蔡曉環(huán)

【摘要】借助UMU互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，在高中信息技術(shù)新課程教學(xué)中引入精準(zhǔn)教學(xué)策略，有助于構(gòu)建信息技術(shù)高效課堂。筆者以“‘計(jì)算拋硬幣概率項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)”教學(xué)實(shí)踐為例，探究如何通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析和課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的即時(shí)反饋?zhàn)饔?，精?zhǔn)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法、進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)決策，從而讓信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)從“經(jīng)驗(yàn)教學(xué)”走向“精準(zhǔn)教學(xué)”，有效提升學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù);數(shù)據(jù)分析;精準(zhǔn)教學(xué);課程改革;教學(xué)實(shí)踐

一、問題提出

2019年，粵教版《普通高中教科書 信息技術(shù)》經(jīng)教育部審定通過，粵教版高中信息技術(shù)新課標(biāo)教材正式落地，信息技術(shù)學(xué)科經(jīng)歷了從“操作教程”到“信息科學(xué)”的變革。盡管如此，當(dāng)下信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)中仍存在著憑借以往的經(jīng)驗(yàn)、 課上“教師演示10分鐘、學(xué)生操作30分鐘”、期末總評(píng)“靠記憶、憑印象”的尷尬局面。新課程背景下，教師如何教信息技術(shù)、學(xué)生如何學(xué)信息技術(shù)？是廣大信息技術(shù)學(xué)科教師面臨的課程改革挑戰(zhàn)，同時(shí)，是亟待思考和解決的問題。

隨著《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》的全面推進(jìn)，以計(jì)算機(jī)、多媒體、大數(shù)據(jù)、人工智能和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代教育技術(shù)在教育教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用，“依賴經(jīng)驗(yàn)教學(xué)”的傳統(tǒng)教學(xué)思想和模式顯然已不適合現(xiàn)代教育信息化發(fā)展需求。利用學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析與反饋結(jié)果精準(zhǔn)施教，既能使學(xué)生適應(yīng)信息化社會(huì)的學(xué)習(xí)環(huán)境，提升信息素養(yǎng);又能提高教學(xué)效率，推進(jìn)高中信息技術(shù)新課程實(shí)施與發(fā)展。

二、理論依據(jù)

（一）精準(zhǔn)教學(xué)

20世紀(jì)60年代，美國(guó)學(xué)者奧格登·林斯利基于斯金納的行為主義學(xué)習(xí)理論，將“精準(zhǔn)”引入教學(xué)，提倡通過記錄、分析、追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)行為表現(xiàn)，進(jìn)而利用獲得的數(shù)據(jù)輔助教師在課堂中作出決策。信息化背景下的精準(zhǔn)教學(xué)，就是教師借助大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)，實(shí)時(shí)記錄、跟蹤和分析學(xué)習(xí)者在教學(xué)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，開展有針對(duì)性的差異性和個(gè)性化教學(xué)。其反映在教學(xué)上，強(qiáng)調(diào)教師要全面分析研究課堂各要素，使各要素之間相互滲透、支持與融合，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)目標(biāo)。

（二）數(shù)據(jù)分析

精準(zhǔn)教學(xué)自其誕生之日起，就與信息技術(shù)發(fā)展密切相關(guān)。初期手工記錄方式的局限性使精準(zhǔn)教學(xué)沒有得到廣泛應(yīng)用，當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能的發(fā)展，為學(xué)習(xí)行為、教學(xué)行為數(shù)據(jù)深度挖掘與分析創(chuàng)造了更多的可能。借助UMU互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)有效采集學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，將測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)到每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)、每一個(gè)課時(shí)、每一個(gè)學(xué)生，并對(duì)收到的與教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)加以分析，可以有效、準(zhǔn)確地為教學(xué)提供相關(guān)反饋信息，從而指導(dǎo)教師開展教學(xué)活動(dòng)。

三、實(shí)踐探究

（一）整體思路

以數(shù)據(jù)分析為基礎(chǔ)，筆者開展“計(jì)算拋硬幣概率”項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)活動(dòng)，進(jìn)行信息技術(shù)學(xué)科的精準(zhǔn)教學(xué)實(shí)踐探索。本項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容選自必修1《數(shù)據(jù)與計(jì)算》第三章 “3.1體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程”和“3.2算法及其描述”，根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要，對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行章節(jié)間的重組和知識(shí)建構(gòu)，內(nèi)容包含如下：

本課利用UMU互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析功能，創(chuàng)設(shè)良好的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境，為開展教與學(xué)的雙邊活動(dòng)提供精準(zhǔn)的反饋和指導(dǎo)。

（二）實(shí)施路徑

1.課前導(dǎo)學(xué)，精準(zhǔn)定位

在開展“計(jì)算拋硬幣概率”項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)之前，充分了解學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知特點(diǎn)，才能精準(zhǔn)確定教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。為此，教師設(shè)計(jì)了“章節(jié)前測(cè)”相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容，由“視頻內(nèi)容：什么是算法”和“測(cè)試題：算法思維前測(cè)”兩部分組成。

本屆高一級(jí)學(xué)生在初中階段信息技術(shù)課程學(xué)習(xí)中，有涉及Python程序設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容;但由于部分學(xué)校沒有開設(shè)此課程，學(xué)生知識(shí)水平參差不齊。程序設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于算法思想，因此，針對(duì)教材第三章教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)兩道題目來檢測(cè)學(xué)生由已有的知識(shí)儲(chǔ)備或通過“什么是算法”視頻的初步學(xué)習(xí)，對(duì)“算法”的認(rèn)識(shí)和感知，以此確定新課的起點(diǎn)，做好初高中階段的知識(shí)銜接。

從檢測(cè)數(shù)據(jù)，可以獲知某一班級(jí)參與預(yù)習(xí)的學(xué)生人數(shù)、全卷平均分、各題得分率等;由此精準(zhǔn)了解學(xué)情，確定了本項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)的內(nèi)容涵蓋第三章第一、二節(jié)知識(shí)（2課時(shí)），以學(xué)生熟悉且容易理解的“拋硬幣出現(xiàn)正反面的概率”問題貫穿整個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)過程。

2.課中反饋，精準(zhǔn)調(diào)整

教師在UMU互動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)數(shù)據(jù)反饋的幫助下，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況實(shí)時(shí)監(jiān)控，并對(duì)學(xué)生的問題進(jìn)行及時(shí)有效的指導(dǎo)，使“以學(xué)生為主體，教師主導(dǎo)”的課堂教學(xué)得到實(shí)現(xiàn)。學(xué)生人手一臺(tái)電腦，通過學(xué)習(xí)平臺(tái)和老師保持緊密的交流、溝通、反饋。

（1）精準(zhǔn)反饋與調(diào)整

以“項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)一：體驗(yàn)人工與計(jì)算機(jī)解決問題的過程”為例：

活動(dòng)一設(shè)置三個(gè)小探究活動(dòng)：

Q1. 第一位同學(xué)投擲硬幣10次時(shí)正面（有花一面）出現(xiàn)的次數(shù)是多少？概率是多少？

Q2. 第二位同學(xué)投擲硬幣20次時(shí)正面（有花一面）出現(xiàn)的次數(shù)是多少？概率是多少？

Q3. 打開IDLE（Python） → File → New File ;復(fù)制提供的程序代碼到新建文件中，點(diǎn)擊 Run → Run Module，保存程序文件;輸入硬幣投擲次數(shù)，按Enter鍵看程序運(yùn)行結(jié)果。你輸入的拋硬幣次數(shù)是多少？正面出現(xiàn)的概率是多少？

筆者在課堂教學(xué)過程中，通過大屏幕實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)生的活動(dòng)進(jìn)度時(shí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生活動(dòng)進(jìn)度較慢，在人工拋擲硬幣時(shí)耗費(fèi)了大量的時(shí)間。根據(jù)反饋，由原設(shè)定的4人一小組發(fā)放一個(gè)硬幣，調(diào)整為2人一小組一個(gè)硬幣、4人一小組的項(xiàng)目學(xué)習(xí)小組模式;調(diào)整后，不會(huì)再出現(xiàn)一人拋硬幣、其余三人坐著干等的窘局;學(xué)生都能參與到實(shí)踐活動(dòng)中，也能提高得出結(jié)論的效率，真正實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)評(píng)估學(xué)習(xí)行為，即時(shí)反饋與調(diào)整。

（2）精準(zhǔn)判定與分層教學(xué)

以“‘計(jì)算拋硬幣概率項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)——算法及其描述”中“用流程圖描述拋硬幣算法”為例：

分別用流程圖描述下面三個(gè)算法：

Q1. 分別輸入數(shù)字1和數(shù)字2，求兩數(shù)之和，并輸出結(jié)果。

Q2. 分別輸入兩個(gè)數(shù)，比較兩個(gè)數(shù)的大小，輸出值較大的那個(gè)。

Q3. 描述拋硬幣算法。

此任務(wù)是在項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)第一課時(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整的，原先預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)任務(wù)只有Q3。然而經(jīng)過第一課時(shí)的學(xué)習(xí)后，筆者從“項(xiàng)目實(shí)施活動(dòng)二：探究計(jì)算機(jī)解決問題的過程”的“設(shè)計(jì)算法”中發(fā)現(xiàn)學(xué)生水平存在較大的差異，課堂上必須設(shè)置分層學(xué)習(xí)任務(wù)來滿足不同學(xué)生的學(xué)力和能力需求。教師通過查看課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、摸清學(xué)情、分層教學(xué)，突破以往經(jīng)驗(yàn)主義教學(xué)的含糊與低效。

3.課后提升，精準(zhǔn)評(píng)價(jià)

筆者認(rèn)為，精準(zhǔn)教學(xué)的精華不僅在于教學(xué)行為得到精準(zhǔn)指引，也體現(xiàn)在學(xué)生個(gè)體的學(xué)習(xí)行為能得到精準(zhǔn)指引，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的自我學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)課后測(cè)試題，學(xué)生參與學(xué)習(xí)檢測(cè)，了解知識(shí)點(diǎn)掌握情況;還可在將錯(cuò)題加入“考題本”中，學(xué)生可以在“考題本”發(fā)現(xiàn)自己未能掌握的知識(shí)點(diǎn)，并通過鞏固訓(xùn)練加以糾正和提升。

同時(shí)，教師可以查看全部學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，查看學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度;進(jìn)入某一課程中，查看測(cè)試評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)等。