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【摘 要】教育教学过程中会产生大量的数据。深圳市罗湖区小学科学“习本课堂”教学实践与研究课题小组，经历多年的探索和研究，建构了云技术支持下的“习本云课堂”教学基本范式，旨在通过采集、分析、整理数据，实现精准教学，提高教学的效率和效果。
【关键词】习本云课堂；数据采集；精准教学
著名心理学家维果茨基最近发展区理论指出，教学促进发展，就是把可能水平不断转化为现有水平。当前，正处在“互联网 教育”及大数据时代，教育教学过程中会产生大量的数据。如何基于大数据分析，找准最近发展区，真正实现以学定教、精准教学，无疑是教育教学研究的热点。深圳市罗湖区小学科学“习本课堂”教学实践与研究课题组，通过不断的探索与研究，构建了云技术支持下的“习本云课堂”教学基本范式。
云技术支持下的“习本云课堂”，突破了原有学校课堂学时教学的范畴，课堂扩展成了“课前习—课中习—课后习”相续，线上线下互联的“大课堂”，如下图所示。
习本云课堂以教与学的结合点——“习”为价值取向，结合信息化教学与传统课堂教学两者的优势，合理运用现代信息技术手段，真正实现课堂教学由经验向数据的转变，以需求定制技术和资源。在教学过程中，教师利用信息技术进行“课前习”的发布、收集，而后进行数据分析和整理，了解学生的共性问题与个体性差异，然后再开展有针对性的“课中习”教学，实现真正意义的以学定教。实践研究发现，数据支持下的“习本云课堂”，始终以“习”为课堂核心，让教与学的方式，通过可见可量化的师生习得变得有据可依，从而实现教与学的精准定位。
一、运用“课前习”任务单，真实获取学情数据
有学者认为，有元数据的学习任务，是学生在灵活学习的环境中，有效支持自主学习能力发展不可缺少的要素之一。有元数据的学习任务包含任务的目标、可习得的技能、任务的难度水平等。于是，课题组首先设计了“习本云课堂”的“课前习”任务单。
“课前习”任务单，是“习本云课堂”相当重要的環节，通常由学科备课组根据新课标要求集体完成。近两年来，课题组在不断实践探索中，总结出了小学科学“课前习”任务单的基本范式，即先确定本节课学生的习得目标，然后把学生要完成的“课前习”任务分为自主学习、科学实践、有问要提和习得测评四部分。自主学习，即学生主要借助课本或教师发送的微课、微视频来进行学习，从而掌握本节课的基本知识、基础概念和基本技能；科学实践，是指学生通过自主动手操作实验或体验科学活动，了解科学实验的基本技能和方法；有问要提，旨在让学生自主提出问题，以满足不同层次学生的个性需求，寻找解决学生提出的共性与个性问题；习得测评，则是通过较为全面的测评，真实地呈现学生对本节课的学习状况、元认知水平以及学习目标的达成情况。因此，“课前习”任务单的设计，必须呈现元数据学习任务中的各个要素，全面客观地反映学生的认知水平，以便通过数据分析发现教与学中的问题。以教科版四年级《面包发霉了》一课为例，设计了如下“课前习”任务单。
设计好的“课前习”任务单，一般会在上课前一两天，推送给每一位学生。遇特殊情况，如上述《面包发霉了》“课前习”实验记录单则提前一周发放，学生在规定的时间内完成任务。
目前，推送“课前习”任务单的形式有“线上”和“线下”两种方式，以线上方式为主。线上方式主要借助校园网络教学平台，相关教学软件如问卷星、UMU互动平台，或者微信群、QQ群等常用的信息技术工具来完成。学生在线完成微课、微视频的学习，在线提交答案、相关照片、视频资料等学习任务；线下方式则是用传统的纸质任务单来完成。不管是线上还是线下，最终授课教师必须回收学生的任务单，有针对性地进行数据收集和整理。
二、依托班级学情数据，适时调整教学策略
学生完成的“课前习”任务单，数据的信息量较大、种类也繁多，且具有真实性。教师需要对其中的数据信息进行分析和挖掘，科学分析其中蕴藏的问题和规律，总结与教学相关的各种信息，从而指导教师对本节课的教学预案进行针对性的再次修改，形成适合本班级不同学生个体需求的教学方案。如《面包发霉了》一课，教师回收了授课班级49名学生的“课前习”任务单，对学生完成四项任务的数据做出统计，具体如下表。
根据回收的任务单所做出的学生完成四项任务数据统计，进行如下教学分析。
1.习得目标的达成状态
（1）对霉菌本质的认知较好。学生通过自主培养和观察，能够理解霉菌是一种生物，只是对霉菌特点的描述不够完整。其中在“有问要提”环节，有9名同学对实验现象有疑问需在课堂上引导补充。
（2）对霉菌的生长条件存在疑惑。绝大部分学生只关注发霉的外部环境条件，忽略了营养这个关键因素。关于实验操作中的“对照实验设置”，大部分学生不理解，有近50%的学生不懂得设置单一对照方案，大部分学生更不明白哪些是无关变量，即不变的条件。在“有问要提”环节中，有多达20位学生提及实验条件设置和预测实验结果不对等问题，这是“课中习”的重要教学资源。
2.本节课教学策略调整
进行合理的对照实验设计是本课教学的重难点。课堂着重面向“课前习”中学生普遍存在困难的实验设计环节，通过展示有代表性的“课前习”的实验记录结果引发学生思考，采用小组合作学习的方式完善设计，利用平板电脑、白板操作辅助教学，让学生通过表达、交流和评价后进行再次自我修正，领悟科学的实验思维，建构各自的知识意义。
回收“课前习”任务单，有助于教师科学客观地分析数据、发现问题，并适时调整教学设计预案，找准教学策略，是实现“课前习”与“课中习”衔接的一个重要节点。在不改变教师原有教学设计体系的前提下，力求用数据代替经验，增加对不同学生学习的数据记录，分析学生个性化的学习路径。这样，教师就能更好地关注每个学生，实时掌握每一个学生的动态学习情况，以便能及时介入进行指导，真正实现精准教学。 三、从经验走向实证，精准实施“课中习”教学
在“课中习”环节，教师利用移动终端如平板电脑的“习本课堂”APP教学平台，把全班学生普遍关心或必须解决的重点和难点问题推送给全体学生。学生通过小组合作的形式进行同伴解惑，教师适时引导点拨。如果是个别学生的个性化问题，教师和学生既可利用云技术进行点对点的在线交流，也可以面对面地答疑解惑，学生之间也可以在班级空间进行讨论。所以，“习本云课堂”的“课中习”，不再是重复讲解课本的所有内容，而是学生提出自己的问题、展示自己的成果、表达自己的想法，教师与同学之间相互解答问题。
在执教《面包发霉了》一课时，教师通过“课前习”的实验观察记录单发现，学生对面包上“霉”的生长描述各不相同，有的说是“黑色的毛，发出了臭味”，有的说是“圆形的，灰绿色的”，还有的说是“发黄的”。如何能让学生认识“霉”的特性呢？教师展示这些学生的原始记录，让学生开展讨论，并提示学生借助工具如放大镜来再次观察，学生很快就自主得出“霉”的特性这一结论。
“霉”的生长需要什么条件？学生在对面包上“霉”的培养过程中，会根据自己在生活中形成的粗浅经验和认知来选择条件进行培养。如下面是两个学生的记录单，图1为A生的记录单，图2为B生的记录单。
从以上记录单发现，A生选择的条件是潮湿、温暖、黑暗、密闭，B生选择的条件是潮湿、低温、光照、密闭。到第三天或第四天，两人都发现面包长霉了，但“霉”生长的条件是不尽相同的，温度和光照条件且相反。那么，到底哪一个才是“霉”生长真正需要的条件？面对这一真实的问题情境，学生既感兴趣又无法得出结论。这时，同样可以采用小组合作的方式，由各小组成员结合自身的实践活动经验，通过分享、评价和讨论，共同来解决这一问题。教师利用电子白板，模拟面包发霉的实验情境，通过拖曳等功能来反复操练，让学生进一步明白对照实验设计的要领，如图3所示。
上述问题解决了，霉菌生长所需要的条件也就不难得出了。正因为问题来源于学生，以学定教，所以，师生共同探讨的目标明确，定位准确，针对性强。面对真实的问题情境，学生经历思辨和再认识，自然就容易达成目标，高效完成知识意义的建构。
“习本课堂”教学实践与研究课题组通过实践证明，基于数据支持下的“习本云课堂”，一方面能通过运用信息技术，获取真实数据，做到真正意义上的以学定教，让不同层次的学生都能在各自的认知领域有所提升；另一方面也能促进学生自主学习，实现教师同步跟踪，师生之间、生生之间实时互动，使完成个性化学习任务成为可能。课中，教师还可根据在线随堂测试等方法，进行实时统计和数据分析，为学生提供具有针对性的指导，从而实现“课中习”深层次学习、个性化支持和高层次目标的三个水平，有效构建良好的学习生态。
当然，在实践研究过程中也存在一些问题。其中最突出的问题就是“课前习”任务单的设计，由于教师的自身原因，“课前习”任务单设计会有主观差异，从而影响学生认知水平的客观反映。其次，各学校的信息技术条件不同，如网络设施、教学应用软件以及教师自身的信息素养等，也会在某些方面影响数据的收集与整理。不过，教育始终就是一个无法量化的行业，在大数据当道的今天，如何去发现数据，科学地运用数据，实现真正意义上的精准教学，始终是教师不断努力探索和研究的方向。
参考文献：
[1]刘荣青.以“习”为中心的课堂变革[J].中国信息技术教育， 2012（12）：28-30.
[2]刘荣青.课堂的革命[M].南昌：江西教育出版社，2017.
[3]周湘.基于交互技术的科学“习本课堂”研究[J].中小学电教，2017（9）：52-54.
[4]舍恩伯格，库克耶.大数据时代[M].盛杨燕，周涛，译.杭州：浙江人民出版社，2013.
（广东省深圳市羅湖区教育科学研究院 518001）
【关键词】习本云课堂；数据采集；精准教学
著名心理学家维果茨基最近发展区理论指出，教学促进发展，就是把可能水平不断转化为现有水平。当前，正处在“互联网 教育”及大数据时代，教育教学过程中会产生大量的数据。如何基于大数据分析，找准最近发展区，真正实现以学定教、精准教学，无疑是教育教学研究的热点。深圳市罗湖区小学科学“习本课堂”教学实践与研究课题组，通过不断的探索与研究，构建了云技术支持下的“习本云课堂”教学基本范式。
云技术支持下的“习本云课堂”，突破了原有学校课堂学时教学的范畴，课堂扩展成了“课前习—课中习—课后习”相续，线上线下互联的“大课堂”，如下图所示。
习本云课堂以教与学的结合点——“习”为价值取向，结合信息化教学与传统课堂教学两者的优势，合理运用现代信息技术手段，真正实现课堂教学由经验向数据的转变，以需求定制技术和资源。在教学过程中，教师利用信息技术进行“课前习”的发布、收集，而后进行数据分析和整理，了解学生的共性问题与个体性差异，然后再开展有针对性的“课中习”教学，实现真正意义的以学定教。实践研究发现，数据支持下的“习本云课堂”，始终以“习”为课堂核心，让教与学的方式，通过可见可量化的师生习得变得有据可依，从而实现教与学的精准定位。
一、运用“课前习”任务单，真实获取学情数据
有学者认为，有元数据的学习任务，是学生在灵活学习的环境中，有效支持自主学习能力发展不可缺少的要素之一。有元数据的学习任务包含任务的目标、可习得的技能、任务的难度水平等。于是，课题组首先设计了“习本云课堂”的“课前习”任务单。
“课前习”任务单，是“习本云课堂”相当重要的環节，通常由学科备课组根据新课标要求集体完成。近两年来，课题组在不断实践探索中，总结出了小学科学“课前习”任务单的基本范式，即先确定本节课学生的习得目标，然后把学生要完成的“课前习”任务分为自主学习、科学实践、有问要提和习得测评四部分。自主学习，即学生主要借助课本或教师发送的微课、微视频来进行学习，从而掌握本节课的基本知识、基础概念和基本技能；科学实践，是指学生通过自主动手操作实验或体验科学活动，了解科学实验的基本技能和方法；有问要提，旨在让学生自主提出问题，以满足不同层次学生的个性需求，寻找解决学生提出的共性与个性问题；习得测评，则是通过较为全面的测评，真实地呈现学生对本节课的学习状况、元认知水平以及学习目标的达成情况。因此，“课前习”任务单的设计，必须呈现元数据学习任务中的各个要素，全面客观地反映学生的认知水平，以便通过数据分析发现教与学中的问题。以教科版四年级《面包发霉了》一课为例，设计了如下“课前习”任务单。
设计好的“课前习”任务单，一般会在上课前一两天，推送给每一位学生。遇特殊情况，如上述《面包发霉了》“课前习”实验记录单则提前一周发放，学生在规定的时间内完成任务。
目前，推送“课前习”任务单的形式有“线上”和“线下”两种方式，以线上方式为主。线上方式主要借助校园网络教学平台，相关教学软件如问卷星、UMU互动平台，或者微信群、QQ群等常用的信息技术工具来完成。学生在线完成微课、微视频的学习，在线提交答案、相关照片、视频资料等学习任务；线下方式则是用传统的纸质任务单来完成。不管是线上还是线下，最终授课教师必须回收学生的任务单，有针对性地进行数据收集和整理。
二、依托班级学情数据，适时调整教学策略
学生完成的“课前习”任务单，数据的信息量较大、种类也繁多，且具有真实性。教师需要对其中的数据信息进行分析和挖掘，科学分析其中蕴藏的问题和规律，总结与教学相关的各种信息，从而指导教师对本节课的教学预案进行针对性的再次修改，形成适合本班级不同学生个体需求的教学方案。如《面包发霉了》一课，教师回收了授课班级49名学生的“课前习”任务单，对学生完成四项任务的数据做出统计，具体如下表。
根据回收的任务单所做出的学生完成四项任务数据统计，进行如下教学分析。
1.习得目标的达成状态
（1）对霉菌本质的认知较好。学生通过自主培养和观察，能够理解霉菌是一种生物，只是对霉菌特点的描述不够完整。其中在“有问要提”环节，有9名同学对实验现象有疑问需在课堂上引导补充。
（2）对霉菌的生长条件存在疑惑。绝大部分学生只关注发霉的外部环境条件，忽略了营养这个关键因素。关于实验操作中的“对照实验设置”，大部分学生不理解，有近50%的学生不懂得设置单一对照方案，大部分学生更不明白哪些是无关变量，即不变的条件。在“有问要提”环节中，有多达20位学生提及实验条件设置和预测实验结果不对等问题，这是“课中习”的重要教学资源。
2.本节课教学策略调整
进行合理的对照实验设计是本课教学的重难点。课堂着重面向“课前习”中学生普遍存在困难的实验设计环节，通过展示有代表性的“课前习”的实验记录结果引发学生思考，采用小组合作学习的方式完善设计，利用平板电脑、白板操作辅助教学，让学生通过表达、交流和评价后进行再次自我修正，领悟科学的实验思维，建构各自的知识意义。
回收“课前习”任务单，有助于教师科学客观地分析数据、发现问题，并适时调整教学设计预案，找准教学策略，是实现“课前习”与“课中习”衔接的一个重要节点。在不改变教师原有教学设计体系的前提下，力求用数据代替经验，增加对不同学生学习的数据记录，分析学生个性化的学习路径。这样，教师就能更好地关注每个学生，实时掌握每一个学生的动态学习情况，以便能及时介入进行指导，真正实现精准教学。 三、从经验走向实证，精准实施“课中习”教学
在“课中习”环节，教师利用移动终端如平板电脑的“习本课堂”APP教学平台，把全班学生普遍关心或必须解决的重点和难点问题推送给全体学生。学生通过小组合作的形式进行同伴解惑，教师适时引导点拨。如果是个别学生的个性化问题，教师和学生既可利用云技术进行点对点的在线交流，也可以面对面地答疑解惑，学生之间也可以在班级空间进行讨论。所以，“习本云课堂”的“课中习”，不再是重复讲解课本的所有内容，而是学生提出自己的问题、展示自己的成果、表达自己的想法，教师与同学之间相互解答问题。
在执教《面包发霉了》一课时，教师通过“课前习”的实验观察记录单发现，学生对面包上“霉”的生长描述各不相同，有的说是“黑色的毛，发出了臭味”，有的说是“圆形的，灰绿色的”，还有的说是“发黄的”。如何能让学生认识“霉”的特性呢？教师展示这些学生的原始记录，让学生开展讨论，并提示学生借助工具如放大镜来再次观察，学生很快就自主得出“霉”的特性这一结论。
“霉”的生长需要什么条件？学生在对面包上“霉”的培养过程中，会根据自己在生活中形成的粗浅经验和认知来选择条件进行培养。如下面是两个学生的记录单，图1为A生的记录单，图2为B生的记录单。
从以上记录单发现，A生选择的条件是潮湿、温暖、黑暗、密闭，B生选择的条件是潮湿、低温、光照、密闭。到第三天或第四天，两人都发现面包长霉了，但“霉”生长的条件是不尽相同的，温度和光照条件且相反。那么，到底哪一个才是“霉”生长真正需要的条件？面对这一真实的问题情境，学生既感兴趣又无法得出结论。这时，同样可以采用小组合作的方式，由各小组成员结合自身的实践活动经验，通过分享、评价和讨论，共同来解决这一问题。教师利用电子白板，模拟面包发霉的实验情境，通过拖曳等功能来反复操练，让学生进一步明白对照实验设计的要领，如图3所示。
上述问题解决了，霉菌生长所需要的条件也就不难得出了。正因为问题来源于学生，以学定教，所以，师生共同探讨的目标明确，定位准确，针对性强。面对真实的问题情境，学生经历思辨和再认识，自然就容易达成目标，高效完成知识意义的建构。
“习本课堂”教学实践与研究课题组通过实践证明，基于数据支持下的“习本云课堂”，一方面能通过运用信息技术，获取真实数据，做到真正意义上的以学定教，让不同层次的学生都能在各自的认知领域有所提升；另一方面也能促进学生自主学习，实现教师同步跟踪，师生之间、生生之间实时互动，使完成个性化学习任务成为可能。课中，教师还可根据在线随堂测试等方法，进行实时统计和数据分析，为学生提供具有针对性的指导，从而实现“课中习”深层次学习、个性化支持和高层次目标的三个水平，有效构建良好的学习生态。
当然，在实践研究过程中也存在一些问题。其中最突出的问题就是“课前习”任务单的设计，由于教师的自身原因，“课前习”任务单设计会有主观差异，从而影响学生认知水平的客观反映。其次，各学校的信息技术条件不同，如网络设施、教学应用软件以及教师自身的信息素养等，也会在某些方面影响数据的收集与整理。不过，教育始终就是一个无法量化的行业，在大数据当道的今天，如何去发现数据，科学地运用数据，实现真正意义上的精准教学，始终是教师不断努力探索和研究的方向。
参考文献：
[1]刘荣青.以“习”为中心的课堂变革[J].中国信息技术教育， 2012（12）：28-30.
[2]刘荣青.课堂的革命[M].南昌：江西教育出版社，2017.
[3]周湘.基于交互技术的科学“习本课堂”研究[J].中小学电教，2017（9）：52-54.
[4]舍恩伯格，库克耶.大数据时代[M].盛杨燕，周涛，译.杭州：浙江人民出版社，2013.
（广东省深圳市羅湖区教育科学研究院 518001）