摘 要 文章通過分析當(dāng)前高職數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn),提出了基于大數(shù)據(jù)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革策略,包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的課程設(shè)計(jì)、個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的構(gòu)建以及動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系建設(shè)。文章展望了高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革在大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì),旨在為高職數(shù)學(xué)教育工作者提供有益的參考與啟示。
關(guān)鍵詞 大數(shù)據(jù);高職數(shù)學(xué)教學(xué);教學(xué)改革;數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng);個(gè)性化學(xué)習(xí)
中圖分類號(hào):G712 " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.16400/j.cnki.kjdk.2025.01.007
Research on Teaching Reform of Higher Vocational Mathematics Course in the Era of Big Data
GAO Qianming
(Jiangsu Vocational College of Finance amp; Economics, Huaian, Jiangsu 223003)
Abstract The article analyzes the current situation and challenges of vocational mathematics teaching, and proposes a reform strategy for vocational mathematics teaching based on big data, including data-driven curriculum design, personalized learning path construction, and dynamic evaluation system construction. The article looks forward to the development trend of vocational mathematics teaching reform in the era of big data, aiming to provide useful references and inspirations for vocational mathematics educators.
Keywords big data; vocational mathematics teaching; teaching reform; data driven; personalized learning
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,高職院校數(shù)學(xué)教學(xué)理念與教育模式亟須與時(shí)俱進(jìn),以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。高職院校應(yīng)致力于培養(yǎng)符合區(qū)域發(fā)展需求的高素質(zhì)技術(shù)技能人才,而數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培育是提升學(xué)生綜合素質(zhì)的重要途徑。深化高職數(shù)學(xué)課程教學(xué)改革,注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象思維、邏輯推理能力以及數(shù)學(xué)建模能力,有助于提升學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新潛力,促進(jìn)高職院校數(shù)學(xué)教育向更具職業(yè)性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的方向發(fā)展,為高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[1]。
1 大數(shù)據(jù)背景下的高職數(shù)學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀
傳統(tǒng)高職數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生雖學(xué)習(xí)了一些數(shù)學(xué)理論知識(shí),但缺乏數(shù)據(jù)處理與分析能力?,F(xiàn)今多數(shù)高職院校的數(shù)學(xué)課堂,只注重學(xué)生對(duì)基本數(shù)學(xué)公式和定理的記憶與應(yīng)用,缺乏對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)的處理、分析和優(yōu)化建模能力的培養(yǎng)。大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)處理與分析已成了一項(xiàng)基本能力,對(duì)于從業(yè)者來說至關(guān)重要[3]。但傳統(tǒng)教學(xué)模式下,數(shù)學(xué)課堂教學(xué)與社會(huì)就業(yè)需求脫節(jié),學(xué)生很難掌握相關(guān)技能,導(dǎo)致其在實(shí)際工作中面臨較大挑戰(zhàn)。
隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅猛發(fā)展,高職數(shù)學(xué)教學(xué)需與之相適應(yīng),將大數(shù)據(jù)技術(shù)融入教學(xué)以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。以江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院大數(shù)據(jù)與會(huì)計(jì)專業(yè)的數(shù)學(xué)課程為例,引入大數(shù)據(jù)分析平臺(tái),讓學(xué)生通過實(shí)際操作來學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)處理和分析技術(shù)。通過這種模式,學(xué)生不僅能學(xué)習(xí)到理論知識(shí),還能掌握實(shí)際操作技能,提高綜合能力和競(jìng)爭力。但這樣的案例較少,大部分高職數(shù)學(xué)教學(xué)仍停留在傳統(tǒng)的教學(xué)模式,與大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展脫節(jié)。
2 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的高職數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)
在大數(shù)據(jù)時(shí)代,高職數(shù)學(xué)課程設(shè)計(jì)應(yīng)以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)為核心,以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和實(shí)際應(yīng)用。
2.1 基于數(shù)據(jù)分析優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)學(xué)教學(xué)可更深入地結(jié)合實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化[4]。通過分析大數(shù)據(jù),了解學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、難點(diǎn)及進(jìn)步情況,從而有針對(duì)性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和方法。例如,利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)于學(xué)生容易出錯(cuò)或理解困難的地方,教師可以有針對(duì)性地加強(qiáng)對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)的講解,提供更多的輔導(dǎo)和練習(xí)。同時(shí),通過分析實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景,將數(shù)學(xué)理論與實(shí)際問題相結(jié)合,使學(xué)生更加直觀地理解數(shù)學(xué)的應(yīng)用,增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。
2.2 搭建數(shù)字化教學(xué)資源庫平臺(tái)
為有效促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)資源的應(yīng)用與共享,提高數(shù)學(xué)課程的信息化教學(xué)水平,教師可利用學(xué)習(xí)通、慕課等大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)平臺(tái)搭建數(shù)學(xué)課程教學(xué)資源庫。包括但不限于電子教材、在線視頻、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上討論區(qū)等多種形式的教學(xué)資源,并通過大數(shù)據(jù)信息采集分析了解學(xué)生對(duì)不同類型資源的需求和喜好,從而有針對(duì)性地更新和完善資源庫,及時(shí)調(diào)整數(shù)字資源的組織和呈現(xiàn)方式,提高教學(xué)資源的利用率。
2.3 基于大數(shù)據(jù)創(chuàng)新教學(xué)方法
教師可利用Desmos、Matlab和GeoGebra等大數(shù)據(jù)分析工具改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法,真正使教學(xué)過程做到“寓教于樂,寓教于趣,寓教于動(dòng)”,從而提高高職數(shù)學(xué)課程的教學(xué)效果。
一方面,借用大數(shù)據(jù)分析工具可以將抽象的數(shù)學(xué)概念可視化。例如,教師在講授函數(shù)的概念時(shí),可利用Desmos在線繪制函數(shù)圖象;在講授導(dǎo)數(shù)的幾何意義時(shí),可利用Desmos動(dòng)態(tài)演示切線斜率變化與導(dǎo)數(shù)的關(guān)系,還可利用GeoGebra設(shè)置一些數(shù)學(xué)小游戲與學(xué)生互動(dòng),通過調(diào)整函數(shù)參數(shù)探索函數(shù)的變化規(guī)律。數(shù)學(xué)概念可視化打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式側(cè)重于理論與推導(dǎo)的困境,能讓學(xué)生更為直觀地理解和記憶抽象的數(shù)學(xué)概念。同時(shí),觀察函數(shù)圖象的變化這一行為,在一定程度可以激發(fā)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)并理解函數(shù)特征與變化的能力,將“教師主導(dǎo)性與學(xué)生主體性相統(tǒng)一”這一教學(xué)原則更加落于實(shí)處。
另一方面,借用大數(shù)據(jù)分析工具進(jìn)行數(shù)學(xué)課堂教學(xué)能提升學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)分析的認(rèn)知,放大其對(duì)事物數(shù)據(jù)化的敏感性。比如,在講授統(tǒng)計(jì)學(xué)相關(guān)概念時(shí),教師通過Matlab和SPSS等數(shù)據(jù)可視化工具將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為折線圖、散點(diǎn)圖和柱狀圖等形式,讓學(xué)生更直觀地了解數(shù)據(jù)的特征和趨勢(shì)。同時(shí),利用軟件內(nèi)置的數(shù)據(jù)分析工具描述數(shù)據(jù)總體特征的相關(guān)指標(biāo)值,進(jìn)一步讓學(xué)生明晰數(shù)據(jù)的匯總分析與分布情況。
3 個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的構(gòu)建
在大數(shù)據(jù)時(shí)代,個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的構(gòu)建是適應(yīng)學(xué)生個(gè)體差異、提高教學(xué)效果的重要舉措。本節(jié)將探討個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的構(gòu)建,包括學(xué)生學(xué)習(xí)行為的數(shù)據(jù)分析與建模、差異化教學(xué)策略的制定與實(shí)施,以及學(xué)習(xí)成效的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與調(diào)整[5]。
3.1 學(xué)生學(xué)習(xí)行為的數(shù)據(jù)分析與建模
在構(gòu)建個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑之前,首先需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與建模。教師通過收集和分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),包括學(xué)習(xí)時(shí)間、學(xué)習(xí)進(jìn)度、答題情況等,可以了解學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)偏好以及學(xué)習(xí)困難。數(shù)據(jù)分析的關(guān)鍵是建立學(xué)生學(xué)習(xí)行為模型,以預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)狀態(tài)。教師可以利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),構(gòu)建學(xué)生學(xué)習(xí)行為模型,通過分析學(xué)生學(xué)習(xí)的歷史數(shù)據(jù)和行為模式,預(yù)測(cè)學(xué)生未來的學(xué)習(xí)趨勢(shì)和學(xué)習(xí)動(dòng)向。例如,可以利用聚類分析技術(shù)將學(xué)生劃分為不同的學(xué)習(xí)群體,根據(jù)不同群體的特點(diǎn)制定相應(yīng)的個(gè)性化教學(xué)策略;還可以利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)行為之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律,從而為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議和指導(dǎo)。
3.2 差異化教學(xué)策略的制定與實(shí)施
根據(jù)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的數(shù)據(jù)分析和建模結(jié)果,針對(duì)不同學(xué)生群體的特點(diǎn)和需求,教師可以按需定制并實(shí)施差異化的教學(xué)策略,個(gè)性化地設(shè)計(jì)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和評(píng)價(jià)方式,進(jìn)而提高課程教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)滿意度。比如,對(duì)于學(xué)習(xí)態(tài)度較好,學(xué)習(xí)成績較優(yōu)或?qū)W習(xí)效率較高的學(xué)生,可以適度安排更多具有挑戰(zhàn)性的作業(yè)和拓展性的學(xué)習(xí)內(nèi)容,以滿足他們的學(xué)習(xí)需求和興趣;相反地,對(duì)于學(xué)習(xí)興趣不高、學(xué)習(xí)進(jìn)度較慢或?qū)W習(xí)困難的學(xué)生,可提供更多針對(duì)性輔導(dǎo)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持,幫助他們端正學(xué)習(xí)態(tài)度,糾正學(xué)習(xí)方法,克服學(xué)習(xí)障礙,進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。通過差異化教學(xué)策略的制定與實(shí)施,更好地將因材施教教育理念貫穿于課堂之中,最大限度地挖掘每個(gè)學(xué)生的潛能。
3.3 學(xué)習(xí)成效的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與調(diào)整
對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的不斷監(jiān)測(cè)和調(diào)整,是優(yōu)化和改進(jìn)差異化教學(xué)策略的重要手段,也是定制學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的重要環(huán)節(jié)。基于大數(shù)據(jù)信息采集平臺(tái),實(shí)時(shí)收集學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),并對(duì)學(xué)習(xí)成效加以分析評(píng)估,可以幫助教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中面臨的問題和困難,從而根據(jù)差異化教學(xué)策略對(duì)課程設(shè)計(jì)和教學(xué)方式作出合適調(diào)整。比如,通過在線測(cè)驗(yàn)結(jié)果和作業(yè)提交情況等數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)進(jìn)度,針對(duì)存在學(xué)習(xí)偏差和作業(yè)錯(cuò)誤率較高的學(xué)生進(jìn)行及時(shí)的糾正和輔導(dǎo);同時(shí),可以通過學(xué)習(xí)在線測(cè)試成績和學(xué)生反饋數(shù)據(jù)等方式評(píng)估教學(xué)效果,了解現(xiàn)有教學(xué)策略的有效性和學(xué)生滿意度,總結(jié)與反思現(xiàn)行教學(xué)方法和課程設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn),進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和調(diào)整學(xué)習(xí)成效,可以不斷優(yōu)化個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑,實(shí)現(xiàn)教學(xué)的有效性和可持續(xù)性。
4 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系建設(shè)
在大數(shù)據(jù)時(shí)代,高職數(shù)學(xué)教育的評(píng)價(jià)體系也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn),構(gòu)建一個(gè)動(dòng)態(tài)性、全面性和多維度的評(píng)價(jià)體系在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中至關(guān)重要[6]。這不僅有助于準(zhǔn)確評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,還能為教學(xué)改進(jìn)提供有力支持。
4.1 多元化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建
傳統(tǒng)的以考試成績?yōu)橹鞯脑u(píng)價(jià)方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代教育的需求。在構(gòu)建動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系時(shí),應(yīng)注重多元化評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用。除考試成績外,還應(yīng)考慮學(xué)生的平時(shí)表現(xiàn)、課堂參與度、團(tuán)隊(duì)合作能力、問題解決能力等多方面的因素。同時(shí),對(duì)于不同專業(yè)的學(xué)生,可以根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)制定相應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),以更準(zhǔn)確地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
4.2 形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合
形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)是教育評(píng)價(jià)中兩種重要的評(píng)價(jià)方式。形成性評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn),有助于教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略;終結(jié)性評(píng)價(jià)則注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的總結(jié)性評(píng)估。在構(gòu)建動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系時(shí),應(yīng)將兩者相結(jié)合,既關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,又重視對(duì)學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)。這樣既能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題,又能全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
4.3 完善評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的應(yīng)用與反饋機(jī)制
完善評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的應(yīng)用與反饋機(jī)制是構(gòu)建動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。充分利用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù),將數(shù)據(jù)及時(shí)反饋至教師、學(xué)生及教育管理者,可促進(jìn)教學(xué)過程的持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化。
一是利用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整評(píng)價(jià)指標(biāo)。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià)不宜設(shè)置統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),而應(yīng)根據(jù)學(xué)期的不同,結(jié)合學(xué)生實(shí)時(shí)的學(xué)習(xí)偏差,適當(dāng)調(diào)整教師的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。例如,學(xué)期伊始,評(píng)價(jià)指標(biāo)可側(cè)重學(xué)生對(duì)高數(shù)課程的了解程度、學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;學(xué)期中,評(píng)價(jià)指標(biāo)可側(cè)重學(xué)習(xí)難點(diǎn)和學(xué)習(xí)態(tài)度;學(xué)期末,評(píng)價(jià)指標(biāo)則應(yīng)側(cè)重對(duì)知識(shí)的掌握程度和學(xué)習(xí)成效。二是利用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)提供教學(xué)反饋。根據(jù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)展現(xiàn)的學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn),幫助教師及時(shí)了解教學(xué)效果和存在的問題,進(jìn)而調(diào)整教學(xué)策略和方法,提高教學(xué)質(zhì)量。例如,分析學(xué)生的線上作業(yè)和課堂表現(xiàn)等相關(guān)數(shù)據(jù),教師可發(fā)現(xiàn)哪些知識(shí)點(diǎn)學(xué)生掌握不好,學(xué)習(xí)效果不佳,或?qū)W生在某些方面普遍存在的困難,并有針對(duì)性地優(yōu)化教學(xué)策略。三是利用評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)優(yōu)化教育管理者的決策。通過分析學(xué)生的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù),了解教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)情況的整體趨勢(shì),進(jìn)而優(yōu)化教育管理者的決策。例如,根據(jù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)資源分配,加強(qiáng)教師培訓(xùn)和管理。
5 結(jié)語
在大數(shù)據(jù)時(shí)代的浪潮下,高職數(shù)學(xué)教育正迎來前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)改革為高職數(shù)學(xué)教育提供了全新的視角和工具,使得教學(xué)內(nèi)容更加優(yōu)化、教學(xué)資源更加豐富、個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑更加清晰、評(píng)價(jià)體系更加完善。然而,也應(yīng)清醒地認(rèn)識(shí)到,數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)改革并非一蹴而就,需要教育工作者在實(shí)踐中不斷探索、創(chuàng)新和完善。首先,要充分認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)的重要性,并積極收集、整合和應(yīng)用數(shù)據(jù)化教學(xué)資源,通過深入挖掘數(shù)據(jù)背后的價(jià)值,為教學(xué)改革提供有力支持。其次,要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和學(xué)習(xí)特點(diǎn),制定差異化的教學(xué)策略,以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。要注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力,以適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和變化。最后,要加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)和交流,建立良好的師生關(guān)系,為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)支持和指導(dǎo)。
展望未來,高職數(shù)學(xué)教育還應(yīng)繼續(xù)深化數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)改革,不斷探索新的教學(xué)模式和評(píng)價(jià)方式,關(guān)注教育技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,充分利用現(xiàn)代科技手段提高教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
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