教育数据支持小学科学精准教学的实践探索

程英

大数据时代已经来临，教育数据在小学科学学科精准教学的过程中发挥着重要的作用。教师运用人工智能、互联网、物联网或者多媒体信息技术进行全方位的智能学情分析，精准掌握学生学情，为学生打造贴合自身学情的学习方案，实现个性化教学。

一、基于教育数据突破教学重难点

教育数据为小学科学教学增添了辅助作用，已经成为教师教学的良好助教，能帮助学生有效突破教学重难点。

例如，苏教版四年级下册“冷和热”单元涉及温度的多次测量和持续测量，教师可以利用信息技术手段收集教育数据，保证记录的准确性，形成图谱，方便学生寻找规律。实验中有时会出现异常数据，常规课堂中，教师会怀疑是否是由于记录失误产生的，但基于信息技术形成的数据结果就可以排除这种可能性。教师可以告诉学生在探究过程中出现异常数据很正常，并引导学生明白科学探究的答案有时不是唯一的，让学生知道真正意义上的科学探究是对客观世界中人类未知领域的探究，是无法预知结果的。师生要一起去伪存真、去粗取精、细致分析、精密推断。

二、利用教育数据打破时空区域壁垒

想让教育数据在科学课中发挥作用，主要有两条途径。一是借助已有的成熟系统作为学生学习的工具，目前最常见的就是兼容性很强的模拟实验应用程序。二是教师通过整理形成与科学学科相应学段的知识图谱，搜集一些项目式的学习内容。当然，这两种方法也可以结合使用。

1.虚拟与现实融合，拓宽科学教育场域

小学科学教育主要基于学生对客观世界的探索兴趣展开教学，虚拟和现实的融合，大大拓宽了学习的场域。

例如，四年級上册第4单元“简单电路”的第3课“电路暗箱”一课中，利用虚拟实验室PhET突破实验现象不明显的局限，直观可视，同时也可以避免实验时间过长，让课堂更加高效。

学生因疫情居家学习期间，教师开展了丰富多彩的线上学习和线下自主学习的活动，一周一推送，受到广大学生的喜爱。无论是线上课程还是线下自主学习，学生都可以将虚拟和现实的学习内容进行有机融合，充分提高自身参与度。

2.课内与课外融合，实现教育资源互补

苏教版三年级下册前两单元是“植物的一生”和“植物与环境”，教师要充分开展教学活动，培养学生亲近自然、欣赏自然、珍爱生命的意识，使其积极参与到对资源和环境的保护中去。三年级学生对科学活动充满兴趣，教师要保护他们对科学的好奇心和探究欲。研究植物的过程中，教师可以给学生推荐应用程序来识别和认识植物，把课堂学习延伸到课外，让学生自主观察、探究、描述和总结。

3.集体与个别兼顾，实现因材施教

在执教四年级上册“矿物与我们的生活”一课时，教师发现一些问题：教材内容距离学生较远，虽为学生提供了一些信息，但由于不同的学生知识储备存在差异，教材篇幅以及课堂时间存在限制，学生获得的信息量较小，适应不了新时代的要求和学习的需求。因此，教师在课前准备丰富的教学资源包，充分展示人们利用矿物制作日用品的事例，给学生自主探究的时间，让他们有机会接触自己感兴趣的内容，接受科学的熏陶，从而建立矿物是重要自然资源的认识，真正感受到岩石、矿物对人们来说不可或缺的意义，激发学生保护矿物资源的意识。

三、挖掘评估数据，追踪学生学习情况

在汉王科技的官网上，有套系统被称作是“人工智能与课堂教学的深度结合”，每个学生的行为数据都会被生成详细的统计表格，定期发送给教师和家长，便于他们精准监控学生的情况。此外，“智慧课堂行为管理系统”的监控能力比汉王科技的更精密——每30秒就会对全体学生进行一次扫描；对学生状态的评定也更细致，区分了阅读、举手、书写、起立、听讲、趴桌子等各种动作和情绪。每个动作和情绪对应一个分值，得分高低直接反映学生学习状态的好坏。

教师可以利用教育数据对学生的学情进行分析。课前，教师可以利用问卷星平台对学生进行一些前测，利用计算机进行批改，并及时准确地对学生的能力进行预判感知，从而进行一些针对性的训练。课堂上，在学生完成电子记录表，后台统计全体数据，以柱状图、堆叠图等方式呈现，数据精准且直观。课后，利用教育数据对学生进行评价，如智学网，教师可以随时随地批改作业。对各项数据的统计也能快速实现，对每个学生的薄弱点分析得也非常到位。

教育数据支持的精准教学应当目标明确，围绕学生的学习短板和学习问题进行针对性的训练和教学；应当突出手段的先进性，学会利用大数据技术构建完善的教学体系，让小学科学教学更加先进；应当创新小学科学教学方式，在教学手段上获得更多支持，在教学内容上具有更强的针对性。

当然，对教育数据支持小学科学精准教学的应用主张不能激进，它毕竟是一个工具，首先要判断它是否是有效的、有限的、有条件的，才能判断其是否适合利用。对待教育数据，我们要去主动适应、适度利用，但不可盲从。