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基于数据分析的初中数学作业设计
作业设计是指教师结合具体教学目标所展开的设计,进而让学生在非教学时间内完成其所布置的学习任务。作业应有的价值毋庸置疑。20世纪末开始,互联网就不断改变着人类的生活习惯。“大数据”这个新的概念也渐渐步入寻常百姓家,从高端应用逐渐演化为亲民的、可掌握的技术。本文主要使用“智学网”平台,在教学过程中通过“大数据”找出学生的普遍问题和个别问题,设计个性化作业,减轻负担,实现提质增效。研究发现,教师使用数据分析设计数学作业,任务量小,针对性强,学生成绩普遍有所提高,且有利于端正学生的学习态度,提高学习兴趣。
一、作业问题在国内外的现状
国外对作业的研究较早,作业形式多样,作业内容和要求也因人而异。在美国,被称为“家庭作业研究领域专家”的哥伦比亚大学教授HarrisCooper认为:“家庭作业对于初中学生的学习成绩提高只占高中的一半。作业是否成功和作业布置类型与质量息息相关,同时也和学生对待作业的态度和技能,还有家长的期望与配合存在一定联系。”
对于我国中小学阶段的作业研究来说,更多地侧重课堂的教育教学,而随着课程改革的不断深入,越来越多的教师关注到作业设计的有效性。“教学建议”里提出:注重信息技术与数学教学相联系——重视大数据、人工智能等对数学教学改革的推动作用,改进教学方式,促进学生学习方式的转变。
在新的教育形势下,很多学校、教师都为此做了诸多尝试,如“开放性作业”“主体性作业”“分层作业”等,创新了作业设计,激发了学生的学习兴趣。目前在中国知网上搜索关键词“作业设计研究”共有22472篇,通过搜索“初中数学作业设计”,共有1359篇相关文章,通过“大数据分析作业”搜索结果有419篇,以“数学作业”进行二次搜索只有3篇,该领域研究还处于初始阶段,其中近两年的主题有90%是在“双减”政策下如何有效地优化作业设计。在“双减”政策下,如何在减轻学生负担的同时又摆脱旧的教学模式,在发展作业改革的同时又提高学生的能力已成为教师新的探究点。
二、人工智能平台的功能分析
随着数学专用人工智能技术的发展,面向数学教学与学习的软件系统近年来也进入了大众的视野,如“乐学一百”“智学网”“洋葱数学”等智能学习平台。本文主要使用“智学网”系统进行数据采集、分析。该平台系统功能强大,对教学帮助较大,主要有以下两方面。
一是系统的分析功能。教师通过扫描录入学生试卷,就可以对班级每位学生的试卷答题情况进行分析、整理,形成年级、班级、个人的一系列学习报告,教师可以清晰地了解年级、班级、某个学生的情况。如该次测试选择题部分,教师就可以查看学生具体选择了哪个选项,各个选项具体人数各有多少,哪一道题正确率最高,哪一道题得分率最低,属于哪一部分的知识点,都一目了然。这有利于教师全面把握班级情况,从而精准分析、处理问题,提高教学效率。
二是其智能组卷功能。智学网系统中自带题库,教师可以通过分析班级学情,自行选题组卷发给班级学生。它最大的一个亮点就是“个性化手册”,能结合学生的解题情况自动生成错题集(教师也能手动添加或修改题库题目),学生不用再耗费大量时间整理错题,可以有更多的精力集中在知识薄弱点上,从而提高学习效率,突破瓶颈,提升成绩。
三、利用“智学网”系统数据分析进行数学作业设计
为了使练习题具有针对性与典型性,更好地给每个学生“对症下药”,“智学网”系统提供了合适的练习题目。“智学网”系统针对系统题库、教学参考资料、外部录入的练习题,在知识点、题型的难度、深度和经验系数等维度进行智能分析,最终在每道题目前方都会显示题目对应的难度等级。教师借助平台系统择选针对性强的练习题,用少而精的练习帮助学生不断进阶。
(一)分层作业,利用数据分析实现个人发展
大数据分析可以帮助我们更好地发现学生的问题,在此基础上具体问题具体分析,锻炼学生的数学能力,提高学生的数学核心素养,结合学生的实际情况生成适合学生学情的个人练习。结合数据积累,动态分析把学生分成A、B、C三个层次:学优生是A层,学生中表现最好的一类,在数据库中答题的正确率最高,后进生是C层,该类学生的答题正确率最低;良好层学生在B层,处于二者之间。每个层级学生当天的作业主题是一样的,但是难度会有所区别。分层作业可以结合学生自身能力开展对应的练习,提高学习精准度。教师利用大数据系统可以分析每个学生对知识点的掌握情况。教师可根据学生自身的实际水平,选择相应类型的作业:C类,是全体学生都需要完成的一类习题;B类适用于大部分学生,基础比较薄弱的学生可以结合自身情况选择是否尝试;A类更适合学优生完成,中等生可以挑战。这种划分能够让学生在完成作业时产生成就感,同时能让学优生挑战更高难度的作业,这种作业设置有利于培养学生的数学思维,增强学生的自信心。
(二)高频错题,抓住共性设计讲评作业
教师在平时的测试批
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