极课大数据及教学应用研究

朱益民

梅村高中创办于1913年，是江苏省首批重点中学、江苏省首批四星级高中、国家级示范高中。著名科学家钱伟长之父钱挚和一代国学大师钱穆曾在校任教。著名力学家、资深两院院士钱令希也从这所校园走出。

一百年来，梅村高中始终秉承“至贤”校训，弘扬“敏毅诚朴，至贤至德”的治学精神，办好符合教育发展规律的一流学校。要想办好符合教育发展规律的学校，就必须要顺应教育改革，从应试教育转向素质教育，最终催生教育的大数据化、数据结构化。

一、极课大数据及教学应用研究的倡导

《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，指出“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视”；对教师应用信息技术提出要求，“强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果”；对学生应用信息技术提出要求，“鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力”。《国家教育事业发展第十二个五年规划》指出，“强化学校质量主体意识，加强自我评价，完善质量内控机制，推动学校教学基本数据信息库建设”。

世界著名数据科学家维克托·迈尔·舍恩伯格教授在《与大数据同行：学习与教育的未来》一书中，通过生动的故事、大量的证据，运用高瞻远瞩的教育家视野，阐明了对大数据时代教育变革的深刻理解。近年来，世界各国的教育改革都倡导针对学生个体差异实施个性化教学，力争做到像医学一样，根据学生的学习行为大数据来调整教学策略。在课堂教学中采用基于证据的教学，这也一直是人们对未来教育的追求。

在高中教学中，作业批改、单元练习、大型考试等过程性评价或終结性评价都会产生大量数据，这些数据的保存、分类、分析和利用对实施精准教学至关重要。由于面广量大，数据保存和利用的难度很大，这使得教师对学生个体的认识停留在短时记忆层面，缺乏对学生个体的跟踪分析，不利于有效地开展个性化教学、差异性教学，达不到因材施教的目的。此时，通过研发和应用极课大数据技术，对高中教与学过程中的海量信息，特别是作业和测试等形成性评价进行专业常态化处理，快速形成计分电子表格、错题本、诊断报告、个性化学习包、学业信息档案、学科内容评价报告单等，进一步形成相关增值方案，探索新型的课堂形态和教学范式，促进教学理念、方式和评价机制的创新，促进学生的学业进步和生命发展，提升教师的学科素养和专业技术，推动素质教育的高位均衡发展。

跨入21世纪，我校积极推进和深化高中课程改革，全力将信息技术与课程整合，着力推进创新智慧校园和教学方式变革，优化课堂形态，增强教学成效，坚持走优质特色发展之路。

现在，随着全社会移动终端的普及、云计算服务的发展、大数据分析技术的突破，基于学生行为大数据分析的教学，在梅村高中正逐步变成现实。

二、极课大数据及教学应用研究的实施

2010年，梅村高中着手规划高中生学业成就诊断与评价改革的研究；2011年，“高中生学业成就诊断与评价改革的行动研究”课题正式立项，并被批准为江苏省教育科学“十二五”规划立项课题；2011年2月，学校的“学生在线学习平台”被评为无锡市信息化优秀项目；2012年，学校成为江苏省百所e学习试点实验学校。江苏省现代教育技术研究“十二五”规划2012年度课题“基于数字化校园自主学习和有效教学的理论与实践研究”的研究成果，被评为2014年度江苏省现代教育技术应用研究优秀研究成果一等奖。2015年，学校被江苏省教育厅评为省普通高中技术教育与STEM体验课程基地。

2015年初，教师云办公模式系统投入现实使用，解决了基础教育阶段学生学业常态化数据采集的瓶颈问题。通过对“十五”的课题“理化学科与信息技术整合”，“十一五”的全国教育技术课题“数字化校园的应用研究”，“十二五”的省现代教育技术课题“基于数字化校园自主学习与有效教学的理论与实践研究”、江苏省教育科学“十二五”2011年度规划课题“普通高中生学业成就诊断与评价改革的行动研究”等课题的研究，形成了极课大数据的思想与灵魂，促进了极课大数据的不断完善和深入研究。

极课大数据技术支持的大数据采集，通过高速阅卷仪，将学生的学业信息快速进行识别并传输到云端，经过相关的运算，形成各类数据报表。教师通过数据反馈，有针对性地设计学生作业、测试及练习题，并做有效性分析，了解学生个体的阶段学习情况，分析其知识缺陷并提出专一的纠错方案，持续关注某一位学生或一个班级的错题流变和学业发展，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，诊断学生的学习变化趋势。通过采集学生的各种学业信息，应用科学的考试分析方法，对照课程标准，诊断和评价学生的学业优势与不足，促使学校真正实现因材施教，有效促进学生的发展。

目前极课大数据技术已经投入到高中所有学科的教学，并开始在初中和小学开展探索性科研实践，极课大数据技术及教学应用研究在全国基础教育界产生了广泛的专业影响。

三、极课大数据及教学应用研究的推广

结合普通高中课程标准，学校教师立足教育教学实践，对极课大数据技术开展了广泛的研究，有数十篇高质量的论文发表或获奖。极课大数据技术及教学应用在我校得到广泛实践，成效显著，同时得到了技术专家和教学专家的肯定，获得了各级教育行政单位和学校领导的支持。极课大数据技术及教学应用已辐射省内外三百多所学校。

2013年12月5日，北京市教育考试院张警鹏研究员观察了极课大数据技术，作了《考试评价与学业诊断》的学术培训报告。

2014年10月，北京十一学校的考察团专程来到梅村高中，就“高中生学业成就诊断与评价改革的研究”课题进行考察和学习。

2014年11月20日，全国普通高中多样化发展与考试制度改革研讨会在山东省聊城市召开，我校领导作《大数据在普通高中的形成与应用》专题报告，与会专家和代表对报告给予了高度评价。

2015年1月15日，无锡市教育局在我校成功举办了普通高中优质特色发展会，学校领导介绍了利用极课大数据实施精准化教学的情况，引起兄弟学校的高度关注。华东师范大学戚业国教授评价我校时说道，“注重信息技术引领的多样特色发展具有意义，体现方向；有效的学习诊断系统是值得高度关注的”。江苏省教育学会中学数学教学专委会召开2015年学术年会，作了《基于大数据分析，实施个性化教学》主题报告，介绍了高中数学教育改革创新实践的成果。

2015年7月7日，学校成功举办“首届基础教育阶段大数据的形成与应用”研讨会，来自全国的三百多位教师参与了研讨交流。

2015年7月11日，第六届全球华人探究学习创新应用大会召开，我校领导作了《基于大数据分析，实施个性化教学—极课介绍》学术报告。

学校还先后接待了南通市教育局、新疆霍城教育考察团、广西教育考察团、北京十一学校、江苏省锡山高级中学、南师附中江宁校区、常州第一中学、江苏省白浦高级中学、镇江第一中学、镇江第一外国语学校、杭州二中、苏州南环实验中学、宜兴丁蜀高级中学等教育行政单位和学校的现场考察。

极课大数据技术及教学应用研究，引发了课堂形态和教学技术的革命性变革，长江学者深度解析其专业价值，在全国形成了轰动性的影响效果，政府网站、新浪官网、省市（教育）电视台和报刊等主流新闻和专业媒体开展了跟踪系列报道，加快了基于大数据推进高中生学业成就诊断与评价改革的步伐。极课大数据在梅村高中教学中的应用与探索，其最大的意义就是，让每一位学生看清真实的自己，让教师、家长了解每一位学生的真实情况。

极课大数据在不改变教师现有阅卷习惯、批改作业习惯的基础上，做到了极速批改、极致分析、极便响应，突破了K12教育大数据的入口和管道，构建了基础教育学业数据库。在课前，为教师形成个性化诊断数据，让课堂教学更精准；在课后，为学生自动形成个性化错题本及个性化课程学习包的智能推送，使学生的学习更有针对性。极课大数据通过采集校园小数据、沉淀教育大数据，推动教学深度变革，解放教育生产力。