張乾

摘要：以信息化推進教育現(xiàn)代化，其首要因素在于推動教育組織形式和管理模式的變革創(chuàng)新。深圳市蛇口育才教育集團的教師依據(jù)因材施教的思想，設(shè)計出因材施練的具體操作方案，秉持“數(shù)據(jù)優(yōu)化與處理”的原則制作了因材施練的計算練習軟件——“因材施練口算寶典”App。

關(guān)鍵詞：因材施練;小學數(shù)學口算;口算策略;口算App

一、問題提出的背景

長期以來，口算是學生在數(shù)學學習過程中必須掌握的一項基本技能，它直接影響著學生的數(shù)學成績。因此，去年年中，我們計劃基于大數(shù)據(jù)背景，設(shè)計個性化的“因材施練口算寶典”App，借此進行提高小學生口算能力的實驗研究。本課題有極高的理論價值和實踐意義。

二、國內(nèi)外的相關(guān)研究

從目前已經(jīng)收集的文獻資料中，我們發(fā)現(xiàn)，數(shù)學教師對計算優(yōu)化的研究幾乎為零。怎么辦呢？我們學校的一位數(shù)學教師借鑒購物網(wǎng)站依據(jù)購物數(shù)據(jù)進行“喜好推送”算法的原理，利用大數(shù)據(jù)分析的五個基本要素構(gòu)建口算App的基本框架。這五個要素分別是：

（一）Analytic Visualizations（可視化分析）

不管是對數(shù)據(jù)分析專家還是普通用戶，數(shù)據(jù)可視化是數(shù)據(jù)分析工具最基本的要求。可視化可以直觀地展示數(shù)據(jù)，讓數(shù)據(jù)自己說話，讓觀眾聽到結(jié)果。

（二）Data Mining Algorithms（數(shù)據(jù)挖掘算法）

如果說可視化是給人看的，數(shù)據(jù)挖掘就是給機器看的。我們可以借助集群、分割、孤立點分析等算法深入數(shù)據(jù)內(nèi)部，挖掘價值。這些算法不僅要確保處理大數(shù)據(jù)的量，也要兼顧處理大數(shù)據(jù)的速度。

（三）Predictive Analytic Capabilities（預(yù)測性分析能力）

數(shù)據(jù)挖掘可以讓分析員更好地理解數(shù)據(jù)，而預(yù)測性分析可以讓分析員根據(jù)可視化分析和數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果做出一些有意義的預(yù)測性判斷。

（四）Semantic Engines（語義引擎）

由于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的多樣性帶來了數(shù)據(jù)分析的新的挑戰(zhàn)，我們需要一系列的工具去解析、提取、分析數(shù)據(jù)。語義引擎需要被設(shè)計成能夠從“文檔”中智能提取信息的模式。

（五）Data Quality and Master Data Management（數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理）

數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)管理是現(xiàn)代化機構(gòu)管理方面的重要因素。通過標準化的流程和工具對數(shù)據(jù)進行處理可以保證一個預(yù)先定義好的高質(zhì)量分析結(jié)果。

三、問題的研究思路

本問題的研究思路是：文獻研究→調(diào)查分析研究→計算分類分析研究→“因材施練口算寶典”大綱成型→“因材施練口算寶典”計算策略微課制作→“因材施練口算寶典”App制作。

四、問題研究的發(fā)現(xiàn)與結(jié)論

（一）“因材施練口算寶典”App框架設(shè)計

依據(jù)不同對象，我們設(shè)計了“因材施練口算寶典”App框架，其核心點在于數(shù)據(jù)庫。四個不同的窗口分別與其發(fā)生作用，通過數(shù)據(jù)的輸入與處理、優(yōu)化與輸出、再輸入再處理，針對不同的用戶群體提供不同的數(shù)據(jù)信息。

1.學生窗口。這是整個系統(tǒng)的服務(wù)對象，更是整個數(shù)據(jù)庫的主要窗口。我們只有讓學生對數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生影響，才能建立起數(shù)據(jù)的傳輸與記錄，才能依據(jù)大數(shù)據(jù)進行分析、綜合，從而推送給最適合該學生的計算練習題目。

2.家長窗口。App將學生計算過程及結(jié)果的數(shù)據(jù)準確進行分析，把分析結(jié)果實時提供給系統(tǒng)及家長。家長可及時關(guān)注學生的學習情況，了解學生的學習進度和水平，做到心中有數(shù)，育之有法。

3.教師窗口。教師登錄到此頁面，可以及時了解某個學生的計算情況，也可以了解全班學生的計算情況及水平，甚至可以清晰地得出所帶班級學生與整個數(shù)據(jù)庫中的學生進行對比分析后的情況。

4.后臺窗口。對數(shù)據(jù)進行添加、升級和處理，即時、有效地優(yōu)化系統(tǒng)，更新知識。

（二）“因材施練口算寶典”App學生界面設(shè)計

依據(jù)因材施教理念，我們根據(jù)學生實際和知識特點，特別設(shè)計了“因材施練口算寶典”App的界面。此界面非常直觀，直接反映了該App的架構(gòu)：三大塊、四小點。三大塊分別是：順序練習、模擬練習和計算策略，四小點分別為：我的收獲，我的錯題，考試記錄、統(tǒng)計。這是對學生計算過程反映（及反饋）的信息進行分類且匯編成表的過程。

（三）“因材施練口算寶典”App架構(gòu)設(shè)計

在初步完成架構(gòu)設(shè)計后，我們選取了50名學生進行試用，依據(jù)反饋信息，對于每一單元的設(shè)計進行細化。在對架構(gòu)設(shè)計進行細化的過程中，對于“三大塊”內(nèi)容的改動可謂“翻天覆地”。下面，筆者簡要闡述一下“三大塊”最終版本的內(nèi)容。

1.順序練習。它指的是依據(jù)北師大版本教材、按照年級和知識點順序逐一排列的一系列習題。學生可以在這個題庫中進行共性練習和同步練習。

2.模擬練習。它是本口算寶典的核心內(nèi)容。我們依據(jù)App試運行時學生的表現(xiàn)，將歷年真題中的高頻考點、近年模擬卷中學生的高頻錯點、一線教師根據(jù)最新考綱命制的特色習題進行匯編，讓學生進行針對性練習，真正做到因材施練。

3.計算策略。這是對本寶典的一個升華。這塊內(nèi)容是一些學習計算策略的微課或文本策略。學生可以根據(jù)教師及模范學生提供的經(jīng)驗自學，提升自己的口算能力。

（四）評價如何做？

行使評價功能的功能塊名稱為“我的收獲”：系統(tǒng)、家長、老師可以根據(jù)學生做題情況進行點贊，并積分。同時，系統(tǒng)依據(jù)學生的練習情況進行點評，并通過積分提供定量評價。我們根據(jù)積分設(shè)置虛擬性獎勵物品——裝飾房子、娃娃、飾品、家具、車、槍等。此外，我們還實行等級激勵。我們的App針對學生的表現(xiàn)將其劃分成6個等級。當某位學生的做題量及正確率這2個指標都達到一定標準時，他就會level up。Level up之后，他可以獲得一段時間的免費使用權(quán)，且有機會參與抽獎活動。

（五）收益從哪里來？

“因材施練口算寶典”App要想得到更好的發(fā)展，必須良性運營下去。我們主要從三個方面籌集資金，以供維護系統(tǒng)優(yōu)化及運營。（1）提供單元試卷付費下載，主要客戶是學生;（2）流量、廣告等收入，主要客戶是運營商;（3）名師計算策略講解視頻的觀看、下載，主要客戶是學生和（青年）教師。

五、研究存在的主要問題及今后的設(shè)想

經(jīng)過項目組團隊的深入研究，本課題基本取得了預(yù)期目標，達到了預(yù)期成果，每位教師都收獲滿滿。大家都能對小學的計算知識進行系統(tǒng)的整理與加工，并深入思考，且能結(jié)合自己的教育教學實踐經(jīng)驗進行多角度多層次的研究。教師思考了，研究了，課堂實踐了，學生受益了，我們設(shè)計這款“因材施練口算寶典”App的目的也算達到了。高興之余，我們反復(fù)操作、檢查了一下，也發(fā)現(xiàn)其中存在的一些問題：（1）個別板塊的練習題目的質(zhì)量存在瑕疵，主要表現(xiàn)為個別題目超綱;（2）微課類的講解視頻數(shù)量比較少，且部分用戶反映播放時很卡，我們必須在這方面做更多的改進;（3）系統(tǒng)必須進行再優(yōu)化，界面的友好性也需要再提升。

參考文獻：

[1]HEACOX D.差異教學：幫助每個學生獲得成功[M].楊希潔，譯.北京：中國輕工業(yè)出版社，2004.

[2]劉兼，孫曉天.數(shù)學課程標準解讀[M].北京：北京師范大學出版社，2011.

[3]江翠琴.對“培優(yōu)防差”課堂教學結(jié)構(gòu)的實驗研究.小學數(shù)學教育[J]，1998（6）.

（責任編輯：吳延甲）