是一种很先进的教学方法。2016年精准教学与信息技术结合起来，大数据背景下精准教学的价值有了更加丰富的体现。

要让教师接受并使用精准教学，教育工作者也可以把这种教学理念作为一种教学模式来进行理解。无论是国外还是国内对精准教学的研究，都要以数据为立足点。信息时代，教师要利用现代科技为数据测量提供教学支持，这样可以促进精准教学的发展。

二、 大数据相关原理和技术相关概念

（一）大数据原理

1. “全数据”原理

大数据时代下，人们的思维方式也发生了很大的转变，其中“全数据”作为大数据相关原理之一，对时代的发展有重要作用。在“全数据”原理支持下人们在研究某个事物时不仅要对这个事物本身进行研究，还要对与这个事物相关的其他数据进行研究，不能只研究一些部分的、片面的数据。以往，由于信息技术还不够发达，人们对数据还局限于采集与储存，还不具备对大规模数据进行分析的能力。但是在大数据时代，人们可以利用信息系统构建庞大的数据资源库，同时还拥有对这些数据进行处理的成熟技术，不仅可以采集数据还可以对数据进行深入挖掘。在大数据时代，人们可以通过对数据的研究发现一些与平常有差异的情况，而这些差异往往可以给研究者带来惊喜收获。通过对异常数据的研究，可以发现一些深层次问题，并利用数据分析以及处理技术来全面地、深入地、细致地研究数据，从而进行更多的论证，这也是“全数据”最大的优势之一。

2. 精准性原理

大数据精准性体现在利用现代技术的数据采集以及处理技术，可以十分精准地找到被分析的对象并分析出精准的结论，从而采取精准的策略。大数据的精准性不仅仅是数据的精准性，相反在大数据系统中研究者更加关注数据的混杂性。相关研究人员认为整个数据中的结构化数据只占据整体的5%，而非结构化数据却占据了整体95%。研究者只有接受不精确的数据，才能将这95%的非结构数据充分地利用起来。

在以往系统中我们一直在追求要让数据更加精准，尽量减少错误的数据。但是在大数据时代，利用科技研究者可以掌握几乎所有的数据，就算出现了部分的错误数据，对整个结果的正确性影响也不是很大。大数据的精准性在商业中的使用应该是最为显著的，商家可以利用大数据了解买家的购物需求以及其他消费信息，从而来给买家进行精准推送。除了商业领域，教育领域也要意识到大数据精准性对促进教育发展的重要性。

（二）大数据功能相关理念

1. 关系理解功能

关系理解功能是大数据系统的重要功能之一。这个功能是基于對事物因果关系的探索基础上探索事物相关性的功能。大数据为数据分析提供了技术支持，为处理非结构提供了很大的便利。传统的数据系统难以为大量的非结构化数据提供管理，但是先进的大数据技术解决了这一问题。大数据利用关联数据的技术将人物、事件以及概念等因素串联起来形成一个关联数据链。这个关联数据链中的数据是具有明确知识单元的、具有明确的元数据描述的可以被计算机处理的数据。

关系理解功能最重要的价值在于对数据的分析以及预测。在教育领域可以通过大数据来分析学生的学习实况，进而帮助教师在教学中做出精准的决策。大数据可以实现精准预测的核心在于将事物之间普遍的联系原理与数据处理技术结合起来，分析事物可能出现的潜在发展趋势。如通过大数据关系理解功能对小学数学课堂中教师、教学内容、学生以及教学行为之间的联系进行分析，并将这个联系以具象化的形式展示出来。如通过数据发现想象力丰富的小学生对几何知识的学习兴趣比较高;逻辑性较强的学生对代数关系类的知识学习的兴趣较高;小学数学教师通过对这些关系的解读可以构建精准的教学策略来构建数学教学课堂。

2. 数据的分层功能

数据分层也可以理解是大数据对数据的量化分析。系统采用计算机对数据的挖掘和分析技术，结合数据库原理对已经生成的结构化数据或非结构化数据用量化的形式进行结构转化的分析。数据分层是大数据系统中的使用工具之一，也是重要功能之。当使用者要对庞大的数据进行管理时，就可以使用数据分层功能。这一功能可以直观地输出数据，还可以对数据有更加深入地掌握，通过规范数据层还可以减少数据的重复开发。在教育中，数据分层功能一般用于对教学形式和教学对象的量化分析。当小学数学教师面对数学基础、性格特点以及兴趣爱好都不一样的学生时，采用对象分析的手法才能展开个性化教学。

三、 基于大数据支持的小学数学精准化教学策略

（一）基于大数据树立课程教学新思维

当教育工作者在教育领域使用大数据时可以更好地捕捉学生的学习行为、学习状态以及学习结果等多方面的信息，并将这些信息转变为可量化的形式。在大数据时代，教育工作者不能避免大数据给传统教育形式带来的挑战与冲击，教师要利用大数据突破传统教学的局限。为此教师首先要在小学数学教学中融入大数据思想。

1. 树立课程数据挖掘思维

数据是大数据的基础，不管是大数据的功能也好还是大数据的技术也好，都是建立在数据基础之上的。这些庞大的数据中有非常丰富的教学价值，教师想要把大数据技术运用到数学课程的精准教学中，一方面要拓展小学数学课程的数据来源;另一方面要对小学数学的相关数据进行理解，这样才能够更加充分地挖掘数学课程数据中的价值。数据运用以及对数据进行深入挖掘是现代小学数学教师要实现精准教学的基础。目前部分小学针对本校的情况开发了线上教学管理系统，在数学课堂上微课、“空中课堂”教学形式以及学习社交软件的使用让教师想要获取数学课程的数据更加便捷。

教师可以通过学生在课堂上的打卡次数来了解学生上数学课的出勤情况、通过眼部识别系统来获取学生的上课状态;在课下还可以根据学生线上提交作业的次数来掌握学生的作业完成度、通过提交作业的时间以及准确性来判断学生对知识掌握得是否牢固、通过线上调查表的分析来获取学生在数学知识学习中的偏好等数据，这些数据可以较为全面地反映学生的学习状态。

对数据进行挖掘时既要重视学生在学习中的共性需求，还需要了解学生在学习中的差异化需求。在“双减”政策和教育改革下，小学数学课程的教学任务重，教师不仅要提升教学质量、减轻学生的学习负担，在这一过程中还要对学生的学习能力、数学思维、数学核心素养进行培养。一般在传统课堂中有些教师是采用大班教学的形式来展开教学的，这样的形式下教师要提升数学课堂的实效性有一定难度。那么教师在挖掘数学课程的相关数据时，既要挖掘针对学生个体的学习数据，还要找到班级学生在数学学习中的共性。

挖掘学生的个性后教师可以利用线上课程来弥补线下教学的不足。教师在进行统一授课时就可以利用班级的整体数据设计整体化教学方案。

2. 树立课程数据分析思维

深入挖掘庞大的数据价值是教师适应大数据技术的重要表现。教师可以把利用大数据的分析技术挖掘到的小学数学课程中的数据转化为有教学意义的信息。这样可以让数据从无价值转变为有价值。在大数据时代，数学教师想要进行精准化教学就要利用大数据技术把大量的数学课程数据转变为有教学意义的信息。

大数据的分析算法有很多种类，如聚类算法、关联算法或异常值算法等。小学数学课程中的数据形态丰富多样，不同学生的数据表现形式也不同。小学数学教师可以利用聚类算法先把数据进行分类。如学生在课堂上的专注度、课堂参与程度、参与课堂讨论的程度等。或者教师还可以按照小学生对数学知识的偏好、学习期望、数学学习基础等进行分类。教师先对这些数据进行分析再进行针对性地备课。

在課程分析中，若有一些数据明显与其他数据有很大的不同或者差异，那么这些数据就是异常数据。教师对异常数据进行分析的过程就是对学生的个性进行挖掘的过程。在传统的教学中，小学数学教师会忽略对学生个性思维的培养，因此坚持个性化教学思维也是大数据分析思维中的一部分。利用关联算法对数据进行分析时教师首先要找到各个数据之间的关联。

如在教学北师大版四年级上册的知识时，通过某学生的浏览记录可以发现学生浏览次数最多的是“乘法”“除法”“运算律”这些知识，那么教师可以分析出该同学对算术类的数学知识较为感兴趣。在这些知识中学生在题目“计算225×72时，用72十位上的7去乘225，那么答案是”“小明从S地到1400米外的B地去办事，去的时候每分钟走20米，回来时每分钟走70米，那么小明来回往返的平均速度是多少”这两道题上花费的时间是10分钟，在“一个运输队要给图书馆运输一批图书，每车可以装245包，每包可以装100本书，一共运了9车，那么这些书一共有多少的本”这个题目上花费的时间是20分钟，那么可以分析出学生对乘法、除法的知识掌握得较好，对运算律的知识掌握得较为欠缺。那么教师就可以针对学生运算情况设计精准化教学方案，从而促进学生的深入学习。

（二）运用大数据开展新型的精准化教学形式

构建数学课程数据技术平台，采集教学数据。数据处理技术是运用大数据技术的关键，为了让大数据实现对小学数学的精准检测，学校要具备一个能够进行大数据分析的技术平台，这是小学在大数据时代下展开精准教学的硬性指标。学生每天在网络学习平台上的信息都会记录在后台中，各个后台的数据还可以融汇到一个平台中，这样可以拓展平台数据来源的渠道，有利于汇集更多的有效数据，从而帮助教师展开精准化教学。构建小学数学课程数据平台需要学校内各个部门的配合，在必要时候还需要整合一些校外数据。学校可以利用大数据来捕捉学校的后台数据，建立学校后台的元数据库，在学校的内部构建一个数据共享平台，这个数据共享平台可以形成基础数据平台，数学教师可以通过对数据的分析来绘制学生在数学学习期望、数学学习知识以及数学学习兴趣方面的图表。

就小学数学教学而言，教师在设计教学方案、确定教学目标前，要先在基础数据平台上了解、掌握学生的基础资料，并将这些数据进行具象化分析。在学生数学基础数据库上建立数学课程数据库，教师可以把学生在课堂上的学习情况以及课后的作业情况上传到数据库中，这样就可以形成一个完整的数学线上资源平台。本校所有的小学数学教师都可以在这个平台上共享数据，在教学中教师还可以把数据共享给学生，让学生对自己的学习状态以及学习成效有更加深入地了解。

在整合校外资源时，一些网络搜索工具可以给教师提供便利，如百度、火狐、QQ浏览器等，教师在搜索引擎中输入“小学数学”这几个关键字，就可以得到相应信息资源。

（三）构建课程数据网络课堂

传统的教学形式存在一定的弊端，教师受到课时的影响要讲授完整的知识体系需要耗费很多时间，这样的教学形式难以落实小学生在课堂上的主体地位，还有可能让学生陷入机械性学习模式中。教师为了提高小学数学教学的有效性不仅要做到减负提效，还要在规定的时间内丰富教学内容，为此教师可以尝试构建网络课堂。

网络课堂可以弥补传统教学形式中的不足，把数学学习延伸到课堂外，还可以对课堂上的教学内容进行补充拓展。大数据时代下，网络上拥有海量的教学资源，可以为数学学习提供更多的教学素材。可以使用大数据来创建网络课堂，如“空中课堂”“微课教学”。

“空中课堂”是线上授课形式，教师依托网络和学习软件随时随地都可以展开数学教学。“微课教学”也就是视频教学，在视频中对某个重难点知识进行讲解让学生把握学习重点。在这种教学形式下如果学生在课堂上有疑问没有得到解决就可以通過网络和教师进行沟通。对教师来说这种教学形式可以有效地丰富数学教学内容。

（四）构建数据人才队伍

要把大数据与数学精准化教学结合起来，不仅需要信息技术的支持，还需要教师具备高素质的大数据应用水平。学校要注意对教师信息素养的培养。学校可以通过开展讲座、信息技术课程等形式帮助教师学会大数据的数据分析以及应用知识。学校要定期对小学数学教师展开考核，保证教师具备灵活运用大数据系统的水平，这样才能把小学数学精准化教学与大数据结合起来。

四、 结语

大数据时代，不管是教师还是学生都可以在资源共享平台平等地拥有数学学习资源。这改变了在传统的教育形式中以教师为主体的情况。小学数学教师要对大数据功能进行深入分析，利用数据分析功能构建高效的精准化数学教学课堂。

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作者简介：余庆玲（1980～），女，汉族，浙江金华人，金华师范学校附属小学，研究方向：小学数学教学与研究。