信息技术支持下精准教学的实施策略

——以试卷讲评课为例

【关键词】信息技术 ; 大数据 ; 精准教学

一、信息技术支持下的精准教学
        精准教学由奥格登·林斯利（Ogden Lindsley）发起，他于20 世纪 60 年代基于斯金纳的行为学习理论提出精准教学以追踪学生的学习表现 , 后来迅速发展为评估教学方法有效性的框架。然而由于行为主义的局限性以及当时技术的限制，早期的精准教学过度强调行为结果，忽略了学习行为过程与个性化发展 ^[1]，同时由于缺乏技术支撑，在测量、记录学生的学习表现均采取以笔和纸为工具的手工形式进行，故数据记录采集、分析以及图形化、可视化的工作效率不高，致使精准教学并没有得到广泛的应用。
        随着信息技术的发展，教学管理系统、自主学习系统、慕课、微课以及学习社交平台等的广泛应用，促进了教育数据的海量增长，教育大数据使得学习行为、学习状态、学习结果等各类教育信息成为可捕捉、可量化、可传递的数字存在，平板电脑、智能手机、各种传感器、可穿戴式设备、射频识别等皆可成为数据自动采集器并被应用于教学的各个环节，使得精准教学测量数据更为精准可行。大数据及其依赖的各类智能系统既可以实现学习表现自动化测量、记录及结果可视化呈现，也可以提高数据采样频率，进而提升精准教学的流畅度^[2]；而大数据的实时性，使得精准教学各类数据从生成到结果分析可以瞬间完成，大大节约时间成本。同时在大数据环境下，精准学习不再完全依赖于结果分析，还要考量学习行为的过程等其它要素，通过采集学生在学习行为过程中产生的各类状态信息，形成反映学习情况的数据源，随后利用各种数学建模方法和大数据处理技术对数据源进行测量、分析与比较，并根据此结果对学生的学习行为及其学习表现进行评估和干预，使学生的学习行为过程考察和个性化发展均成为可能。
        大数据的兴起将数据价值推向了新的高度，在大数据激发的教育变革中，以测量、记录数据为基础的精准教学必将迎来新的发展机遇。在信息技术支持下的精准教学，可实现人机合理分工 ^[3]，使教师专注于教学设计与个性化干预，让学习者获得更优质的学习服务。在保证精准地针对问题教学的同时，提供精准的服务，重新激发精准教学的活力。

二、基于大数据分析的精准试卷讲评
        试卷讲评课是指考试后，教师根据学生试卷反映出的主要信息设计教学，有针对性地解决问题、反思教学、帮助学生巩固知识、提高学习及应试能力的一种课型。试卷讲评课对于教学的重要性毋庸置疑，但只有真正契合学生的需要，试卷讲评课才能发挥出它应有的价值。
教师若缺乏充足的准备，在数据未能充分分析的情况下就进行讲评，则无法对症下药，导致教学的盲目性与随意性，试卷讲评也就失去了精准性。

        教学过程中数据无处不在 , 每次检测和考试也都蕴含大量有价值的鲜活数据。传统的数据统计和诊断方式耗费教师大量的时间，且诊断的精准度低，教师虽能统计出做错题的学生人数，但一般不会记录是哪些学生出错和错误类型；另外数据统计和诊断的跟踪性差，多为点状诊断，缺乏对学生个体的线状跟踪分析，数据统计和诊断的教学价值因此而降低。
        通过“云计算”和“大数据分析”技术，收集常态化的教学数据，应用数学统计、数据挖掘等技术手段，进行深入有效的分析挖掘，高效准确地诊断学生的知识漏洞，提供全面的学习诊断报告，让教师可以在考试后迅速、精确地掌握学情。如通过智能系统可帮助教师快速准确地把握错误率最高的题目和错误学生名单，根据学生名单，可以在课前找学生了解其解题思路，有助于教师对症下药，尽可能地避免产生教学盲区；还可采集每个学生的日常学习行为和数据，科学地记录和分析学生平时的学习情况，由于系统相关数据长期储存，能对学生个体学习状况进行追踪，精准找到学生的知识漏洞，及时发现学生的薄弱点，教师即可根据系统对学生作业、考试状况的分析进行个性化精准教学，有针对性的进行补偿训练，按错误知识点关联进行个性化作业推送，不再盲目地陷入题海战。根据数据的统计和分析，既形成共性的教学策略，又提出个性化的学习建议，让数据为教学服务，实现精准教学。

三、精准教学在试卷讲评课中的实施途径
        精准教学在试卷讲评课的有效实施应分为三个环节，一是真实全面的数据采集；二是精准科学的数据分析；三是精准高效的教学活动。三个方面层层递进、环环相扣，形成了一个基于大数据分析的精准化教学模型。
        （一）真实全面的数据采集
学业诊断离不开大数据，数据采集可以使用“线上数据采集”和“线下数据采集”两种方式相结合，前者采集“电子数据”，后者采集“纸质数据”。线上数据采集主要通过学习终端设备和数字化在线课堂教学平台如“猿题库”、“作业盒子”、“科代表”等平台，记录学生在线测验情况，生成相关学习数据；线下数据采集可利用科大讯飞的智学网平台或曲速教育的极课网平台，该采集系统分为硬件和软件两个维度，硬件可以与传统网上阅卷硬件设备通用，软件融合了图像识别技术、云计算技术、云存储技术等多种现代技术。与传统网上阅卷最大的区别是，该系统可以不改变教师的批改习惯，教师先纸质批改，再扫描采集数据（卷面留有痕迹，这种痕迹也是一种教育资源），通过高速扫描仪采集学生作答情况以及教师批改痕迹保存至云端。数据反馈系统包含教师软件、学生软件和家长软件。这三种软件都分设计算机版和手机APP版（手机软件）。教师通过手机、电脑等终端 APP 随时查看教学诊断云平台上收集生成的学生数据，查看相关数据报表、跟踪薄弱学生等。

        （二）精准科学的数据分析
        常态化的学生学习、考试数据是海量、零碎的，需要专业人员根据实际需要建立数学模型，再由软件开发人员应用数学统计、机器学习、数据挖掘等技术手段，进行精准科学的数据分析，生成对教师教学、学生学习有价值的信息。智能平台记录并生成的考试数据集能为教师的课堂讲评提供学情、重点信息、难点信息等学习数据支撑，支持教师设计课堂教学起点、教学重点和教学难点。通过数据的分析与处理，帮助教师做出更合理的精准教学决策干预。 
系统还能给出全年级每个班每一次考试小题分对比的统计数据，包括每题的正确率、每个题目做错的学生是谁、学生错在哪里。提供了学生是否达成目标的数据、教师诊断学情和效果的证据。有了这样的数据和证据，教师的课堂讲评就有了更加专业的判断：哪些内容是学生已经掌握的、哪些内容是学生没有理解的、哪些需要进一步加强巩固？对于未达成的目标，教师后续的教学应做什么样的调整、提供什么样的学习机会、课后如何提供针对性的训练？这些都有了明确的方向，也为实施精准教学提供了有力的保证。
        （三）精准高效的教学活动
        传统讲评作业或试卷，有些教师从头讲到尾，一是没有重点，二是往往因时间不够，造成讲评质量低。有了数据分析诊断报告，教师可以快速、精准定位讲评重点，提升讲评效率和讲评质量。
        1.选好教学起点。教学的起点至关重要。起点过低、过高都会影响到整节课的教学效果。以往主要靠教师的个人经验，如今，基于大数据的精准分析，使得教学起点的选择更加科学。以讲评课为例，通过数据分析系统，对学生考试情况的精准分析，教师在备课前就已经对学生的学情有了初步了解，可以精准备课。通过智能平台的数据反馈和数据分析，教学的起点选择就会非常精准。
        2. 选好教学重点。正确把握讲评课的教学重点，精心设计并开展突破性教学，是一节课成败的关键之一。试卷讲评前，通过智能平台产生的数据分析报告，教师对整份试卷每个题目的得分情况、得分率较低的题目归因、每个学生的解答情况等都做到了心中有数。教师讲评时，可以随时调看某个学生某个题目的解答情况、某个题目的错误分类、某个题目值得推荐的样本等，突出重点，针对性地开展教学活动，包括后续的跟进练习。
        3. 针对性的课堂提问。课堂提问和师生互动也是课堂教学的重要环节。何时互动、提什么问题、让哪位学生回答等，都会对课堂的教学效果产生一定影响。借助数据分析系统里存储的学生考试数据和分析报告，教师在完全了解了学生每一个知识点的掌握情况、难点或者学生错误率较高的题目、个别学困生的问题所在等信息后，师生互动、课堂提问就能做到有的放矢。根据数据采集的针对某道题回答错误的学生名单和错因呈现，教师可以根据这些信息实施精准的课堂提问。
        4. 个性化的补偿教学。学生的差异性是客观存在的，对于学习能力弱的学生，在试卷讲评课后需要个性化的辅导答疑，对于学习能力强的学生，课后需要个性化的激励提升。通过常态化考试数据采集，记住了每个学生的学习轨迹、知识结构、能力分布、强项、弱项等数据，再通过大数据运算，可以为每个学生定制并推送一项学习建议，一份个性化练习、试卷、作业或微课等，从而较好地在班级授课制环境下实现因材施教和个性化学习。 

四、结语
        以云计算、数据挖掘和移动互联为支撑的大数据技术，给教育教学带来了颠覆性影响。精准教学自诞生以来，便与程序、数据密不可分，在传统教学环境下，囿于技术条件，精准教学的理论研究与实际应用不容乐观。而在大数据环境下，学生学习行为的自动测量、自动记录、高效分析与精准预测均已成为现实，使得精准教学突破了传统教学环境下的操作困境。基于大数据分析实施精准化教学，基于数据分析及时调整备课有效策略和课堂有效教学策略，帮助教师从经验教学走向精准教学，帮助学生从模糊学习走向精确定位，基于大数据学习分析技术的个性化学习已成为教育学和认知科学的研究趋势。而提供给学生有针对性的个性化学习是教育发展方向，也是技术回归教育本质的实践。需要强调的是，基于大数据的精准教学模式在教学实践中的应用，不仅需要大数据的技术支持，更需要有与之相应的思维理念的跟进。在互联网 + 时代，学校不应回避教育技术带来的种种冲击，而是应该思考如何更好地利用新技术，特别是将技术手段深度运用于课程、教学领域，实现对传统课堂教学的突破，以谋求更深层次、更核心领域的变革。

参考文献：
[1][2] 付达杰 , 唐琳 . 基于大数据的精准教学模式探究 [J].现代教育技术 ,2017,(7).
[3] 祝智庭 , 彭红超 . 信息技术支持的高效知识教学：激发精准教学的活力 [J]. 中国电化教育 ,2016,(1).