大数据在高中数学分层教学中的应用分析

林钟鹏

【摘要】分层教学的教学模式是现代教学的一种体现，尤其是在高中数学课堂中的使用受到了教师和学生们的重视.而随着社会的快速发展，大数据的运用开始得到各行各业的关注，教育领域也逐渐对其重视起来.当前高中数学教学基本是全班同学整体授课的统一式教学，使得有一些学生学习成绩不佳.所以教师需要根据学生的特点进行区别性的教学设计，让不同学生能够通过良好的学习方式，充分认知内容及其拓展知识.大数据可以根据学生的学习状态、日常表现、考试成绩的数据进行科学的分析，找到不同学生的差异性和优缺点，利用分层教学的课堂使学生在数学学习和练习的过程中，能够根据知识内容不断地对学习路径进行自我调整，并取得一定的进步.本文就大数据在高中数学分层教学中的应用分析做出简要分析.

【关键词】高中数学;大数据;分层教学;应用价值;应用策略

【基金项目】本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度立项课题“基于大数据的高中数学分层教学的策略研究”（立项批准号：FJJKCG20—245）的研究成果.

教育大数据就是教学活动过程中产生的数据，并根据教学需求进行合理的收集与分析，符合个性化、科学化、具体化的教学需求，为数学分层教学设计提供了理论依据.数学分层设计教学是在教育改革背景下，数学教学创新模式的一种体现，也是行之有效的教学方式，其目的在于，让不同的学生通过差异化的教学指导，能够得到更多的知识感悟，促进学生学习成绩的提高.高中数学课堂的分层教学必须要做到根据学生的状况来设计，因此教师一定要合理运用大数据，对自己的学生做出准确的判断，熟悉每个学生的学习状态、优势和缺点，并在课堂设计中做出较好的优化，同时要启发学生领悟更多的知识点.

一、大数据在高中数学分层教学中的应用价值

（一）准确找到学生定位

要想实现分层教学，精准的学生定位无疑是第一要点，这也是大数据带来的第一项重要价值.随着教育的不断发展，我们很容易发现，如何把学生变成课堂教学的主人是教师应该努力的方向.教师根据学生的特点来规划教学设计，通过有效的路径能让学生的学习更加投入，这样学生也能够自发地去努力完成学习任务，沉浸在学习的过程当中.在常规学习的状态下，学生很难有自己思考的空间，完全都是跟随着老师的思路，对数学题目的相关计算步骤缺少自己的思考，导致学习路径狭窄，对知识的理解分析也不到位.大数据能够为教学提供准确的学生定位，让教师了解学生的需求，促使学生带着适合自身学科素养发展的学习方式走进课堂，给学生提供适宜的学习模式.在这样的氛围下，学生要去想一想知识的路径，并能够在无人监管下自己去思考，从而发现自己的疑问，并根据思考的方向进行弥补和重点攻克.同时教师通过改善学生的学习体验，从多个维度对学生做出指导，可对学生进行学科素养的培养，让学生在课堂里、生活中、实践中都能够发现数学的所在，拓宽学习的宽度，改进一些不足，引导学生充分进行自我驱动式的学习.教师应该根据学生的学习状态和年龄特点来做出适合的指导，尊重不同学生的学习接受能力.

（二）帮助教师弥补教学不足

大数据提供的信息能够反映出学生的学习状态、知识接受效果，可以为教师的教学优化提供数据支撑.提升高中数学教学质量，关键在于学生的参与度和投入感.大数据为教师提供准确的学生学习反馈，教师可以根据大数据的反馈及时修正自己在教学设计和教学过程中存在的问题，通过与课堂、与教材的呼应来弥补课堂学习的不足.教师在教育大数据的应用下进行教学优化，能够做到有的放矢，准确击中教学痛点，学生能够积极地投入学习中并在学习过程中提升各项能力，学习能力较差的学生也能很好地适应课堂的教学活动.很多课堂都是教师作为主讲人，学生只能根据教师的语言来确定思考的内容，这使得教师无法得到准确的学生反馈.在融入大数据应用的教学设计中，教师能够总结经验，给学生设计更加有效的教学步骤，学生就能更加积极地思考，会因新鲜感而激发出参与的积极性，能够积极运用自己的思维去思考学习任务.教师一定要注重教学活动中学生的参与度，务必要秉持公平一致的教学态度，发挥大数据的价值，保障优等生和后进生都能融入学习过程中，创造活跃的教学氛围.学生的情绪是主导行动的重要因素，在分层教学中，教师应根据大数据的指引，融入一定的教学创新模式，利用活动教学或者科技教学的方式，完成数学课堂的新模式拓展.教学工作的完成度在于优等生和后进生的全部提升，修正教学设计也是评估教学成绩的重点，这也是大数据为现代教育带来的价值.

（三）有效实现教学拓展延伸

教育离不开生活，拓展延伸和生活实践是教育的基础，数学知识的实践更是学生深入学习的重要路径.大数据能够为教师提供更多学生亟须补充的知识和能力，能够立足于学生的社会发展需求，将理论化的教学内容渗透进灵活应用和教学拓展课堂中，实现理论知识与实践的完美結合，让学生们以积极、健康的心态生活，提升学生的学科素养.高中阶段的学生对实践运用的兴趣是非常大的，数学教师可以利用大数据提供的准确信息，找到学生日常学习中经常出现的问题或者是不足，利用生动活泼的实践化教学活动对学生进行教学引导.在数学教学中，良好的解答和计算能力必须以良好的学科素养作为基础.学生在实践性的学习过程中不断寻找相关的资料，增加自身对概念性知识的应用能力，并且开发出一些新的思路.教师应结合大数据提供的信息，为学生设计一些轻松有趣的实践活动，优等生可以得到思维的发展，实现一种在实践中领悟的效果，而后进生则可以通过实践活动巩固基础知识，使学生对一些公式的理解更加深刻.与此同时，教师可以根据大数据信息设计开放性的数学实践活动，应依照学生的兴趣和特长充分发挥想象力，自由延伸，不要把学生的思路固定在某一种特定的流程里，造成学生在学习中变成老师的提线木偶，这样无法起到很好的教学作用.

二、大数据在高中数学分层教学中的应用策略

（一）结合大数据应用进行差异化教学设计

机械化的教学模式显然早已不符合现代教育理念，学生需要在良好的引导下实现自主思考和分析.教师尤其要主动激励学生对学习难点的攻克.学生在自主思考中得到思维的启发，并提升解析能力.在高中阶段，大数据显示：学生的解题想法不尽相同，而产生这种现象的主要原因在于，不同学生的理解方向不同，对于问题的分析角度也都有所不同.分层教学的真正目的是提升每位学生的学习能力，调动学生的学习积极性.为了确保课堂教学的有效性，教师还应注重发挥大数据的数据具体化价值，对学生层次进行准确、细致的划分，引导学生进行不同层次的学习，并给学生发散思维的空间，让学生敢于进行有效的尝试，以此来提高学生的数学素养.教师必须对自己的教学对象的学习能力、学习状态做到了如指掌，利用大数据的支持，围绕学生的不同情况展开教学内容的布置.举例来说，在立体几何的教学设计中，大数据可以对学生进行准确的定位，对于一些数学基础非常好的学生，教师就可以让他们完成自主探析式学习，减少基础数学概念的传授，为他们拓宽学习的宽度，比如完成生活化教学延展，让学生找一些家电、玩具、建筑物等事物，尝试用自己所学的知识进行实践拓展，计算一下冰箱的体积，或者小亭子的表面积.同时对于大数据中显示的接受能力一般的学生，教师应对相关的基础概念进行反复讲解，或者通过辅助手段帮助学生打好数学基础，比如利用道具以及信息技术的动态画面来展示数学概念，提升学生的理解能力.数学教师需要合理设计分层教学的内容，通过大数据的精准定位分析，找到不同学生存在的问题以及学习优势，根据实际情况给学生分层次的指导，既可以帮助后进生实现学习成绩的提高，也能帮助优等生实现拓展延伸，实现班级整体成绩的提升.

（二）结合大数据应用完成教学内容分层

对学生的各个学习阶段加以划分后，教师便要对各个发展阶段的学生加以内容的划分，这也是课程的关键.学生在任意一种学业发展阶段中都具有较大的差异.在高中数学学习过程中，对于数理思维能力较强的学生而言，课本上的东西都能够经过自学以及教师的帮助学会，但有些学生却进入了思考的死角，成绩无法提升，再加上高中数学的学习更需要学生动脑思考、研究探索，并非通过诵读、抄写或是简单计算就能够学会的.所以，在课堂的教学内容上，教师必须借助大数据的应用，摸清楚哪些是每个学习者都能够快速接受的内容，哪些是学习能力较强的学习者能够去自行摸索的内容，哪些是需要对能力较差的学习者着重引导的内容.大数据的合理应用可以有效地提高分层教学的教学设计效果，让高中数学的教学计划变得更加完善.在课堂教学过程中，要更好地实现课堂教学目标，教师与学生在教与学的流程中就要高度协调.假如在课堂教学中，只是教师在不停地讲解，而学生却只从事听与记，教师缺乏参与性，势必会使课堂教学效果大打折扣.所以教师在结合大数据实施分层教学时要重视与学生配合，以充分调动学生的学习积极性与主动性.教师要在根据学生能力进行分层教学设计的基础上，完成教学内容的分层设计，可以根据题目的渐进性，设计分层教学步骤，并逐一在课堂上进行落实：首先给学生一定的自主思考空间，让学生基于自身思考形成对题目的理解和认知后，构建属于自己的思考角度和思考体系;接着引导学生依照相关概念结合题目进行验证，验证的过程就是帮助学生自主总结和反思的过程，这样提升了学生对相关数学概念的理解和认知;最后利用一些数学习题的布置来锻炼学生的实践能力和总结能力，提升教学的实效性.比如在讲解完“幂函数”知识点后，教师可以为学生布置以下试题：（1）a3+a3;（2）3a5-a5;（3）a5-a3.班里的某位同学解答3道题的答案分别为：（1）a6;（2）3;（3）a2.实际上，学生混淆了上述三题，（1）题为加法，但课堂并没有讲解过关于同底数幂加法的知识，（2）题为合并同类项问题，错误的原因在于无视运算法则，（3）题为减法，课堂同样并未讲解过相关知识.紧接着，教师让学生完成以下两道试题：（1）（-a3）2;（2）（-a2）3.根据大数据显示，这两道题最关键的地方在于符号的差异，也会有学生出现错误.面对上述情况，教师为学生补充讲解教材中的知识，反复强调运算法则，让学生思考解题的方法，多寻找正确解答方法来提升自身的数学解题能力，夯实数学学习基础.扎实的基础知识有助于学生为高阶学习做好铺垫.教师在活动过程中对重点、难点进行强化解读，帮助学生熟练掌握公式的运用.教师通过应用教育大数据，能深入了解每位学生对知识的掌握情况和学习的趋向性，而且能让学生们感到数学应用的多变性，学生在潜移默化中拓展了解题思维.

（三）结合大数据应用构建分层游戏实践活动

教育大数据不仅能显示出学生的学习差异性、学习难点，还能显示出学生的兴趣趋向.教师可以根据学生的兴趣取向来设计分层实践教学活动，比如根据教育大数据的调研得出，相比于枯燥的计算，游戏更加受到学生的欢迎.游戏虽然是教学中常用的教学手段，但是在高中教学中使用得比较少，因为一些教师认为高中生对游戏已经失去兴趣了.其实这是一种错误的观点，根据大数据显示的信息：第一，游戏教学可以给学生一个创新的平台，也是锻炼学生实践能力和应用能力的有效手段.第二，很多高中的后进生也想努力地参与到学习中，但是自身的基础比较差，所以很多数学活动自己参与了容易出现“掉链子”的情况，这样就会感觉没有面子，怕被同学嘲笑，导致很多后进生不敢和优等生一样积极参与教学活动.但是游戏的教学可以让全班同学平等地参与其中，无论学生的基础怎样，只要足够勇敢都可以发挥出自己的能力.所以教师需要改变一些只考验学习成绩的教学活动，而是设计一些更加注重融入性的游戏教学活动，带给学生不一样的体验.游戏教学活动的设计无论是对培养学生的理解能力还是提升学生的数学应用能力都有着积极的影响.所以数学教师需要在大数据的精准反馈下，加强对高中数学游戏的设计，给学生带来立体化的趣味学习活动.比如在“概率”这部分内容的教学中，教师可在课前或课间利用数学问题集中学生的注意力，使得学生掌握现实中偶然发生的概率问题.教师可通过课前谈论引入新课内容：“同学们，老师的手里有一盒白色的粉笔，从中抽取一个在黑板上进行书写，你们觉得会是什么颜色呢？”这时学生就会回答“白色”，为教学活动进行铺垫.然后教师可以在班级与学生一起进行摸球游戏，规则如下：学生轮流摸球，然后放回盒子中.抽到白色球的學生拉手围成一个圈，而抽到其他颜色球的第二轮再抽.很快，全班学生就都围在了一起.此时教师就可以向学生发问：“为什么大家很快就都抽到了白球？”学生就会回答：“因为白球多，红球和黄球少.”然后教师展示盒子内容：7个白球，1个红球和1个黄球，引导学生理解概率的定义.这种游戏的设计就保证了无论学生的成绩如何，只要认真地参与其中，就能收获知识，顺利地完成任务.在教育大数据的应用辅助下，教师将教学方法观念的改革与创新充分运用到分层教学中，增加了分层教学的趣味性，同时教学趣味性又促进了分层教学的进行，达到了相辅相成的作用.

随着我国基础教育的不断改革与发展，人们对未来科技教育的重视度日益增加，很多传统教学模式也必须革新与调整.分层教学相对于传统课堂来讲无疑是一种进步，而教育大数据的广泛运用，使得教师在进行分层教学设计时能够做到更加准确、有效，是提升教学成绩的好帮手.学生在适宜的教学内容的辅助下，能更好地领悟知识，同时，对于后进生来讲，他们能显著地提升自信，保持努力进取的热情，这样可以提升学生的综合能力，使学生获得全方位的提高与发展，使高中数学课堂教学真正成为因材施教的主阵地，完成培养学生学科素养的教学目标.

【参考文献】

[1]张明芬.大数据时代初中数学课后作业分层设计的策略探讨[J].教师，2020（4）：54-55.