大数据支撑下的精准教学实践研究

在今年两会上教育部怀进鹏部长指出：“将人工智能技术深入到教育教学和管理全过程、全环节，来研究它的有效性、适应性。让学生更加主动地学，让教师更加创造性地教。”本文在大数据支撑下利用人工智能技术解决教育教学精准性方面做了大量的实践研究，将技术应用到教育教学全过程、应用到教学管理全过程，并在实践中提升教师与学生的信息素养，形成解决方案，总结推广经验。

一、传统班级授课制存在的问题

传统班级授课制下的课堂中，老师们普遍倾向于使用传统“记分册”的纸笔形式记录学生的学习情况，并据此进行教学分析与决策。亦或，教师仅凭理论假设和经验的课前学情分析，这样并不能精准满足每个学生的学习需求，从而不利于整体教学质量的提升。

随着大数据、智能学习时代的到来，人类学习需求的多样化和规模化趋势，对以教师为中心的班级教学模式形成了冲击和重构。因此本研究旨在将大数据、人工智能、信息技术引入课堂，重新激发精准教学活力，助力其在班级授课制中的落地实施，突出精准教学设计、个性化干预等功能，实现因材施教与班级授课制之间的鸿沟跨越，促进学生学业成绩与学科素养的整体提升。

二、大数据支撑下精准教学的研究述评

（一）大数据支撑下的精准教学内涵

大数据技术的出现，使精准教学焕发了新的生机，也为教育大数据的生成与分析提供了肥沃土壤，赋予精准教学新的活力。

本研究关注课堂教学活动全过程，故更倾向于认为精准教学是一种大数据支撑下的高效、精准的教学模式。本文将大数据支撑下的精准教学界定为，以班级授课为前提，以大数据技术为手段，通过“进门测”形式全面采集数据、精准分析学生学情，并据此对教学目标进行精准定位、对教学内容进行精准设计、对教学策略进行精准调整、对作业设计进行精准推送，再通过“出门测”对学生学习表现进行精准评价，使得教学全过程可量化、可调控。

（二）研究现状述评

笔者在中国知网数据库以“精准教学”为篇名进行检索发现，从2016年起，对精准教学的研究逐渐走入研究者的视野，通过精读文献摘要可知，近年来我国对精准教学的研究方向主要有两个：一是将信息技术运用于精准教学的理论研究，如2016年，华东师范大学教授祝智庭等构建了信息技术支持下的精准教学模式。二是精准教学与学科教学相结合，实施课堂教学，提升学科教学的有效性，如北京师范大学教授罗莹等构建了初中物理精准教学模式并应用于实践，验证了精准教学对提高学生学业成绩的有效性。北京师范大学副教授郑林等基于“智慧学伴”系统实现精准判断学情，并精准解决历史课堂学习问题。

分析可知，国内外很多学者都证实了大数据支撑下的精准教学对学生的学业成绩有正向促进作用。但当前的精准教学研究多以单一学科、个别班级为研究内容与切入点，而针对班级授课制背景下全学科实施精准教学的实践还较少、研究还较为缺乏。因此，本研究将以此为研究切入点，以天津优念高级中学高一年级全学科精准教学为研究对象，全面探索大数据支撑下的班级授课制精准教学实践研究。

三、大数据支撑下的精准教学策略——以天津优念高级中学高一年级为例

（一）大数据支撑

我们依托“智学网”大数据个性化教学系统，结合学校日常作业、阶段性检测及发展性教学评价需求，使用平台大数据分析和人工智能算法，充分挖掘学校跟踪测试等价值，宏观管理、动态侦测每位教师的个性化教学习惯，调整针对学生个性化学习的服务。

在2023年至2024学年第一学期内，我们在高中一年级全学科实施了“网阅测试”4次，“手阅测验”1546次，“练习”86次。“网阅测试”是年级统一组织的测试，包括入学水平测试、月度学习质量测试和阶段性学习质量测试等。“手阅测验”指安排在45分钟授课时间内前3分钟的“进门测”和后3分钟的“出门测”两项测试。“练习”指安排在课堂教学过程中的测试。这三种主要形式的质量监测数据，尤其是“手阅测验”和“练习”数据，在课堂教学现场录入平台，通过系统算法统计并即时给出针对每个学生核心素养、知识内容的学习水平分析报告，教师根据班级的学习报告，课上即可调整课前预设的教学方案，展开教学。

（二）学校制度保障

1.班级的划分。

《普通高中课程方案》要求高中学校要探索建立行政班和教学班并存的多种教学组织形式，统筹教师调度、班级编排、学生管理等资源和条件，以便更好地实施走班教学。

学校根据系统提供的入学水平测试，参考学生语数外三科中考成绩的综合情况，编排行政班组织日常课堂教学，行政班间学生水平大致相当，六门选科课程则根据课程必修要求与学生的个性化选课情况确定人数，再按照每门课程学生学科素养水平划分为4—5个教学班。

2.常态化数据采集、分析与反馈。

每节课前3分钟安排全体学生进行“进门测”，课堂最后3分钟“出门测”，随后教师将“进门测”的数据快速扫描录入系统中。图1呈现了一份普通的学生“进门测”习题。

系统会生成“成绩分析报告”“试卷分析报告”“学生成绩报告”等几个部分。

3.精准教学下的教学活动安排。

青年教师教学经验不足，对学生学习过程中可能会遇到的疑问与惯性错误难于预估，即使经验丰富的教师，其判断也不是绝对精准的，因而亟需精准教学系统帮助教师来达到这一目的。

在基于大数据支撑的精准教学实践中，教师对学生预期水平的预估和课堂学习情况的判断不局限于教师的主观判断，而更多的是依据“进门测”和“出门测”的实时数据统计。在集体备课中，备课组教师除了制定基础教学方案外，还要根据年级学生的学习发展水平，结合学科核心素养，制定“进门测”和“出门测”的练习题与作业题。“进门测”完成后，根据测试结果选择相应的教学方案。“出门测”完成后，根据测试结果，再从已编制的作业题中根据每个学生的学习水平选择难度水平相适宜的教学资源，分别推送给学生。

（三）教学干预与教学策略调整方案

1.分班策略的动态调整。

精准教学的特点对高中选择性必修课程的实施有着十分大的助益，要发挥其正向积极作用，就需要设计“动态分班策略”，简单来说，即学生所属教学班不是一成不变的。根据分班策略，所有学生在所处教学班内的初始学习水平是大致相近的，由于每名学生的学习能力不同，经过一个阶段学习，学生的学习成效就会产生差异。正是这种差异，催生了学校的动态分班策略。

通过“阶段测”，学生个人可根据大数据分析报告看到其进步水平，研判后可以调整其选修科目，提出到其他班级学习的申请；学科组教师根据测试数据综合分析该生的学习态度、学习能力等多重因素，可先安排该生到新层级班级试听一至两周，如学生能够适应新的学科教学班，便可正式调入。同样地，学科组也会主动研判是否有学生需要调整到其他教学班，在征求学生意见基础上，经过阶段试听后，决定是否正式调整教学班归属。

2.课前预习策略。

各学科在预习过程中存在不同的方法和关注点，一般情况下，学生的预习策略是将第二天要学习的内容进行快速浏览，浏览的过程中形成若干问题，然后带着泛读的问题进行1—2遍的精读，一边做好预习笔记，一边尝试解决这些问题，或是尝试绘制思维导图，与前序知识进行关联，架构知识体系。

本案例校教师通过“进门测”数据，精准测量学生的预习情况：一方面可以有的放矢针对教学重点与难点进行突破，提高课堂教学效果；另一方面，可以发现学生在预习方面存在的问题，开展学习方法交流，安排学优生讲述自身的预习策略与方法，增强学生自信，改进学习习惯，优化学习方法。

3.课堂授课策略。

新课程倡导“自主、合作、探究”的学习方式，“进门测”题目直指当堂课教学内容，错题数据分析报告明晰了教学重难点，这些都能帮助教师在课堂中做到有的放矢、详略得当，引导学生通过合作探究轻松突破预习中的问题，达到事半功倍的效果。

4.课后个性化辅导。

为优化学生课后个性化学习，学校创新了自习课的内容安排，每天自习课的第一阶段，科任教师集中辅导；第二阶段，针对学生的个性化辅导；第三阶段，学生自习与答疑。

课堂教学的45分钟内，教师依据“进门测”的情况实施了精准教学，课堂教学的精准性通过本堂课的“出门测”得到及时验证，并通过作业的分层加以巩固，但是“出门测”的问题无法在课上得到解决，因而这一问题的解决就安排在了当天的课后集体辅导阶段完成。教师先是根据“出门测”报告中总体情况进行集中辅导，解决共性问题，再根据数据报告查阅每个学生的具体测试结果，对学生的个别问题进行个性化辅导，力争当天解决学生本学科的课上问题，最后利用第三阶段自习时间进一步巩固。

为做好自习阶段的教学任务，教师需要在当日授课时间的间隙，阅读所授课班级“出门测”报告中的各项数据，包括整体试卷分析、分题测试和知识点掌握情况，通过题目的错误率，分析出对应知识点的吸收率。

四、精准教学效果

在不考虑非智力因素影响与不增加学生训练时间的条件下，针对学生的个性化学习指导一定能够提升学生的学习水平，同时潜移默化地引导学生关注学习习惯，优化学习方法，提升其学习能力。

（一）学生的学业成绩大幅提升

根据学期末区域教学质量监测的数据统计表明，本校95.29%的学生比高中入学前全科成绩有明显进步。本校学生的区域位次，进步2000位次以上的占全校学生的29%，1000位次以上的占39%，500位次以上的占19%，500位次以内的占8%，如图2所示，实施基于大数据的课堂精准教学使学生的学业成绩显著提高。

（二）各学科知识落实显著改进

以高一思想政治学科“中国共产党”这一知识点的掌握情况为例，第一学期月考后，经过数据分析，教师明确了对应知识点的薄弱程度，并及时调整教学策略：建立思政学习团队，增加学习持久度；延续“四有”小组，对学困生精准帮扶；动态调整学生的选课班级，形成正向激励。经过策略调整并增加相关知识点的讲授，在随后的期中测试中，各班在这一薄弱知识点的掌握程度上均有显著提升，如图3所示。

（三）教师个性化教学顺利实施

根据图4两名学生A和B的分题对比图可以看出，两位学生总分相同，不同题目的得分情况并不相同。结合试题具体分析可以得出：学生针对学习知识点的能力以及侧重点方面有所区别，如第1题考查封建社会生产关系特点，两位学生的得分不同，本题通过诗句形式考查，可见，借助文言文考查相关知识，学生B较学生A 更有优势，找准问题，方便教师优化个性化的教学方案。

另外，经过半个学期精准教学，教师的个性化教学方案实施效果显著。图5呈现的是学生期中成绩和期末成绩对比图，学生A的35道测试题中，有1/3的知识点掌握情况较前一次测试有明显进步，可见学生A在知识点的掌握上明显提高。教师的个性化教学方案有效性得到验证。

通过大数据支撑的精准教学，优念高中思想政治学科教学在所在区的学科教学中进步明显，学生的学习热情不断提高，学习主动性再度强化。在期末全区统考中，优念高中在15所参加考试的学校中，由入学时的排名第11位提升到第6位。其中，在本区共计4所参加考试的民办学校中，优念高中思想政治学科位列第1。

五、经验总结

大数据支撑下精准教学的目标是要达成班级整体教学质量的提升与学生核心素养的培养。一个学期的精准教学实践使我们更加确定，精准摸清学情、尊重个体差异、实施实时动态分层教学对于学生成绩进步与核心素养达成有积极影响。精准教学突破了传统教学中经验主义的、含糊的、主观的分析。依托技术、尊重数据，助力“以生为本，个性定制”精准教学的发展。

（一）完善平台保障，支撑精准教学

目前所有基于精准教学的研究均表明，要达成教学的精准实施，离不开基于大数据的学习平台保障。中小学校、教育行政部门应积极加大校企合作力度，借助大数据平台的技术优势，对接精准教学需求，全面支撑精准教学的实施。一要论证常态化的可能性，充分考虑一线教师的工作负担与学生的精力，确保不增加师生的额外负担，降低技术门槛，从而助推传统教学向精准教学实施的平滑迁移，推动精准教学平台的常态化应用；二要加强精准教学管理，切实保障教学数据收集的精准、完整、有效。数据越完整，分析越科学，施策越有效，绘就的学生学习画像越清晰，从而使得师生间的交流在技术手段的加持下数倍优化，反馈效率成倍增长，更好地促进学生学科核心素养的达成与全面发展。

（二）追溯精准背后意义，达成学生个性化且全面发展

技术可以为精准教学提供更多的可能性，但追溯精准教学的初衷，更多的还应强调“教—学—评”一致性的理念，技术是辅助、是支撑，但绝不是主导。我们应更加注重对精准教学的理解与实践，在精准教学目标的指引下去深入思考评价的手段与评价的深度。因此在进行教学设计时，要更加精准地设定教学/学习目标，并设计与之匹配的教学任务，在大数据技术的辅助下，完成对教学/学习结果的深度评价。对测试结果的分析，相比于关注学生对不同梯次难度知识点题目的掌握情况，应更多引导学生思考多种思路与方法，更多地了解学生如何思考问题、解决问题，实现纵深评价。也只有追溯精准教学的根源与背后意义，关注深度评价，才能从关注知识本位转向关注素养本位，促进学生全面而个性化发展。

（三）提升教师数字素养，助力精准教学课堂实践

精准教学实践告诉我们，学生测试的数据，仅需不到30秒就能输入平台，并在10数秒内呈现数据报告，教师当堂查阅，做出科学判断，制定教学方案，这对教师的信息素养、数字素养提出了更高的要求。只有具备良好的数字素养，教师才能解读数据，挖掘数据背后学生的学习态度、学习能力与水平，并据此进行教学决策。因此，学校应开展一系列数字素养相关课程，让教师充分认识教育大数据背后的价值，理解数据采集的原理，掌握数据解读与分析的方法，增强数据应用的意识与技巧，充分将数字素养应用于精准教学的课堂实践，进而培养一大批具备数字素养的教师，让学生更加主动地学，让教师更加创造性地教。

（侯金鹤）