互联网教育背景下的创新教学研究

互联网教育背景下的创新教学研究一、背景教育部提出的教育信息化2.0行动计划，是推进“互联网+教育”的具体实施计划。完善的教育大数据分析体系和创新教学的实践需要大量的优质教学资源作为基础，但是教学资源的质与量难以共存。顺应教育部的号召，湖北天喻教育研究院与企业合作制作优质网络课程，在实验校进行实验，调研、反馈、修改，形成一套高效、专业、完整的运转机制。通过“政企联动”发挥各自优势，解决网络教育资源品质与数量难以共存的问题。二、大数据下的创新教学（一）互联网+教育背景下的创新教学随着科学技术的迅猛发展以及信息化时代的到来，传统教学模式已经不能满足新时期教育发展的需求，网络直播课、微课、慕课和翻转课堂等应运而生。传统课堂与新兴的网络优质教学资源结合，并利用一些先进教育软件增加师生互动，对于中小学教师在数字化教学实践有很大帮助。（二）、创新教学工具创新教学离不开数字化教学实践，需要教育资源和教学软件的支持，教育资源有网络优质资源如初始性微课、专题课、复习性微课、直播课、习题讲解音频等，教学软件如教学助手、慧学、互动课堂、家校帮等。2.1、优质网络教学资源课题组研究的新型教学模式和“测评学练”四位一体教育大数据分析体系离不开建设优质的网络资源，包括习题、音频讲解，ppt课件，微课视频等。（1）习题标注教育大数据分析技术，算法是支撑，关键是内容。课题组确定了知识库、经验库、话术库、题库的“四库”理论体系，以该体系建立底层内容的各种素材，用于习题的标注。在大数据分析题目模板的顶层设计中，课题组通过标注体系将题目细致分解。标注就是非常详细地解一道题的过程，主要分为五个部分（2）音频如果只是看解题步骤，那学生可能需要花点时间消化吸收知识，为了提高学生学习效率，课题组配套了每一道练习题的音频讲解，老师用讲题的方式把一道题的每一个步骤都详细解释出来，从思路到过程都非常详细，学生听着音频看解题步骤，对习题的认识会更加迅速且深刻。（3）ppt课题组对课件的质量要求非常高，要考虑到整体的画面排版，使每一秒钟的画面呈现都要突出重点，并且都给观看者舒服的视觉感受。课题组的微课视频分为初始性微课和复习性微课，所有微课都采用动漫风格来展现，人设贴近学生心理需求。每个微课只解决一个问题或问题的某个方面，相对独立。课程一开始即进入主题，在3分钟左右把一个知识点讲透彻并进行练习。2.2、“测、评、学、练”四位一体教育大数据分析体系

随着信息技术的发展，大数据分析开始应用在各个行业，教育行业也是如此。利用大数据了解学生的学情，才能真正地因材施教，打造对学生而言理想的个性化学习环境。为此，课题组探索出了基于信息技术的新型教学模式，加强对学习者认知和学习行为规律研究的“测、评、学、练”四位一体教育大数据分析体系。首先对学生进行智能测试，找出薄弱点，然后进行评价，利用大数据分析后制定出适合学生的个性化学习方案，再推送个性化学习内容，以及针对薄弱点和易错点的个性化练习推送。三、大数据下的创新教学的课堂实践接下来我们就聚焦课堂，在数字化课堂中利用教育大数据实践新型教学模式。以学习人教版七年级下册第六章第二节《立方根》为例。（一）为教师和学生提供课前准备1.课前教师利用教学助手等教学软件在进行备课工作比如准备课件和组课，课题组研发的教学软件，可随意进行教学设计的组课，比如可选择前联知识引入，或者情景引入，这些课题组都有设计，教师只需手选一下，对于讲解过程，软件中有许多可供利用的经典习题、图片以及微课视频，教师根据需要进行无缝组课，既节省教师时间又为教师带来优质属于自己的课件。2.学生利用学习软件自主预习，通过观看课题组的微视频，充分复习相关的前联知识：有理数的乘方、平方根，夯实基础。再此基础上观看微视频：立方根，带着问题走入课堂学习。（二）收集学生课堂学习的数据课堂中教师通过智慧教学与学生进行良好的互动，以学生为教学过程中的主体，充分激发学生学习的兴趣与主观能动性，学生在课堂中的练习情况会被收入数据库进行分析，每个学生课堂中的知识点掌握情况都会被记录并且生成学情报告。（三）全面收集学生课堂外学习行为的数据1.收集学生课后练习和课后作业的数据这是收集学生课堂学习效果的重要环节。学生在课后首先会利用课题组的教学软件进行一个小测试，测试是结合趣味性比赛进行，比如挑战全班同学参加测试，内容包括前联知识点（乘方、平方根）、本堂课知识点（立方根），学生在测试结束后，后台统计数据，把每道题出错的基元化知识（比如乘方的概念、平方根的概念、算术平方根的性质、立方根的概念、立方根的性质）和方法（比如如何求一个数的算术平方根、如何求一个数的立方根）进行记录。2.对收集到的学生学习数据进行评价后台记录学生的做题情况，并生成属于每个学生的个性化报告，报告内包含学生的薄弱知识点和学习能力统计，为下一步属于学生的个性化习题做准备。3.个性化练习题的生成测评环节之后，学生要在课下进行课后练习以及完成课后作业。通过大数据分析，针对每位学生对基元化知识和方法的掌握情况生成不同的练习题，系统会记录学生的做题情况并再次收集学生个人的做题数据以及每道题的正确率，用来生成个性化学习报告和决定题目的难度系数。学生完成课后练习后，后台根据个人学习情况推送学习内容，由简到难，对于不同层次的学生要求的学习目标不同。这是学生在课下第一次查漏补缺的机会，基本上各个层次学生能完成对基础知识的学习。4．不同层次的个性化作业的生成学生再次学习之后，仍要检验并记录学生的学习情况，这个环节也是通过练习来完成的，后台推送的练习题以学生的薄弱知识点和易错点为主，达到巩固练习的效果。在此基础上，每个学生已经有了自己的后台数据，这样就可以生成个性化的课后作业。以立方根一节为例，对于学霸级的学生，课后作业会出“立方根”一节的选择题+填空题+解答题共26道，并且推送难题2道+奥赛题2道，后台同样记录学生的作业数据；对于中等生，课后作业推送的题目选择题和填空题难度同学霸是一样的，但是解答题最后2道难度稍低。后台再补充推送2道选做题，难度与学霸级作业的最后两道相同；对于学困生，推送选择题+填空题，后台补充推送4道难度较低的解答题。5.收集学生做作业过程中的行为数据学生做作业过程中的数据，也是后台收集的对象。我们在教学实践中配套使用了非常先进的对学生过程性素材收集的问题解决方案，也就是能收集学生在学习过程、做题过程的数据。中国市场上的大数据分析产品，目前只是对学生做答结果进行分析。缺少对学生在学习过程、做题过程中素材的收集。课题组通过OCR识别技术和点阵笔，把学生做题过程中的思考流程记录了下来，由时间间隔是否过长，OCR文字相似度对比，来精准的判断学生学习过程中产生的薄弱点，还能判断出一些与学习有关的心态问题。这些细节技术，目前处于世界领先水平。通过OCR识别技术和点阵笔的使用，教师对学生的作业完成进度和情况了如指掌，并且能在移动端即时批改课后作业，选择课题组设计的对不同程度学生的教学激励评语，给学生即时的反馈。作业完成后，老师在教师端进行批改，可以看到每一题学生的平均耗时以及正确率。在批改过程中，教师可以对每一个步骤进行评价，后台设定有多样化的激励性语言，比如“你能想到这一步，对知识了解很深，真棒”，“思路很对，计算还需要更用心哦”，“不要忽略细节！”等等，针对学生做作业的步骤进行评价。6.教师实时掌握每个学生学习情况在学生完成课后作业、老师也查看批改完之后，学生登录自己的学生端，查看做题情况，每一题的每一步都可以查看到详解。后台同样记录学生的个人数据并发送至教师端，教师实时掌握学生作业纠错情况。7.针对每位学生的做题进行巩固练习针对错题，学生端还会推送给学生每道错题的变式练习，变式练习题与原题非常相似，所考察的知识点几乎完全相同，对于粗心做错原题的学生，变式练习是一种巩固；对于该知识点掌握不好的学生来说则是一种查漏补缺、夯实基础的机会。原题：某市居民每月使用天然气收费标准如下表所示，（单位：元/）.用气量（）单价（元）不超过的部分2.5超过不超过部分超过的部分（1）某用户用天然气125立方米，共交费325元，求的值.（2）在（1）的前提下，该用户4、5月份共用气175（5月份用气量低于4月份用气量），共交天然气费455元，请问该用户4、5月份的用气量各是多少立方米？变式练习：某市居民每月使用天然气收费标准如下表所示，（单位：元/）.用气量（）单价（元）不超过的部分2超过不超过部分超过的部分（1）某用户用气110立方米，共交费245元，求的值.（2）在（1）的前提下，该用户4、5月份共用气（5月份用气量低于4月份用气量），共交天然气费400元，请问该用户4、5月份的用气量各是多少立方米？两道题看起来非常相似，但是由于条件的细微不同，又不能完全地去拿原题的解题过程去套变式的解题过程。通过完成变式练习，可以看出学生对错题的知识点是否真正掌握了。如果变式练习做对了，学生的后台数据会显示该知识点学生已掌握。如果变式练习仍未做对，学生端会推送两道所考知识和方法与之完全相同的题及这个知识点的微视频，巩固练习。学生在查看习题答案的详细步骤也就是标注时，每一个步骤的每一个知识点和方法都配有一个微课视频。对于课下需要巩固薄弱知识点的同学来说，查看答案的解题步骤并查漏补缺是个很好的途径。五、教学效果与反思课题组经过多年的实践研究，虽然取得了上述的部分成果。但是，受到各种技术和环节的限制，犯了很多错误。在教学技术上，比如，刚开始时因顶层设计不清晰，导致大返工。音频没有考虑学生年龄段的承受能力，一个语调讲解，导致低年级学生不喜欢等等；在信息技术上，点阵笔在过程性数据采集的时候，通过蓝牙连接，速度过慢，点阵教辅的成本过高。还有大数据分析需要的细致题库题量过大，资源建设内容要求庞大等问题，还需要更优化