张志娟

一、 引言

新时期背景下，国家在推动大数据发展行动中指出加强大数据应用的工作意义，为教育工作提供行动指导，也推动着高中数学教学的创新变革。在高中数学课堂中引入大数据技术，可拓展新的教学空间，促进教师和学生角色的转型，为教学创新发展带来新的契机。而对这项新技术的应用，高中数学教学工作如何发挥大数据的各项功能，促进数学教学的转型发展，成为数学教学工作需要思考的新课题。

二、 相关概述

(一)大数据

数据是知识的主要来源，亦是信息的记载方式。伴随社会发展、时代进步，信息数据数量整体攀升，迫使数据记录、数据测量、数据分析范围不断扩大，间接标志着人类进入大数据时代。大数据概念可从宏观与微观两层面剖析：在宏观层面，即指利用全新的处理模式提升数据处理执行力。在微观层面，大数据是个体获得知识和创造价值的核心源泉，既改变了社会，也改变了人们思考、处理问题的方式，对人们认识社会产生深远影响。

(二)教学策略

所谓教学策略，即指在教学情境中，任课教师为实现教学目标，对教育内容、形式、程序展开科学设计而应用的执行方案。从本质角度来讲，教学策略以解决“如何教”与“如何学”这两个问题为核心。譬如，在教学活动开展中，应依托教学目标、学生学情和教学环境等多元因素，系统考量教学手段、方法选择。当然，也要围绕教学内容、教学环境与教学成绩，按照操作性、有效性原则，选择最恰当的模式开展教学，才能使教学达到事半功倍的良好效果。大数据下的教学策略即指以计算机为主体，为实现教学目标，有效整合教学流程、教学手段与网络资源。大数据视域下的教学策略旨在解决“改变”“交融”等问题。比如，将教学内容、学生特点、学生学情同媒体资源进行“结合”；将教学程序、教学手段同呈现方式进行“交融”；调整教师观和学生观。大数据视域下，教师要成为学生知识学习的指导者和帮助者，将大数据作为认知工具，辅助课堂教学，完善课堂结构，提高教学效果。

三、 大数据视域下高中数学面临的全新契机

(一)信息资源为营造全新的教学空间提供契机

传统高中数学以教材内容为主导，以课堂为教学空间，通过教师对教材内容的讲解，帮助学生记忆数学公式、定理、概念，为更好地解题奠定基础。这种教学方式有着教学内容的局限性，过于单一和被动地进行记忆，不利于学生数学思维的发展，无法满足新时期数学教学创新改革的要求。而大数据技术的应用，可在教材内容之上，将网络各地名师课、精品课、练习题引入课堂中，在数学题库中分类别地选取内容，对不同学习基础的学生，进行有针对性的解题训练。扩展数学教学资源，增加学生思考的空间。而在传统课堂之外，应用软件、学习网站、校园公众号的建立，可使学生最快获取资讯，了解数学教学方式、题型、考试内容的变化。并在新的学习空间中进行自主学习规划，完成学习上的测评。这种全新学习空间的出现，是对传统数学课堂在时空上的延伸，丰富学习场景的建立，可使学生更好地投入思考中，与伙伴展开头脑风暴，营造出浓厚的数学学习氛围，为课堂外更好地学习带来帮助，也实现了数学教学范围的进一步扩展。

(二)数据信息为高质量地开展教学指导提供契机

传统数学课堂中，课堂主导权由教师掌控，学生缺少思考空间，课堂教学有着较强的强制性，失去了对学生的吸引力。而大数据时代下，教师不再需要按部就班地完成教学计划，而是要通过精心的设计和课堂安排，培养学生自主思考和学习的意识，完成教师设置的学习任务。在海量资源的支撑下，教师结合教学目标，建设开放式的教学环境，并针对学习任务完成情况展开针对性的指导，使教师从以往的课堂主导者，变为教学设计者和学生的指导者。在课堂中，教师对学生学习情况的了解，也不用依靠人工处理的方式，而是借助大数据统计和分析功能，使数据处理成为可视化的结果。这种教学成果的展示，更能客观地反映学生成绩背后的真实情况，利用新技术快速完成学生线上作业的测评中批阅，同时借助数据监控技术，了解学生解题过程，根据数据掌握具体的问题所在。将分析的结果自动生成表格，利于教师横向和纵向的比较，针对学生存在的不足，教师找到教学工作暴露出的问题。通过教学难度、课程内容的调整，解决存在的问题。并利用线上沟通，与学生进行深度的交流，为学生提供指导，消除学生在高中阶段存在的学习困惑，提升数学教学指导的精准性，也推动教师角色的转变。

(三)全新学习平台为自主学习带来新的契机

高中数学知识点繁杂，需要学生记忆的定理和公式众多。单纯依靠课堂知识讲解的方式，容易造成学生对知识印象不深，且容易遗忘，感受到数学学习的压力和困难。而大数据支持下建立全新的教学空间，可改变师生互动方式，为学生课外的自主学习带来帮助。教师借助新的技术手段展示知识生成的过程，并为学生发布学习任务。学生在完成课堂任务的过程中，与教师进行实时的互动，锁定问题产生的原因，实现教师互动下知识的有效获取。在课堂之外，学生对课堂学习的查缺补漏，是学生自我提升的主要途径。以往学生一般利用纠错本的方式，对错题和解题的过程进行展示。这种通过反复记忆和训练来掌握知识的方式，有着效率过低、不利于学生思维发展的弊端。而大数据时代下，利用好扫描应用软件，将错题和重要的题型录入系统中，由系统生成与其相关的练习题以及检测试卷等，可使学生练习范围更为广阔，在相似的题目训练中，逐步找到思考的路径以及解答问题的方法。对学生反复出错的题目，可进行打印，将其作为典型，为学生后续的练习以及再次的思考提供帮助，促进学生课下巩固学习效果的显著提升。

总而言之，高中数学课程内容有着较强的逻辑性和理论性，面对复杂的知识内容，依靠传统的知识讲解方式，学生难以快速记忆知识要点，无法在课堂中得到思维的有效训练。而依托大数据建立的全新教学空间，推动着师生角色的转变。教师由教学主导者转变为知识的设计者和辅导者，学生从被动接受者转变为主动思考者，在全新技术手段的支持下，以及师生的有效互动下，实现数学学习效果提升。面对大数据下高中数学教学产生的变化，需要数学教师主动转变思想，借助大数据开展多样化的教学活动，并生成习题库，满足学生个性化学习的需求。在传统课堂之外，利用大数据技术编制课后学习习题册，为学生课后的自主训练提供帮助，也使学生的数学学习更为科学有效，促进数学教学的创新变革。

四、 传统高中数学教学现状

(一)忽视学生的课堂主体性

由于传统应试教育理念的干扰，有些数学教师过于重视学生成绩，认为只有好成绩才能回报学校与家长。由此表明，教师忽略了学生课堂学习主体性，以自我作为中心，未能充分尊重学生学习意见和看法，学生处在被动学习位置，难以调动学生学习的自主性。另外，有些数学教师习惯在课堂中向学生发号施令，要求学生按照固定环节学习知识，不考虑学生学习灵感与实际能力，将学生变成课堂的“奴隶”，同时，也有部分家长认为成绩最重要，成绩高低不仅能证明教师教学能力，还能保证学生未来发展，因此数学教师选择盲目迎合家长，期望可以获得家长的支持与认可。但这种忽视学生主体性、过于重视成绩的做法，极容易弱化学生的学习兴趣，甚至使学生出现厌烦心理，最终选择放弃学习数学，得不偿失。

(二)课程教学模式陈旧单一

在高中数学课堂教学活动开展中，部分教师教学理念陈旧，教学模式桎梏，难以激发学生知识学习的欲望，使学生产生厌烦心理，更严重的还会出现逃课现象，如此导致数学课堂教学质量与效果不断下降。这样，既无法实现高效教学，又会影响学生健康成长。同样，还有些教师未能真正理解新课改含义，对现代信息技术，尤其是大数据技术缺少了解，认为利用多媒体展开教学或要求学生分组学习就能满足新课改要求。事实上，此种思想与新课改理念恰好偏离，无法引导学生全身心投入数学课堂，阻碍学生成长、进步。

(三)学生知识学习思维固化

经过小学与初中阶段的学习，高中生逐渐形成了固定思维模式与学习方法，习惯被动地接受任课教师的知识讲解，自学意识、自学能力相对薄弱，无法在短期内改变原有学习习惯。加之高中知识内容多，课程紧，学生缺少时间调整学习思维和方法。而且，在高中数学课堂教学中，学生要想理解并掌握课堂知识内容，必须跟紧教师课程教学思路及进度，倘若开小差或思维不灵活便会影响学习质量，后续需要花费诸多时间弥补。此外，有些学生对数学存在错误认知，认为死记硬背与题海战术就能提高成绩。但事实并非如此，数学学习水平与学生学习策略选择及解题技巧掌握有关，如若未能掌握正确的解题方法，不仅数学成绩无法大幅提升，而且学习效率也会不断下降。同时，有些学生习惯临阵磨枪，希望通过考前突击获得理想成绩，这种方法往往无法达到学习目标。加之高中生需要应对高考，其学习压力重，如果未能科学分配学习时间，为数学知识学习预留过少时间，不利于其数学成绩提升。

五、 大数据视域下高中数学教学策略探讨

(一)紧密结合“以生为本，因材施教”素质教育理念，引进分层式教学模式

在大数据背景下推动高中数学教学模式改革创新发展，需紧密结合“以生为本，因材施教”素质教育理念，围绕学生个性特点、认知水平、学习能力、学习情况的个体差异情况，开展分层式数学教学活动，根据不同学生学习能力制订不同学习计划，以提升数学教学针对性与有效性，促进每位学生的数学技能都能获得高质量发展。

首先，通过开展课堂小测试或调研学生近期学习成绩等详细数据，利用大数据技术进行精准分析、判断，初步设定一个层次的学生数量。其次，建立各层次间的流动机制，根据学生测试成绩及时调整学习层次，保证学习难度与学习能力同步更新。此外，按照数据信息将学生分为A、B、C三个层次，根据不同层次能力特点与学习需求，制订相应教学任务和内容，上传至网络教学平台，供学生根据自己所在城市与能力需求进行相应难度的数学知识学习。比如，A层次学生数学能力良好，应设置拓展性学习任务，增强数学知识实操练习，来开阔其知识视野；B层次学生能力中等，可设置一些巩固性与拓展性相结合的学习任务，锻炼学生高阶思维；C层次学生能力较差，应加强基础知识学习，多复习往期所学知识点，增强数学知识的掌握与应用能力，能力提升后再逐渐提高学习难度。

(二)利用大数据建立难度梯度递进的习题库，满足学生个性化的学习需求

在高中数学教学中通常会进行大量的习题练习，通过开展习题练习活动，充分反映学生数学基础知识的掌握程度与牢固度。通过利用大数据分析学生的习题练习情况，能够帮助学生查缺补漏，了解学生学习进展与实际学情，以便于及时调整教学计划，提高数学教学质量和有效性。首先，应利用大数据深入分析学生填空题与解答题的平均得分，分析学生错误原因，了解学生在做习题时遇到的困难，帮助学生解决实际问题。其次，结合学生日常习题完成情况与准确度，掌握学生学习能力，了解学生在知识学习上的不足。最后，针对性建立习题库，遵循难度梯度递进原则，合理控制习题的难度。整张试卷要保持难度适中，逐渐提高学习难度。比如，设置一些既能够考查基础知识的简单题型，增强学生知识储备，又能够考查学生综合能力的题型与拔高类题型，锻炼学生数学知识能力，让学生有不断探索和上升发展的空间。

(三)依托大数据技术整合课内外优质数学教育资源，丰富课堂的教学内容

大数据具备跨时空性、便捷性和及时性等特征，可以实时监控学生学习过程。依托大数据技术提供的信息，数学教师可以整合优质教育资源，丰富教学内容，提高教学质量。譬如，在讲解“直线与圆的位置关系”相关知识时，数学教师要灵活应用大数据技术，借助大数据信息优势，为学生提供多元教育资源。具体而言，教师要利用多媒体教学设备为学生呈现日出视频，并向学生提问：“倘若将太阳比作圆形，把地平线比作直线，日落视频中太阳和地平线是何种关系?”通过教学视频，生动形象地向学生展现课程教育内容，既能有效吸引学生课堂注意力，又能让学生知晓数学知识源自现实生活，加深学生对数学概念的理解，从而更好地获取新知识。新课改背景下，国内各个学校均对学生学习习惯和模式进行改革，并借助大数据创建“智慧课堂”，要求学生利用智能手机或平板进行学习。故此，数学教师可为学生安排前置学习任务，根据大数据技术分析，掌握学生学习能力、认知水平和习惯，随后将学生分层，有针对性、有方向性地发布学习任务。对学生而言，可借助网络微课与课程视频等展开前置学习，这样不仅能够充分激发学生自学热情和自主性，还能帮助学生系统学习新知识，掌握课程教学重难点。除此之外，数学教师要借助大数据平台调查现代学生相对感兴趣的内容与话题，并将此作为突破口，丰富教学内容，优化教学手段。例如，部分学生对数学建模学习具有较高热情，想要借助建模深入学习数学知识。在此背景下，教师应系统了解对建模感兴趣学生的具体数量，随后针对这些学生安排关于数学建模的前置任务，检验学生基础水平，而后设计差异化教学视频，激发学生学习兴趣，提高学生学习热情，促使大数据发挥应有效能。

(四)借助大数据技术设计丰富生动的课堂教学活动，激发学生的学习兴趣

从个体维度入手，充分激发学生向深度学习拓展与发展的兴趣和主动性，应引导教师从深度学习思维走向深度教学意识，注重改革创新传统教学模式以及方法，引入互动式强、创新性足、趣味性极佳的教学模式，强调学生学习过程中的深层次参与和学习投入，引导学生在多样化的学习课堂中全身心投入，从而实现对知识的沉浸式学习。只有这样，才可真正实现深度学习目标，达到预期教学目的。

一方面，积极采用情景创设教学法，紧密结合教学重点与难点，利用大数据技术手段，搜索与教学内容有关的教学视频、音频、动画，整合制作多媒体教学课件，在课堂中借助多媒体设备进行播放。引导学生通过观看教学视频，了解教学重点内容，掌握教学知识点。然后，在学生充分了解所学知识后，设定相关学习问题，创设问题情景。以“抛物线”为例，利用视频展示抛物线原理和几何性质，提出学习问题，如“汽车前灯的反光曲面与横截面的交线为抛物线，灯口直径为197mm，反光曲面的顶点到灯口的距离是69mm，当灯泡安装在抛物线的焦点处时，经反光曲面反射后的光线是平行光线，为获得平行光线，应怎样安装灯泡？”然后，按照学生个体差异情况科学划分学习小组，引导学生以小组合作学习方式，围绕教师给出的学习问题展开深入探究。引导学生通过在组内成员相互讨论、探究和交流下，逐渐掌握正确的问题解答方式，并尝试运用高阶思维思考问题与知识，体验知识生成的感觉，从而逐渐改变学生“死记硬背”浅层次学习方式，达到深度学习目的。

另一方面，积极采用趣味游戏教学法，营造竞争激烈的学习氛围，激发学生的胜负欲和学习兴趣，提高学生的课堂参与度与主观能动性。以“椭圆的简单几何性质”一课为例，利用大数据技术将一些椭圆图形和非椭圆图形的物体制作成图片，在课堂中播放，引导学生仔细观察图片了解哪些是椭圆图形，明确椭圆图形具体有哪些几何性质。然后，设计趣味小游戏：凡是站在对称位置上的两名同学都算是伙伴，由教师随机抽点学号，被点到的同学要举手应答，找出自己对称位置上的伙伴。如果其他同学认为自己是该同学的伙伴，又并未被他找出来的应主动站出来。凡是找错、没找全或没主动站出来的学生为游戏失败，应表演小节目作为惩罚，获胜者获得实物奖励，以此来引导学生深刻了解椭圆的对称性。

(五)运用大数据技术引导学生课后自主学习纠错，提升学生自主学习能力

利用大数据技术引导学生在课后自主学习环节进行及时纠错，能够帮助学生改善自身不足之处，不断提升学生的自主学习能力与数学核心素养。在具体实践中，教师可利用信息技术扫描学生的练习试卷，通过运用大数据进行分析，将学生的错题扫描出来，整合汇总后上传至网络平台中。通过班级群发送课后学习任务，指导学生通过网络平台获取教师制作好的错题文件，利用账号将试卷中的错题进行打印。然后，根据打印纸上的错题进行重新作答，对难以理解的知识点通过社交平台向教师或同学寻求帮助。或者是将自己在训练过程中遇到的错题及难点记录下来，留到课堂教学环节向教师提出疑问，便于学生快速找出自己的错题原因，减轻学习负担，纠正学生错误观念，提高其数学知识能力。