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依托数据支持实施精准教学


  【摘 要】教育教学过程中会产生大量的数据。深圳市罗湖区小学科学"习本课堂"教学实践与研究课题小组,经历多年的探索和研究,建构了云技术支持下的"习本云课堂"教学基本范式,旨在通过采集、分析、整理数据,实现精准教学,提高教学的效率和效果。
  【关键词】习本云课堂;数据采集;精准教学
  著名心理学家维果茨基最近发展区理论指出,教学促进发展,就是把可能水平不断转化为现有水平。当前,正处在"互联网+教育"及大数据时代,教育教学过程中会产生大量的数据。如何基于大数据分析,找准最近发展区,真正实现以学定教、精准教学,无疑是教育教学研究的热点。深圳市罗湖区小学科学"习本课堂"教学实践与研究课题组,通过不断的探索与研究,构建了云技术支持下的"习本云课堂"教学基本范式。
  云技术支持下的"习本云课堂",突破了原有学校课堂学时教学的范畴,课堂扩展成了"课前习—课中习—课后习"相续,线上线下互联的"大课堂",如下图所示。
  习本云课堂以教与学的结合点——"习"为价值取向,结合信息化教学与传统课堂教学两者的优势,合理运用现代信息技术手段,真正实现课堂教学由经验向数据的转变,以需求定制技术和资源。在教学过程中,教师利用信息技术进行"课前习"的发布、收集,而后进行数据分析和整理,了解学生的共性问题与个体性差异,然后再开展有针对性的"课中习"教学,实现真正意义的以学定教。实践研究发现,数据支持下的"习本云课堂",始终以"习"为课堂核心,让教与学的方式,通过可见可量化的师生习得变得有据可依,从而实现教与学的精准定位。
  一、运用"课前习"任务单,真实获取学情数据
  有学者认为,有元数据的学习任务,是学生在灵活学习的环境中,有效支持自主学习能力发展不可缺少的要素之一。有元数据的学习任务包含任务的目标、可习得的技能、任务的难度水平等。于是,课题组首先设计了"习本云课堂"的"课前习"任务单。
  "课前习"任务单,是"习本云课堂"相当重要的環节,通常由学科备课组根据新课标要求集体完成。近两年来,课题组在不断实践探索中,总结出了小学科学"课前习"任务单的基本范式,即先确定本节课学生的习得目标,然后把学生要完成的"课前习"任务分为自主学习、科学实践、有问要提和习得测评四部分。自主学习,即学生主要借助课本或教师发送的微课、微视频来进行学习,从而掌握本节课的基本知识、基础概念和基本技能;科学实践,是指学生通过自主动手操作实验或体验科学活动,了解科学实验的基本技能和方法;有问要提,旨在让学生自主提出问题,以满足不同层次学生的个性需求,寻找解决学生提出的共性与个性问题;习得测评,则是通过较为全面的测评,真实地呈现学生对本节课的学习状况、元认知水平以及学习目标的达成情况。因此,"课前习"任务单的设计,必须呈现元数据学习任务中的各个要素,全面客观地反映学生的认知水平,以便通过数据分析发现教与学中的问题。以教科版四年级《面包发霉了》一课为例,设计了如下"课前习"任务单。
  设计好的"课前习"任务单,一般会在上课前一两天,推送给每一位学生。遇特殊情况,如上述《面包发霉了》"课前习"实验记录单则提前一周发放,学生在规定的时间内完成任务。
  目前,推送"课前习"任务单的形式有"线上"和"线下"两种方式,以线上方式为主。线上方式主要借助校园网络教学平台,相关教学软件如问卷星、UMU互动平台,或者微信群、QQ群等常用的信息技术工具来完成。学生在线完成微课、微视频的学习,在线提交答案、相关照片、视频资料等学习任务;线下方式则是用传统的纸质任务单来完成。不管是线上还是线下,最终授课教师必须回收学生的任务单,有针对性地进行数据收集和整理。
  二、依托班级学情数据,适时调整教学策略
  学生完成的"课前习"任务单,数据的信息量较大、种类也繁多,且具有真实性。教师需要对其中的数据信息进行分析和挖掘,科学分析其中蕴藏的问题和规律,总结与教学相关的各种信息,从而指导教师对本节课的教学预案进行针对性的再次修改,形成适合本班级不同学生个体需求的教学方案。如《面包发霉了》一课,教师回收了授课班级49名学生的"课前习"任务单,对学生完成四项任务的数据做出统计,具体如下表。
  根据回收的任务单所做出的学生完成四项任务数据统计,进行如下教学分析。
  1.习得目标的达成状态
  (1)对霉菌本质的认知较好。学生通过自主培养和观察,能够理解霉菌是一种生物,只是对霉菌特点的描述不够完整。其中在"有问要提"环节,有9名同学对实验现象有疑问需在课堂上引导补充。
  (2)对霉菌的生长条件存在疑惑。绝大部分学生只关注发霉的外部环境条件,忽略了营养这个关键因素。关于实验操作中的"对照实验设置",大部分学生不理解,有近50%的学生不懂得设置单一对照方案,大部分学生更不明白哪些是无关变量,即不变的条件。在"有问要提"环节中,有多达20位学生提及实验条件设置和预测实验结果不对等问题,这是"课中习"的重要教学资源。
  2.本节课教学策略调整
  进行合理的对照实验设计是本课教学的重难点。课堂着重面向"课前习"中学生普遍存在困难的实验设计环节,通过展示有代表性的"课前习"的实验记录结果引发学生思考,采用小组合作学习的方式完善设计,利用平板电脑、白板操作辅助教学,让学生通过表达、交流和评价后进行再次自我修正,领悟科学的实验思维,建构各自的知识意义。
  回收"课前习"任务单,有助于教师科学客观地分析数据、发现问题,并适时调整教学设计预案,找准教学策略,是实现"课前习"与"课中习"衔接的一个重要节点。在不改变教师原有教学设计体系的前提下,力求用数据代替经验,增加对不同学生学习的数据记录,分析学生个性化的学习路径。这样,教师就能更好地关注每个学生,实时掌握每一个学生的动态学习情况,以便能及时介入进行指导,真正实现精准教学。
  三、从经验走向实证,精准实施"课中习"教学
  在"课中习"环节,教师利用移动终端如平板电脑的"习本课堂"APP教学平台,把全班学生普遍关心或必须解决的重点和难点问题推送给全体学生。学生通过小组合作的形式进行同伴解惑,教师适时引导点拨。如果是个别学生的个性化问题,教师和学生既可利用云技术进行点对点的在线交流,也可以面对面地答疑解惑,学生之间也可以在班级空间进行讨论。所以,"习本云课堂"的"课中习",不再是重复讲解课本的所有内容,而是学生提出自己的问题、展示自己的成果、表达自己的想法,教师与同学之间相互解答问题。
  在执教《面包发霉了》一课时,教师通过"课前习"的实验观察记录单发现,学生对面包上"霉"的生长描述各不相同,有的说是"黑色的毛,发出了臭味",有的说是"圆形的,灰绿色的",还有的说是"发黄的"。如何能让学生认识"霉"的特性呢?教师展示这些学生的原始记录,让学生开展讨论,并提示学生借助工具如放大镜来再次观察,学生很快就自主得出"霉"的特性这一结论。
  "霉"的生长需要什么条件?学生在对面包上"霉"的培养过程中,会根据自己在生活中形成的粗浅经验和认知来选择条件进行培养。如下面是两个学生的记录单,图1为A生的记录单,图2为B生的记录单。
  从以上记录单发现,A生选择的条件是潮湿、温暖、黑暗、密闭,B生选择的条件是潮湿、低温、光照、密闭。到第三天或第四天,两人都发现面包长霉了,但"霉"生长的条件是不尽相同的,温度和光照条件且相反。那么,到底哪一个才是"霉"生长真正需要的条件?面对这一真实的问题情境,学生既感兴趣又无法得出结论。这时,同样可以采用小组合作的方式,由各小组成员结合自身的实践活动经验,通过分享、评价和讨论,共同来解决这一问题。教师利用电子白板,模拟面包发霉的实验情境,通过拖曳等功能来反复操练,让学生进一步明白对照实验设计的要领,如图3所示。
  上述问题解决了,霉菌生长所需要的条件也就不难得出了。正因为问题来源于学生,以学定教,所以,师生共同探讨的目标明确,定位准确,针对性强。面对真实的问题情境,学生经历思辨和再认识,自然就容易达成目标,高效完成知识意义的建构。
  "习本课堂"教学实践与研究课题组通过实践证明,基于数据支持下的"习本云课堂",一方面能通过运用信息技术,获取真实数据,做到真正意义上的以学定教,让不同层次的学生都能在各自的认知领域有所提升;另一方面也能促进学生自主学习,实现教师同步跟踪,师生之间、生生之间实时互动,使完成个性化学习任务成为可能。课中,教师还可根据在线随堂测试等方法,进行实时统计和数据分析,为学生提供具有针对性的指导,从而实现"课中习"深层次学习、个性化支持和高层次目标的三个水平,有效构建良好的学习生态。
  当然,在实践研究过程中也存在一些问题。其中最突出的问题就是"课前习"任务单的设计,由于教师的自身原因,"课前习"任务单设计会有主观差异,从而影响学生认知水平的客观反映。其次,各学校的信息技术条件不同,如网络设施、教学应用软件以及教师自身的信息素养等,也会在某些方面影响数据的收集与整理。不过,教育始终就是一个无法量化的行业,在大数据当道的今天,如何去发现数据,科学地运用数据,实现真正意义上的精准教学,始终是教师不断努力探索和研究的方向。
  参考文献:
  [1]刘荣青.以"习"为中心的课堂变革[J].中国信息技术教育, 2012(12):28-30.
  [2]刘荣青.课堂的革命[M].南昌:江西教育出版社,2017.
  [3]周湘.基于交互技术的科学"习本课堂"研究[J].中小学电教,2017(9):52-54.
  [4]舍恩伯格,库克耶.大数据时代[M].盛杨燕,周涛,译.杭州:浙江人民出版社,2013.
 
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