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基于數據分析的小學數學精準教學

科技 更新时间:2024-08-01 04:24:48

基于數據分析的小學數學精準教學(冉冉升起的雲信息技術在數學教學中的應用探索)1

[摘要]信息技術在教學中的應用已經從電腦端逐步向移動端發展,尤其是基于移動端的社交軟件的大規模應用,讓學生除了在課堂上享受多媒體教學的便利,更能利用好課堂外的碎片時間,提高學習效率,此類代表中最為典型的就是騰訊QQ、微信的應用與微課的應用。

[關鍵詞] 微課 雲存儲 在線批改 微信 QQ作業 平闆課堂

一、當今信息技術的發展特征

早期信息技術應用于教學,多是指幻燈片類的演示軟件,将黑闆粉筆書寫的内容替換成電子文檔、圖片及影像,極大豐富了教學素材,在一定程度上改變了教學模式。但這些技術變革依然沒有脫離“教師講,學生聽”的模式,充其量增加了課堂的趣味性,用電子文檔增加了課堂容量。随着信息技術的進一步發展,智能手機及其上社交軟件的大規模普及,将教師和學生置于互聯網 的風潮之中,原本僅作為聊天工具的騰訊QQ,突然之間具備了許多教師夢寐以求的功能,除了教師之間的教研交流,還建立了與學生的課外連接;微信則讓教師與家長之間的溝通變得更為便捷;雲存儲則讓教師擁有了海量教學資源,大大減輕了教師備課的負擔;特别是微課的應用,為教師個性化教學提供了可能。

電腦端打開百度雲盤截圖

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手機端打開百度雲盤截圖

百度雲僅提供存儲方案,并未能進行在線修改,因此,其一般使用模式是下載到本地電腦或手機、平闆上,然後編輯,最後上傳回百度雲覆蓋掉原文件,以保證雲端文件始終最新。

有效應用這些工具的前提就是做好索引,以方便搜索,文件名的命名要帶有提示性,使自己一目了然,畢竟這些資源最大的用戶正是自己。

三、用即時通訊工具在線批改

傳統的作業批改需要以下步驟:布置作業、完成作業、收作業、批改作業、分發作業。用騰訊QQ群中的作業功能,可以在線完成絕大多數工作。

教師布置作業,可在QQ群中布置三類作業:第一類,傳統作業,用文字描述,比如完成課本上習題,試卷等;第二類,在線選擇題作業,QQ群中有内置的作業習題,并按章節分類,可有選擇性地進行布置,布置前可預覽習題;第三類,微課作業,即先觀看一段微課,然後完成相應的選擇題。如下圖所示:

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不過上述過程未能解決數學習題中最多的主觀題批改,于是想到了利用聊天窗口中的圖片塗鴉功能,并且進行如下嘗試:

将試題通過QQ群發給學生,可用截圖方式發送,然後學生用紙筆在作業本上解答,然後用手機拍照傳到我的QQ上,然後利用聊天窗口中的塗鴉功能用紅筆進行修改,然後發回學生。

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這樣在線批改效果比較好,與傳統的紅筆批改操作相近,也符合學生的習慣。與目前使用較為廣泛的智能閱卷系統相比,它的最大優點在于批注,當然,統計就是它的弱項,實質上它是将傳統的批改作業移植到了網絡,若能将此功能與在線分數統計結合,那将是個革命性的技術。

四、微課程個性化教學

微課程這個概念是基于微課的,即将數個知識點制作成的微課串聯起來,形成一個微型的課程集,幫助學生理解學科知識或解決習題疑難。

關于微課組成,主要由微視頻、微學案、微課作業等部分構成,其中微視頻是核心,每一節微課都必須有明确的目的,即解決學習中的問題,以此來分類,大緻可分成知識點理解型微課、習題講解型微課、歸納總結型微課。應用環境可分為課前、課中和課後。

知識點理解型微課:不同于普通課堂教學中的知識點講解,它是對課堂知識點講解的深化,課堂45分鐘必須面向全體學生,知識點的講解也一樣,但這就不可避免地出現“吃不飽”和“吃不下”這兩種現象,針對前者,微課設計主要是加深概念的理解,用更多樣的變式習題幫助學生深入理解;針對後者,微課設計主要是加強趣味性,吸引學生注意力,用淺顯的語言将知識點呈現給這部分學生,同時配套習題的難度應與課本保持一緻。

習題講解型微課:這也許是微課的主要形式,數學課堂教學最終反饋要靠作業中的習題,無論是課堂作業還是家庭作業。學生在解決習題的過程中,也會遇到相應的問題,因此,對每次作業,要根據學生的實情,制作不同層次的微課,來滿足學生不同層次的需求。這種微課的制作要求是要短小精悍,學生一般是帶着問題來看微課的,2分鐘内是其注意力高度集中的時段,因此,快速把握學生思維中的歧途,并正确引導是關鍵,語言必須簡潔高效,通過短小的視頻,講清習題的主要思路,并配以相應的練習幫助學生鞏固。

歸納總結型微課:一般出現在複習課中,采用思維導圖的形式,将某小節或某章節的知識點串起來,形成知識結構圖,隻有建立了網絡狀的知識結構,學生在解題中才有可能迅速對症下藥,找到思路。

例如在二元一次方程組解應用題和不等式複習中,筆者應用了習題講解型微課,效果非常好。

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上圖中的第三、四節微課,實質就是一個微課程,主要幫助學生理解含參數的不等式的解題思路。

在微課使用過程中,我的感觸是,微課其實是一種個性化教學資源,指望一節微課讓一個班級所有學生全部明白是不可能的,因為學生層次不一樣,老師在課堂上都無法讓每個學生都達到相同的理解程度,更何況是在無人監管條件下的學生學習?使用微課的前提是,制作者需要明白哪些學生會來看微課?也就是微課的受衆,通過常規課堂教學能夠達到學習要求的學生,是沒有看微課的需求的,隻有遇到問題,并且有主觀解決問題欲望的學生,才是微課的真正受衆,所以我們制作微課,就好比常規課備課一樣,一定要備學生!

五、大數據與教學統計

信息化輔助教學,信息化的主要目的是提供更快捷方便的學情反饋,收集學生學習數據,形成數據庫,也就是基于雲端的大數據。所謂的大數據,其要點在于一個“大”字,不能誤解,如果把幾張學生成績表拿來稱為大數據,是不切實際的,在此舉一例說明:有經驗的教師往往會建議學生建立自己的錯題集,把每次作業、考試中的錯題整理歸類,經過一學期的整理,基本上學情就很清晰了,這個過程才能稱之為大數據,當然,這僅僅是從學生角度考慮,從教師角度,需要收集一個班級甚至一個年級的所有學生的錯題集,同時進行有效的數據整理,反饋出來的信息就是最貼近學生實際的,這個大數據對于階段複習非常有幫助。

教學中我們到底需要什麼樣的大數據?

其實我們收集的數據是為了服務教學,即我們需要通過數據了解學生的學情,因此,課堂聽課數據、作業完成數據、解題思考數據這三類是最起碼的要求。課堂聽課數據,是指課堂中聽課的認真程度,其數據包括注意力集中時間、回答問題次數、完成課堂練習時間、回答問題正确率、課堂練習正确率、與同學合作交流時間等;作業完成數據,是指完成作業的時間、正确率、解題反思、錯題改正等數據;解題思考數據,是指草稿紙上形成的解題思路、各知識點聯接網、思維導圖等;上述數據的收集與整理仍然是一個待研究的課題。但隻有掌握了學生的這些數據,我們才能有效對學生的學習效果進行評價,其實,這些工作一線的教師們一直在做,隻不過他們用的不是電腦而是人腦,這些學生的形象就通過這些數據生動地存在于教師的大腦中,隻要一提到某個學生的名字,立刻就能知道該生的學習情況。

六、平闆課堂

從最早的電子書包功能,到現在的課堂所有環節全部覆蓋,小小的平闆已經具備了代替學生常見文具的功能,再加上實現批改客觀題,拍照上交主觀題,使用平闆教學,可以極大提高傳統課堂教學效率。

2016年1月4日,是宜昌市十中703班值得紀念的日子,這一天,數學課堂上,每個人面前都有一部平闆電腦,數學課的學案就在平闆上顯示,一節“潮”課就此展開。

課前,在技術人員指導下進行備課,教師備課是在PC端進行,一切相關資料全部存儲于雲端,平闆可直接調用。

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從備課角度看,PC端符合教師使用的日常情況,畢竟電子備課用起鼠标鍵盤要方便得多,而且多數教學資源在互聯網上以word的格式呈現,因此,PC端仍然是最佳選擇。由于本節課的課題是《一元一次方程複習課》,因此,我選擇學案的形式來開展,其中一個原因就是想試用平闆教學系統的自動批改評價功能。

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雲編輯器使用感受:确實是個很方便的網絡編輯利器,平時在word中使用公式編輯器習慣了,沒想到這裡也能用,類似word2007中的公式,當然,一些無法實現的功能諸如弧的符号等還需要技術人員進行完善。文字和圖形的錄入與平時在空間上寫文章沒什麼不同,适應得很快,麻煩之處在于,選擇題的四個選項得一個個粘貼到相應位置處,用過曬課系統的老師們應該能體會其中的艱辛。大概花了一節課左右的時間,我錄入完了本節課所需要的十道數學題,其中五個選擇題,三個填空題,兩個應用題。

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這就是錄入完成後的界面,解析可由老師自己書寫。

傳統課堂上的講解仍然必不可少,本次實驗課主要是實驗學生答題與提交過程,因此,時間上隻用了大概20分鐘,學生倒是對這種形式感到很新鮮,不過很快也進入數學答題的狀态,在草稿紙上演算,在平闆上輸入結果,學生們操作起平闆來幾乎完全沒有障礙,比我們某些成人要快得多。

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從學生答題中暴露出來的技術問題,填空題對學生所填内容的智能識别,比如正确結果是28,但學生在輸入28時前面多輸入了一個空格,系統就判定是錯的,這太過于嚴格了,另外還有分數的輸入,學生無法使用與老師一樣的雲編輯器,即使能用,那個也麻煩,像我是長期使用word的,才會熟練,對學生要求則太高。最後是關于主觀題的輸入,目前這個版本,課堂練習上隻能用手寫,但平闆就這麼大,手寫輸入是以圖片形式保存,那個手寫的字實在是……難以辨認,建議用手寫輸入法或拼音輸入法,學生或許還能輸入得快一些,當然,最直接的莫過于讓學生把過程寫在紙上,然後拍照上傳到教師端。

從教學方面反思:平闆目前能解決的最大的教學難題就是習題的智能批改,尤其是選擇題,相對平時教學環節中的課堂作業,做完了還需要老師一個個批改,确實進步很大,但技術也有限制,确實進一步改進。感覺平闆這種終端,這樣使用大材小用了,平闆最大的作用應該是交互,基于雲端的題庫,一個界面友好的交互教學軟件,再加上合理的教學應用思想,三者結合才能讓課堂效率提高。

任何教學方面的技術變革,一定是要解決舊模式中不便的地方,而不是帶來新的麻煩,因此,慎重進行本次平闆課堂實驗,本人戰戰兢兢,如履薄冰。

随着對平闆課堂的進一步熟練使用,課堂效率的确得到了極大提升,那麼這種新的技術手段與傳統手段相比較,究竟時效性如何?由此漸漸萌發了将自己所帶的兩個班進行一次自我“同課異構”的想法,選擇人教版八年級數學上冊第十三章13.2畫軸對稱圖形第2課時,周一上午第1節課,授課班級802班,傳統課堂模式;下午第2節課,授課班級803班,平闆課堂模式。

設備對比如下:

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應該說,雖然是傳統課堂,但使用的教學設備信息化程度也較高,一體化希沃液晶,水性筆黑闆,實物展示台等等,學生用的文具沒有區别,依然是傳統的筆和練習本。與粉筆黑闆相比較,水性筆黑闆環保性更強,書寫性稍顯不足,對數學老師來講,沒有教學圓規是其最大短闆。一體化液晶取代了投影儀,其主要作用依然是展示多媒體功能,其上的軟件中有虛拟數學作圖工具如直尺、三角尺、圓規等,但經本人試用,不太順手,遠不如粉筆加教學用尺直接,這一點,平闆課堂與傳統課堂并無二緻。

教學流程對比,本節課是新授課,内容較為簡單,作為軸對稱在平面直角坐标系中的應用,學生在基本掌握了軸對稱圖形的畫法後,剩下的主要就是尋找坐标系中軸對稱圖形的坐标聯系,尋找它們之間的規律,并利用這個規律解決數學問題。課堂上,主要探究平面直角坐标系中,分别以x軸和y軸為對稱軸時,一對對稱點的坐标之間的關系。

第一個環節是課前檢測,5道簡單的選擇題,以上節課的内容為主,客觀題批改起來快,老師可在課堂上短時間内獲得反饋,這個環節是本校特色,八年級數學備課組的《天天練》即基于此。目的在于幫助學生在新課之前熟悉前一節内容,難度不高。

第二個環節是情景導入,為了活躍課堂氣氛,以教室中軸線為對稱軸,請每個同學找準自己座位的對稱點,說出該同學的名字,兩人一起站起來讓其他同學判斷是否找準。我用這個活動取代了課本上的老北京城示意圖的思考,從兩個班的教學效果來看,學生們都很受用。

第三個環節是探索規律,給出五個點坐标,先畫出它們分别關于x軸和y軸的對稱點,再寫出它們的坐标,尋找對稱點坐标之間的關系,再找幾個點,分别作出對稱點後驗證自己發現的規律。

第四個環節是歸納,小組讨論後由學生歸納發現的規律。

第五個環節是例2,既然已經找到了規律,則這次的作圖順序與第三個環節相反,先根據已知點坐标寫出其關于x軸和y軸的對稱點坐标,再由寫出的坐标作圖。作完圖之後,觀察它們的位置關系,是否為軸對稱圖形,更進一步驗證規律。

第六個環節是課堂小結,讓學生談談本節課有哪些收獲。

第七個環節是課堂檢測,利用課本練習檢測學習效果,這個環節中,為了不同層次學生需求,布置了一道難度較高的提升題練習,如果課堂時間充裕,則在課堂上完成,如果時間不夠,則留作課後思考。

此為本節課的大緻設計流程,關于課後作業,兩個班均布置的相同作業,所不同的是,提升題在傳統課堂上隻能寫在作業本上第二天交,而平闆課堂上可以回家後通過網絡交到教師平闆中,還能通過平闆上的問題牆進行同學間的互助。

對比如下:

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時效性對比結論:平闆課堂作為目前一種新興的教學手段,在提升課堂容量上效果顯著,但也能看出,并非每個環節都有效,它更多體現在課堂實時反饋上,比如省卻了學生上黑闆書寫以及課堂練習的人工批改。因此,在信息化與教學融合的過程中,設備并不是唯一,所有的技術都是“教具”,把教具用好,提高課堂效率,減少時間浪費,是現在的主要實驗目的。

技術永遠在進步,我們可以期待,有朝一日,技術進步會突破某個閥值,比如語音識别、圖形識别、自動檢索等突破,就極有可能帶來課堂教學的根本性改變,課堂将不僅僅局限在一間教室,一段45分鐘,甚至一個班級,一個老師。

七、結語

在數學教學中,應用信息化技術,可極大減輕教學中的重複勞動,提高教學效率,同時滿足了不同層次學生的學習需求,真正做到了教育面向全體學生。随着時代的進步,信息化進程會越來越快,更加深入到一線教學,最終讓教師的教和學生的學都達到一個新的高度。

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