黃丹萍

【摘要】大數(shù)據(jù)與課堂教學(xué)手段的結(jié)合已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展的趨勢(shì).大數(shù)據(jù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用有力地提升了高中數(shù)學(xué)教學(xué)的精準(zhǔn)性.通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，教師能夠更加直觀地觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，為優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐，使學(xué)生的學(xué)習(xí)情況得到及時(shí)關(guān)注.文章先介紹大數(shù)據(jù)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用的意義及作用，再介紹在實(shí)際教學(xué)中使用大數(shù)據(jù)的案例，以探索在高中數(shù)學(xué)課堂中應(yīng)用大數(shù)據(jù)提高教學(xué)效率的途徑.

【關(guān)鍵詞】大數(shù)據(jù)；高中數(shù)學(xué)；教學(xué)策略

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)在社會(huì)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，已經(jīng)成為人們關(guān)注的重要話題.在教育行業(yè)中，大數(shù)據(jù)也得到了廣泛的應(yīng)用，并極大地推動(dòng)了教育行業(yè)的改革和發(fā)展，促進(jìn)了教學(xué)效果的提升.大數(shù)據(jù)為高中數(shù)學(xué)教學(xué)提供了更加可靠的數(shù)據(jù)支撐，使教師能夠更加精準(zhǔn)地把握學(xué)情，為教師立足學(xué)情開(kāi)展教學(xué)提供了便捷的途徑，也由此促進(jìn)了教學(xué)方式的改變.但是在實(shí)際教學(xué)中，教師對(duì)于大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還比較生疏，或者只是停留在表面的數(shù)據(jù)分析上，沒(méi)有與教學(xué)模式相融合，造成大數(shù)據(jù)的應(yīng)用效果不夠理想.

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師利用智能設(shè)備收集大數(shù)據(jù)，可以精準(zhǔn)把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，大大提高教學(xué)效果.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用不僅能夠提高教學(xué)效果，還有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，為培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力提供有效的支撐.大數(shù)據(jù)能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行有效的追蹤和統(tǒng)計(jì)，并能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)有效的分析，使學(xué)生能夠根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況進(jìn)行時(shí)間分配和注意力的調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)能力的提高.下面筆者就大數(shù)據(jù)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用談一談自己的實(shí)踐和體會(huì)，與各位同行共同交流.

一、在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)的意義及作用

在高中數(shù)學(xué)教學(xué)當(dāng)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足.對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以讓教師更加準(zhǔn)確地判斷學(xué)生的學(xué)情，從而可以有效落實(shí)因材施教和分層教學(xué)，讓不同層次的學(xué)生乃至不同的學(xué)生個(gè)體都受益.對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以讓其在教師的引導(dǎo)之下更加充分地認(rèn)識(shí)到自己的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心，并在學(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中提升自學(xué)能力.這種自學(xué)能力能夠有效促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展.比如，在學(xué)生的自學(xué)過(guò)程中，他們能夠有意識(shí)地去發(fā)現(xiàn)生活中的數(shù)學(xué)，而這正對(duì)應(yīng)著數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)，他們還能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)的知識(shí)和邏輯去判斷事物，而這當(dāng)中就蘊(yùn)含著邏輯推理以及數(shù)學(xué)建模等.下面從兩個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明.

1.大數(shù)據(jù)應(yīng)用可助力精準(zhǔn)教學(xué)

大數(shù)據(jù)通過(guò)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的記錄和分析，能有效改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的狀態(tài)，使教學(xué)設(shè)計(jì)更加精準(zhǔn)和有針對(duì)性，教師也能夠立足于學(xué)生，以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際情況的學(xué)習(xí)方案.如在學(xué)習(xí)了平面與平面垂直的性質(zhì)這一知識(shí)之后，教師就可以利用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)生在練習(xí)中的錯(cuò)誤情況，從而對(duì)后續(xù)的教學(xué)重點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便于學(xué)生更好地掌握數(shù)學(xué)知識(shí)，進(jìn)而使學(xué)生能夠更加順利地參與課堂學(xué)習(xí)，打造高效課堂.

精準(zhǔn)教學(xué)一直是高中數(shù)學(xué)所追求的，在沒(méi)有應(yīng)用大數(shù)據(jù)的時(shí)候，教師只能根據(jù)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)去判斷教學(xué)是否精準(zhǔn)，而在有了大數(shù)據(jù)之后，基于大數(shù)據(jù)去判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，會(huì)發(fā)現(xiàn)有些結(jié)果會(huì)超越經(jīng)驗(yàn)，而這恰恰是精準(zhǔn)教學(xué)的可靠保障.

2.大數(shù)據(jù)應(yīng)用可轉(zhuǎn)變師生角色

大數(shù)據(jù)應(yīng)用為教師提供了更加豐富的資源，使教師轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)者，以觀察者的角色輔助學(xué)生的學(xué)習(xí).教師可通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并且可以為學(xué)生提供更多的學(xué)習(xí)資源，助力學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，同時(shí)拓寬其視野，提升其學(xué)習(xí)能力.

學(xué)生在大數(shù)據(jù)的支持下可通過(guò)課前學(xué)習(xí)做好學(xué)習(xí)準(zhǔn)備，使課堂學(xué)習(xí)更加高效，更加快捷地融入學(xué)習(xí)活動(dòng)，形成有效的課堂交流互動(dòng)，使課堂成為師生互學(xué)的有效場(chǎng)所.尤其是當(dāng)學(xué)生認(rèn)識(shí)到大數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值之后，他們往往更容易成為學(xué)習(xí)的主體，數(shù)據(jù)應(yīng)用也更容易滲透到學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中.

二、在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用大數(shù)據(jù)的具體案例

在數(shù)學(xué)教學(xué)中，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可使教學(xué)信息更加豐富.教師可以充分利用大數(shù)據(jù)充實(shí)教學(xué)資源，并在大數(shù)據(jù)的支持下改進(jìn)教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)模式，提高教學(xué)效率.教師可根據(jù)對(duì)大數(shù)據(jù)的分析，立足學(xué)情，結(jié)合數(shù)學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，制訂出貼近學(xué)生實(shí)際的教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效率的提高.下面從幾個(gè)方面分別結(jié)合案例加以闡述.

（一）應(yīng)用大數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)中的問(wèn)題

大數(shù)據(jù)可以快速便捷地收集學(xué)生的做題情況，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析.通過(guò)大數(shù)據(jù)，教師可以精準(zhǔn)掌握每一名學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，從而有針對(duì)性地進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)講解以及鞏固錯(cuò)誤率較高的知識(shí)，提高課堂教學(xué)的精準(zhǔn)性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升.如在知識(shí)點(diǎn)的檢測(cè)后，教師在批改試卷的過(guò)程中可采用線上批閱的方式，通過(guò)系統(tǒng)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)分析，清楚地知道學(xué)生哪幾道題錯(cuò)的比較多，從而發(fā)現(xiàn)學(xué)生掌握不夠牢固的知識(shí)點(diǎn)，查找學(xué)習(xí)的漏洞，由此發(fā)現(xiàn)教學(xué)需要改進(jìn)的方面，進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué).

案例1 “導(dǎo)數(shù)”教學(xué)

師：老師發(fā)現(xiàn)大家在導(dǎo)數(shù)的學(xué)習(xí)中出現(xiàn)了比較多的錯(cuò)誤，下面我們思考這樣一個(gè)問(wèn)題，曲線y=ex+x在點(diǎn)（0，1）處的切線方程是什么？

生1：解決這道題，我們需要先求出導(dǎo)函數(shù)y′=ex+1.

師：很好，我們已經(jīng)完成了解這道題的第一步，接下來(lái)怎么辦呢？

生2：接下來(lái)我們可以根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何性質(zhì)求出x=0處切線方程的斜率，將x的值0代入導(dǎo)函數(shù)方程中，得到k=e0+1=2，然后就可以利用點(diǎn)斜式方程得到切線方程y=2x+1.

本例中，教師利用大數(shù)據(jù)分析了學(xué)生學(xué)習(xí)中的主要問(wèn)題，從而針對(duì)比較薄弱的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行了有針對(duì)性的練習(xí)，實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)償教學(xué)，促進(jìn)了學(xué)生的全面發(fā)展.教師在全面、準(zhǔn)確地掌握了學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況之后，根據(jù)學(xué)生的薄弱知識(shí)點(diǎn)有針對(duì)性地進(jìn)行了專項(xiàng)訓(xùn)練，并且利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)迅速查找類似的問(wèn)題進(jìn)行整合，呈現(xiàn)相應(yīng)的變式問(wèn)題，以達(dá)到鞏固強(qiáng)化的作用，使學(xué)生真正理解知識(shí)的內(nèi)涵，提升思維的靈活性和創(chuàng)新性.

（二）應(yīng)用大數(shù)據(jù)，開(kāi)展分層教學(xué)

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用為教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提供了便捷的手段，其還可以對(duì)學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)及時(shí)追蹤，對(duì)學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行及時(shí)總結(jié)和分析，從而讓教師掌握階段內(nèi)每一名學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué).由于學(xué)生個(gè)體學(xué)習(xí)的差異性，倘若教師采用統(tǒng)一的教學(xué)方式，就不能做到因材施教，因此，教師要在大數(shù)據(jù)的支撐下實(shí)現(xiàn)有效分層教學(xué)，為不同水平的學(xué)生設(shè)計(jì)不同的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)層次化、差異化教學(xué)，提高學(xué)生的獲得感.

在進(jìn)行三角函數(shù)的教學(xué)中，教師可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果、日常學(xué)習(xí)狀態(tài)、原有的知識(shí)基礎(chǔ)幾個(gè)方面綜合考慮，將學(xué)生的綜合情況分為三個(gè)不同的層次，再根據(jù)不同的層次設(shè)計(jì)不同難度的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使每一名學(xué)生都能參與到課堂學(xué)習(xí)活動(dòng)中，提高學(xué)生的參與度，從而保證每一名學(xué)生都能有所收獲.

高中數(shù)學(xué)教師可以充分應(yīng)用大數(shù)據(jù)將學(xué)生的期中考試、期末考試和平時(shí)作業(yè)的成績(jī)進(jìn)行匯總和分析，對(duì)學(xué)生的平均成績(jī)和綜合表現(xiàn)進(jìn)行更加嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的分層.結(jié)合大數(shù)據(jù)的追蹤研究，教師還可以將分層教學(xué)實(shí)現(xiàn)流動(dòng)制，使分層教學(xué)的針對(duì)性更強(qiáng).在分層教學(xué)中，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可以讓教師根據(jù)學(xué)生自身的實(shí)際水平和能力幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)勢(shì)和不足，并尊重學(xué)生的差異性，充分兼顧學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需要，優(yōu)化分層教學(xué)，提高分層教學(xué)的實(shí)效性，實(shí)現(xiàn)更加高效的課堂教學(xué).

（三）應(yīng)用大數(shù)據(jù)，提高自主學(xué)習(xí)能力

自主學(xué)習(xí)能力不僅是提高學(xué)生學(xué)業(yè)成績(jī)的重要能力，更關(guān)乎著學(xué)生終身學(xué)習(xí)觀念的養(yǎng)成和長(zhǎng)期的發(fā)展.課堂學(xué)習(xí)作為高中生主要的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，教師在進(jìn)行數(shù)學(xué)知識(shí)傳授和數(shù)學(xué)思想方法滲透的同時(shí)，還需要學(xué)生在課外進(jìn)行鞏固和適當(dāng)?shù)耐卣?，而這需要學(xué)生具備自主學(xué)習(xí)能力.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可使學(xué)生清楚地了解自己在具體知識(shí)點(diǎn)上的掌握情況，從而能夠進(jìn)行有針對(duì)性的補(bǔ)償學(xué)習(xí)和相應(yīng)的知識(shí)鞏固，通過(guò)自主學(xué)習(xí)完善知識(shí)體系，提升學(xué)習(xí)效果.

案例2 等差數(shù)列前n項(xiàng)和

經(jīng)過(guò)平時(shí)的作業(yè)檢測(cè)和階段性檢測(cè)，學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)自己對(duì)等差數(shù)列的掌握還不夠扎實(shí)，特別是對(duì)等差數(shù)列前n項(xiàng)和的理解還存在問(wèn)題.在了解這些情況的基礎(chǔ)上，學(xué)生就可以有針對(duì)性地進(jìn)行訓(xùn)練和鞏固，通過(guò)專項(xiàng)習(xí)題練習(xí)，加強(qiáng)對(duì)等差數(shù)列求和公式的理解，實(shí)現(xiàn)查漏補(bǔ)缺、鞏固提高.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了數(shù)據(jù)支撐，使學(xué)生的課后學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，從而實(shí)現(xiàn)明確的補(bǔ)償性學(xué)習(xí)和有意識(shí)的能力提升.

（四）應(yīng)用大數(shù)據(jù)，加強(qiáng)互動(dòng)交流

師生互動(dòng)是推動(dòng)教學(xué)順利開(kāi)展的基礎(chǔ)，也是調(diào)節(jié)課堂氛圍的主要手段.師生互動(dòng)能夠激發(fā)課堂智慧，實(shí)現(xiàn)有效生成，使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中收獲知識(shí)和方法，并在智慧的生成中理解數(shù)學(xué)思想，提升運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力.大數(shù)據(jù)的應(yīng)用還可使教師清晰地發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)和不足，從而更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，這為師生有效和流暢的互動(dòng)創(chuàng)造了條件.

案例3 立體幾何

師：老師剛剛看了同學(xué)們的測(cè)試結(jié)果，李華同學(xué)的正確率最高，說(shuō)明李華同學(xué)對(duì)立體幾何知識(shí)掌握得較好，下面我們就請(qǐng)李華同學(xué)給大家講講他在學(xué)習(xí)立體幾何方面的訣竅.

李華：首先要有一定的空間想象能力，我會(huì)自己進(jìn)行動(dòng)手操作，然后進(jìn)行觀察，并總結(jié)規(guī)律.在做題時(shí)，我會(huì)先把題干的元素都找出來(lái)，然后從問(wèn)題進(jìn)行倒推，逐漸突破難點(diǎn).

通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，教師既能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足，也能找出學(xué)生的優(yōu)點(diǎn).上面案例使用了同伴教育的方式，這樣的方式學(xué)生更容易接受，不僅能夠鞏固講解學(xué)生的思維，也能夠打開(kāi)其他學(xué)生的思路，實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生的發(fā)展，從而進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心，使師生之間的交流更加便捷.

（五）應(yīng)用大數(shù)據(jù)，建構(gòu)知識(shí)體系

大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可使教學(xué)模式從傳統(tǒng)型逐漸向智慧型發(fā)展.教師可以利用信息技術(shù)、人工智能的支撐實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)策略也從經(jīng)驗(yàn)為主轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)指導(dǎo)為主.高中數(shù)學(xué)教師應(yīng)該利用大數(shù)據(jù)更好地定位教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)更加合適的教學(xué)設(shè)計(jì)，選擇更加精準(zhǔn)的教學(xué)策略，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的提升.

案例4 指數(shù)函數(shù)及性質(zhì)

這是高中數(shù)學(xué)中學(xué)生認(rèn)為較難的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，也是一個(gè)需要學(xué)生運(yùn)用綜合思維能力進(jìn)行學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn).在教學(xué)中，教師通過(guò)使用大數(shù)據(jù)，可以更加精準(zhǔn)地突破學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，起到化繁為簡(jiǎn)、事半功倍的作用.針對(duì)指數(shù)函數(shù)的難點(diǎn)問(wèn)題，筆者設(shè)計(jì)了兩個(gè)問(wèn)題，幫助學(xué)生進(jìn)行難點(diǎn)突破.（1）我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)幾種不同的函數(shù)，請(qǐng)同學(xué)們回憶相關(guān)函數(shù)的知識(shí)點(diǎn)，想一想今天我們學(xué)習(xí)的指數(shù)函數(shù)的變量位置在哪里？（2）你知道指數(shù)函數(shù)的解析式和圖像嗎？從解析式到圖像，你可以總結(jié)出學(xué)習(xí)函數(shù)知識(shí)的一般規(guī)律嗎？

學(xué)習(xí)指數(shù)函數(shù)及其性質(zhì)的目的是通過(guò)指數(shù)函數(shù)的概念理解其性質(zhì)，并學(xué)會(huì)運(yùn)用指數(shù)函數(shù)的性質(zhì)解決具體問(wèn)題.指數(shù)函數(shù)的表現(xiàn)形式包括解析式和指數(shù)函數(shù)圖像兩種形式.指數(shù)函數(shù)的表達(dá)式是y=ax（a>0并且不等于1，定義域?yàn)镽），學(xué)生可通過(guò)指數(shù)函數(shù)的圖像進(jìn)行解析式及其性質(zhì)的學(xué)習(xí).在該案例中，筆者設(shè)計(jì)了兩個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，實(shí)際上是在通過(guò)大數(shù)據(jù)已經(jīng)把握學(xué)生基本情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行的設(shè)計(jì)，同時(shí)滲透了學(xué)習(xí)函數(shù)的方法，這兩個(gè)問(wèn)題能夠全面反映學(xué)生對(duì)函數(shù)知識(shí)的掌握情況.通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，教師全面把握了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而有利于教學(xué)活動(dòng)的順利開(kāi)展.在教學(xué)的過(guò)程中，教師還可以通過(guò)白板技術(shù)對(duì)相關(guān)的例題進(jìn)行變式練習(xí)，并結(jié)合大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)功能，及時(shí)統(tǒng)計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)，從而為接下來(lái)的教學(xué)提供依據(jù)，促進(jìn)教學(xué)效率的提高.

綜上所述，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用促進(jìn)了教學(xué)改革的進(jìn)行，給教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式帶來(lái)了更加便捷的路徑和創(chuàng)新的方法，使教師和學(xué)生都能更加準(zhǔn)確地把握學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)，為落實(shí)學(xué)生的主體地位提供了條件，提高了教學(xué)的準(zhǔn)確性和實(shí)效性，落實(shí)了學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo).

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