大数据背景下的中学地理补救教学研究*

时间：2024-08-31

游忠

（江苏省姜堰第二中学，江苏泰州 225500）

一、引言

党的十九大报告提出：“优先发展教育事业。建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先位置，深化教育改革，加快教育现代化，办好人民满意的教育。要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。推动城乡义务教育一体化发展，高度重视农村义务教育，办好学前教育、特殊教育和网络教育，普及高中阶段教育，努力让每个孩子都能享有公平而有质量的教育。”这就要求教育在保障每一个学生入学机会的基础上，要能够让不同身份与背景的学生充分发挥其潜能，使每一个学生都有成功的机会。因此，从教育本身着手加强补救教学机制的研究，对一定时期的学困生实施补救教学，让每一个孩子都能享有优质又公平教育的机会，成为中学地理教学的未来发展趋势。

而大数据时代的到来，强有力的信息技术支持让教与学的行为可视化，为教与学的诊断、改进、指导提供真实、连续的依据。我们所提出的大数据背景下中学地理补救教学实践研究，旨在通过数据采集、数据建模、数据解释，积极探索中学地理教学诊断的革新方法，科学诊断学生的认知水平，改善供给内容、供给方式，为中学地理补救教学提供基本思路和科学依据，从而促进精准补救教学，实现课堂教学模式的创新，进而推进人才培养模式的创新，培养学生的创新素养，促进学生的全面健康成长。

二、概念的界定

1.大数据

“大数据”这个术语最早期的引用可追溯到“apache org”的开源项目 “Nutch”。随着谷歌 MapReduce和GoogleFile System（GFS）的发布，大数据不再仅用来描述大量的数据，还涵盖了处理数据的速度。目前人们谈论最多的是大数据技术和大数据应用。

我们认为大数据指的是与一个数字相关的信息获取、分析及管理的综合描述，深入到中学地理教学活动中，主要指学生的地理知识掌握能力、学习能力、学习方式以及教师的课堂教学方式等等，构成一个完整的大数据。大数据时代背景下，学生的学习态度、教师的课堂教学方法以及课堂教学质量等等均构成一个整体，任何一个数据都会直接影响整体效果。从静态来看，中学地理教学大数据是依据国家课程标准或校本课程学习要求，根据教学需要构建预测模型，在不改变教师现有专业工作范式的基础上，进行学业数据采集和分析学生学习情况而形成的评价报告；从动态来看，教学大数据又是对诊断性评价、形成性评价、终结性评价和过程性评价报告中出现的海量数据和信息进行技术处理，生成成绩统计表格、学生错题本、学业诊断报告、个性化学习包、学生学业信息档案、学科内容诊断报告单等，进而生成对学生个人的学习能力分布、知识点掌握程度等的新数据，通过再诊断和再分析，为教师精准教学和学生个性化学习提供支撑和服务，是数据增值的方法和过程。我们认为教学大数据不单是考试的冰冷数字，如课程、师生互动，甚至课堂中师生的动作、姿势、位置、表情、情绪、交流等等任何一个元素都渗透了大数据，都可能成为大数据的来源。

2.地理补救教学

补救教学指教师在发现学生有地理学习困难后，诊断其问题所在，并有针对性地重新设计地理教学活动，对学困生及时进行对症下药，帮助其克服困难，从而达成地理教学的目标和要求。地理补救教学是诊断式的再次教学，它不仅有矫正错误、弥补缺失之意，还有调整教学、补偿教学之义。补救教学包括诊断、实施和再测等环节，帮助学生纠正错误，同时帮助学生根据不同情境选择不同的地理学习策略。补救教学不仅要在课堂上进行，更需借助课外活动，多渠道进行补救。地理补救教学是地理常规教学的有效补充，教师只有提高地理常规教学的教学质量，才能减少地理补救教学的人数，让地理补救教学的资源得以有效运用，真正提高地理教学质量。

三、国内外研究现状

“补救教学”是根据美国心理学家布鲁姆“掌握学习”的“诊断补偿”和“反馈矫正”基础上形成的。在中国台湾地区，以“教育公平”与“及早介入”为基本理念，补救教学成为一项免费的福利而全面展开。台湾的补救教学经历了漫长的发展过程，现在台湾的补救教学已形成系统的三层级学习支援，配编了一套系统的补救教学教材，并培养了一批补救教学的种子老师，力求让每个学生都获得应有的发展。而在西方，众多学者也纷纷提出学校和政府应该建立三级补救教学系统。美国小布什2002年签署的公众法《不让任何一个学生落后》法案，致力于提升特殊学生的学业成就及缩小学生的成就差异。

在中国大陆，补救教学长期被视为学习辅导的一环或者教学设计的反馈矫正环节，在校内常由任课教师在课后或自习课时进行个别辅导，在校外则通过家教、补习班以及家长协助等达成功效。补救教学的前提是诊断，而传统诊断方式仅仅凭教师的教学经验，几百年来未曾改变。诊断方法主要集中在某阶段内的评价，一次次评价之间是孤立的，数据碎片呈现，没有构建起数据间的联系。这种诊断不仅耗时多，而且偏重学生的认知能力诊断，缺乏对学生认知水平与认知过程全方位的科学诊断。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》对信息技术高度定位，提出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”。2010年，江苏省启动基础教育百校数字化学习，提出要通过数字化对学生学业成就进行全面、即时、精确的多维采集和评价，并且能及时反馈，促进教与学的改善，促进学生健康成长。但基于“大数据”的中学地理补救教学实践研究还较鲜见。因此，寻求“大数据”与中学地理“补救教学”相结合的最佳切入点，建构大数据背景下的中学地理补救教学机制的价值就突显出来。

四、基于大数据的中学地理补救教学策略

1.拓展供给平台，创新大数据支持下的高效精准的诊断方式

中学地理教学的理论和实践表明：地理教学是一个复杂的过程，纵然以教学目标为导向，但受诸多因素的影响，学生难以同时达成教学目标，并形成了一定时间内的地理学困生。然而传统的学业诊断普遍采用人工批改及分析的方式，教师可以了解班级学生学业的总体情况，但很难精准把握学生个体的学业情况，更难精准掌握学生个体前后的学业变化和发展，掩盖了学生掌握知识的结构性差异，教师以此对学生的学业缺陷做必要补救时，只会针对整体采取题海战术来观察了解学生的学习情况，很难针对每个学生进行分析并制定详细的补救方案，不利于学生个体的有效纠错。这种“一人不会，全班拖累”的补救措施，不仅浪费了学生大量的学习时间，而且还因负担过重而使学生失去了学习兴趣。为此，我们引入教学监管系统，对学生作业、考试、互动等行为进行过程性监控，并借助精准数据实现学生个性化补救作业、测试及相应教学微视频的推送，重点辅导和强化其知识、方法的缺失或不足，并依据反馈信息再进行跟踪补救（如图1所示）。

图1 教学监管系统结构

利用互联网技术构建大数据背景下的教学反馈系统，增强了反馈的及时性，将传统的粗放诊断方式改造成大数据支持下的科学、高效、精准的诊断方式，对学生的学科知识、学科能力等进行准确诊断，并提供具体的提分目标，详细的提分计划和可操作性的训练方案，同时，可视化的学习反馈能有效帮助学生理解反馈信息，激发学生自我反馈，从而促进学习效率的提高。显然，大数据背景下的诊断，可以更科学地诊断并正确归因，利于教师采取不同补救策略，尤其是补偿因认知方式与教师教学方法不匹配导致学困的学生，其重点在于改变教法，根据学生的学习情况提供不同的学习机会。通过大数据跟踪和科学分析，找准补救教学的对象和科学补救的起点，通过积极性差别待遇补救学业达成度低的学生，缩小学生地理学业成就的落差，从课堂教学的微观角度促进教育公平。

2.优化供给内容，建设系统化地理课程资源，保证补救教学的有效实施

当前，在统一教学的形势下“优等生吃不饱，中等生吃不好，学困生吃不了”的现象普遍存在，不同层次的学生存在不同的学习需求，并且学困生形成的原因亦各不相同。因此，针对教学目标未达成产生的不同原因采取补偿性教学、复习性教学、补缺性教学、策略性教学等不同补救教学策略，能够及时补救原有的缺失，防止学困生学习困难愈加严重，同时避免因学业达成度低造成对学习失去信心甚或产生恐惧心理。但是，面对现在行政班与教学班还无法分开的现状，如何优化供给内容、开展分层补救教学呢？实践表明：依据课标、考试说明、教材等相关材料标示出的教学重难点、疑点、考点、易错点等来设计统一的课程资源不仅不够深刻而且缺乏系统性，难以满足学生个性发展的需要，而且供给要素配置扭曲，无法为学生提供丰富、多元、可选择的地理教育资源。因此，中学地理补救资源的供给必须把学生的需求作为教育教学的出发点与落脚点，努力提供与学生需求相匹配的优质高效的供给内容，将知识点拆分、教材结构化并分层重组学习内容，分解提分目标，并将方法和策略融入补救教学，促进补救教学资源的系统化，以保证教与学的有效实施。例如：利用教学监管系统，引导学生个性化自主学习，我们提供了以下内容：①教学补偿单。即对原有教学内容中学生掌握较差的问题或知识点实施补救，促进补救教学的针对性；②分层训练本。即针对学生的具体情况，系统智能生成适应学生认知能力的专项训练，让学生获得成就感，增强信心，并且逐步加大难度，实现阶梯进步的可视；③错题管理集。即以不同分类方式实现对错题时间维度和属性维度的二维分档管理；④专项提分案。即针对知识点掌握情况提供个性化辅导材料，将提分目标分解，螺旋递进，激发学生自信心和学习热情（如图2所示）。

图2 课程补救体系结构

实践证明：大数据支撑下的诊断式补救教学活动并非机械地重复教学，而是针对学生地理认知缺失采取的补救，避免了课堂教学中供给内容的错配，有助于激发学生的地理学习动机，培养学生的地理学科素养，提高地理教学质量，同时也让每一位学生都能有成功的机会。

3.建构供给生态，营造家、校、生和谐互助的融合环境

笔者发现，伴随着信息技术的发展，不少学校引入了各种学业成绩分析系统以获取学生学习过程的大数据信息。然而，由于受移动终端普及情况、现行教学组织形式的制约，对教育大数据的采集、应用与挖掘仍处于浅层、片面的水平。学校往往仅将系统分析结论直接推送给老师和家长，在学生中的应用仍然处于缺失的状态。学生几乎不查看学习分析结果，或是没有途径查看自己的学习反馈，更难以使用反馈信息促进自己的学习。目前学生收到的学习反馈绝大多数都是 “转手反馈”，即数据分析系统向教师反馈后，教师再在课堂教学中转达学生的反馈信息，这种反馈的效果远不如直接告诉学生问题所在，并及时进行改正好。通过我们的教学实践，教师在利用大数据分析系统获得班级学生的个性化学情分析后，要即时帮助学生打印报告并分发，保证学生掌握反馈信息的及时性；家长或学生获得推送要及时将错题集或补救练习打印成册，开展复习与巩固，这样才能保证反馈系统的迭代运作；同时，还要通过家校信息互动，加强学生学习状态的过程性了解，以便营造学生、学校、家长和谐互助的融合环境，激发学生学习内趋力，实现中学地理教学的有效补救。

4.完善供给导向，创建大数据背景下的补救教学评价机制

评价机制是教育供给侧改革的总杠杆之一，构建评价体系时要尊重学生作为“需求侧”的差异性特质，进一步丰富和创新多元的评价机制。中学地理补救教学从不等量的教育公平视角出发，以“弱势优先”、“公平公正”为原则，利用大数据的有效性分析优势，了解每一个学生的阶段学习情况，分析知识缺陷所在，对学生的能力（学习策略、知识掌握程度、学习专注度等方面）进行评测，对个体学习的学习变化趋势和发展方向做出判断，同时便于教师为每个学生提供专业的纠错方案，针对性地设计学生练习和测试，持续关注每一个学生学业错式流变和学业发展的过程。它不仅涉及学生的自主学习、合作、表达等能力的培养，也涉及教师的教法调整、组织协调、管理和诊断等能力的形成，因此科学的评价体系就成为中学地理补救教学成功与否的关键。通过数据技术，充分挖掘中学地理学习因素的各种隐形数据信息，充分以学论教，即学生在地理补救教学过程中能够不断地体验进步与成功，建立自信，促进学生综合能力的全面发展，同时地理教师也通过获取的教学反馈信息，对自己的教学行为进行反思和调整，促进教师教育教学水平的不断提升。当然，如何科学地评价中学地理补救教学仍需要深入探索。