蔡曉環(huán)

【摘要】借助UMU互動學習平臺的學習數(shù)據(jù)，在高中信息技術(shù)新課程教學中引入精準教學策略，有助于構(gòu)建信息技術(shù)高效課堂。筆者以“‘計算拋硬幣概率項目學習活動”教學實踐為例，探究如何通過學習數(shù)據(jù)分析和課堂學習數(shù)據(jù)的即時反饋作用，精準設計教學內(nèi)容與教學方法、進行精準教學決策，從而讓信息技術(shù)學科教學從“經(jīng)驗教學”走向“精準教學”，有效提升學生的信息技術(shù)學科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù);數(shù)據(jù)分析;精準教學;課程改革;教學實踐

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)新課標教材正式落地，信息技術(shù)學科經(jīng)歷了從“操作教程”到“信息科學”的變革。盡管如此，當下信息技術(shù)學科教學中仍存在著憑借以往的經(jīng)驗、 課上“教師演示10分鐘、學生操作30分鐘”、期末總評“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)、學生如何學信息技術(shù)？是廣大信息技術(shù)學科教師面臨的課程改革挑戰(zhàn)，同時，是亟待思考和解決的問題。

隨著《教育信息化2.0行動計劃》的全面推進，以計算機、多媒體、大數(shù)據(jù)、人工智能和互聯(lián)網(wǎng)為基礎的現(xiàn)代教育技術(shù)在教育教學中得到廣泛應用，“依賴經(jīng)驗教學”的傳統(tǒng)教學思想和模式顯然已不適合現(xiàn)代教育信息化發(fā)展需求。利用學習數(shù)據(jù)的分析與反饋結(jié)果精準施教，既能使學生適應信息化社會的學習環(huán)境，提升信息素養(yǎng);又能提高教學效率，推進高中信息技術(shù)新課程實施與發(fā)展。

二、理論依據(jù)

（一）精準教學

20世紀60年代，美國學者奧格登·林斯利基于斯金納的行為主義學習理論，將“精準”引入教學，提倡通過記錄、分析、追蹤學生的學習行為表現(xiàn)，進而利用獲得的數(shù)據(jù)輔助教師在課堂中作出決策。信息化背景下的精準教學，就是教師借助大數(shù)據(jù)和智能技術(shù)，實時記錄、跟蹤和分析學習者在教學過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，開展有針對性的差異性和個性化教學。其反映在教學上，強調(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，實現(xiàn)高效教學目標。

（二）數(shù)據(jù)分析

精準教學自其誕生之日起，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教學沒有得到廣泛應用，當前大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能的發(fā)展，為學習行為、教學行為數(shù)據(jù)深度挖掘與分析創(chuàng)造了更多的可能。借助UMU互動學習平臺有效采集學生個體學習行為數(shù)據(jù)，將測評數(shù)據(jù)精準到每一個知識點、每一個課時、每一個學生，并對收到的與教學相關(guān)數(shù)據(jù)加以分析，可以有效、準確地為教學提供相關(guān)反饋信息，從而指導教師開展教學活動。

三、實踐探究

（一）整體思路

以數(shù)據(jù)分析為基礎，筆者開展“計算拋硬幣概率”項目學習教學活動，進行信息技術(shù)學科的精準教學實踐探索。本項目學習教學內(nèi)容選自必修1《數(shù)據(jù)與計算》第三章 “3.1體驗計算機解決問題的過程”和“3.2算法及其描述”，根據(jù)實際教學需要，對教材內(nèi)容進行章節(jié)間的重組和知識建構(gòu)，內(nèi)容包含如下：

本課利用UMU互動學習平臺的學習數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析功能，創(chuàng)設良好的信息化學習環(huán)境，為開展教與學的雙邊活動提供精準的反饋和指導。

（二）實施路徑

1.課前導學，精準定位

在開展“計算拋硬幣概率”項目學習活動之前，充分了解學生的現(xiàn)有知識經(jīng)驗和認知特點，才能精準確定教學目標，優(yōu)化教學設計。為此，教師設計了“章節(jié)前測”相關(guān)學習內(nèi)容，由“視頻內(nèi)容：什么是算法”和“測試題：算法思維前測”兩部分組成。

本屆高一級學生在初中階段信息技術(shù)課程學習中，有涉及Python程序設計的相關(guān)內(nèi)容;但由于部分學校沒有開設此課程，學生知識水平參差不齊。程序設計關(guān)鍵在于算法思想，因此，針對教材第三章教學內(nèi)容，設計兩道題目來檢測學生由已有的知識儲備或通過“什么是算法”視頻的初步學習，對“算法”的認識和感知，以此確定新課的起點，做好初高中階段的知識銜接。

從檢測數(shù)據(jù)，可以獲知某一班級參與預習的學生人數(shù)、全卷平均分、各題得分率等;由此精準了解學情，確定了本項目學習活動的內(nèi)容涵蓋第三章第一、二節(jié)知識（2課時），以學生熟悉且容易理解的“拋硬幣出現(xiàn)正反面的概率”問題貫穿整個項目學習活動過程。

2.課中反饋，精準調(diào)整

教師在UMU互動學習平臺數(shù)據(jù)反饋的幫助下，對學生學習情況實時監(jiān)控，并對學生的問題進行及時有效的指導，使“以學生為主體，教師主導”的課堂教學得到實現(xiàn)。學生人手一臺電腦，通過學習平臺和老師保持緊密的交流、溝通、反饋。

（1）精準反饋與調(diào)整

以“項目實施活動一：體驗人工與計算機解決問題的過程”為例：

活動一設置三個小探究活動：

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

Q2. 第二位同學投擲硬幣20次時正面（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 ;復制提供的程序代碼到新建文件中，點擊 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？

筆者在課堂教學過程中，通過大屏幕實時跟蹤學生的活動進度時發(fā)現(xiàn)，學生活動進度較慢，在人工拋擲硬幣時耗費了大量的時間。根據(jù)反饋，由原設定的4人一小組發(fā)放一個硬幣，調(diào)整為2人一小組一個硬幣、4人一小組的項目學習小組模式;調(diào)整后，不會再出現(xiàn)一人拋硬幣、其余三人坐著干等的窘局;學生都能參與到實踐活動中，也能提高得出結(jié)論的效率，真正實現(xiàn)精準評估學習行為，即時反饋與調(diào)整。

（2）精準判定與分層教學

以“‘計算拋硬幣概率項目學習活動——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. 分別輸入兩個數(shù)，比較兩個數(shù)的大小，輸出值較大的那個。

Q3. 描述拋硬幣算法。

此任務是在項目學習活動第一課時的基礎上進行設計和調(diào)整的，原先預設的學習任務只有Q3。然而經(jīng)過第一課時的學習后，筆者從“項目實施活動二：探究計算機解決問題的過程”的“設計算法”中發(fā)現(xiàn)學生水平存在較大的差異，課堂上必須設置分層學習任務來滿足不同學生的學力和能力需求。教師通過查看課堂學習數(shù)據(jù)統(tǒng)計，了解學生的學習情況、摸清學情、分層教學，突破以往經(jīng)驗主義教學的含糊與低效。

3.課后提升，精準評價

筆者認為，精準教學的精華不僅在于教學行為得到精準指引，也體現(xiàn)在學生個體的學習行為能得到精準指引，實現(xiàn)精準的自我學習評價。設計課后測試題，學生參與學習檢測，了解知識點掌握情況;還可在將錯題加入“考題本”中，學生可以在“考題本”發(fā)現(xiàn)自己未能掌握的知識點，并通過鞏固訓練加以糾正和提升。

同時，教師可以查看全部學習數(shù)據(jù)，查看學生的學習進度;進入某一課程中，查看測試評分數(shù)據(jù)等。