于健
江苏省南京市金陵中学 210005
【摘 要】 在理解大数据概念的基础上，以大数据理论为指导，以学生的“个性化培养”和“因材施教”为主线，分析了大数据对高中数学教师教学的影响．同时分析了大数据自身的不足，要尽力扬长避短，充分发挥大数据积极的作用，克服其消极因素，真正让大数据为教育教学服务．
【关键词】 大数据；教学方法；个性化教育；因材施教
一、大数据分析的概念
1.大数据的概念．就数据本身而言，其是记载信息的一种载体，当然，也是知识的来源．数据的不断增加，表示其相应的记录范围、测量范围和分析范围在不断扩大，表示人类获取的知识越来越多，获取的信息量越来越大，而知识的边界也在相应地不断扩展与延伸．所谓大数据，可以从宏观和围观两个角度来进行理解，有不少国内外学者选择从宏观角度理解和研究大数据，其对于大数据的概念做了以下定义，即需要新处理模式才可以具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产，大数据具有4V特点，分别是Volume（数据量大）、Velocity（实时性强）、Variety（种类多样）、Veracity（真实性），另外还有一部分学者认为应当再加两个V，即Value（价值）和Visualization（可视化）．而维基百科给出的定义则是无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合．
2.大数据分析的概念．所谓大数据分析，即对规模巨大、数量庞大的数据进行分析．其具有四个非常显著的特征：首先，数据量大;其次，速度很快;再次，种类繁多;最后，真实性．而大数据分析的目的就是要通过对历史数据的分析和挖掘，科学总结与发现其中蕴藏的规律和模式，并结合源源不断的动态流式数据去预测事物未来的发展趋势．
二、大数据对教师传统教学方法的冲击和影响
1. 教师传统的教学方法
（１） 讲授法：主要指教师通过口头语言向学生解释概念、证原理、叙述事实和描绘情境的一种教学方法．教师运用教学方法进行教学时大多都伴着讲授法．这是当前我国最经常使用的一种教学方法．该方法主要以教师为中心，学生有时会陷入被动的学习．因此，它易束缚学生的思维，缺少互动性交流，较少顾及学生的兴趣与需要 ．
（２） 阅读法：学生在校学习的时间有限，课堂中学到的知识也十分有限．为培养学生再学习能力，让学生自主阅读（书本、报刊、文件），并领会其中内容．
关键是学生自己阅读教材吸收知识，因此，阅读法的形式越多就越有利于激发学生的学习兴趣．通常情况下，在高中教学中将阅读法分为了自学式阅读、复述式阅读和预告式阅读 ．
（３） 谈话法：是教师有计划地提出问题，学生运用学习过的知识和经验，积极思考，能够独立做出结论的教学方法．它可以分为复习谈话和启发谈话两种．该方法所需时间长，知识储备和谈话技巧要求高．
（４） 讨论法：根据教材要求，拟订讨论课题，全班同学或小组学生紧紧围绕这个课题各抒己见，相互启发，共同提高的一种教学方法．它易于发动学生的学习热情，调动学习参与性．但它耗时长，要求教师要有较强的知识综合运用能力，学生要有良好的知识基础．
2．大数据对传统教学方法的影响
（1）对讲授法的影响
讲授法的核心是教师积极主动的“讲授” 知识．“讲授” 从某种意义上讲就是信息的传播，而学生的“学” 则是信息的获取与应用．大数据对讲授法的冲击主要表现在对传播的信息及其传播的途径、 方法上．数学是一个高度抽象的学科，数学教学过程也相对比较抽象．讲授中要引起学生求知欲，激发学生思维活动． 通过对大数据的分析，可以获取到有关“科学提问”、“情景创设” 和“激发疑问” 的信息，将这些信息应用到“讲授法” 中来，并且通过多种途径直接或间接传给学生，可以避免课堂中的“满堂灌”和“注入式” 数学教学．这将为讲授法的启发性要求带来新一轮的思想冲击 ．同时，由数据分析还可获得多种相关知识和讲授方法．将知识和方法利用大数据技术，综合应用到课堂“讲授” 教学中，能使学生从多层面、多途径、多视角获取知识．如“翻转课堂、微课、慕课” 等，都将给教育带来革命性的冲击和影响．
（2）对阅读法的影响
阅读法强调学生自主学习，培养学生再学习能力．而数学教学中的阅读法可能相比其他科目阅读起来更困难一些，因为数学中有大量抽象化的数学符号和极其精炼的数学语言，增加了数学阅读难度．所以，需将数学教学中的阅读法进行分类．通常把数学教学中的阅读法分为自主式阅读、复述式阅读和预告式阅读，这种分法主要是依据教材难易和新旧知识间的联系．大数据对阅读法的冲击主要表现在阅读分类上．大数据背景下，通过对教材数据和学情数据的分析，可以真实、全面地掌握教材信息和学生学情．在此基础上，高中数学教学可以有针对性地运用阅读法，选取适宜于学生发展的阅读材料．不再是仅凭直观的教材难易和新旧知识间的联系来对阅读法进行分类．
（3）对谈话法的影响
谈话法要求数学教师提出“问题”，可是，数学问题通常蕴含着某种数学思想和方法，且数学知识本身比较抽象，知识逻辑要求严谨．这就要求数学教师在提出问题、怎样提出问题和提出的问题怎么展现等方面要深思熟虑，当然，这也将是“谈话法” 的重点之所在．大数据对谈话法的冲击主要表现在数学教师对“数学问题” 的精心设计上．通过对教学大数据和学习大数据的分析，可以释放数据中的洞察力．将这种洞察力应用到有计划的提问中，会使提出的问题更科学，难易度更适中．教师也能更好把控谈话过程，以多种途径和不同方
式提出问题，灵活生动地展现问题，使谈论的话题更加契合学生发展．大数据时代，教师在谈话过程中面临着“问题” 预设的冲击．
（4）对讨论法的影响
根据数学教材要求，拟订讨论课题是讨论法的关键．而数学教材要求点众多，每一个阶段的具体要求点也不同，这就要求数学教师要充分理解和掌握数学教材的要求，做到“点面” 结合．同时，讨论法的信息交流既不同于讲授法的单向交流，也不同于谈话法的双向交流，而是集体成员大讨论之后的多向信息交流 ．大数据对讨论法的冲击主要表现在数学教材要求上．大数据的敏捷性和快速性，会在短时间预测出多个教学要求．教师在拟订课题时面临着多个教材要求选择的困惑，是综合多个要求还是依据单个要求等一系列问题，将直接影响课题拟订依据，给数学教师的课题拟订带来思想的冲击．
三、基于大数据分析下的数学教学策略
１．思想上，树立大数据意识
以往教育实践中，教师们关注较多的是表面的“数字”，而忽视了内涵的“数据” ．大数据分析背景下，提醒着教师们应该更多地去关注“数据”而不是“数字” ．因为，大数据不仅仅是“数字”，更多的是过程性的“数据”，这些“数据”客观地、真实地存在着．
很多的老师因为受传统的教学观念的影响，思维方式和教学方法都已经模式化了，并没有树立数据分析的教学观念。如果老师的教学观念还没有及时更新的话，那么，教学行为在这些思想的影响下还是不会出现根本性的变化，为了解决这一难题，在国家新的课程标准中明确提出了“数据分析”这一条数学核心素养，这一概念的提出标着在大数据的时代背景下我们的国家也越来越重视数据分析在教学中的实际运用，各位老师应该牢牢把握住数据分析的观念，在实际教学中，帮助学生构建数据分析的知识框架．在高中数学教学中，教师在课堂教学的过程中，教学方法、教学模式难免会受其自身教学观念的影响，因而数学教师首先必须先更新教学观念，构建数据分析观念．
2．教学上，科学利用数据
（1）利用数据，教授学生数据处理方法
大数据时代的教育，更多的要求是用数据说话，让教育成为一门真正的实证科学．因此，教师在教学中应该多利用“数据”，让真实、合理的数据服务于教学，使教学过程尽量做到去“经验化”．教师尽量用“数据” 引导学生学习，充分利用好每一位学生的个人数据，根据数据信息，全面地了解每位学生的特点．做到有针对性地教学，科学地评价每一位学生．真
正做到“因材施教”．利用大数据技术平台可以了解总体学生的知识点的掌握情况，也可以清晰地看出每个题学生总体答题情况（如下图1-4是高二某次期中考试的数据情况）．教师还可以在具体教学过程中，引导学生利用大数据对相关数据进行分析，然后从中获取有用的信息，通过相关数据分析，帮助学生加深对知识的理解，充分调动学生学习数学的积极性和主动性，从而改进教学，培优补差．（如图1-2）
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（图4：错题重做或者推送）
（2）利用数据，了解学生学习状态
高中学生在数学学习过程中会进行大量的习题练习，这些习题反映了学生掌握数学基础知识的牢固程度，教师利用大数据对学生的练习习题进行整理与分析，可以帮助学生查漏补缺，掌握学生的学习状态，以便做出更好的教学计划，提高教学质量．高中数学教师要注重对学生习题的分析，分析学生填空题与解答题的平均得分，分析一道题有哪些学生做错了，错误的答案是什么，教师通过这些数据分析可以了解学生在做习题时遇到的困难，帮助学生解决问题，避免下次习题的出错．学生数量多，高中学生做的数学习题存在杂、乱的特点，教师如果仅仅使用人工的方式进行统计，就会花费大量的时间．教师在大数据背景下，使用大数据进行学生习题的分析，可以有效节省时间，也可以对学生的大量习题做准确、全面的分析，提高数据分析的准确性、高效性．教师在进行学生习题统计后，可以根据学生做习题的对错来评估学生的学习能力，对于学习能力强的学生，教师可以适当增加学生的习题训练难度，对于学习能力较差的学生，教师可以适当减少学生的习题训练难度．教师通过习题数据分析做到分层教学，有利于各个层次的学生都按照适合自己发展的道路学习，激发学生的数学学习兴趣，提高学生的数学学习成绩．另外，高中数学教师利用大数据对练习习题进行分析后，可以清晰地了解哪些题目是学生的易错点，教师在日常的训练中可以引导学生针对这些易错点加强练习，做到精准教学．（如下图3-4）
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（图2：知识点得分率比较）
（3）利用数据，促进学生自主化学习
传统的教学模式缺少师生之间的交流，高中数学教师并不是很了解学生的学习情况．在大数据背景下，高中数学教师可以通过大样本数据分析了解每一个学生的学习情况，通过高中学生的个体样本数据掌握学生某一个阶段的学习排名以及学习排名趋势，从而为制定学生的个性化学习方案提供数据参考．教师对于学生的成绩进行数据分析，可以掌握学生的成绩起伏情况，总结学生的成绩起伏规律，找寻背后的原因，并通过与学生的交谈帮助学生提高数学成绩．教师通过对学生的学习情况进行数据分析，可以掌握学生每个章节的学习情况，并根据情况制定详细的课后学习计划，帮助学生实现个性化学习．
例如，在传统的学习模式中，高中数学教师会让学生手抄错题，以便达到课后巩固复习的目的．虽然整理错题可以帮助学生复习自己掌握不扎实的知识点，但是也浪费了大量时间．大数据背景下，教师可以引导学生将错题打印下来，做到错题重做．大数据可以保留学生的做题记录，学生在高三的时候也可以打印高一时候的错题，既节省了抄错题的时间，又达到了定期回顾的目的，可以充分发挥错题的真正作用，帮助教师提高教学质量，促进高中生数学成绩的提高．
3、评价试题参数，建立科学的习题库
高中数学练习题目非常多，但并不是每一道题都适合学生做，教师可以利用大数据分析试题的参数，调整试题的难度，选择合适的练习题目，建立科学的习题库，帮助学生更加高效地学习．高中数学教师可以对习题进行参数评价，利用大数据分析习题的得分率，分析习题的区分程度以及难易程度，从而达到习题真正的练习目的．例如，高中数学教师利用大数据进行某次练习参数折线图分析，教师将18道练习题的具体数值列入表中，包括每道题的区分度、难易程度、得分率．教师通过分析发现，有七道题的区分度是大于或等于0.4的，在这七道题中，有三道题的难易程度位于0.3和0.7之间，这说明这类型的练习题有较好的检测性，可以让学生拉开差距．有三道题难易程度不高但是区分度高，这类题可以拉低全班的平均分，因此，教师可针对做错这类题的学生进行有针对性的训练，从而达到提高全班平均分的目的．
结语：大数据背景下的高中数学教学可以让教师深入挖掘数据背后的价值，更加全面、系统地了解学生的学习情况，从而采取有针对性的对策，实现精准化教学，同时积极探讨相关策略，提高数学教学能力，促进教学质量的提高．
参考文献
［１］ 楚文波．大数据背景下的教育教学改革［Ｊ］．教育与教育信息化，２０１５（１１）．
［２］ 刘涛．在线教育：从“搬家时代”到“师徒关系”时代［Ｊ］．山东工业技术，２０１３（７）．
［３］ 苏慧莹．新课改背景下高中英语教学中师生角色转换的研究［Ｄ］．山东：山东师范大学，
２０１２：６－３３．
（1）江苏省教育科学“十三五”规划重点自筹课题“自组织视域下高中数学教与学方式改进的行动研究”（编号：B—b/2018/02/90）研究成果之一.
（2）南京市“十三五”教研课题2017年度立项课题(2017NJJK12－L12) “大数据与高中数学教学效益的研究”阶段性研究成果．
(3)南京市教育科学 “十三五” 规划2018年度立项课题“大数据分析背景下高中数学教与学行为变革的实践研究”（编号：L/2018/235）研究成果之一.