基于数据分析的小学数学精准教学(冉冉升起的云信息技术在数学教学中的应用探索)(1)

[摘要]信息技术在教学中的应用已经从电脑端逐步向移动端发展,尤其是基于移动端的社交软件的大规模应用,让学生除了在课堂上享受多媒体教学的便利,更能利用好课堂外的碎片时间,提高学习效率,此类代表中最为典型的就是腾讯QQ、微信的应用与微课的应用。

[关键词] 微课 云存储 在线批改 微信 QQ作业 平板课堂

一、当今信息技术的发展特征

早期信息技术应用于教学,多是指幻灯片类的演示软件,将黑板粉笔书写的内容替换成电子文档、图片及影像,极大丰富了教学素材,在一定程度上改变了教学模式。但这些技术变革依然没有脱离“教师讲,学生听”的模式,充其量增加了课堂的趣味性,用电子文档增加了课堂容量。随着信息技术的进一步发展,智能手机及其上社交软件的大规模普及,将教师和学生置于互联网 的风潮之中,原本仅作为聊天工具的腾讯QQ,突然之间具备了许多教师梦寐以求的功能,除了教师之间的教研交流,还建立了与学生的课外连接;微信则让教师与家长之间的沟通变得更为便捷;云存储则让教师拥有了海量教学资源,大大减轻了教师备课的负担;特别是微课的应用,为教师个性化教学提供了可能。

电脑端打开百度云盘截图

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手机端打开百度云盘截图

百度云仅提供存储方案,并未能进行在线修改,因此,其一般使用模式是下载到本地电脑或手机、平板上,然后编辑,最后上传回百度云覆盖掉原文件,以保证云端文件始终最新。

有效应用这些工具的前提就是做好索引,以方便搜索,文件名的命名要带有提示性,使自己一目了然,毕竟这些资源最大的用户正是自己。

三、用即时通讯工具在线批改

传统的作业批改需要以下步骤:布置作业、完成作业、收作业、批改作业、分发作业。用腾讯QQ群中的作业功能,可以在线完成绝大多数工作。

教师布置作业,可在QQ群中布置三类作业:第一类,传统作业,用文字描述,比如完成课本上习题,试卷等;第二类,在线选择题作业,QQ群中有内置的作业习题,并按章节分类,可有选择性地进行布置,布置前可预览习题;第三类,微课作业,即先观看一段微课,然后完成相应的选择题。如下图所示:

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不过上述过程未能解决数学习题中最多的主观题批改,于是想到了利用聊天窗口中的图片涂鸦功能,并且进行如下尝试:

将试题通过QQ群发给学生,可用截图方式发送,然后学生用纸笔在作业本上解答,然后用手机拍照传到我的QQ上,然后利用聊天窗口中的涂鸦功能用红笔进行修改,然后发回学生。

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这样在线批改效果比较好,与传统的红笔批改操作相近,也符合学生的习惯。与目前使用较为广泛的智能阅卷系统相比,它的最大优点在于批注,当然,统计就是它的弱项,实质上它是将传统的批改作业移植到了网络,若能将此功能与在线分数统计结合,那将是个革命性的技术。

四、微课程个性化教学

微课程这个概念是基于微课的,即将数个知识点制作成的微课串联起来,形成一个微型的课程集,帮助学生理解学科知识或解决习题疑难。

关于微课组成,主要由微视频、微学案、微课作业等部分构成,其中微视频是核心,每一节微课都必须有明确的目的,即解决学习中的问题,以此来分类,大致可分成知识点理解型微课、习题讲解型微课、归纳总结型微课。应用环境可分为课前、课中和课后。

知识点理解型微课:不同于普通课堂教学中的知识点讲解,它是对课堂知识点讲解的深化,课堂45分钟必须面向全体学生,知识点的讲解也一样,但这就不可避免地出现“吃不饱”和“吃不下”这两种现象,针对前者,微课设计主要是加深概念的理解,用更多样的变式习题帮助学生深入理解;针对后者,微课设计主要是加强趣味性,吸引学生注意力,用浅显的语言将知识点呈现给这部分学生,同时配套习题的难度应与课本保持一致。

习题讲解型微课:这也许是微课的主要形式,数学课堂教学最终反馈要靠作业中的习题,无论是课堂作业还是家庭作业。学生在解决习题的过程中,也会遇到相应的问题,因此,对每次作业,要根据学生的实情,制作不同层次的微课,来满足学生不同层次的需求。这种微课的制作要求是要短小精悍,学生一般是带着问题来看微课的,2分钟内是其注意力高度集中的时段,因此,快速把握学生思维中的歧途,并正确引导是关键,语言必须简洁高效,通过短小的视频,讲清习题的主要思路,并配以相应的练习帮助学生巩固。

归纳总结型微课:一般出现在复习课中,采用思维导图的形式,将某小节或某章节的知识点串起来,形成知识结构图,只有建立了网络状的知识结构,学生在解题中才有可能迅速对症下药,找到思路。

例如在二元一次方程组解应用题和不等式复习中,笔者应用了习题讲解型微课,效果非常好。

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上图中的第三、四节微课,实质就是一个微课程,主要帮助学生理解含参数的不等式的解题思路。

在微课使用过程中,我的感触是,微课其实是一种个性化教学资源,指望一节微课让一个班级所有学生全部明白是不可能的,因为学生层次不一样,老师在课堂上都无法让每个学生都达到相同的理解程度,更何况是在无人监管条件下的学生学习?使用微课的前提是,制作者需要明白哪些学生会来看微课?也就是微课的受众,通过常规课堂教学能够达到学习要求的学生,是没有看微课的需求的,只有遇到问题,并且有主观解决问题欲望的学生,才是微课的真正受众,所以我们制作微课,就好比常规课备课一样,一定要备学生!

五、大数据与教学统计

信息化辅助教学,信息化的主要目的是提供更快捷方便的学情反馈,收集学生学习数据,形成数据库,也就是基于云端的大数据。所谓的大数据,其要点在于一个“大”字,不能误解,如果把几张学生成绩表拿来称为大数据,是不切实际的,在此举一例说明:有经验的教师往往会建议学生建立自己的错题集,把每次作业、考试中的错题整理归类,经过一学期的整理,基本上学情就很清晰了,这个过程才能称之为大数据,当然,这仅仅是从学生角度考虑,从教师角度,需要收集一个班级甚至一个年级的所有学生的错题集,同时进行有效的数据整理,反馈出来的信息就是最贴近学生实际的,这个大数据对于阶段复习非常有帮助。

教学中我们到底需要什么样的大数据?

其实我们收集的数据是为了服务教学,即我们需要通过数据了解学生的学情,因此,课堂听课数据、作业完成数据、解题思考数据这三类是最起码的要求。课堂听课数据,是指课堂中听课的认真程度,其数据包括注意力集中时间、回答问题次数、完成课堂练习时间、回答问题正确率、课堂练习正确率、与同学合作交流时间等;作业完成数据,是指完成作业的时间、正确率、解题反思、错题改正等数据;解题思考数据,是指草稿纸上形成的解题思路、各知识点联接网、思维导图等;上述数据的收集与整理仍然是一个待研究的课题。但只有掌握了学生的这些数据,我们才能有效对学生的学习效果进行评价,其实,这些工作一线的教师们一直在做,只不过他们用的不是电脑而是人脑,这些学生的形象就通过这些数据生动地存在于教师的大脑中,只要一提到某个学生的名字,立刻就能知道该生的学习情况。

六、平板课堂

从最早的电子书包功能,到现在的课堂所有环节全部覆盖,小小的平板已经具备了代替学生常见文具的功能,再加上实现批改客观题,拍照上交主观题,使用平板教学,可以极大提高传统课堂教学效率。

2016年1月4日,是宜昌市十中703班值得纪念的日子,这一天,数学课堂上,每个人面前都有一部平板电脑,数学课的学案就在平板上显示,一节“潮”课就此展开。

课前,在技术人员指导下进行备课,教师备课是在PC端进行,一切相关资料全部存储于云端,平板可直接调用。

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从备课角度看,PC端符合教师使用的日常情况,毕竟电子备课用起鼠标键盘要方便得多,而且多数教学资源在互联网上以word的格式呈现,因此,PC端仍然是最佳选择。由于本节课的课题是《一元一次方程复习课》,因此,我选择学案的形式来开展,其中一个原因就是想试用平板教学系统的自动批改评价功能。

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云编辑器使用感受:确实是个很方便的网络编辑利器,平时在word中使用公式编辑器习惯了,没想到这里也能用,类似word2007中的公式,当然,一些无法实现的功能诸如弧的符号等还需要技术人员进行完善。文字和图形的录入与平时在空间上写文章没什么不同,适应得很快,麻烦之处在于,选择题的四个选项得一个个粘贴到相应位置处,用过晒课系统的老师们应该能体会其中的艰辛。大概花了一节课左右的时间,我录入完了本节课所需要的十道数学题,其中五个选择题,三个填空题,两个应用题。

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这就是录入完成后的界面,解析可由老师自己书写。

传统课堂上的讲解仍然必不可少,本次实验课主要是实验学生答题与提交过程,因此,时间上只用了大概20分钟,学生倒是对这种形式感到很新鲜,不过很快也进入数学答题的状态,在草稿纸上演算,在平板上输入结果,学生们操作起平板来几乎完全没有障碍,比我们某些成人要快得多。

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从学生答题中暴露出来的技术问题,填空题对学生所填内容的智能识别,比如正确结果是28,但学生在输入28时前面多输入了一个空格,系统就判定是错的,这太过于严格了,另外还有分数的输入,学生无法使用与老师一样的云编辑器,即使能用,那个也麻烦,像我是长期使用word的,才会熟练,对学生要求则太高。最后是关于主观题的输入,目前这个版本,课堂练习上只能用手写,但平板就这么大,手写输入是以图片形式保存,那个手写的字实在是……难以辨认,建议用手写输入法或拼音输入法,学生或许还能输入得快一些,当然,最直接的莫过于让学生把过程写在纸上,然后拍照上传到教师端。

从教学方面反思:平板目前能解决的最大的教学难题就是习题的智能批改,尤其是选择题,相对平时教学环节中的课堂作业,做完了还需要老师一个个批改,确实进步很大,但技术也有限制,确实进一步改进。感觉平板这种终端,这样使用大材小用了,平板最大的作用应该是交互,基于云端的题库,一个界面友好的交互教学软件,再加上合理的教学应用思想,三者结合才能让课堂效率提高。

任何教学方面的技术变革,一定是要解决旧模式中不便的地方,而不是带来新的麻烦,因此,慎重进行本次平板课堂实验,本人战战兢兢,如履薄冰。

随着对平板课堂的进一步熟练使用,课堂效率的确得到了极大提升,那么这种新的技术手段与传统手段相比较,究竟时效性如何?由此渐渐萌发了将自己所带的两个班进行一次自我“同课异构”的想法,选择人教版八年级数学上册第十三章13.2画轴对称图形第2课时,周一上午第1节课,授课班级802班,传统课堂模式;下午第2节课,授课班级803班,平板课堂模式。

设备对比如下:

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应该说,虽然是传统课堂,但使用的教学设备信息化程度也较高,一体化希沃液晶,水性笔黑板,实物展示台等等,学生用的文具没有区别,依然是传统的笔和练习本。与粉笔黑板相比较,水性笔黑板环保性更强,书写性稍显不足,对数学老师来讲,没有教学圆规是其最大短板。一体化液晶取代了投影仪,其主要作用依然是展示多媒体功能,其上的软件中有虚拟数学作图工具如直尺、三角尺、圆规等,但经本人试用,不太顺手,远不如粉笔加教学用尺直接,这一点,平板课堂与传统课堂并无二致。

教学流程对比,本节课是新授课,内容较为简单,作为轴对称在平面直角坐标系中的应用,学生在基本掌握了轴对称图形的画法后,剩下的主要就是寻找坐标系中轴对称图形的坐标联系,寻找它们之间的规律,并利用这个规律解决数学问题。课堂上,主要探究平面直角坐标系中,分别以x轴和y轴为对称轴时,一对对称点的坐标之间的关系。

第一个环节是课前检测,5道简单的选择题,以上节课的内容为主,客观题批改起来快,老师可在课堂上短时间内获得反馈,这个环节是本校特色,八年级数学备课组的《天天练》即基于此。目的在于帮助学生在新课之前熟悉前一节内容,难度不高。

第二个环节是情景导入,为了活跃课堂气氛,以教室中轴线为对称轴,请每个同学找准自己座位的对称点,说出该同学的名字,两人一起站起来让其他同学判断是否找准。我用这个活动取代了课本上的老北京城示意图的思考,从两个班的教学效果来看,学生们都很受用。

第三个环节是探索规律,给出五个点坐标,先画出它们分别关于x轴和y轴的对称点,再写出它们的坐标,寻找对称点坐标之间的关系,再找几个点,分别作出对称点后验证自己发现的规律。

第四个环节是归纳,小组讨论后由学生归纳发现的规律。

第五个环节是例2,既然已经找到了规律,则这次的作图顺序与第三个环节相反,先根据已知点坐标写出其关于x轴和y轴的对称点坐标,再由写出的坐标作图。作完图之后,观察它们的位置关系,是否为轴对称图形,更进一步验证规律。

第六个环节是课堂小结,让学生谈谈本节课有哪些收获。

第七个环节是课堂检测,利用课本练习检测学习效果,这个环节中,为了不同层次学生需求,布置了一道难度较高的提升题练习,如果课堂时间充裕,则在课堂上完成,如果时间不够,则留作课后思考。

此为本节课的大致设计流程,关于课后作业,两个班均布置的相同作业,所不同的是,提升题在传统课堂上只能写在作业本上第二天交,而平板课堂上可以回家后通过网络交到教师平板中,还能通过平板上的问题墙进行同学间的互助。

对比如下:

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时效性对比结论:平板课堂作为目前一种新兴的教学手段,在提升课堂容量上效果显著,但也能看出,并非每个环节都有效,它更多体现在课堂实时反馈上,比如省却了学生上黑板书写以及课堂练习的人工批改。因此,在信息化与教学融合的过程中,设备并不是唯一,所有的技术都是“教具”,把教具用好,提高课堂效率,减少时间浪费,是现在的主要实验目的。

技术永远在进步,我们可以期待,有朝一日,技术进步会突破某个阀值,比如语音识别、图形识别、自动检索等突破,就极有可能带来课堂教学的根本性改变,课堂将不仅仅局限在一间教室,一段45分钟,甚至一个班级,一个老师。

七、结语

在数学教学中,应用信息化技术,可极大减轻教学中的重复劳动,提高教学效率,同时满足了不同层次学生的学习需求,真正做到了教育面向全体学生。随着时代的进步,信息化进程会越来越快,更加深入到一线教学,最终让教师的教和学生的学都达到一个新的高度。

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