基于云笔构建小学数学精准教学的实践研究

薛海清

摘要：学习者个体之间存在差异，教师需要基于这种差异开展精准教学。但当前我国仍以大班式传统教学为主，偏向经验的定性分析，缺少过程性数据，精准化教学实施存在较大困难。因此，作者在“互联网+教育”背景下，尝试运用云笔技术构建小学数学精准教学模式，并以《小数点移动》一课为例展示该模式在教学实践中的具体应用，最后对小学数学精准教学实践效果、不足与努力方向进行了总结，以期为精准教学提供一定参考。

关键词：云笔技术；精准教学；数据分析

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2023）12-0067-04

精准教学构建的背景

精准教学最早是20世纪60年代由奥格登林斯利基于斯金纳行为学习理论提出的，主要关注行为本身为教学决策提供依据，但由于当时技术的有限性及行为主义本身的局限，未能得到广泛的实践应用。[1]在信息技术赋能精准教学模式下，教师记录学生各阶段学习行为数据，全面分析学生学习状态，了解学生实际情况，并据此动态调整教学策略，形成“挖掘—定位—决策”的递进关系，即学习数据的精准挖掘、学习情况的精准定位和基于学习数据的精准教学决策。[2]

1.学生存在个体差异化的基本属性

学生在心理特征、学习认知、学习风格等方面存在着诸多差异，学习者自身的特殊性也影响着其学习认知活动的开展[3]，这种差异化需要教师关注学生个体特征，基于个体差异进行精准教学。

2.教育数据在教学实践中未能充分挖掘

在传统教育模式下，教师以采集学生的阶段性测验数据为主，过程性数据在日常教学中难以被有效采集，从而导致缺乏互动数据分析和学情诊断数据。

3.信息技术赋能教学，为精准教学的实现提供支持

在教育大数据背景下，利用数学建模和数据分析可以为学生的学习特征进行智能画像，以个体学习需求制订学习目标、设计教学活动、开展诊断评价，以实现精准化教学。

基于云笔构建小学数学精准教学模式

针对教学的现实情况，笔者尝试在课堂教学中运用云笔技术，构建小学数学精准教学模式。尝试以数据驱动的方式对学生的学习过程和结果进行量化分析，并利用数据实时辅助教学决策与教学指导，确保学生个性化学习的良性循环。

1.技术支撑

数字光学点阵笔（简称云笔）是一种基于计算机视觉识别辅助技术的智能硬件，它通过笔尖高速红外摄像头采集学生的书写数据，借助蓝牙、USB等数据传输方式把学生数据上传至相应的“诺笔有声—云课堂”教学平台（简称“云课堂”教学平台）。

云笔技术不改变学生日常书写习惯，在常规的教学环境下，通过与教室多媒体设备、教师端和学生端电子设备的融合，实时展示与统计学生的学习数据。教师借助云笔技术既可以生成班级整体学习结果，发现教学中存在的问题，也可以回看学生的个人学习轨迹，反推学生思维，还可以在课堂中通过互动答题卡随时采集教学过程中的关键数据，勾画学生个性化的数字画像，实现师生、人机立体交互，助力精准教学的顺利开展。此外，在教学中笔者也尝试把希沃白板5、钉钉APP、问卷星系统等技术融入课堂，以更好地追溯学生数据，打造高效课堂。

2.操作框架

基于云笔技术开展的精准教学通过挖掘数据形成学生数字画像，以学生学习活动为核心，在数据反馈基础上不断调整教学目标和学习目标，优化教学活动和学习活动，实现了精准促教与精准促学。笔者基于云笔技术构建了开展小学数学精准教学的操作框架，如图1所示。

3.教学模式

笔者借助云笔技术初步形成课前“前测”、课中“自主探究、课中交互、反馈提升”、课后“精准辅导”的精准教学模式，如图2所示。

（1）开展前测，精准学情

学生个体差异与课程实施整齐划一之间存在矛盾。因此，教师应以课前测试数据分析、评价为基础，建立“数据解读、精准诊断、个性评价”的课前分析机制，重新思考“教什么”和“怎么教”。根据“云课堂”教学平台的可视化数据诊斷学生学情，对班级学生学习水平做精准判断，全面了解学生已经掌握的程度和薄弱环节，调整教学目标的重难点。根据学生差异设置层次性的教学目标，灵活安排教学内容，选用合适的授课方式。

（2）课中交互，反馈提升

①自主探究阶段。前置“自学”，促学习“自主”。学生依据前测中的学习诊断单进行自主学习，改变被动学习状态。

②课堂交互阶段。系统对学生前置学习的行为数据进行采集并及时分析和可视化呈现，教师根据数据了解学生对知识的掌握情况，发现问题并讲解，同时，还可以对学生书写过程中的思维过程进行展示与追问，引导学生对这些关键问题进行深度思考与交流，碰撞思维火花，实现多维对话和互动，发展数学核心素养。

③评价反馈阶段。教师对比学生前后两次测试的学习数据，观察学生存在的变化，对学生整体的知识掌握情况有更为精准的把握和评价，学生隐性思维过程也可以在平台中得以保存。对学生存在问题较多的地方，及时使用平台回放功能反馈纠正；对学生进步之处给予肯定评价。

（3）实时评价与追踪，精准辅导

教师课后利用“云课堂”教学平台对班级学生学习情况进行全方位的了解，根据学生所学情况，进一步设计针对个人的学习诊断单，向学生推送学习资源，落实个性化精准辅导，使反馈结果更加个性化。

基于云笔开展的小学数学精准教学案例

笔者以《小数点移动》一课为例，以云笔技术为主、其他信息技术为辅，将课前、课中、课后各个环节融为一体，借助精准的全过程数据推动常规教学与学生个性化学习有机结合，具体教学流程如图3所示。

1.梳理学情，确定目标

部分学生对“小数点位置的移动会引起小数大小的变化”这一知识点知其然而不知其所以然。因此，笔者在新授课之前使用云笔在“码点纸”上进行课前测试，以具体明确学生的学习情况（结果自动上传“云课堂”教学平台）。统计结果显示，35.5%的学生基本掌握小数点的移动规律，25.8%的学生在计算较为复杂的练习时有些困难，35.5%的学生还未接触过小数点移动相关知识。笔者根据学生的前测情况将教学目标进行分层，如右表所示。

2.课中探究，精准展示

（1）合作探究，共享数据

笔者借助钉钉的“在线协作共享文档”功能，要求学生以小组合作的方式进行探究学习（如图4）。教室多媒体平台实时收集学生的探究结果，并以直观、具体的形式共享数据成果。学生通过交流和分析，逐步完善对小数点移动规律的认识。

（2）自主探究，创造数据

学生使用云笔在“点码纸”上编算式、猜测结果、验证结果和归纳结论，进行独立探究。“云课堂”教学平台实时记录学生的探究过程，并展示课堂得到的生成性资源。师生共同探讨“一个小数除以10、100、1000，小数点如何移动”这一问题，引导学生将知识的逻辑结构重新架构起来，再归纳规律。

（3）展示交流，解决难点

笔者使用云笔的回放功能在全班共享“移动小数点”时的轨迹，特别是“小数点移动位数不够补0”和“小数点前面没有数时补0”这一难点，动态呈现学生错误移动过程，引导学生在质疑、讨论、纠正中解决本节课的难点。

（4）当堂检测，精准评价

笔者利用云笔组织测验，并通过“云课堂”教学平台得到测验结果。重点关注成绩不佳的学生，并进行针对性辅导；对于前后测表现较好的学生，也会给予鼓励，让每一位学生都能有所收获，使课堂教学真正满足学生个性发展需要。

3.课后诊断，精准推送

笔者利用课后时间继续研究学生数据，分析错误原因，设计学生的个人学习诊断单，以便学生了解自己的学习情况，对自己的学习目标做出合理规划，并为学生提供了挑战基础、提升、进阶三阶任务，以满足不同层次学生学习的需要，这样面向全体学生进行的针对性“微辅导”，落实了个性化精准辅导。而学生在练习时如果遇到困难，可查看教师开发的数字化学习资源（学习提示单或微视频）。

成果与反思

1.教学实践效果

（1）基于数据精准讲评，提升课堂效率

课堂教学的常态是教师必须对学生作业中存在的问题进行讲评。教师凭批改作业时的记忆选择性讲评，往往会耗费大量时间，而根据“云课堂”平台数据显示的得分率来进行讲评，提升了讲评的精准度，提高了课堂效率。

（2）基于数据精准诊断与练习，实现个性化学习

云笔提供的学生数据反馈，促进课堂从标准化教学向差异化、个性化教学迈进，形成了个性化的学习支持体系。学生能根据评价诊断合理规划学习目标和方向，选择适合的学习路径，让个性化学习真实发生。

（3）转变学生学习方式，积极参与学习活动

信息技术与教学的融合，转变了学生的学习方式，全方位调动学生在新技术的作用下多感官参与。学生在“做”中学、学中思，调动了学习的积极性，促进了高阶思维的发展。

2.不足与努力方向

云筆及“云课堂”教学平台目前处于个别班级的实践尝试中，还需要不断改进，以获取更大的适用范围。“云课堂”平台系统上的学习资源（微视频、学习提示单、习题系统）仍在开发中，使用范围有限（局限于客观题），还不够丰富、灵活。

如何利用信息技术将日常学习中的大数据按照一定规则沉淀、收集起来，从多维度分析学习过程和结果，实现综合评价和增值评价？[4]课后智能化学习和训练应构建怎样的评价系统、评价标准？这些问题还有待于整个团队的持续研究。

参考文献：

[1]GRIFFIN C P，MURTAGH L. Increasing the sight vocabulary and reading fluency of children requiring reading support：the use of a precision teaching approach[J].Educational psychology in practice，2015，31（02）：186-209.

[2]雷云鹤，祝智庭.基于预学习数据分析的精准教学决策[J].中国电化教育，2016（06）：27-35.

[3]郝建江，郭炯.智能技术赋能精准教学的实践逻辑[J].电化教育研究，2022（06）：123.

[4]唐彩斌.大数据时代小学数学精准教学评的整体优化[J].全球教育展望，2021（06）：96.