基于大数据的精准教学应用初探作者:聂胜欣/蔡裕方作者简介:聂胜欣,教育技术学硕士,毕业于西北师范大学,现就职 于中国教育技术协会中小学外语教育信息化应用工作委员 会秘书处;蔡裕方,毕业于浙江师范大学,现为浙江省台 州市英语教研员原文出处:《英语教师》(津)2017年第201724期 第74-80页内容提要:概述大数据背景下精准教学的发展,综述国内外精准教学 的研究现状探讨精准教学的原则,结合已有的“三段十 步”教学流程模式,讨论大数据支持的精准教学在课堂中 的应用过程与方法从课前、课中、课后三个阶段对精准 教学与英语学科融合的应用案例分析基于大数据的精准教 学,以期为精准教学的具体实施提供参考期刊名称:《中学外语教与学》复印期号:2018年05期关键词:大数据/精准教学/翼课网智能化同步教学平台精准教学是以学习频率作为记录指标、变速图作为记录结果的,可见,数据是精准教学的核心,大数据时代为精准教学提供了更为便捷的技术支撑,如何将精准 教学引入现代课堂教学是目前值得思考的问题精准教学(Precisions Teaching )是由奥格登•林斯利(Ogden Lindsley )于 20世纪60年代基于斯金纳的行为学习理论而提出的教学方法,目的是通过设计测 量过程来追踪学生的学习表现和数据。
精准教学最初是在堪萨斯大学医学中心的儿 童康复中心的特殊教育教室开展的,主要应用于未成年人的康复治疗,后逐渐被特 殊教育用于提升学生的基本技能20世纪70年代初,精准教学的自我监控工具(即测量工具)进入了普通小学课堂;70年代中期开始,精准教学在美国各州被大 范围推广、使用,并且开始应用于初高中教学近几十年来,受国际跨文化交流的 影响,精确教学已经被西方多个国家使用,精准教学领域的研究成果也逐渐发展成 为评估教学的有效参考框架然而,目前国内对精准教学的应用还不是很广泛因 此,在文化多元化和教育信息化的背景下,有必要把握现存的问题,并结合现有的 技术水平理清如何具体应用精准教学的思路,为精准教学的具体实施提供参考二、大数据与精准教学早期的精准教学是借助相关测量工具记录学生的学习行为变化,通过直观地呈 现单位时间内的学习数据,为教师教学提供参考林斯利说过:"一旦我们把所有 的行为都标绘在频谱上,我相信很快就会对学习行为有重大发现标准变速图表 (Standard Celeration Chart,简称SCC )作为精准教学的重要工具,是林斯利在 斯金纳的强化理论基础上提岀的,该测量表承接了斯金纳强化理论中的"反应率〃 (Rate of Response )和"反应累积记录"(Cumulative Response Recording ) 的概念和方法,继续用反应累积记录器来记录学习者的累积反应次数。
但是与斯金 纳强调的行为速率(Rate )不同,精准教学更加重视学习者的行为频率(Frequency ),也就是学习者持续行为的变化标准变速图表的累积记录结果显 示了学习行为模式的实时变化,如果想要了解在特定情况下,学生的行为可能会发 生怎样的变化,反应累积记录提供了很好的参照标准变速图表是实现教师和学生 间高效、精准交流的工具,也是一种分享发现、合作解决问题的方式,便于教师在 不同个体和多种干预间直接进行图表比较精准教学要求学生完成日常测试练习并记录学习表现,将测量得到的频率数据 记录在标准变速图表中,教师在教学过程中可以监测学生的学习情况,随时调整教 学进程精准教学把学习者反应累积记录作为学习行为的数据,以一定时间段的频 次为单位记录行为变化,帮助教师或学习者通过实时的行为记录发现学习行为规律, 使学习行为变化的数据可视化但是早期的精准教学实验研究中,多由专门的记录员或者教师借助秒表、时钟 等计时工具在标准变速图表中标注和搜集数据这种人工观察和手动记录给学习行 为反应累积记录带来了不便,不仅给教师增加了额外的工作量,而且还可能短时中 断教学进程,在一定程度上降低教学效率随着大数据在教育领域的不断深入,教 育数据挖掘和学习分析技术为精准教学提供了技术支撑。
不同于传统数据分析,大 数据分析是利用有效的数据分析技术对学习过程中的学习行为表现进行测量记录, 揭示其学习行为轨迹或规律,并以可视化方式呈现,一方面有助于教师为学习者快 速定制个性化学习方案,实施教学策略的准确变换;另一方面系统、全面地记录了 学习者的学习需求、学习成绩和学习行为,实现了学习者的自适应学习三、精准教学在国内外应用研究现状已有的研究表明”精准教学是一种补救学生学业技能不足的有效策略,能够促 进学习者提高学习效率在语言学习方面,硏究者也证实了精准教学在学生语言学 习中的显著作用20世纪70年代美国蒙大拿州进行了一项硏究,即让学生在大一 至大四期间,每天用二三十分钟进行阅读、数学和单词拼写的精准教学研究结果 表明有精准教学经历的学生学业进步的平均增长率要高于没有精准教学经历的学生 林斯利(Lindsley , 1991)把精准教学的标准变速图表应用到小学生的单词拼写学 习中发现,学生可以根据实时的数据反馈情况调整自己的学习逬度,从而提高了单 词拼写的正确率格里芬、默塔(Griffin& Murtagh , 2015 )进行了一项为期8 周的精确教学干预实验,研究精准教学对小学生的词汇识别、阅读准确性、流利性 和理解力的影响。
研究对40名爱尔兰小学生和7名学习支持教师进行了准实验设 计和定性访谈在精确教学干预后,实验组和对照组的视觉词汇得分增长存在显著 差异,实验组的视觉词汇量明显增加,阅读的准确性、流畅性和理解标准的得分以 及综合阅读能力的综合得分都有显著提高此外,Griffin等还将精准教学作为促成 形成性评价的工具进行实验研究,结果表明精确教学是促逬形成性评估的有效策略 和激励学生学习的工具目前国内对于精准教学应用于具体学科的研究还处于起步阶段,对于精准教学 概念的界定也主要沿用国外已有的研究成果我国对精准教学的研究主要集中在以 下两个方面,一方面是精准教学理论方面的探讨,较早系统地提出精准教学的是祝 智庭、彭红超(2016 , 2017 )他们在借鉴国外硏究成果的基础上认为精准教学是 一种高效的培养学习者知识与技能的教学方法,并提出了信息技术支持的精准教学 模式,以及智慧教育领域中精准教学“以测辅学"的机制与原理,为精准教学的实 施指明思路另一方面是精准教学的实际应用目前我国的实证研究较为分散,多 数是某一学科课堂对精准教学的应用,但是并没有直接使用国外的标准变速图表, 而是沿用了国外早期研究中标准变速图表提供学习进度反馈的方法,运用现代信息 技术手段,对学习的实时数据进行学情诊断和学习过程监控等,如兰清昭从精准教 学测量和跟踪学生学习行为的思路出发,以某高校计算机课程为例编写相应的控制 代码,完成对学生课堂学习行为表现的实时、高效记录,实现了在大学课堂中的精 准教学。
四、基于大数据的精准教学原则、过程与方法(-)精准教学的原则关于精准教学的已有研究明确了其目的在于及时获取每一个学习者的学习难点 并加以解决,以此保证教学的速度和准确度,并指出精准教学的三个重要原则:第 一,"学习者最清楚",即学习者能够自觉地对自己的学习情况有所了解;第二, 〃每日表现测量〃,即每日记录学生表现让精准教师及学生能够辨别并充分应用相 关变量(引起学习者学习过程表现变化的因素);第三,"学习者自记录",即个 人内在行为的记录和师生间分享结果(祝智庭、彭红超,2016 )根据大数据的基 本特征及其在教育中的应用可知,大数据支持下的精准教学的核心价值在于通过对 学习者学习行为数据的挖掘,发现其学习规律,用以对学生学习及教师教学进行精 准预测及改进,同时对相关的资源设计、教学活动设计及教学策略作出适当的评测, 以改善教学活动、提升学生学业成绩及核心素养除了上述原则以外,笔者认为基 于大数据的精准教学过程还应该遵循以下几个原则:第一,即时反馈原则,即教师能够根据学习数据统计结果,实时查看并了解学 生的学习数据,及时发现学生的问题,及时纠错,从而有效监控学习过程第二,教学分层原则,即在同一课堂中,教师需根据学生的不同水平设置不同 的教学目标和内容”有针对性地引导每一个层次的学生都清楚自己所要完成的目标 任务。
第三,形成性评价原则,即教师在教学过程中根据实时收到的学习数据,及时 了解学习情况、发现问题,提岀相应的调整策略,以便调整和改逬下一步的教学此外,小步子与循序渐进相结合、碎片化与系统性相结合、班定步调与学生自 主学习相结合等原则也应受到关注和重视二)精准教学的过程与方法约翰逊(Johnson )和斯特里特(Street)结合教学实践指出精准教学的五个 核心步骤:(1)教师为学习者制订相应的学习目标(精准定位);(2)安排指定 教学材料;(3)在限定的时间内监控学生的表现,详细记录练习的正确率;(4 ) 将学生学习数据标注在标准变速图表上;(5 )教师和学生使用标准变速图表来评估 学习表现上,并调整基于数据的精准教学决策这五个核心步骤被后续的硏究者运 用到具体的精准教学实践中,对探究精准教学的过程和方法有很重要的借鉴意义从现有研究成果可以得出,精准教学过程需精准定位分析〃预学习数据的精准 挖掘"“预学习情况的精准走位"和〃基于预学习数据的精准教学决策",形成〃挖掘定位-决策"的递进过程传统课堂教学中,如果学生的基础知识没有掌 握,会导致后续的知识传授出现很多困难学生难以理解和掌握后续知识,教师在 实际教学中又很难停下来针对不同程度的学生进行重复知识的讲解,这使得学生的 学习兴趣不高,学习效率低。
基于大数据的精准教学的这一迭代过程解决了传统课 堂教学难以解决的问题,帮助教师在课前、课中、课后快速地了解每一名学生的学 习问题,为教师在每一个教学节点关注每一名学生提供了可能传统课堂的教与学是"5+4"的教学流程结构(即教师的备课、讲课、提问、 布置作业、批改作业和学生的预习、听课、回答问题、完成作业),本文借鉴刘邦 奇(2016 )提出的智慧课堂实用教学流程结构——"三段十步"的教学流程模式, 继续探索精准教学在课堂中的应用过程与方法(见图1,即在课前、课中、课后 三个阶段中做到"数据挖掘—精准备课—教学决策—精准评价与个性化”的迭 代应用过程这个迭代的过程可以看作课前、课中、课后三个阶段的具体实施:在 课前阶段”主要任务是挖掘学生的学习数据以掌握学情”教师对学生的前期作业和 预习作业进行学情分析,通过提前设置的预习测评诊断学生的知识水平,根据学情 分析和预习测试合理定位教学内容,逬而有针对性地逬行教学设计;课中阶段,主 要任务是在随堂作业数据的基础上不断调整教学策略,同样是〃挖掘-定位-决策" 迭代的过程,运用网络教学平台资源创设情境,设置不同层次的学习任务和课堂测 验,基于实时的测验反馈检查学生的完成情况并在此基础上总结提升;课后阶段, 主要任务是教师依据课前和课中的测试情况为学生制定有针对性的作业以诊断学习 效果。
网络教学平台的作业数据实时反馈到学生端和教师端,便于教师和学生及时 查漏补缺、总结反思,从而对学生进行个性化五、基于大数据的精准教学应用实例及分析——以翼课网智能化同步教学平台 为例〃翼课网"( )是为中学阶段的师生提供的智能化同步教学平台(包括同步作业实践、测评考试、智能听说训练、自主学习提升、 教研教学管理、家校互通伴学、数据统计分析和智慧化学习空间八大教学系统), 主要针对英语科目的教学本文以翼课网智能化同步教学平台在初中英语学科课题 教学为例,从课前备课、课中活动、课后复习三大角度分析精准教学在英语学科中 的具体应用,通过对典型案例的介绍探讨精准教学与英语学科的融合。