智慧教育典型案例：基于数据分析的精准课堂实践研究-“平行四边形的面积”教学变形记

基于数据分析的精准课堂实践研究——“平行四边形的面积”教学变形记海宁市文苑小学吕爱炎

【摘要】基于现代教育技术互动软件和平板教学，通过分析学情前测数据，诊断真实学情，精准定位，优化设计，并依据课堂练习两个维度的数据行进分层练习，达到精准教学。采用微课预习，平板教学等方式优化学生的学习方式，开展智慧学习，打造高效课堂。【关键词】大数据分析精准教学现代教育技术智慧学习 技术化、信息化、数字化的多媒体教学已经在小学数学课堂中广范应用，它能将教学中的数据，如课堂的参与度，知识点的教学前侧，习题的答题情况等蕴含着丰富的有价值的鲜活信息提取。若能采用并精准分析这些数据，将现代教育技术如一些互动白板软件、平板教学等运用到数学课堂中推进教学，能使新课标提出的“面向全体学生，尊重个性差异，因材施教”得到有效落实。一、教学困局在平时教学中由于把握不准学情，抓不住教材给出的指引和方向，使课堂偏离轨道，突破不了教学的重点和难点，受授课40分钟的限制也很难做到因材施教。 1.学情分析浅显，目标定位不精准

教学目标是课堂的教学的“灵魂”，学情分析是目标确定的重要依据。是所有教学活动的出发点和落脚点。学情没有诊断正确会导致学生已经掌握的知识，依然面面俱到的从头讲到尾，唯恐不够详细，真正感到疑惑、感到困难的地方，却一带而过。如《平行四边形的面积》一课是“多边形面积”单元的起始课，它是在学生初步认识了平行四边形以后，围绕面积对于平行四边形的进一步研究。在这节课上经常会设计比较两个图形的面积，遇到平行四边形面积时开展探究操作活动，先是用数方格的方法数出面面，然后在对比哪种数的方法更优时渗透转化的方法，从而推导出面积计算公式。但学生对平行四边形面积的认识是否空如白纸，一无所知呢？大量的操作是够能聚焦学生的思维，是否能凸显学习过程？2.教学预设不全，活动流程走形式在实际教学中，教师总会预设学生的学习活动，根据预设设计多个方案推进课堂。但也常常出现很多出其不意的“意外”，这些意外没有按照预设的“剧本”，如果处理不当，“意外”会成“惊吓”。平行四边形面积一课中比较长方形和平行四边形面积时（如图）让学生想一想有什么办法能比出这两个图形的大小。结果第一个学生回答时就非常准确地指出测量长和宽计算出长方形的面积，测量底和高计算出平行四边形的面积。显然这个回答来的太快，教师显得有些慌乱，只能用“还有其他办法吗？”让学生再另起炉灶！ 3.材料呈现一刀切，分层教学不到位

课堂巩固练习环节在教材中起到桥梁和纽带的作用，它是数学课堂的一个重要环节，是新授知识的补充和延续，目的是巩固和加强新知。而大部分课堂上呈现的练习材料基本都是统一的，全班同学都在这练习巩固环节解决同一些习题。如《平行四边形的面积》一课的巩固练习环节：完成任务单（如图）让学生选择合适的数据，计算平行四边形面积。三道题难度逐级加深，在完成的过程中明显将学生分层了，学习能力强的同学很快就完成了，但转化能力弱的学生遇到第二题时就有困难。做完的同学开始等待，无所事事，没做完的仍然无从入手……

一道练习题面向的是一整个班的学生，值得深思的是它是否适合每个学生？是否都能让不同层次的学生有所提升？二、精准变形以上困境说到底是由于判断不准确导致教学活动不适合具体的学生开展有效的学习活动，即教学不够精准。学生的原有经验、课中的教学反馈、练习的完成情况都能影响整个教学过程的推进，做到判断不失误，观察够细致仅靠教师个人经验是远远不够的，现代教育信息技术的介入解决了这个难题。 1.分析学情前测数据，精准定位以学定教

教学的首要任务是在教学前得诊断出学生的真实学情，了解学生已有的知识经验和认知结构，这样才能界定教学内容的重点、难点和关键点，制定精准的教学目标。学情诊断模糊很容易造成学生在难度过大或过小的教学活动中浪费宝贵的时间。利用前测单了解学生原有的知识水平，借助HiTeach互动教学软件的IRS实时反馈系统分析前测的数据，能客观地地反馈出学生学习的起点和学习难点，更甚的还能反馈出学习的差异点，利于教师掌握学生准确的学情，制定精准的教学目标，以学定教。改进一：从宏观分析，学生已经积累了通过数面积单位来描述图形面积的经验，但受长方形的面积计算的诱导，会有“邻边×邻边”的错误观点。以上分析都是凭借长久的教学经验得出的结论，它适合整体五年级学生的状态分布，但现在任教的班级是否也是如此呢？知道平行四边面积公式的具体有多少人？“邻边×邻边”会出现多少？带着疑团课前设计了一份前置任务单（如图）。在完全没有告知学生学习内容的前提下，让学生选择合适的工具独立研究一个平行四边形的面积。利用hiteach的IRS实时反馈系统，完成数据的统计。结果显示只有6%的学生是测量邻边相乘的方法来计算平行四边形的面积，15.15%的学生用了一格一格数方格的方法，42.42%的学生用剪拼法计算格子数的方法，30.3%的脱离方格图，直接通过剪拼将平行四边形转化成长方形然后测量长和宽计算面积。6.06%的学生画出了高，测量了底和高的长度后计算面积。分析这组数据，说明这批学生对平行四边形面积的认知起点比较高，都知道用转化的方法。但同时也反馈出学生转化方式唯一，基本都是移拼直角三角形进行转化，说明学生对“沿高剪”这一特性并没有深入的了解，需要在课堂上重点突破。技术的运用在课前精准地把握了学情，考虑到五年级学生使用电脑、平板的能力比较强，采用平板学习来替代常规的学具，聚焦学生的思维，凸显学习过程。本堂课就以这份前置任务单的交流辨析开始，结合智慧教室的平板教学推进整个学习过程。 2.分析诊断真实学情，整合教材优化设计

教学中经常会有背离教师预设的现象出现，由于教师对学生的学情分析不到位，预想不到学生在面临新的挑战时会使出什么“招”。如果毫无准备教师有可能无法接招，致使课堂陷入尴尬的境地。依托学情前测数据，诊断学生真实且有质量的学情，以此为教学材料的合理使用提供方向，让教学设计更贴近学生的真实状态。同时关注课堂实时数据的收集，并通过数据的信息反馈，尽快发现问题的症结，找到解决问题的方法，及时调整策略，顺应学生的发展，让教学更精准更有质量。改进二：前测任务单不仅反映了学生的认知水平，还让学生经历了思考与探究，因此不必在课堂上再花时间组织探究活动，让学生直接在交流汇报中碰撞思维的火花，理解转化。收集展示典型的前置任务单，由易到难汇报交流，逐级推进，初步感受转化。 第一种：请学生自己来说一说他的方法。学生可以使用和hiteach的批注功能，除了说还可以直接演示解释他想法。 第二种：请看懂的同学来说一说你看懂了什么？体会从逐个转化过渡到整体转化。 有了第二种的经验，第三种的交流采用抢答的形式。使用抢答器使得学生参与富有趣味性，提高了积极性。第四种的方法请作者自己来解释交流。问题聚焦：第四种与前两种有什么不同？ 初步体会沿其中一条高剪，可以剪下直角三角形也可以剪下直角梯形，它们都可以拼成一个长方形。操作问题：除了这两种剪拼法，你还能怎么剪？留时间让学生思考，请有想法的学生上前展示，使用智慧笔自动识别图形的功能，让学生演示操作割补移拼直角梯形的过程。再将操作页面推送给学生，让所有学生在平板上操作完成自己的转化过程，只要沿高剪下另一侧都可以拼成长方形。这个环节中，在核心问题的引领下，使用智慧笔功能先让学生示范引领转化的过程，再借助平板操作，让每个孩子都能动手画一画、移一移，这一过程不仅让学生体验了转化，还感受了转化的多样性，感知了为什么只要沿高剪就能拼成一个长方形，突出了本节课的教学重点。 3.分析课堂练习数据，因材施教分层练习

学生在数学学习活动的过程中，巩固练习是必不可少的，它起着巩固基础知识、形成基本技能、渗透基本思想、获得基本活动经验的作用。尤其是课堂练习，直接反映出学生的知识掌握情况，是教师跟进后续教学的重要依据。但一个班的学生数学学习能力参差不齐，即使练习设计有层次，如果是按同一时间维度推进，在练习过程中必然会有一部分学生由于不适合自己的练习节奏而出现空闲或跟不上的现状。HiTeach互动软件的平板授课模式能准确地关注到课堂练习提交数据的两个维度：1.提交的先后顺序。2.分析提交的内容本身。特别是一些客观题数据分析显得更加直观精准。教师后台能完整显示每一题的正确率，每一题中的正确和错误的人数及姓名，能关注到每一个学生。时间的数据显示更能区分学生的学习能力，合理利用这一数据分析，以此为依据课调控学生练习的维度，练习的深度和练习的厚度，让学有余力的学生钻研难题，还未真正掌握的学生及时辅导巩固，真正做到因材施教分层教学，使每个学生都有提升。一个平行四边形的面积（如图），抢答完成，追问：你心里想的是一个什么样的长方形？巩固转化后的模型，使转化的思维可视。 改进三：《平行四边形面积》巩固练习环节先出示一个基础题计算 练习1练习2：选一选，哪个算式能计算下面这个平行型弱的学生会选择信息混沌，出现问题。利用IRS实时反馈系统能清楚地知道是哪些学生在这方面比较薄 四边形的面积？（如图）有干扰信息的出现，转化模弱，需要辨析加练，做到精准分层。 练习2根据练习2的答题数据，将练习3（如图）推送给选A的学生，继续巩固对应底和高的练习，将练习4（如图）推送给选B的学生，练习转化的应用，提升思维的深度。练习3 练习4智慧平板教学摒弃了传统课堂教师一遍又一遍地巡视观察学生的答题情况，能及时掌握学生练习的动态，系统生成的实时二维数据，能让教师精准地推送练习材料，真正做到因材施教分层教学。 三、精准延伸

课前通过前置性测试能精准分析学情，课堂上通过师生互动、生生互动、练习巩固等环节产生的实时数据能关注每一个学生的学习动态，精准分析学生的学习能力，让各个层次的学生都在原来的基础上有所提高。如果课后也能监测到学生的作业数据，能关注到学生知识点的漏洞，可以为后续的课堂提供更精准的方向。鉴于此正尝试用“一起作业”APP布置课后线上作业，根据后台反馈的数据，实施更加精准的教学跟进。 1.分析作业数据，推送微课精准指导

对数学学科而言，课后巩固作业至关重要。完成作业不仅可以巩固新知，还可以查漏补缺。因此及时了解学生完成作业情况尤为重要，它影响着后续教学的方向。但每一次作业哪些学生还未上交，哪些学生还需订正，哪些学生订正了还是错……平日里这些都是很耗时耗力的事情。线上布置作业，这些问题就会变成简单的数据一目了然。“一起作业”APP可以根据学生的完成情况生成一份作业报告，不仅对所有题目进行正确率统计，还能对每一个答案进行数据统计，对学生完成作业的时间进行分段统计。分析这些数据，教师能清楚地了解每个学生的作业情况，根据学生不同的错误点，精准推送微视频，及时让学生纠错订正。 2.分析错题数据，回顾反思精准纠错

学生作业中总有一些错题能反馈出学习过程中一些共性的问题，而这些以往都是需要依靠教师的经验去发现，去收集。“一起作业”APP可以统计出每一题的正确率，教师能快速地找到哪道题的错误率是最高的，查看学生的答题情况，分析出错点。第二天在课堂上有针对性地复习回顾，集体纠错，反思问题。大数据支持下的小学数学课堂，实现了数据的可视化，为精准教学提供了科学依据，通过分析和决策，让教师更精准地聚焦学生，更缜密地剖析教学，更优化地设计活动，使教学更有针对性，靶向更准确。现代教育技术融入教学让学生的学习方式也发生了巨变，不仅彰显了学生的主体地位，更拓宽了学习的时空，更使“人人都能获得良好的数学教育，不同的人在数学上得到不同的发展”得到扎实推进。参考文献：

[1]葛素儿.基于数据实证的小学数学精准化实施——以“倍的认识”教学为例[J].教学月刊•小学版,2019(3):29—32.[2]傅蒋甘霖．实