基于数据分析的高中数学个性化作业设计实践研究

摘 要：教育改革背景下，高中数学的育人方向也发生了改变.作业是巩固学习基础、延伸学习活动的重要途径，融合数据分析技术，基于个性化视角开展数学作业设计，更能迎合不同高中生的学习需求.教师应在提高作业设计与实践有效性的前提下，推进学生在数学领域的长远发展.为此，本研究基于数据分析功能，详细分析高中数学作业设计面临的困境，并从实践角度制定以数据分析为支持的高中数学个性化作业实践策略，望研究能够充分发挥个性化作业功能，为提升高中生数学学习能力奠定基础.

关键词：数据分析；高中数学；个性化作业

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2023）36-0035-03

收稿日期：2023-09-25

作者簡介：许卫俊（1979.10-），男，硕士，中学高级教师，从事高中数学教学研究.

信息技术的发展改变了传统教与学的方式，也为教师提供了更多学科育人资源.数据分析是基于信息技术发展下所延伸出的一种技术系统，能够实现对学生学情、学习数据的有效追踪，为明确学生不同阶段的学习重点和学习方向奠定基础.作业属于高中数学教育的重要组成部分，但受传统教育观念影响，作业大多以统一化的布置形式为主，并且常采用题海战术，一定程度上影响了学生作业实践效果.为此，基于数据分析展开高中数学作业的个性化设计具有一定的实践意义.

1 数据分析下高中数学作业设计面临的困境

高中数学有助于发展学生的探究能力和创新能力，对于启发其科学思维具有积极的促进作用.作业属于高中数学教育的重要组成部分，可在巩固学生知识印象的同时，驱动其实现知识的灵活化运用.但在信息化、智能化、新课标等多种社会环境和教育改革背景下，高中数学作业中存在的问题开始逐渐显露，具体表现在以下几个方面.

1.1 缺乏智能化作业布置

现代化背景下，诸多以数据分析为支持的教学手段走进高中数学课堂，改变了传统高中数学教学模式，也为数学作业的布置带来较大便利^[1].具体而言，相较于其他学科作业而言，高中数学作业带有较强的抽象性特征，并且包含许多隐晦的数量关系，在解析数学作业时，学生需要经历具体-抽象-具体的实践过程.这种情况下，教师需要结合数学分析，为学生布置智能化作业，如针对立体几何等相关知识点布置作业，组织学生通过电子手动绘制的形式完成；依托数据分析把握学生现阶段学情和学习中遗漏的知识点，设计与其能力相符且带有补充性特征的作业任务^[2].但结合目前教师对于数据分析的应用情况来看，并未充分发挥其智能化功能，大多仅依托数据分析收集作业资源，并未充分考量此类作业是否迎合学生成长需求，一定程度上影响了作业设计的有效性.

1.2 未凸显个性化作业特性

个性化、精准化教学始终是教育领域所追求的理想教学方式，也是高中数学作业布置的根本诉求^[3].作业能够延续课堂学习并凝练知识内容，为学生提供更多实践和应用机会.学生成长环境不同，学习能力也存在明显差异，作业能否与学生需求相对接，也直接影响其总体设计的有效性.数据分析背景下，教师需要在调查学情基础上，同步考量教学要求，在保障作业内容符合教学目标的情况下，按照学生需求调整作业数量和难度，由此形成个性化作业，助力学生的多元化成长.但基于高中数学作业设计情况来看，数据分析更多是对接教学要求，即常以教学为根本改变作业题型，却并未充分考量学生共性和个性化特征，导致在作业实践中出现优等生“吃不了”、学困生“吃不饱”的局面.

1.3 缺少多元化作业反馈

评价是检验教与学成果最为有效的途径之一.在数据分析背景下，教师可依托大数据改变传统评价模式，确保评价活动更为高效、精准地实施.但结合数据分析在高中数学作业评价中的应用情况来看，多以简单的“对错”反馈为主，作业批改后所形成的数据更多指向结果性评价^[4].也就是说，部分教师并未将数据分析融入过程性评价中，无法清晰直观地展现学生完成作业的过程或解题的思路，导致数据分析优势无法充分发挥，也无法带来理想的作业评价效果.

2 数据分析下高中数学个性化作业实践策略

个性化作业主要为适应个体或是特定群体需求而设计的作业任务.以数据分析技术辅助个性化作业设计，不仅能够迎合不同层次学生的发展需求，更能提供海量、多类型的作业资源，并转变传统作业实践、评价等形式.基于此，文章基于数据分析视角，开展高中数学个性化作业设计实践策略研究.

2.1 结合数据分析结果，实施“滚动复习”作业

结合以往高中数学作业布置方向来看，更多是以教学目标为首位，并且未充分发挥数据分析带有的智能化功能，一定程度上影响作业设计与实践效果.事实上，作业不仅是课堂学习活动的延伸，也是实现高效复习的重要渠道^[5].基于高中生的记忆规律来看，在新知识进入学生大脑后，便已开启“遗忘”之旅.这种情况下，需要依托作业达成及时复习、巩固记忆知识点的目标.“滚动复习”作业是基于数据分析辅助下所形成的智能化作业形式，其主要依托大数据平台，在每周、每月或是每学期，定期向学生提供相应的滚动练习作业.此类作业能够根据学生完成情况，如遗漏的知识点、未攻破的重难点内容，调整下次“滚动复习”作业内容，真正在迎合学生个性化发展的前提下，确保作业设计的有效性.为此，在个性化作业设计要求下，教师可充分利用数据分析功能，综合不同课程教学目标，向其提供“滚动复习”作业，以此满足不同学生的学习需求.

以高中数学“立体几何”课程为例，本课教学目标是帮助学生掌握点的位置向量的概念，并能够结合向量语言，完成线面、面面的垂直、平行关系的表述方法，了解求直线的方向向量与平面的法向量方法.为确保个性化作业设计能够与教学目标相对接，亦为凸显数据分析优势，教师可搭建大数据平台布置“滚动复习”作业.为迎合学生学习特征，在前期作业布置中可凝练本课概念内容，以此驱动学生对概念知识进行回顾，再逐步提供练习实践型作业内容.同时，为确保“滚动复习”作业设计的有效性和长期性，可遵循前期每次作业间隔1～3天、后期每次作业间隔一周或是一月的规律，以此深化学生对知识的记忆效果.在题型的设计上也可坚持个性化原则，即基于立体几何知识特征，为学生提供一些可手动绘制的作业，并根据学生作业完成情况，调整下次作业的难度和时长.假设学生在概念知识的理解中存在阻碍，可加大概念作业的占比，增加“滚动复习”的频率，并结合数据分析系统带有的自动提醒功能，定期提醒学生完成作业时间.此方式不仅充分发挥了数据分析带有的智能化功能，也在某种程度上减轻了学生学习负担，使作业更为高效、科学、智能.

2.2 基于数据采集功能，开展分层作业布置

以往的高中数学作业大多以统一化的形式进行布置，此布置方法虽能在某种程度上迎合教学目标，却并未充分考查每位学生学习需求，导致出现作业难度、完成时长与学生能力不符的情况出现.数据采集功能属于数据分析技术中的重要组成部分，通过数据采集能够随时跟踪学生的作业完成情况、学习能力水平.同时，基于学情数据结果制定分层作业，更能满足不同学生的学习需求，助力学生在数学领域的长远发展.为此，教师应充分发挥数据分析优势，及時利用数据采集功能，跟进学生作业完成情况、基本学情，等等，为实现个性化作业设计目标打好基础.

如在高中数学“函数”相关课程教学中，教师需要帮助学生把握函数的概念和性质，了解幂函数、指数函数、对数函数、三角函数特征，并掌握函数的应用方法.为迎合个性化作业设计需求，教师可结合数据分析功能搭建校本数据库，并在数据库中设计不同的板块内容，以对接函数的相关知识点.同时，结合数据库内容和教材资源，向学生提供带有综合性特征的单元检测题，再根据学生的完成情况，如完成时间、准确率等，推送不同的作业任务.此类形式真正以数据分析作为支持，配合校本题库的建设，可帮助教师编制出更多能反映学生学情且带有严谨性、针对性特征的分层作业.同时，学生在完成作业的过程中，也可利用校本数据库中的各个知识板块，对数学知识进行巩固与复习，真正在发挥作业最大化效益的基础上，确保数学作业的个性化实施.

2.3 依托数据分析优势，落实多元化评价

《普通高中数学课程标准（2017年版）》提出应以立德树人为目标，发展学生数学抽象、数学建模、逻辑推理等核心素养.在新的教学目标下，高中数学教学、作业布置等环节均发生不同程度的改变，以适应新课标要求.但结合实践结果发现，有关于核心素养的评价较少.评价是检验教学成果最为有效的途径之一，高中数学作业也需要以评价检验学生的完成结果.受高考压力的影响，高中生的学习时间相对有限，这种情况下大多只能以结果性评价检验其学情，一定程度上限制了学生核心素养的发展.为此，在数据分析背景下，教师可结合大数据技术高效率、精准性地检验学生学情，并将过程性评价和结果性评价同步融合到作业实践中，为达成个性化作业设计与实践目标奠定基础.

可将作业评价分为多种形式，具体而言，将阶段性考核与作业记录相融合.阶段性考核是诊断学生的学习效果、制定下阶段作业计划的重要基础，其主要以成果性评价的方式出现，在教与学的过程中起到不可替代的作用.但一味地注重成果性评价容易导致评价结果出现偏差，为此，教师应将不同阶段，如每天、每周和每月学生作业完成情况进行整理，以数据分析技术中带有的储存功能，整理出学生作业记录，再定期开展阶段性考核，汇总作业记录和考核结果，形成综合性数据，为直观、全面展现学生学情打好基础.除此之外，教师还可融合多种评价模式，即自评和他评.实践过程中，可发布一些小组合作型作业任务，组织学生共同完成并展开互评和自评活动.为增加评价主体，还可邀请家长加入评价行列，评价学生在家作业时的完成情况，将评价数据上传至数据分析系统，根据数据分析结果形成对学生下阶段学习方向的指导.为提升评价的有效性，针对一些复杂且周期较长的评价活动，可在线上即数据分析系统中开展.系统带有即时性功能，能够在短时间内合成学生学情数据，并且学生也可在任意时间、任意地点展开评价活动，一方面确保评价的有效性和精准性，另一方面提高评价的高效性.

总而言之，作业属于高中数学教育的重要组成部分，从数据分析的视角推进作业的设计与实施，能够在增强作业实践效率基础上，提高作业设计的有效性.但数据分析技术的应用并非一蹴而就，许多教师在应用数据分析开展作业设计的过程中依然面临诸多困境问题.为此，应从个性化作业设计视角，凸显数据分析功能，结合数据分析实施“滚动复习”作业、开展分层作业布置、落实多元化评价，最终解决高中数学作业设计存在的问题，为助力学生在数学领域的长远发展奠定基础.

参考文献：

[1]唐碧容，林清利.基于深度学习理论的高中数学作业设计策略探析[J].高考，2023（28）：138-140.

[2]徐小芳.作业大数据支持下的高中数学个性化教学[J].数学教学研究，2023，42（04）：45-47，57.

[3]苏灿强.智慧课堂背景下的高中数学作业设计思考[J].中学数学，2023（11）：23-25.

[4]刘联疆.核心素养理念下高中数学校本作业设计分析[J].高考，2023（16）：143-146.

[5]沐方华.领悟“双减”精神革新作业设计：关于高中数学作业设计的尝试与思考[J].数学通讯，2022（04）：30-32，37.

[责任编辑：李 璟]