文章系福州市教育信息技術(shù)研究課題《智慧教學(xué)有效數(shù)據(jù)采集分析與應(yīng)用研究》（編號(hào)：FZDJ2019A20）的主要研究成果。

摘要：世界公共衛(wèi)生環(huán)境的特殊加速了教育教學(xué)的信息化進(jìn)程。一線教師對(duì)智慧教學(xué)的使用和探索達(dá)到了前所未有的廣度和深度。通過(guò)智慧教學(xué)有效數(shù)據(jù)分析，形成更為個(gè)性化，更富有創(chuàng)造性和開(kāi)放性的教學(xué)模式進(jìn)行推廣和應(yīng)用，促進(jìn)精準(zhǔn)教學(xué)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)和能力。

關(guān)鍵詞：智慧教學(xué);有效數(shù)據(jù)分析;精準(zhǔn)教學(xué);教學(xué)模式

2019年至今的特殊公共衛(wèi)生環(huán)境是全球教育信息化程度的分水嶺，直接打破了傳統(tǒng)線下教學(xué)為主，線上教學(xué)為輔的格局。無(wú)論主動(dòng)還是被動(dòng)，一線教師都被卷入智慧教學(xué)的洪流。互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域的使用達(dá)到了空前的廣度和深度。嚴(yán)格說(shuō)，特殊時(shí)期前的智慧教學(xué)是片面的，大部分教師局限于課堂上對(duì)部分平臺(tái)功能的應(yīng)用，課后布置作業(yè)也只是通過(guò)QQ、微信等進(jìn)行文本展示。特殊時(shí)期線上教學(xué)則成了剛需，面臨新的挑戰(zhàn)：線上如何干預(yù)學(xué)生學(xué)習(xí)狀況;如何完成教與學(xué)所有流程。智慧教學(xué)的真正優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)大的數(shù)據(jù)收集處理功能，基于有效數(shù)據(jù)分析進(jìn)行規(guī)律性的探索和研究，才能制定有前瞻性的教學(xué)策略，形成具有效益的教學(xué)模式，保留有價(jià)值的教學(xué)資源。

一、 大數(shù)據(jù)為教育教學(xué)服務(wù)是智慧教學(xué)發(fā)展的必然

研究伊始，我們利用問(wèn)卷星對(duì)全校師生進(jìn)行了調(diào)查。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)：87.5%教師希望能以數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行分層教學(xué);84.38%教師對(duì)希沃云平臺(tái)、智學(xué)網(wǎng)、釘釘、騰訊等軟件或平臺(tái)功能相對(duì)熟悉;但仍有78.12%教師對(duì)智慧教學(xué)有效數(shù)據(jù)采集手段不了解。90.63%教師在教學(xué)中關(guān)注最多的是學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì);100%教師希望課堂細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)分析能對(duì)教學(xué)產(chǎn)生指導(dǎo)意義;79.38%學(xué)生希望老師根據(jù)自己的基礎(chǔ)進(jìn)行提問(wèn);95.7%學(xué)生希望智慧教學(xué)呈現(xiàn)更豐富有趣的課堂;93.9%學(xué)生希望老師能依據(jù)自己的程度和理解水平來(lái)推進(jìn)教學(xué);98%學(xué)生只關(guān)注成績(jī)和排名這兩個(gè)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，對(duì)其他數(shù)據(jù)并不了解。數(shù)據(jù)顯示，師生對(duì)智慧教學(xué)有效數(shù)據(jù)的應(yīng)用處于極粗淺的階段，但對(duì)此抱有極大的期望和興趣。

二、 探尋數(shù)據(jù)背后的規(guī)律，形成教學(xué)模式為教學(xué)服務(wù)

我們選取好中差三個(gè)層次學(xué)生作為樣本，建立檔案，追蹤成績(jī)。利用大數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)他們的學(xué)習(xí)進(jìn)行干預(yù)，形成了較有實(shí)效的3+3+3教學(xué)模式。

前三：學(xué)前摸底，短板彌補(bǔ)，課前預(yù)備。

收集學(xué)生的起點(diǎn)數(shù)據(jù)。起始年段缺乏學(xué)生的過(guò)往資料，只能通過(guò)摸底考或入學(xué)考數(shù)據(jù)分析，形成學(xué)科和能力分布圖。部分了解學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)、能力和當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)，建立初始檔案，采取預(yù)防措施。數(shù)據(jù)分析結(jié)果以雷達(dá)圖展示，可以直觀看出學(xué)生學(xué)科成績(jī)是否均衡。如果顯示均衡但成績(jī)普遍偏低，屬學(xué)困生，課程設(shè)計(jì)和教學(xué)應(yīng)立足基礎(chǔ)，放慢速度，多加關(guān)注與監(jiān)督;如果顯示學(xué)生有偏科現(xiàn)象屬中等生，需對(duì)薄弱科及時(shí)彌補(bǔ)，鞏固基礎(chǔ)同時(shí)培養(yǎng)能力;顯示均衡且成績(jī)較高的學(xué)生屬優(yōu)等生，著重思維訓(xùn)練，形成可持續(xù)發(fā)展能力，提高綜合素質(zhì)，可以適當(dāng)加快教學(xué)進(jìn)度，提高課程難度。

類似的還有基于數(shù)據(jù)產(chǎn)生的能力分布圖，涉及新課標(biāo)要求的觀察能力、記憶能力、創(chuàng)新思維能力、想象能力和實(shí)踐能力五個(gè)方面。以數(shù)學(xué)學(xué)科為例，若學(xué)生觀察能力較弱，在教學(xué)中就要有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生。如在對(duì)式的學(xué)習(xí)中引導(dǎo)學(xué)生觀察結(jié)構(gòu);在圖形學(xué)習(xí)中讓學(xué)生觀察圖形特點(diǎn)，展開(kāi)類比聯(lián)想;在規(guī)律題中讓學(xué)生觀察各構(gòu)成元素的內(nèi)在聯(lián)系等。新課改后，中高考越來(lái)越注重創(chuàng)新思維能力的考查，但這又是大多數(shù)學(xué)生的短板。智慧教學(xué)在這方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。如設(shè)置圖形的操作環(huán)節(jié)，讓學(xué)生積極實(shí)踐，直觀體會(huì)圖形的性質(zhì)和變化;通過(guò)希沃和Hi的游戲、競(jìng)賽等功能讓學(xué)生獲得沉浸式體驗(yàn)，積極參與課堂活動(dòng);借助蒙塵、橡皮擦等功能方便變式訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維;又如記憶能力，可以通過(guò)智慧教學(xué)中的思維導(dǎo)圖、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖提高學(xué)生記憶水平。

非起始年段數(shù)據(jù)更為豐富。智慧教學(xué)平臺(tái)如智學(xué)網(wǎng)，能記錄學(xué)生所有考試成績(jī)，分析總結(jié)個(gè)人或班級(jí)知識(shí)點(diǎn)掌握情況，教師根據(jù)數(shù)據(jù)分析，圍繞學(xué)生設(shè)計(jì)每節(jié)課、每章節(jié)的切入點(diǎn)、教學(xué)重難點(diǎn)、訓(xùn)練題型的難易度、測(cè)試重點(diǎn)，充分體現(xiàn)以人為本，以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。

中三：課堂反饋，及時(shí)調(diào)整，因材施教。

智慧教學(xué)環(huán)境下教師和學(xué)生的行為數(shù)據(jù)提供了豐富的研究素材。通過(guò)頻繁序列和聚類算法分析教師和學(xué)生行為數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)了不同教與學(xué)的模式。教學(xué)成績(jī)優(yōu)秀教師的共同模式是以練代講，主張精講多練，精心挑選體現(xiàn)本節(jié)課核心知識(shí)的練習(xí)，總結(jié)常見(jiàn)題型，系統(tǒng)啟發(fā)學(xué)生思維。而教學(xué)成績(jī)不佳的教師教學(xué)模式以講代練，學(xué)生實(shí)效差甚至厭煩，練習(xí)無(wú)重點(diǎn)，長(zhǎng)此以往學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大打折扣，厭學(xué)棄學(xué)。通過(guò)對(duì)教師教學(xué)習(xí)慣和行為數(shù)據(jù)分析，為教研活動(dòng)和課堂教學(xué)提供良好的建議，去其糟粕，取其精華，保留形成好模式加以沿用。

基于智慧教學(xué)大數(shù)據(jù)可以了解不同學(xué)生群體和個(gè)體學(xué)習(xí)行為的模式性與差異性。學(xué)業(yè)成績(jī)優(yōu)秀或上升的學(xué)生，共有課堂學(xué)習(xí)模式是上課專注度高且持久，對(duì)所學(xué)內(nèi)容有濃厚的興趣，有很強(qiáng)的思考力和行動(dòng)力，主動(dòng)發(fā)言和參與教學(xué)活動(dòng)次數(shù)較多，答題量大反應(yīng)速度快，錯(cuò)題少，愿意接受挑戰(zhàn)克服困難。學(xué)業(yè)成績(jī)低或下降的學(xué)生反之，上課精神渙散，無(wú)法專注課堂，懶惰畏難逃避學(xué)習(xí)任務(wù)。了解學(xué)習(xí)者發(fā)展規(guī)律，就能為學(xué)生提供清晰的學(xué)習(xí)線索與行為引導(dǎo)。

智慧教學(xué)平臺(tái)即時(shí)收集學(xué)生在課堂中答題和學(xué)習(xí)花費(fèi)的時(shí)間及錯(cuò)題的情況，教師根據(jù)數(shù)據(jù)分析定制和調(diào)整教學(xué)行為。使用Hi授課反饋器數(shù)據(jù)能迅速反映每個(gè)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)掌握和應(yīng)用情況，監(jiān)控學(xué)生是否走神，敦促學(xué)生參與課堂活動(dòng)，由答題數(shù)據(jù)產(chǎn)生的柱狀圖反映了全體學(xué)生掌握情況。

如果正確率95%教師可以課后個(gè)別講解。若正確率低于50%，教師應(yīng)馬上查找原因，當(dāng)堂進(jìn)行針對(duì)性講解和知識(shí)點(diǎn)補(bǔ)充。hiteach軟件可以顯示回答正確的學(xué)生的信息，選人講解、二次選擇等功能既能提高薄弱生學(xué)習(xí)興趣和接受度，又有利于優(yōu)生對(duì)知識(shí)的深入理解和表達(dá)。

hiteach的積分榜和希沃軟件中的競(jìng)賽數(shù)據(jù)，能激發(fā)學(xué)生合作競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生參與課堂活動(dòng)。數(shù)據(jù)分析表明，游戲形式的課堂活動(dòng)對(duì)低學(xué)段或?qū)W力較低的同學(xué)有非常大的吸引力。不同教學(xué)目標(biāo)應(yīng)采用不同游戲形式，如概念辨析可以用判斷對(duì)錯(cuò)，趣味分類;需要思考鍛煉思維的用選詞填空或知識(shí)配對(duì);而思維含量少要求熟能生巧，快速反應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)（如計(jì)算）則可用分組競(jìng)爭(zhēng);希沃新增的趣味選擇游戲是多人參與的課堂活動(dòng)，能擴(kuò)大學(xué)生的參與面，激發(fā)學(xué)生合作意識(shí)和集體榮譽(yù)感。根據(jù)系統(tǒng)記錄中學(xué)生在智慧課堂活動(dòng)參與人數(shù)，反饋時(shí)間和反應(yīng)速度等行為數(shù)據(jù)，老師可以調(diào)整師生活動(dòng)的比重。如數(shù)據(jù)好，可以精講多練;數(shù)據(jù)水平居中，應(yīng)根據(jù)學(xué)生反饋和正確率調(diào)整講課和學(xué)生活動(dòng)比重;數(shù)據(jù)差，則要及時(shí)解決疑難，補(bǔ)缺漏保證學(xué)生有效學(xué)習(xí)。

所有智慧教學(xué)系統(tǒng)都具有直播、交互、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)功能。如希沃云課堂，騰訊，釘釘，cctalk，classin等都能實(shí)現(xiàn)雙向互動(dòng)。根據(jù)學(xué)生舉手、回答的次數(shù)、反應(yīng)速度、正確率等數(shù)據(jù)，教師可以對(duì)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)進(jìn)行干預(yù)。對(duì)活躍度低的學(xué)生點(diǎn)名提問(wèn)，隨機(jī)挑人作答或搶答，刺激學(xué)生融入課堂;通過(guò)學(xué)生合作學(xué)習(xí)，同儕互助，帶動(dòng)和幫助學(xué)困生克服學(xué)習(xí)困難;通過(guò)智慧課堂的點(diǎn)贊或表?yè)P(yáng)數(shù)據(jù)可視化，激勵(lì)學(xué)生參與課堂活動(dòng)。

結(jié)合課堂反饋數(shù)據(jù)，教師可以利用線上海量題庫(kù)制定適合學(xué)生程度的隨堂測(cè)試，或基礎(chǔ)或提升，讓每個(gè)學(xué)生獲得自身最大發(fā)展。而課測(cè)正確率和學(xué)生完成速度等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)又是教師制定后續(xù)課的教學(xué)起點(diǎn)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教法學(xué)法的重要依據(jù)。

復(fù)習(xí)或講評(píng)課中基于有效數(shù)據(jù)的分析和研究更為重要。通過(guò)錯(cuò)誤統(tǒng)計(jì)分布圖、高頻錯(cuò)題等我們對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的共性有所了解，有的放矢精準(zhǔn)講評(píng)，分析錯(cuò)因進(jìn)行類型題或綜合題訓(xùn)練，實(shí)行精準(zhǔn)教學(xué)，提高教學(xué)效益。

網(wǎng)課期間，部分學(xué)生缺課曠課不交作業(yè)，智慧教學(xué)后臺(tái)詳盡記錄了學(xué)生出入課堂和有效聽(tīng)課時(shí)間，統(tǒng)計(jì)學(xué)生遲缺交作業(yè)的次數(shù)。教師及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，通過(guò)家長(zhǎng)監(jiān)督、視頻回放等措施挽救了部分孩子。

智慧教學(xué)數(shù)據(jù)分析成果將為學(xué)生提供某科目全面、具體、個(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容、環(huán)境、模式，促進(jìn)學(xué)習(xí)效率的提升。

后三：個(gè)性作業(yè)，預(yù)測(cè)干預(yù)，開(kāi)放共享。

大數(shù)據(jù)分析能及時(shí)發(fā)現(xiàn)波動(dòng)生。通過(guò)數(shù)據(jù)分析幫助大幅進(jìn)步的同學(xué)歸納總結(jié)該階段的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)幫助大退步的學(xué)生尋找問(wèn)題所在，干預(yù)臨界生防止學(xué)生成績(jī)進(jìn)一步惡化。通過(guò)采集過(guò)往成績(jī)，產(chǎn)生成績(jī)趨勢(shì)圖，我們能獲得學(xué)習(xí)者未來(lái)預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生成績(jī)波動(dòng)并對(duì)此進(jìn)行預(yù)防和干預(yù)。

某生半年學(xué)習(xí)成績(jī)起伏較大，說(shuō)明在某些章節(jié)學(xué)習(xí)上存在缺漏。時(shí)間上，學(xué)生網(wǎng)課學(xué)習(xí)效果不佳，且學(xué)習(xí)不自覺(jué)，暑假后開(kāi)門(mén)考成績(jī)極低。內(nèi)容上，學(xué)生在軸對(duì)稱性質(zhì)學(xué)習(xí)中存在較大漏洞，成績(jī)急劇下滑。查看班級(jí)數(shù)據(jù)，老師發(fā)現(xiàn)學(xué)生的章節(jié)學(xué)習(xí)普遍存在問(wèn)題，及時(shí)暫緩原有進(jìn)度，通過(guò)疑難點(diǎn)講解，解題指導(dǎo)，題型訓(xùn)練進(jìn)行補(bǔ)充鞏固。經(jīng)過(guò)師生共同努力，學(xué)生顯著進(jìn)步，證明老師這個(gè)階段采用的教學(xué)方式和手段對(duì)該生是有效的。但由走勢(shì)預(yù)測(cè)該生未來(lái)仍有可能下降，教師予以表?yè)P(yáng)激發(fā)信心，同時(shí)還應(yīng)繼續(xù)督促孩子鞏固基礎(chǔ)，專心聽(tīng)講，針對(duì)性刷題防止后續(xù)的下滑，保持其上升的勢(shì)頭。

班級(jí)教學(xué)中，教師主要通過(guò)分析學(xué)生學(xué)習(xí)與考試數(shù)據(jù)，研究學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果與學(xué)習(xí)內(nèi)容、資源、教學(xué)行為之間的關(guān)系，預(yù)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)趨勢(shì)。通過(guò)調(diào)查學(xué)生對(duì)智慧教學(xué)的學(xué)習(xí)滿意度，微課視頻點(diǎn)贊、收藏、評(píng)論等行為數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，了解學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的體驗(yàn)，以滿意程度為衡量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)課程進(jìn)行修改，提高學(xué)生成績(jī)。教師應(yīng)用數(shù)據(jù)分析結(jié)果對(duì)教學(xué)行為進(jìn)行調(diào)整改變，對(duì)比原來(lái)教學(xué)效果，進(jìn)一步探索利用智慧教學(xué)提高教學(xué)效率的有效方法。

智慧教學(xué)時(shí)間和空間都是開(kāi)放的，不僅局限于課堂。課后學(xué)生存在多樣化的學(xué)習(xí)行為，如觀看微課、知識(shí)膠囊，回放課堂實(shí)錄，完成作業(yè)，查閱資料?；谥腔劢虒W(xué)采集的大數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為進(jìn)行分析，不難得到成績(jī)上升和下降群體的規(guī)律。通過(guò)微課、知識(shí)膠囊點(diǎn)播數(shù)量，評(píng)論，平臺(tái)與同伴交流討論，向老師私信提問(wèn)等學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)待學(xué)習(xí)的不同態(tài)度，從一定程度上解釋了學(xué)業(yè)成績(jī)變動(dòng)的原因。學(xué)生完成練習(xí)等行為數(shù)據(jù)，也能讓我們了解學(xué)生學(xué)習(xí)的共有模式及路徑。值得關(guān)注的是，答題速度快慢與成績(jī)不成正比，有的同學(xué)只愿說(shuō)不愛(ài)寫(xiě)，答題速度快但書(shū)面成績(jī)低;有的學(xué)生偷工減料應(yīng)付作業(yè)，錯(cuò)誤率高;只有態(tài)度端正認(rèn)真完成作業(yè)且速度適當(dāng)?shù)膶W(xué)生才能取得好成績(jī)。對(duì)此，教師可以改變教學(xué)策略，將一些課堂口頭練習(xí)改為書(shū)面作答，將某些填選題改為解答題。經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，學(xué)生答題無(wú)論從質(zhì)量還是速度，比原來(lái)都有顯著提高。

基于數(shù)據(jù)分析的智慧教學(xué)平臺(tái)智能推送符合學(xué)生個(gè)人基礎(chǔ)的作業(yè)，建立個(gè)性化錯(cuò)題本，精準(zhǔn)推送適合個(gè)人發(fā)展的變式題提高題，將個(gè)性化教學(xué)理念發(fā)揚(yáng)到極致。積累一定成功經(jīng)驗(yàn)后可以建立教學(xué)資源庫(kù)，將成功的課件課例，配套試卷練習(xí)、評(píng)價(jià)方式等借助互聯(lián)網(wǎng)保留共享并能隨時(shí)改進(jìn)。

三、 智慧教學(xué)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的發(fā)展前景

大數(shù)據(jù)時(shí)代下的教育教學(xué)正處于巨大變革中。隨著信息技術(shù)水平飛速提升，教師對(duì)智慧教學(xué)有效數(shù)據(jù)的研究將更加深入，越來(lái)越多數(shù)據(jù)背后的規(guī)律和成功模式將被挖掘和形成。未來(lái)的教學(xué)將更智能，更個(gè)性，更開(kāi)放，更富創(chuàng)造性。

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作者簡(jiǎn)介：

黃菁，福建省福州市，福建省福州銅盤(pán)中學(xué)。