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        大數(shù)據(jù)支持下高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)踐研究

        2024-01-22 06:11:38郭偉
        數(shù)理化解題研究·綜合版 2023年12期
        關(guān)鍵詞:精準(zhǔn)教學(xué)大數(shù)據(jù)技術(shù)高中數(shù)學(xué)

        摘 要:在高中階段的學(xué)習(xí)中,學(xué)生之間是具有差異性的,尤其在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中表現(xiàn)得尤為明顯.因此,《高中數(shù)學(xué)新課標(biāo)(2022版)》明確提出:教師要尊重并關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異,滿足其不同的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)需要,使學(xué)生都能得到全面的發(fā)展.因此,教師應(yīng)根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)能力等制定相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃,并合理運(yùn)用于教學(xué)實(shí)踐,改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)成果.基于此,本文對(duì)大數(shù)據(jù)支持下高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)施策略進(jìn)行深入探討.

        關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù)技術(shù);高中數(shù)學(xué);精準(zhǔn)教學(xué)

        中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1008-0333(2023)36-0038-03

        收稿日期:2023-09-25

        作者簡(jiǎn)介:郭偉(1975.9-),女,本科,中學(xué)一級(jí)教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.

        基金項(xiàng)目:本文系江蘇省教科院規(guī)劃辦“十四五”一般課題“大數(shù)據(jù)支持下高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)踐研究” 的階段性研究成果(立項(xiàng)編號(hào):D/2021/02/649? )

        隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也愈發(fā)凸顯,尤其是在精準(zhǔn)化教學(xué)方面,更是得到了一線高中數(shù)學(xué)教師的廣泛認(rèn)同.利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)據(jù)分析與比較,可以幫助教師識(shí)別出那些常被忽視的教學(xué)問題及其產(chǎn)生原因,從而準(zhǔn)確掌握學(xué)生的不足或優(yōu)點(diǎn),這為教師實(shí)施精準(zhǔn)化、個(gè)性化的教學(xué)活動(dòng)提供了依據(jù),更為提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效能、數(shù)學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ).

        1 核心概念解讀

        精準(zhǔn)教育概念是由林斯利提出的,主要是根據(jù)學(xué)生自我監(jiān)督能力的變化來制定相關(guān)教育教學(xué)內(nèi)容.學(xué)者祝智庭對(duì)精準(zhǔn)化教學(xué)進(jìn)行了深入研究后提出:利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段開展精準(zhǔn)化教學(xué),既可以提高教學(xué)效率以及學(xué)生學(xué)學(xué)習(xí)質(zhì)量,又可以達(dá)到個(gè)性化教學(xué)的目的.此外,學(xué)者段沙和周怡也提出了他們的觀點(diǎn),他們主張教育者要針對(duì)教學(xué)目標(biāo)、步驟及流程進(jìn)行精細(xì)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,同時(shí)運(yùn)用精確的數(shù)據(jù)收集與評(píng)價(jià)工具找出阻礙學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵因素,然后據(jù)此不斷優(yōu)化教學(xué)策略,并產(chǎn)生新的教育決策的方法論.在此基礎(chǔ)上,本文筆者將大數(shù)據(jù)支持下的精準(zhǔn)教育定義為:信息技術(shù)的精確教育是一種涵蓋整個(gè)教學(xué)周期,包括預(yù)先了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、實(shí)時(shí)更新教學(xué)目標(biāo)、創(chuàng)造新型教學(xué)結(jié)構(gòu)、提供個(gè)性化指導(dǎo)等一系列既能保證質(zhì)量、減輕負(fù)擔(dān),又能提升效益的教學(xué)方法[1].

        2 大數(shù)據(jù)在高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)中的新授課教學(xué)案例

        高中數(shù)學(xué)教師在基于大數(shù)據(jù)技術(shù)支撐下開展數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)活動(dòng)之前,須對(duì)數(shù)學(xué)、學(xué)情進(jìn)行深度分析,以更好地利用大數(shù)據(jù)技術(shù)來開展課堂教學(xué)活動(dòng),促使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中不斷提升自身的數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方法,為發(fā)展素養(yǎng)提供保障.

        例如,在“三角函數(shù)的應(yīng)用”這一課時(shí)的教學(xué)中,教師要明確這一課時(shí)的教學(xué)目的:①能夠了解三角函數(shù)的基本周期性變化及特點(diǎn);②能夠?qū)W(xué)習(xí)的關(guān)于三角函數(shù)的概念及公式運(yùn)用到實(shí)際生活中去,提高理論和實(shí)踐的結(jié)合能力;③能夠依托信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)做好三角函數(shù)的建模,發(fā)展學(xué)生利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的數(shù)學(xué)素養(yǎng).教師在充分明確了教學(xué)目標(biāo)后,須結(jié)合本課程的重難點(diǎn)以及學(xué)情分析來擬定教學(xué)內(nèi)容,以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模素養(yǎng)的目的.

        教學(xué)時(shí),教師可以將下面例題作為教學(xué)導(dǎo)入環(huán)節(jié):

        題目 在一個(gè)水庫,兩次開閘發(fā)生時(shí)間相距6 h,放閘時(shí)水的深度為4.2 m,開閘時(shí)水的深度為8 m,一次開閘發(fā)生在10月2日2:00.開閘放閘時(shí),水的深度d與時(shí)間t近似滿足關(guān)系式d=Asinωt+φ+h(|φ|<π/2).

        問題1 若從10月2日0:00開始計(jì)算時(shí)間,選用一個(gè)三角函數(shù)來近似描述該港口的水深d m和時(shí)間t h之間的函數(shù)關(guān)系.

        問題2 10月2日17:00的水庫的深度是多少?

        完成課堂導(dǎo)入后,教師可指導(dǎo)學(xué)生利用三角函數(shù)知識(shí)進(jìn)行該應(yīng)用題的基本計(jì)算.隨后,教師可以繼續(xù)引入一些變式訓(xùn)練內(nèi)容來提高學(xué)生三角函數(shù)知識(shí)的運(yùn)用能力.如:

        變式訓(xùn)練 如圖1,摩天輪的半徑為40 m,其中心O點(diǎn)距離地面的高度為50 m,摩天輪按逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),且20 min轉(zhuǎn)一圈,若摩天輪上點(diǎn)P的起始位置在最高點(diǎn)處,則摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中().

        A.經(jīng)過10 min點(diǎn)P距離地面10 m

        B.若摩天輪轉(zhuǎn)速減半,則其周期變?yōu)樵瓉淼?

        C.第17 min和第43 min時(shí)點(diǎn)P距離地面的高度相同

        D.摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,點(diǎn)P距離地面的高度不低于70 m的時(shí)間為20/3 min

        最后,教師針對(duì)以上兩道教學(xué)導(dǎo)入題目的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行分析與總結(jié),并得出:三角函數(shù)是一種具有一定的周期變化規(guī)律的函數(shù),且三角函數(shù)的基本數(shù)學(xué)模型為y=Asinωx+ω+B.

        同時(shí),教師還要指導(dǎo)學(xué)生掌握運(yùn)用三角函數(shù)解答各類應(yīng)用題的四大要領(lǐng):其一,要充分明確題目的意思,做好審題的工作.在閱讀題目過程中,將題目中的已知條件圈出,同時(shí)將未知條件列出來,以此理清題干的數(shù)據(jù)及條件,幫助學(xué)生后續(xù)可以更好地解答題目;其二,可以指導(dǎo)通過厘清、整理題目中給出的數(shù)據(jù)后,再運(yùn)用既有的三角函數(shù)知識(shí)進(jìn)行解題;

        其三,結(jié)合數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用數(shù)圖結(jié)合的方式,助力學(xué)生準(zhǔn)確解出題目;其四,針對(duì)學(xué)生的解題結(jié)果,教師指導(dǎo)學(xué)生可以將結(jié)果帶入公式和題目中,進(jìn)行檢驗(yàn),以此判斷結(jié)果的正確與否.

        3 大數(shù)據(jù)支持下精準(zhǔn)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)路徑

        3.1 數(shù)據(jù)賦能,精準(zhǔn)備課

        3.1.1 精準(zhǔn)備課

        在新學(xué)期開始之前,可以通過一次測(cè)試來了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況,找出他們?cè)趯W(xué)習(xí)中的困難之處.這可以幫助教師為學(xué)生設(shè)計(jì)出更具針對(duì)性、精準(zhǔn)性的教學(xué)方案.比如,在學(xué)習(xí)新課程前,基于教學(xué)大綱和教科書的內(nèi)容,教師結(jié)合學(xué)生前一天的預(yù)習(xí)作業(yè)的結(jié)果,利用數(shù)據(jù)分析工具去了解他們?cè)趯W(xué)習(xí)中遇到的問題,從而確定教學(xué)目標(biāo),精準(zhǔn)找到重點(diǎn)與難點(diǎn).然后,教師可以通過合理分配教學(xué)資源及時(shí)間、正確規(guī)劃教學(xué)流程等方式,為后續(xù)高效開展課堂精準(zhǔn)教學(xué)提供保障[2].

        例如,在對(duì)《平面向量及其應(yīng)用》這一章節(jié)教學(xué)時(shí),教師要以新高考的考試大綱為引領(lǐng),基于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的難點(diǎn)問題,進(jìn)行教學(xué)前的精準(zhǔn)備課.教師可依托大數(shù)據(jù)檢索出學(xué)生在這一章節(jié)學(xué)習(xí)中出現(xiàn)的問題和困難,得出在余弦夾角的計(jì)算、向量投影加減法、力的合成與分解等多個(gè)部分存在問題.隨后,教師在實(shí)際教學(xué)中,結(jié)合這一單元的重難點(diǎn)和學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的主要問題等,在課程教學(xué)過程中引入相應(yīng)的練習(xí)題,幫助學(xué)生解決難題,排除學(xué)習(xí)中的阻礙,切實(shí)提高數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)的效果.

        3.1.2 精準(zhǔn)施教

        教師在開展精準(zhǔn)教學(xué)活動(dòng)時(shí),可以整合精準(zhǔn)教學(xué)方法和有效的課程設(shè)計(jì)方案,以此提高課堂精準(zhǔn)教學(xué)的效能.具體操作中,教師可以借助大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的“定時(shí)鐘”“抽簽選人”等方式來設(shè)定每個(gè)精準(zhǔn)教學(xué)活動(dòng)的時(shí)間分配.而“抽簽選擇參與者”的方式,則能激發(fā)學(xué)生的熱情,增強(qiáng)其解答問題、課堂互動(dòng)的積極性,有助于精準(zhǔn)教學(xué)活動(dòng)的高效開展.此外,教師還應(yīng)適當(dāng)利用數(shù)據(jù)采集工具對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握情況等進(jìn)行記錄與解析,為進(jìn)一步了解掌握學(xué)生學(xué)情、提高教學(xué)效能提供依據(jù)[3].

        教師還可利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)學(xué)生的作業(yè)和測(cè)試數(shù)據(jù)等進(jìn)行分析,精確地找出學(xué)生最易出現(xiàn)錯(cuò)誤的“關(guān)鍵信息”,并根據(jù)這些“關(guān)鍵信息”來不斷優(yōu)化、完善教學(xué)方法,有針對(duì)性地指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí).例如,教師可以重新安排課程的時(shí)間分配為學(xué)生提供更多的獨(dú)立思考空間,或是針對(duì)不同類型的知識(shí)內(nèi)容選擇更適合的教學(xué)方式.同時(shí),也要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,合理排列授課的內(nèi)容次序等.除此之外,教師還可以針對(duì)學(xué)生不當(dāng)?shù)?、錯(cuò)誤的學(xué)習(xí)方法予以指導(dǎo),提高其學(xué)習(xí)效能.

        3.2 靶向?qū)W習(xí),精準(zhǔn)作業(yè)

        3.2.1 分層作業(yè)和靶向作業(yè)

        教師可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)設(shè)置不同層次的任務(wù)和目標(biāo)導(dǎo)向性的任務(wù),讓每位學(xué)生都能專注于自己容易出錯(cuò)的學(xué)習(xí)點(diǎn)上,通過作業(yè)達(dá)到學(xué)生深度學(xué)習(xí)的目的,以此提高其學(xué)習(xí)效果.教師利用大數(shù)據(jù)技術(shù)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解情況,或?qū)W習(xí)中、解題中的錯(cuò)題情況,根據(jù)這些數(shù)據(jù)設(shè)定不同難度的作業(yè),以實(shí)現(xiàn)作業(yè)分層設(shè)計(jì)或靶向設(shè)計(jì).對(duì)于知識(shí)掌握較差的學(xué)生主要鞏固基本知識(shí),對(duì)于知識(shí)掌握良好的學(xué)生要更注重提高他們解決難題的能力,如此所有學(xué)生均能在學(xué)習(xí)中有所提升[4].

        例如,針對(duì)高中教材中“立體幾何”單元教學(xué)的靶向作業(yè)可以進(jìn)行如下設(shè)計(jì):

        如圖2,正方體的棱長(zhǎng)為1,B′C∩BC′=O,求:(1)AO與A′C′所成的角的大小;(2)AO與平面ABCD所成的角的正切值;(3)平面AOB與平面AOC所成的二面角的大?。?/p>

        3.3.2 作業(yè)精練與智能采集

        教師可利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)回饋功能,精確評(píng)估學(xué)生的作業(yè)完成情況,有助于教師實(shí)施個(gè)性化的教育策略.另外,學(xué)生們?cè)谕瓿勺鳂I(yè)之后,教師可以利用光學(xué)識(shí)別設(shè)備來迅速收集學(xué)生作業(yè)中的相關(guān)信息與數(shù)據(jù),并進(jìn)行智能化、多元化分析,這不僅可以減少教師批閱作業(yè)的時(shí)間,還可以幫助教師精準(zhǔn)掌握學(xué)生完成作業(yè)的情況,優(yōu)化教學(xué)策略,提升課堂教學(xué)效果.

        3.3.3 作業(yè)大數(shù)據(jù)管理

        教師可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)中的實(shí)時(shí)互動(dòng)與數(shù)據(jù)分析功能,設(shè)計(jì)無紙化的線上作業(yè).這種作業(yè)方式,對(duì)學(xué)生來說極具趣味性,可以大大提高其作業(yè)完成的積極性,提高學(xué)生完成作業(yè)的效率.同時(shí),教師還可以利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)學(xué)生的作業(yè)完成情況進(jìn)行分析,并針對(duì)作業(yè)中存在的問題及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,改善教學(xué)方法,為進(jìn)一步實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)活動(dòng)做好鋪墊.

        4 結(jié)束語

        隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,其與教育的結(jié)合也日益緊密.在教學(xué)中,高中數(shù)學(xué)教師要了解每一名學(xué)生的個(gè)性差異與獨(dú)特性,有效利用大數(shù)據(jù)全面掌握他們的實(shí)際學(xué)習(xí)狀況,深入研究、分析其在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)中存在的差異因素,以此為切入點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行精確教學(xué)或是個(gè)性化輔導(dǎo),幫助所有學(xué)生提升學(xué)習(xí)效能,進(jìn)而達(dá)成提高高中數(shù)學(xué)教育質(zhì)量的目標(biāo).

        參考文獻(xiàn):

        [1]曾永培.大數(shù)據(jù)背景下高中數(shù)學(xué)精準(zhǔn)教學(xué)研究[J].教育觀察,2023,12(29):71-73,85.

        [2]徐小芳.智慧作業(yè)平臺(tái)支持下的高中數(shù)學(xué)作業(yè)精準(zhǔn)化探索[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備,2023(15):40-42.

        [3]陳平生.高中數(shù)學(xué)基于數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)教學(xué)策略研究[J].亞太教育,2021(23):126-128.

        [4]李波,彭湃,王磊.大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)化教學(xué)干預(yù):基于高中數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)證研究[J].教育研究與實(shí)驗(yàn),2022(01):64-70.

        [責(zé)任編輯:李 璟]

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