特级教师黄伟祥:数据驱动教学变革与创新

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大数据时代已经到来,大数据和智能分析技术对社会各个领域正在产生深刻影响。以云计算、数据挖掘和移动互联为支撑的数据分析技术,给教育教学带来了革命性影响。

传统的“教学五常规”(备课、上课、批改、辅导、检测)工作都是教师凭经验去做,准确性值得商榷。如何让教育教学从“用经验说话”走向“用数据驱动决策、管理与创新”?

智能化备课,备得精准

备课是教师上好课的前提和保障,是一项系统工程。备好课可以使教学更有效,更有针对性。互联网时代,备课并不是一件难事,对于老教师来说凭过往积累可以轻松应对,对于青年教师来说,利用搜索引擎轻轻敲入课题名称,海量的教学设计、教学课件随手可得。但这些做法都是基于经验、基于互联网实施的外显行为,一些教师备课是为了应付学校检查,没有把备课作为内化行为。

所有教师应该以提高自身业务能力和课堂教学质量作为备课目标。在推行无纸化办公之初,很多学校将电子备课作为彰显无纸化办公的成果,将手写教案转为电子教案。一些教师暗暗高兴——直接从网上下载,不用备课了。

其实,备课容易,精准备课并不简单,尤其在知识转型和新课程改革背景下,教师备课面临新挑战,教案不符合学情、备课拘泥教材、忽略学生差异性等问题屡见不鲜。在当前的教学工作中,如何做到精准备课成了一个新的研究命题。

我认为,借助以互联网技术为核心的数据精准教学系统,巧用数据指导教师深入、高效地备课,通过数据分析可以轻松破解教师精准备课的难题,让每位教师都能更加精准有效地教学。我的心得是备课前需要做好“三查”。

(一)查知识错点历史数据

在完成单元测验后,我会利用教学系统统计整个年级对知识点的掌握情况,借助系统将考点名称、考点掌握水平、班级得分率、年级得分率和答错人次等数据以表格形式呈现,一目了然。我用教学系统将该单元历史测验数据按照选择时间长短呈现,做“考点统计”分析。数据在手,备课更高效——可以整体把握学情,明晰备课方向。

例如,教师执教人教版四年级数学下册第三单元“运算定律”,做单元测验时,就用教学系统统计出历史数据。教师观察单元检测数据发现,学生对连减的简便运算和乘法分配率两个知识点掌握不太好。于是,教师登录教学系统打开错题库,对得分率低的原因做了深度分析。例如,“连减的简便运算”知识点中,像“476-(76-39)”这类的题目,学生出错率是非常高的,学生很容易错写成“476-76-39”。

又如,学生学习“乘法分配率”时,经常出现类似(4+2)×25=4×25+2的错误。这些情况,教师通过查找教学系统数据便可掌握,在备课时就要引起注意,并在教学时重点讲解。

(二)查考点频率历史数据

教师对考点的把握好坏(与否)关系学生整体成绩高低,特别体现在各年级的期末考试上。在备考关键阶段,教师输入一定的筛选条件,可以查出近些年来某个学科的每个知识点考试出题频率。

在备课时,教师分析真实的数据对出题热点研判(判断)更加精准,结合现有的资料和考纲要求,做备课与复习的整体规划,更加符合学生的实际需求,使新授课教学或复习课教学更有目的性与针对性。

例如,根据教学系统的数据分析可知,小学数学五年级上册“分段计费”是期末考试必考内容。我们认为该内容成为考试热点的原因在于,它能让学生经历分段计费问题的解决过程,通过解决实际问题提升学生的能力;同时,学生在解决问题的过程中,学会用摘录的方法收集和整理信息,从不同的角度分析并解决问题,积累解决问题的经验。

(三)互联备课,共享智慧

如今,教师利用互联网和数据分析技术备课或教研的条件已经具备。互联网备课不仅有助于教师撰写、修订教案,而且便于集体教研。

教师利用网络将教案开放给备课组后,每位教师都可以提建议,修订完善(教案原件和修订记录一目了然),实现了真正意义上的智慧共享。电子网络备课的最大好处在于,可以将与本课有关的课程标准、电子课本、教学参考书、优秀教案、幻灯片课件、学生学案、检测试题等相关教学资源放在一起,供教师备课时参考,上课时随时选用。

“备课包”被置于“云端”,教师无论是在办公室、教室还是在家里,都可以在网络终端上查阅、使用资料,这样便延展了教师备课的时空,给教师备课、教学以及学生学习提供了便利,提高了教师教、学生学的效率与效益。

智能化授课,精准施教

信息时代用数据说话。教师借助相关的数据采集工具可以将教学数据导入系统。课堂教学行为数据被采集、记录、分析,形成历史数据库,能更好地反映学生学习的真实状况,促进教与学的深度变革。我通过数据分析,全面掌握学生成长过程,精确识别其特征,给予个性化干预与指导,帮助其全面发展。此外,这些原始数据的采集,对学生的人生规划有重要参考价值。

(一)智能分析学情,实施分层教学

教师利用数据引擎及人工智能技术,建立知识点网络链路体系,并从多个维度(细粒度)分析学生对知识点的掌握程度,应用智能归纳、报告生成等功能,锁定学生错题及未掌握的知识点,调整授课方法,实现精准施教。我根据学生学业水平层级,有针对性开展分组教学;对基础薄弱学生,进行补强教学;对成绩一般学生,进行强化提升教学;对成绩优异学生,进行培优拓展教学。个性化分组教学避免了低效率的问题。

(二)个性化匹配智能推送

我根据学生当前知识水平状态和学习偏好,推荐个性化学习路径并匹配学习内容——推送内容难度与学生水平相当,推送内容类型和学生偏好匹配。推荐内容不仅包括知识,还包括学习方法。由于学生知识水平存在差异,我对同样知识点也会采用不同的教学内容和不同教学方式,并布置不同的练习题,做不同的作业测评。

(三)学生个性化学习提升

在学习数据挖掘及人工智能辅助下,学生可以及时了解自身学习水平、知识漏洞、进阶方向,并借助系统的智能推送,进行个性化的进阶学习。学生根据作业测评结果及时完成错题重做、知识点补漏、视频学习、强化练习等学习任务,真正走出“题海”,养成“日日清”的好习惯,稳步提升学习能力和学习成效。

智能化批改,精准分析

批改作业和批阅试卷是教师的日常工作。如何在智能技术支持下完成日常作业批改工作——我用教学系统通过统一智能推送或个性化推送,让学生在线作业,而批改过程则是智能化的。每次作业各题的班级平均分是多少,哪些题错误率较高,学生每次作业或测试的成绩走势如何,对于这些问题通过数据分析都能找到答案。我基于数据分析结果设计了更有针对性的教学方案。

每次单元或期末检测,我给每个学生设计了条形码,让他们在考试时将条形码贴在规定区域,并用专门的答题卡作答,这样便于统计、分析数据,也便于错题本的生成。当试卷批改完成后,大数据教学系统就产生一系列的数据。

通过数据录入与分析,系统可以给出班级平均得分、客观题均分、主观题均分、标准差、认知能力等结果,还能以班级为单位进行分析或排序,按照某参数进行统计和归类分析,向教师呈现出现错误较多的知识点的分布情况,使复习及指导更加有效。

通过对作业测试的数据采集,智能系统为教师课前提供数据报表,便于精准讲解。学生可以通过网络查看自己在一个时间段内的发展水平。在学生学习过程中系统自动数据并生成错题本,便于学生巩固复习。有了智能系统的支持,家长可以实时了解子女的学习状态,实现家校融合。

多年的教学经验告诉我,教育信息化的发展特别是大数据的应用,不仅使教师从考试中解脱出来,而且使精准测评常态化,让考试变得简单。

(一)提高阅卷时效性

对于教师来说,考试以前被当成一件费神的事情,组题出试卷、制作答题卡、监考、阅卷、分析成绩等甚是麻烦。以前,设计一份符合学生实际情况的考查试卷,过程十分复杂——要仔细回顾批改过程,回顾学生做错的一些重要问题,然后去找相应的题目,耗时较多。教师用技术进行智能组卷,只要输入学情数据便可轻松制作一份合适的卷子,对于学有余力的学生可以设计特定的模拟卷,让他们同步完成。

(二)改卷过程轻松化

以前改卷工作需要集中年级教师在统一时间和地点开展,相对不自由。教师应用智能阅卷系统后,少了很多麻烦。智能阅卷,教师不再有翻阅纸质试卷的烦劳,效率大大提高。教师也可以用手机阅卷,只要有网络信号,可随时随地登录账号批阅试卷,实现移动办公。我发现应用软件阅卷降低了批改出错的概率和统分出错的概率,提高了阅卷的准确度。智能阅卷系统自动保存学生答题卡,便于教师查阅学生的答题情况,了解每个学生对知识的掌握情况,及时调整教学计划,使教学及辅导更有针对性。

(三)信息反馈丰富精准

对于一线教师,收集学生的考试信息是个极大的挑战,以前多是简单处理,仅统计分数段或计算平均分。现在教师应用智能教学系统,充分发挥数据统计功能,使班级“学业总览”“试卷讲评”“成绩单”一目了然。

在“学业总览”里,系统自动生成“班级考情总览”,列出班级前五名和最后五名的学生名单以及大幅进步前五名和大幅退步前五名的学生名单,还可以生成“学生分档统计”“临界生统计”“历次考试成绩对比”等信息报表。系统可将这些数据快速清晰地呈现给学生。

在“试卷讲评”里,教师可以查看各题的班级平均分和学生的作答情况,例如某一道选择题选A的有哪些学生,选B的有哪些学生。基于这些学情数据,我在课堂上让学生讲述答错的经历,在给其他学生带来新鲜感的同时让他们看到了哪些地方容易出错,避免再犯类似错误。“成绩单”里,教师可以查看每个学生该科目的考试成绩及其班级名次和进(退)步情况,还可以查看每个学生的答题原卷,了解他们的答题情况。

此外,教师应用智能教学系统还能对学生成绩做多维度分析,比如统计知识点的掌握情况,减轻了工作量,提高了效率,还有利于根据考试情况对前期的教学工作进行总结,及时发现学生学习中的不足,查漏补缺。

智能化辅导,精准补强

在教学中,我运用数据分析技术,详细记录每个学生的学情和成长轨迹。无论是对学生单道试题得分,还是单元知识掌握情况都一目了然。有了智能技术的支撑,教师可以更好地把握课堂教学方向和重点,对学生的辅导也更加精准。

(一)提高辅导的针对性、精准性

考试检测使学生的问题得以集中暴露,有利于教师帮助学生查缺补漏,然而教师对于学生具体存在哪些问题有时并不是很清晰。如何利用考试信息指出学生的存在问题及后期的努力方向?对于这个问题,我也是应用智能教学系统的数据收集及分类功能来解决的。学业数据可视化可以帮助教师更全面了解每个学生,也能让学生明白自身所处位置。基于智能系统对班级学情数据的分析情况选择最合理、最能让学生接受的教学模式,有利于提高教与学的效率。

(二)指引学生个性化自主学习

在课堂教学之外,学生最需要加强的是自主学习能力。能够进入顶尖高校的“学霸”都是自主学习的“高手”。想要成为“高手”,不仅需要对自身知识能力结构有清晰的了解,而且需要准确地找到与自身相适应的学习内容,查漏补缺。

在数据分析技术的加持下,教师能够从海量数据中归纳分析学生的个体知识能力结构、个性倾向、思维特征、学习路径和学科素养发展状况,及时提供精准错题本和个性化提升训练,指引学生进行个性化自主学习,并为学生推荐个性化的学习内容。教师科学应用数据分析技术能有针对性地帮助学生发现自身学习中的薄弱环节,培养良好自学习惯,使自主学习更为高效。

智能化评价,精准全面

人们基于教育平台应用数据分析技术,可以跟踪和关注教师的教学和学生的学习过程,记录师生的课堂表现甚至课后行为的数字化痕迹。借助技术对教育活动中微观行为进行捕捉、记录、分析,可为教育管理机构、学校、教师和家长提供直接、客观、准确的教育评价数据等。

目前,基于数据分析的智能技术正在飞速发展。我们应用信息技术可以追踪每个学生在校时、毕业后、工作后的情况,对这些数据进行长期积累和分析,可以为学生生涯规划提供依据。

总之,有了数据支撑,“教学五常规”随之发生了深刻变化。教师应用智能技术,不仅改变了教学手段,改进了教学方法,而且丰富了教学内容,对学生的学情也更加了解,使“备、教、批、辅、评”更精准了,实现经验型常态教学向智能新常态教学转变。

黄伟祥

广东省特级教师、广东省“特支计划”教学名师、广东省领军人才、广东省名师工作室主持人、广东省学科带头人、广东省中小学教师发展中心专家,硕士研究生导师。曾荣获全国小学优质课评比一等奖3次、广东省小学优质课评比一等奖5次、广东省基础教育教学成果奖一等奖3次,著有《为主题创作而教》《融创之路:重构教学新范式》,作为主编、副主编编写了包括《信息技术》在内的十多部教材及教学用书。致力于学科融合教育,倾情打造“开放、智趣、融合”的课堂,让学生“学得快乐、玩得聪明”,并以“教得智慧、研得幸福”为教学愿景,激励自我成长。

来源丨中小学数字化教育

美编丨帅帅

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