大数据支撑高中生物精准教学研究

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摘要：在新课程改革背景下，对各个学科中培养学生核心素养提出了明确的要求，高中生物教学自然也不例外，而以往受限于教学条件，虽然教师注重对学生核心素质的挖掘，但是总是不得其法，无法保障精准性要求。而随着科学技术的不断发展，大数据为高中生物核心素养培养提供了精准支持。本文之中笔者将从自身的实践教学经验出发，对核心素养理念下基于大数据支撑的高中生物精准教学做出相关探讨。

关键词：核心素养；大数据支撑；高中生物；精准教学

当下已经进入大数据时代，数据不仅改变了人们的生活、生产方式，同时也促使教育模式发生改变。在高中生物教学中，借助大数据的支撑，可为教师实施精准教学提供极大的保障。而核心素养是学生学科学习的必备能力，在高中生物教学中拥有核心素养的学生可以得到更好的学习发展。核心素养理念下的大数据精准教学已经成为一种必然的趋势。

一、核心素养理念、大数据及精准教学含义

（一）核心素养。为落实立德树人根本任务，在教育部颁布的《普通高中生物课程标准》中，将培养学生“核心素养”作为课程教学的宗旨。具体而言，核心素养是学生应具备的，并适应终身发展和社会发展的必备品格和关键能力，而生物学科核心素养则是生物学科育人价值的集中体现，主要表现在四个方面：即生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。其中，生命观念，即对生命现象和生命规律活动的本质属性反应，旨在帮助学生加深生命认识，促使学生可以尊重生命，热爱生命[1]。而科学思维则主要是指学生可以借助演绎法、类比推理、抽象逻辑判断、构建宏观模型的方式，解决生物问题，这也是学好生物学科的重要能力。而科学探究是学习生物的重要方法，是对自己所学知识提出合理假设并做出验证的过程。最后，社会责任主要是指通过对生物知识的认识，明确生物多样性的价值，从而树立个人在生物圈中应负有的责任，做到与自然和谐共处，并尽量地保护自然。（二）大数据。伴随着互联网技术的不断发展，大数据时代正式来临，可理解为在一定时间范围内常规工具无法捕捉、管理和处理的数据集合，并具有以下几个方面的特征。一是海量数据。在大数据时代下，数据信息呈爆炸式增长，人们只需借助网络平台、通信工具，就可以接收来自四面八方的信息，数据规模异常庞大。二是形式多样化。大数据既涵盖了传统结构化数据的特征，同时也涵盖了不同类型半结构化、非结构化的数据特征，并可以通过媒介载体进行储存，显示出了数据信息复杂多样的特点。三是处理快速高效。可借助互联网、云计算等处理方式，对大数据信息进行迅捷、高效的处理，同时微信、微博等新媒体的涌现，也为大数据信息处理提供了便利。四是价值大。对大数据的筛选、提炼和分析及对数据的充分挖掘，具有重要的应用价值。（三）精准教学。精准教学是学者奥格登•林斯利在上个世纪60年代，基于行为学习理论，所提出的一种教学方法。早期精准教学实施是借助测量工具记录学生的学习行为变化，通过单位时间内学习数据显示，从而为教师教学提供支撑与参考。其中“标准变化速图表”就是精准教学中的重要工具，但显然这种人工观察和手动记录的方式，为精准教学带来了诸多不便。而随着大数据在教育领域的不断深化，教育数据的挖掘，为精准教学开展提供了重要的技术支撑。与传统数据分析不同，借助大数据分析，可揭示学习行为轨迹的内在规律，并以可视化的方式进行呈现。这不仅为教师制订个性化的学习方案提供了依据，同时也为学生的学习需求提供了保障。因此，在培养学生核心素养的高中生物教学中，基于大数据支撑的精准教学是一种可行的方式，有助于提高教学的效率。

二、核心素养理念下基于大数据支撑的高中生物精准教学

（一）课前，精准备课。在培养学生核心素养的高中生物教学中，基于大数据支撑的精准教学，要从课前备课入手，在教学开始之前就确保具有一定的精准性，这样才能为学生的核心素养培养做出保障。具体应该做如下几个方面的努力：（1）精准备教材[2]。教师需要对教材进行充分的研究，并整理重点知识、难点知识和次重点知识，并利用现代化大数据技术对相关知识进行整理，从而实现良好的应用效果。在核心素养理念下，除了要将生物知识传授给学生，教师还应该关注学生的核心素养培养，如培养学生的生命观念素养等，要通过课程知识学习，加深对学生生命构造的认识，以此帮助学生树立尊重和爱护生命的理念，这是教师在进行精准备课时需要作出明确的内容。（2）精准备学生。在以学生为中心的新课改背景下，学情分析是教师精准把握教学目标的依据，同时也是精准培养学生核心素养的关键。显然，大数据系统为教师的学情分析提供了有力的支撑。教师借助学生数据分析系统中的“训练周平均成绩走势图”，可快速地提取学生学习的历史数据，并借此形成多方面、多角度的学情报告。这样，教师在备课时就能够准确地评估学习过程，并发现其中的潜在问题，预测实际教学中可能出现的各种状况。另外，教师在备课过程中，对学情进行分析，不仅要对班级学生整体情况进行分析，还应该进一步对每个学生的学习情况分析把握，这就为教师的备课及核心素养培养提供了有力的依据，是核心素养理念下的大数据高中生物精准教学体现，从而有助于提高学生生物学习的质量，满足学生生物学习的需求，进一步推动学生生物学习的发展。（二）课中，精准决策。课堂是学生学习的主战场，同时也是培养学生核心素养的关键。在传统的教学中，受教学条件的限制，教师在进行课堂决策时完全依照于主观意愿，虽然教学经验丰富，但是还是很难保障所有的决策都是科学的。而在大数据时代中，借助学生数据系统分析，为教师的课堂决策提供了更加科学有力的依据。这不仅为教学效率的提高提供了保障，同时也极大地确保了学生可以在课堂之中得到核心素养的培养。对此我提出以下几个方面的建议。1.改进教学设计。生物是一门以实验为基础的学科，实验是学生获得生物知识的重要渠道来源。以往在进行生物实验教学时，选择实验材料及实验方案，往往是依照主观经验尝试探索，这不仅容易造成教学进度拖延，同时也容易打击学生学习的积极性。而依托大数据系统，在进行实验教学时，教师可对相关实验数据进行深度加工、利用分析，从而获得更加真实、可靠的实验资源需求诊断报告。这样，教师就可以依托报告，对实验设计方案在实验环境中的可行性和可操作性进行判断，并作出切实合理的改进[3]。例如，在进行实验材料选择时，借助大数据系统，可以从材料本身特点、材料或缺难易程度、实验材料价格信息进行全面分析。这样就可以从中找出最适宜的实验材料，从而保障生物实验教学的精准性。而在这个过程中，学生的科学思维和科学探究生物核心素养也会得到有效的培养。2.优化教学组织。在高中生物教学中，不管教师承不承认，学生之间一定是存在客观差异的，因此在实际教学过程中，教师若是不能针对学生的个性差异，设定精准的组织方案，这就会对教学的有效性造成影响，同时也不利于学生核心素养培养。而在大数据时代下，教师可通过大数据对学生的个人信息（年龄、兴趣）和学习信息（知识基础、认知特点、学习风格）等进行聚类分析，将学生划分认知水平较低的C组学生、认知能力尚可的B组学生和认知水平较高的A组学生，从而依据学生的实际情况，合理地组织教学，并结合学生的学习需求和认知水平，做出科学合理的指导，在精准教学下，不断消除学生之间的差异，促使学生的核心素养得到有效的培养。（三）课后，精准评价。在高中生物教学中，课后检测评价是不可或缺的一个教学环节。以往教师在对学生进行评价时，往往是以分数为基准，而分数只是结果，并不是过程。重结果而轻过程的评价，显然是不利于学生核心素养培养的。而在大数据时代之中，借助数据的支撑，为教师的科学评价提供了精准依据，可更好地帮助学生树立学习自信，并促使学生的核心素养得到更好的发展，对此我做出如下分析。1.借助数据精准分析，科学全面评价。在大数据教学平台中，我开设了“同步训练”这一板块。在这一板块之中，我结合学生的课上所学内容，生成同步练习习题，而在学生答题结束后，无需教师评改，系统可以自动生成答案，并显示出学生的答题情况。借助大数据分析系统，教师可以一目了然地知道学生的测试成绩、答题用时情况、全部答对人数、班级平均分数，这就为教师科学全面的评价提供了有利的依据，保障了评价的公平、公正，可让学生认到自身与他人之间的差距，从而内化学习动力，向更好的核心素养方向发展。2.借助数据精准分析，精准差异评价。大数据在学业成绩评价方面，具有传统手段无法比拟的优势，不仅可以长期保存学生的作业测试成绩数据，同时还便于教师对学生的弱项进行定制指导，这就为学生的核心素养发展提供了极大的保障。例如，在大数据系统之中，可以通过对学生错题分析，自动生成错题集，并以数据报告的形式，直接地显示出学生知识系统薄弱的地方。这样，教师就可以结合数据，帮助学生纠正补充，做出差异性的评价。

三、结语

生物是学生在高中阶段学习的一门重要学科，而核心素养是学好生物学科的关键能力和必备品质。在大数据时代下，教师可以借助信息数据分析，开展更为精准的教学，而这就为学生的核心素养培养开辟了有力的窗口。鉴于此，在今后的高中生物教学中，教师一定要与时俱进，把握大数据时代优势，对心素养理念下的大数据高中生物精准教学做出更加深入的探索和研究。

参考文献：

[1]苏云凤.大数据背景下高中生物教师数据素养的培养研究[D].哈尔滨师范大学，2018.

[2]丁海华.核心素养理念下高中生物教学的实施路径[J].中学生物学，2017（11）：35.

[3]陈晓丽.精准制导追索目标———基于问题定向的高中生物探究性教学[J].中学生物学，2017（9）：8.

作者:姚丽丽 单位:甘肃省陇西县文峰中学