大数据背景下精准教学的认识、经验与成效

大数据背景下精准教学的认识、经验与成效大数据背景下精准教学的认识、经验与成效xx省教育厅教研室启动“数据驱动的教与学改进”实践研究。省教研室将“数据驱动的教与学改进”研究转为在全省中小学校推广基于大数据的精准教学。“大数据背景下的精准教学”项目被列为xx省基础教育课程改革的十大项目之一，并确定了包含大数据平台建设，基于大数据的精准施教、个性学习、实证教研、智慧评价以及智能管理的研究框架。经过“十三五”期间的实践探索，该项目取得了丰硕的成果。如今，xx省以大数据精准教学为核心的智慧教育逐步走出xx，辐射和引领全国，成为xx省基础教育课程改革的新名片。在取得较大成绩的背后，我们也看到学校和教师在实施大数据精准教学过程中存在着一些认识偏差和实践误区。为此，我们在总结实践经验的基础上，以案例形式分析精准教学的经验和实践，供中小学校参考与借鉴。一认识：技术赋能教育人类总是借助工具认识世界。工具的发明创新推动着人类历史的进步。从农业社会到工业社会，再到现在的信息社会，每一次学校形态的变化都离不开工具（技术）的创新。21世纪是科技创新的时代。大数据技术必将引起教学手段和方法的变革创新，为教育的发展赋能。（一）教育教学大数据是学校最重要的资产以色列著名历史学家尤瓦尔·赫拉利在《今日简史》一书中对未来十年发展做出了“数据是21世纪最重要的资产”的重要判断。在学校教与学过程中会产生大量的动态数据，借助大数据技术，人们可以便捷地将这些数据采集和挖掘出来，用以改进学校的教与学，促进学校提质增效。在这种时代背景下，教育教学大数据已经成为学校最重要的资产。（二）数据素养是教师最重要的技能之一数据素养是信息素养的进一步延伸和拓展，目前已成为研究热点。2012年，美国已有19个州将教师是否具备数据素养列入了教师资格认证情境。xx市嘉定区提出，每位教师都应具备数据素养，既要成为教育技术专家，又要成为课程教学专家，还应是数字公民的领导者。xx省也将制订和发布中小学教师数据素养的构成要素，并通过实施精准教学的方式提升教师的数据素养。（三）实施精准教学是技术发展的必然结果每一次科技革命都会推动产业变革，进而推动社会变革。教育作为社会的一部分，也不例外。以新中国成立后教与学方式的变化为例，每次变化的背后都离不开技术的发展和迭代。20世纪70年代前后，投影机、录音机和屏幕“两机一幕”的出现，让教育教学进入电化教育时代。到了90年代，计算机的出现和信息技术的发展，助推课堂教学关键词变为多媒体化和互动化。21世纪，随着互联网、大数据和人工智能等技术发展，课堂教学的关键词又将转变为精准性和个性化。（四）实施大数据精准教学是学校内在需要习近平总书记在十九大报告中强调，要办好人民满意的教育。基础教育课程改革已经开展了八次，旧课程的诸多问题通过课程改革得到了一定的改善和解决。随着时间的推移，课程改革步入“深水区”，面临着新的时代性问题。在PISA2018测试中，尽管我国四省市作为一个整体取得了全部三个科目排名第一的好成绩，但我国的学校教育还存在学生学习时间长、效率不高、学生幸福感偏低等问题。这些问题使用传统方法难以带来质的变化，利用大数据技术改进教学方式、提高教学效率，成为学校“办好人民满意的教育”的内需。（五）精准教学的本质是科学精神关于精准教学的定义或内涵，学者有不同的阐述。吴伟将精准教学分为精准教学孕育、精准教学创立、精准教学扩展和精准教学信息化四个阶段。仔细分析国内外学者关于精准教学的阐述，我们发现，无论处在精准教学的哪个阶段，学者们对精准教学的阐述都有下列共同特征：基于数据的教学、基于测评的教学、以学习者为中心的教学、强调记录并分析学生学习行为与表现的教学。因此，我们认为，精准教学的本质是科学精神，是科学精神对教学的反思与批判。二经验：理论联系实际，知行合一精准教学受教学论、学习论、课程论和技术论等多种理论支持。实施中也有许多理想化模型。我们的经验是，一定要将理论本土化、本地化、本校化。理论联系实际才能得到更广泛的应用，才能体现精准教学的本土化特色。限于篇幅，我们挑选了其中具有全局性、关键性的几个经验进行阐述。（一）精准教学中易出现的操作误区1.应正确认识、合理使用移动终端在实施大数据精准教学的过程中，教师很容易将其误解为开展“平板教学”。实际上，对于大数据精准教学而言，移动终端只是一个非常重要的教与学媒介，二者并没有等同关系。大数据精准教学需要多种硬软件支撑，以构成信息化教学环境。据我们调查，有41.28%的教师选择由“黑板+多媒体课件+互动教学平台”构成信息化教学环境。在开展精准教学时，建议教师根据学科、学段、教学内容等，确定是否使用移动终端等技术媒介，当用则用。如xx省教育厅在2021年1月发布的《xx省中小学移动学习终端装备和应用指导意见（试行）》中规定，使用移动终端开展教学的时长原则上不超过教学总时长的30%。2.要尊重并适度改变师生的原有习惯在开展精准教学时，许多地区或学校会在操作上搞一刀切，要求教师全面采用新技术，颠覆原有的教学方式或教学习惯。根据我们的实践经验，我们认为应循序渐进地改变教师习惯，尽可能不改变学生习惯。习惯是长时间养成的，一个人先天对外界试图改变他的意图有排斥性。对于教师，应先从外围的阅卷分析、预习和作业数据分析开始介入。当教师体验到精准教学的优势后，再逐步应用到课堂教学中。这样，新技术才会更容易被教师接受。对于学生，限于住校生自修不能用终端、走读生家长不愿意孩子用终端、主观题需要步骤、文科有书写要求等实际情况，我们建议不改变学生的学习习惯，通过技术手段“隐性”地采集学生的数据。3.年龄和学科都不是实施精准教学的问题在推动信息技术应用时，人们往往会产生两种刻板印象：一是青年教师相对中老年教师更容易接受技术并能够快速学习和应用；二是数学、物理等理科相对来说更容易应用信息技术开展教学。但我们的调查结果却不太一致：在开展大数据精准教学的教师中，20年教龄的教师占比最高（31.55%），11年教龄以上的累计占比达69.19%。由此，我们可得出“有多年传统教学经验的教师更易于开展大数据精准教学”的结论。在开展大数据精准教学的教师学科分布调查中，数学、语文、英语和科学（物化生）学科的数据较为突出，其他学科的数据则比较均匀。我们得出的结论是，大数据精准教学适用于每个学科，但建议理科（物、化、生、科学）和英语学科先行应用。（二）精准教学的数据采集要点1.要重视采集学生全过程数据学生学业负担重的重要原因之一是教师对学情掌握不准，教师的教学效果与其对学生的了解程度呈正相关。大数据精准教学的最大价值在于精准性，在于通过采集学生数据深入充分地了解学情。为此，若要充分完整地采集学生数据，应从横向上采集学生课堂互动、作业、同步测试、月考、期中、期末、学业水平、区域联考及模拟考试等各种数据，从纵向上采集学生从入学到毕业各个时段的数据。2.要尽可能采集学生的行为数据研究表明，学生的行为数据与学业数据高度相关。学生所处的环境（学校、家庭）对其学习行为有重要影响。我们建议，要特别注意采集学生的行为表现数据，为每个学生建立记录其课程学习和成长经历的数字档案，要关注学生在哪里学习，学习了哪些课程，学习中创造了什么、分享了什么、体验了什么等。只有完整地将学生的学业数据和行为数据收集起来，才能为学生构建全面立体的数字画像，从而精准评价学生。（三）精准教学实施的最优途径1.重点在于了解学情，重构教学流程精准教学必须重点抓好课堂教学。但在实施过程中，由于大数据平台内置了许多资源，且阅卷和分析效率特别高，短时间内能显著提高学生的学业水平，许多学校和教师容易走入利用大数据平台频繁“刷题”的误区，反倒加重了学生负担。我们的建议是：精准教学应重点用于了解学生学情，调整教学设计、重构教学流程，以提高教学和学习效率，而效率提高后多出来的时间应还给学生，开展基于兴趣的项目式学习。2.基于数据的个性化学习最佳路径是错题本对一个毫无大数据精准教学实践经验的学校和教师而言，为降低犯错成本，我们建议从电子化自动错题本入手。这是实施精准教学和个性化学习的最佳路径。解决错题对填补学生知识薄弱点，提高学业成绩有非常大的帮助。大数据平台可以自动收集和积累学生试卷、作业和课堂互动的错题，生成错题集和学生学科知识图谱，且提供知识点学习资源、变式训练和一题多解等功能，可便于学生精准学习，减轻学生负担。如xx衢州华茂外国语学校，每周五家庭作业的第一项便是一周来每个学科年级错题集和学生个性错题集。教师亦可通过错题了解学情，调整教学进度和内容。3.区域教学研究共同体是最好的组织形态xx省的大数据精准教学探索分为三个阶段：最初由教育信息化开展得比较好的学校或教师自发开展分散式实践探究，后发展为省级和区域试点式推动，到现在通过区域精准教学研究共同体整体推进。事实证明，以省级试点学校为核心的区域精准教学研究共同体是推进精准教学的最好组织形态。共同体的特点在于，其成员能够优势互补，且研讨交流方便，有利于整体推进。三成效：辅助走向引擎“十三五”期间，xx以精准教学为核心的智慧教育得到迅速发展。精准教学从“试点”走向“常态”；从“尝试”走向“融合”。以精准教学为核心的智慧教育也从“辅助”的角色转变为推进学校教学改革的“引擎”。（一）促进了教师教学模式的转变新技术和新理念的引入，必然会引起教学方式的变化。大数据技术在学科教学中应用后，教师的教学更有针对性，如在确定教学重点时让数据“说话”，并可根据课堂互动数据实时调整教学内容、重构教学流程，从而采用更优的教学方式。如xx衢州高级中学提炼出了“1553”教学法，即通过数据分析找到学生的1个提升点，推送5道变式题训练，再根据遗忘规律5天后推送3道题检测巩固。精准教学能够让教师在大数据技术的支撑下实现技术与学科的融合创新，从而不断创造出新的、更高效的教学方式，这就是精准教学价值所在。（二）实现了学生的个性化学习个性化学习是技术与教育深度融合到高级阶段的表现形式。在教学中，每个学生的学习方式、学习能力是不同的，因此，每个学生知识掌握的程度也各不相同。大数据平台可以将学生知识点掌握情况和程度以图谱的形式展示出来，从而实现个性化学习。大数据平台还能根据学生的知识图谱推送个性化学习资源，根据错题推送个性化的变式训练，实现分层学习。如xx市第二十一中学基于大数据和人工智能探索了“1师+X生”个性化学习模式。上课前，教师基于数据分析将有共性问题的学生分为一组，教师对小组长提前辅导，课中小组长负责辅导小组成员，最后教师做共性归纳。（三）促进了实证教研的发展教研活动，尤其是校本教研活动，是解决教学问题、提高教师专业水平的主要途径。传统教研活动中，教师大多凭经验研讨或传帮带。有了大数据支撑后，教师可以基于数据开展研讨，从而做到研而有“据”。如玉环市环山小学利用大数据平台的苏格拉底报告，对新教师授课的每个环节数据进行了分析，帮助他们找到各自教学的优势和不足，具有很强的针对性。xx市上虞区实验中学每周都会利用年级典型错题和共性错题数据进行精准校本教研，解决本周教学薄弱点，再通过突出数据找到教师的经验点。这样一来，不仅解决了当下的教学问题，还提升了教师的教学能力，实现“经验式”教研向基于数据的“实证型”教研转变。（四）提升了教师的数据素养及能力实施基于大数据的精准教学后，最明显的变化就是教师的数据意识增强了。他们对教学过程中的数据更加敏感，能够主动采集数据、分析数据和在教学闭环中应用数据。（五）促进了学生全面而有个性的发展新课程改革的育人目标是促进学生全面而有个性的发展。对精准教学实施效果的调查数据表明：一方面，精准教学显著提升了学生的学业水平。有56.20%的教师表示，实施精准教学“显著提升”了学生的学业水平。如xx省永康二中打造“开不了小差”的精准课堂。实施一年后，这些班级的平均分反超其他班级8分，教学质量明显提升。另一方面，精准教学显著提升了学生的综合素质。这是因为，精准教学强调采集学生的行为表现数据，再根据分析报告诊断和改进学生的行为。有57.61%的教师表示，精准教学“显著提升”了学生的综合素质。