汪和生
(廣東第二師范學院 網絡教育學院，廣東廣州 510303)
隨著智慧教育理論研究和實踐探索的不斷深入，數據驅動精準教學越來越為廣大教師重視。基于教學過程數據，驅動教學活動開展，使教學內容更加精準，在技術賦能中教學能夠呈現出更加流暢、高效的狀態。當前，對數據驅動精準教學的研究主要集中在理論層面，應用層面較多的是某項具體的應用技術的開發，且著力的對象集中在特定學科和特定內容，至于數據驅動精準教學與常規課堂的有機結合討論得不多。可以說，數據驅動精準教學的實踐探索尚處于初級階段，真正有效落地的范例很少。從廣東省中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的教師培訓來看，大多數教師不能很好地理解數據驅動精準教學的概念，做出實踐應用的就更少了，因此，現階段要著重探索一些簡便的普適的應用模式，引導和促進廣大教師先用起來，然后在具體應用中發現問題，解決問題，推動教學向縱深發展。建構簡便的普適的數據驅動精準教學模式，對于促進教師的信息技術應用能力提升、課堂教學質量提高大有裨益。
(一)數據驅動精準教學的基本內涵
精準教學早在20世紀60年代就由奧格登、林斯利基于斯金納行為學習理論提出來了，主要關注行為本身為教學決策提供依據，但是，由于當時技術的有限性及行為主義本身的局限，其未能得到廣泛的實踐應用〔1〕。21世紀隨著大數據、人工智能等技術的興起，機器處理數據形成有價值的診斷性評價的能力大大增強，精準教學才又重新為人們重視，并在實踐應用中取得了一定的成果。現在強調的數據驅動精準教學是指在智能化學習環境中，通過分析教學過程數據定位學生的學習問題，精準推送個性化學習內容和開展個性化指導，用數據來驅動教學的開展，決定教學的走向，從而實現因材施教，促進學生的最大化發展目標的一種教學形態。從內涵來講，數據驅動精準教學屬于智慧教育范疇，數據與分析是基石，精準推送是標志性動作，個性化學習與發展是最終目標。
數據驅動精準教學的數據不一定是完整意義上的“大數據”，當前各類教學中，因為數據采集的不連續，多系統、多源數據的不連通等原因，一般學校很難形成完整意義上的教學大數據，也就很難用大數據去驅動教學，容易落入所謂的“大數據迷思”。事實上，教學過程產生的大量數據(如學生作業，課堂學習表現、測試等數據)經系統采集處理后，結構良好，有明確的價值指向，包含了大量的學生認知特點和知識結構方面的信息，更容易為系統分析處理，形成有價值的評價，從而能更好地為教學導向〔2〕。
(二)數據驅動精準教學擬解決的問題
傳統的教學由于沒有明確的過程數據支持，教師主要憑經驗組織教學。教師憑經驗、依課標來確定教學目標，設計教學活動和組織教學與評價，全班學生圍繞同一目標，學習相同內容，這樣的教學必然導致以下問題：
1.教學個性不足，降低了教學效率。由于學生認知特點和個性化學習需求得不到很好的關注，不能精細地分析學情，往往導致教師確定的教學目標、教學內容與實際學情之間的偏差，出現學生想學的不教、學會的重復教等問題，影響了學生學習效率。同時，由于缺少技術環境和數據的支持，分層教學與個性化指導等差異化手段很難有效開展，想在傳統教學模式的基礎上開展一些個性化活動，通過簡單的修修補補收效不大，常常流于形式，這就要求我們必須對教學全流程進行模式再造。
2.教學評價精準度不高，對教學的導向作用不明顯。主要依據經驗的教學必然導致評價也只能依據印象和經驗，這樣的評價只能是主觀、籠統和不準確的，在五育并舉、素質教育的大背景下，無法從核心素養層面深層次診斷學生學業和認知存在的問題，也就無法為教學提供很好的支持和導向。
傳統的教學還存在學生的學習積極性未被充分激發、教學反饋不及時、學習管理困難、師生互動不充分或有效性差、數據意識和素養以及科學素養培養不充分等問題，然而，從數據驅動精準教學的角度最直接或主要解決的問題還是教學個性化不足和教學評價精準度不高的問題。
(三)數據驅動精準教學的主要特征
精準教學一直是我們教育的追求，數據驅動的教學是如何使教學更加精準的呢？換言之，相較于傳統教學，數據驅動的教學在精準性方面表現出哪些不同特征呢？
萬力勇等認為，前期Lindsley 等人倡導的精準教學使用流暢度(Fluency)來衡量學生的學業發展情況，流暢度包括準確率和速度兩個維度，具體涉及五個方面的內容：持久性、耐久性、穩定性、應用性和生成性。另有一些學者從教學評價層面對精準教學進行了定義，如 White 認為精準教學并不具體闡釋怎樣教、教什么，而是一種可以對任何教學策略和課程進行系統評價的方法。West 等也提出精準教學不是一種教學方法，而是一種精準、系統地評價教學策略和課程的方法。除了繼續關注測評功能和教學決策功能，近幾年來國內有學者開始將精準教學研究擴展到教學活動全過程。實質上，沒有精準的教學過程就沒有精準的教學結果，由于大數據、人工智能、物聯網等技術的發展，我們可以及時采集、處理每一個教學環節的數據，精準教學的“精準”要求應該貫穿教學全過程，也可以貫穿全過程。從教學的全過程來看，數據在精準教學中的作用主要體現在以下三個環節：首先，數據在課前的學情分析與教學設計中發揮作用。即教師利用前期數據形成學生畫像和知識圖譜，根據前測數據，實現比較精準的學情分析、目標設定與教學設計〔3〕。其次，數據在教學過程中發揮作用。即教師使用課前的教學設計開展教學，通過分析教學過程產生的新數據，及時掌握學生的學習情況，分析學生學習與預設目標之間的差距，調控教學進度，動態生成教學內容，精準推送學習資料，實施精準指導，精準干預學生的個性化學習。最后，數據在課尾的教學評價和課后作業的設計中發揮作用。即教師通過過程性評價數據和結果性評價數據，運用智慧教學平臺的處理、統計、挖掘、分析等功能，圍繞學習目標的達成與否，綜合分析學生學習績效，開展有數據支撐的循證的精準評價，并根據教學評價設置精準作業〔4〕。
雖然數據驅動的精準教學是在新的智能化技術環境中，采用過程數據驅動教學開展，有較強的技術色彩，但同樣遵循教學的一般規律；
我們從數據驅動的技術作用出發，以課程四要素說(即課程包括目標、內容、過程與評價的四個要素)為架構，可以確立數據驅動精準教學的主要特征。具體如下：
1.精準的目標：即依據學生前期數據與知識圖譜，使用前測數據，定位學習問題，精準設定教學目標。首先，要考證教學目標是否精準，教學目標必須是能夠準確評判或測量的。其次，教學目標是否精準，除了課前我們應依據教學數據循證來設計之外，還要通過教學效果來進一步檢驗，即最后教學的效果是否能幫助學生解決所有的學習問題，達成預設的學習目標。最后，精準的教學目標以促進每個學生的最大化發展為愿景，它一定是個性化的，現階段我們的班級人數還比較多，為每個學生定制學習目標較為困難，但設計分層的教學目標是可行的。所以精準的教學目標一定是可評可測的、達成率高的和個性化的〔5〕。
2.精準的內容：即根據學情數據，以教學目標為導向，精準設計教學內容。首先，精準的教學內容要以目標為導向，要保障所有的教學目標的達成。其次，精準的教學內容不應是靜態固定的，在智慧教學語境下，教學內容應是彈性的可調整的，并且能根據教學實效動態生成后續的教學內容，這就是所謂的“生成性課堂”。“生成性課堂”在傳統技術環境下較難實現，但在新的技術環境下，借助于人工智能和大數據技術，在智慧教學平臺支撐下將成為常態。所以精準的教學內容一定是目標導向的和動態生成的〔6〕。
3.精準的教學：即通過教師與機器的協同工作，以精準推送教學內容為主要形式，推動學生的個性化學習；
同時收集學情數據，通過精準干預和個性化指導幫助學生分步達成教學目標。另外，精準的教學以學生最大化發展為愿景，必定是促進學生深度學習的教學。所以精準的教學過程一定是人機協同的、精準干預的和促進深度學習的。
4.精準的評價。即對學生是否達成學習目標進行測評，并根據測評數據生成精準的學習評價。精準的評價首先應該是一個診斷性評價，不僅應包含對學生學習績效的評價，還應包含學生學習診斷性報告，明確學生學習中的問題；
其次，精準的評價應關注學生的持續發展，應指明學習進一步提升與努力的方向，并根據評價精準推送課后作業，幫助學生鞏固提升，推動學生持續發展。所以精準的教學評價是診斷性的和關注學生持續發展的。
我國的各級各類學校教育教學都是以班級集中授課、按課時逐次開展的，我們稱之為課堂教學，精準教學放在課堂教學的大背景下更有現實價值，也需要建構基本范式。在長期的教學實踐中，不同風格的教師，根據不同的教學內容和教學環境，曾構建了大量的教學模式或教學方法，華東師范大學的祝智庭教授將常用的教學模式概括為授導型和探究型兩種類型。從發揮學生的主體作用的角度，授導型強調既發揮教師的主導作用也尊重學生的主體地位，如我們常說的講授法、啟發式教學、案例教學等都屬于這一類型；
而探究型則強調以學生為中心，充分發揮學生的主體作用、能動性和創造性，教師是學生學習的幫助者、促進者，如我們常說的項目式學習、探究性學習、研究性學習都屬于這一類型；
處于兩者中間或兩種類型屬性兼備的模式是主題化學習、問題化學習。隨著教育信息化的發展，大數據分析和人工智能等技術的應用，使我們采集處理數據的能力大大提升，教學數據的運用使教學與評價更加精準和智能化，這就為我們關注每個學生的學習，促進每個學生最大化發展成為可能，所以精準教學的課堂一定是以學習者為中心的課堂，更多采用探究型學習、項目式學習和問題化學習等教學方法。教育部在新印發的《義務教育課程方案(2022年版)》中明確提出“推進綜合學習。整體理解與把握學習目標，注重知識學習與價值教育有機融合，發揮每一個教學活動多方面的育人價值。探索大單元教學，積極開展主題化、項目式學習等綜合性教學活動，促進學生舉一反三、融會貫通，加強知識間的內在關聯，促進知識結構化”的要求。由于主題化、項目式學習等教學法目前尚處在探索階段，而問題化教學法較為常用也較為成熟，它以問題的提出為學習起點，以問題的解決為學習的終點，很容易與預設的目標一一對應，保障目標的達成，也容易與真實的社會情境相結合，能較好地培養學生解決實際問題的能力；
同時，它具有較強的彈性，便于教師根據教學需要自主拓展，所以當下適合以問題化教學法為基礎來構建課堂的精準教學模式，故名之數據驅動精準課堂的問題化教學模式(Data Driven Precision Classroom Problem-based Teaching Mode，簡稱“DDPC-PT模式”)。DDPC-PT模式一般包括以下環節：
1.發現學習問題：即使用前測數據，發現學習問題，確定教學主題。
2.確定教學目標，進行教學設計：即根據設定的主題與定位的學習問題，在學生認知特點數據與知識圖譜的基礎上，確定教學目標；
同時，將目標分解成若干子目標，圍繞每個子目標，轉化為學習問題，進行教學活動設計。
3.初步教學，掌握新知：這一部分可視具體學情和內容靈活運用，目的就是讓學生通過學習快速掌握解決問題所需的新知識。
4.精準教學，個性化指導：即使用教學數據，動態生成學生自主學習內容；
學生開展自適應學習，在教師開展個性化指導下，自我強化、提升對新知識的認知，最終解決設定的問題。
5.即時評價、即時反饋：根據教學目標，組織績效測評，借助平臺功能，實現即時評價，即時反饋。
6.精準作業，分層指導：根據學生的評價報告，自動推送精準作業，同時對不同層次的學生分別給予指導。
DDPC-PT模式教學流程與數據應用狀態如圖1所示：
圖1 數據驅動的精準課堂問題化教學模式
DDPC-PT模式必須在智能化的技術環境中才能較好地開展，在標準的智慧教室里開展最為理想。沒有配備標準智慧教室的學校，只要配有以大數據、人工智能、云計算等技術為支撐的教學云平臺，具備數據收集、處理、分析等功能，配有教學終端，包括教師教學終端和學生學習終端(以裝配了電子書包的平板電腦為最佳)，且所有的技術設備實現了互聯互通，即具備“云網端”聯通的技術環境，普通教室也可開展類似的教學探索〔7〕。DDPC-PT模式以問題化的方式組織教學，以數據分析與評價作為技術基石，在以學為中心的課堂中，基本能實現個性化學習和個性化指導，達成數據驅動精準教學的基本目標。
基于初步建構的DDPC-PT模式，我們在廣東省中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0省級試點校中開展了系列實證研究。以下課例來自佛山市禪城區南莊第三中學語文組教師王某主講的一節初中語文課，教學的內容是“段落的作用”，其主要教學過程依托于一定的技術環境展開。
(一)教學設計與教學過程
1.發現學習問題。在前期的語文測試中，根據教學云平臺生成的診斷報告，發現學生在第二大題的14和17兩道小題上班級和全校得分都偏低，通過分析發現學生普遍對“結尾段的作用”這個知識點掌握不好，再做進一步的卷面分析發現學生失分的主要原因：(1)未分點作答；
(2)未掌握結尾段作用題的答題思路，缺乏邏輯性；
(3)未形成關于段落作用的知識體系，沒有采點作答。于是，確定本堂課的教學主題為“段落的作用”，擬解決上述涉及的三個問題。
2.確定教學目標，設計教學活動。根據前期確定的學習問題，明確教學目標：(1)通過課堂訓練，理解閱讀題分點作答的答題規范；
(2)通過教師講解、小組合作分析典型錯卷，掌握結尾段作用題要從結構和內容兩方面作答的思路；
(3)通過教師講授、學生做思維導圖，基本掌握段落作用的知識體系，學會采點答題(難點)。
3.初步教學，掌握新知。提出學習問題，以課內同類型的材料為例，分析答題要點，師生一起尋找解決問題的方法，在這個過程中構建解決問題的支架，指導學生使用支架(主要包括包含答題要點提示的模板和橫向比較要點的提示等支架)，幫助學生快速提升。通過這一階段的教學初步達成前兩個教學目標。
4.精準教學，個性指導。圍繞最終構建個人思維導圖這個子目標，教學平臺根據學情，推送相關學習材料給教師；
教師根據班級整體情況，人機協同，分層推送相關學習材料到學生終端。學生圍繞學習材料開展自主學習，教師通過平臺監測學生學習進程，并根據學生學習情況，開展個性化指導，通過這一階段的教學達成第三個教學目標。
5.即時評價、即時反饋。使用課前設計的同類型但不同內容的試題，組織績效測評，系統生成績效評價報告。學生通過學習終端查看反饋的報告，做到即時評價、即時反饋。
6.精準作業，分層輔導。根據學生的績效評價，分層布置不同的課后作業，其中完全掌握的學生推送閱讀提升材料，部分掌握的學生推動同類短視頻進行再學習，得分較低的學生進行單獨輔導，達到精準作業、個性化指導的目標。
(二)技術環境
該課例使用的主要教學技術設備包括：
1.平臺。配備了好分數綜合平臺(一款基于對日常考試數據的診斷與分析平臺，提供測試成績、數據分析與診斷報告等功能)、希沃易課堂(希沃一體機自帶的免費軟件，一款常態化智慧課堂應用工具，覆蓋課前、課中、課后教學全流程，提供教學資源支持備課、過程數據、班級管理、資料推送等功能)。
2.網絡。主要通過5GWiFi，實現一體機、教師端和學生端的聯通，并通過學校交換機連入Internet。
3.終端。課堂配有一體機一臺，學生和教師均配備了平板電腦，平板均裝載了電子書包及其平臺軟件，實現了網絡學習、資料分發、在線討論、在線作業等功能。
(三)實驗的結果分析
如前面教學過程第五環節所述，學生完成學習后，對學生的學習績效進行了課堂測試，具體成績見表1。段落及其作用是中學語文必須掌握的重要知識點，作為前期學習后的一節綜合課，從課堂測試的成績來看學生有了較大提升，這樣的內容花一節課的時間，學生全員基本掌握了段落的作用以及相關的答題規范與技巧這些知識和技能，教學是比較高效的。
表1 DDPC-PT實驗課堂測試成績表
探究其中的成效，有以下幾個方面可能是值得肯定的：
1.教學內容的精準性。由于前期教學設計中充分利用教學數據，定位了學生的實際問題，堅持問題導向和目標導向，教學目標性強，提高了教學的精準性和有效性，從而提高了教學效率。
2.學生的積極性。由于定位了學生的實際問題，回應了學生的學習需求，較好地激發了學生學習積極性；
教學過程中精準的內容推送，即時的評價與反饋，基本做到了“哪里不會學哪里”，有利于學生一直保持較高的學習熱情，提高了學生學習效率。
3.教師的助學作用。由于智能化環境設備與資源的幫助，教師能較好地開展個性化教學和指導，同時教學過程伴隨著數據的即時采集、分析與評價，教師能較好地掌握學生學習的績效和動態，使分層教學成為可能，教師的教學與指導更加精準、高效。
4.高效的教學管理。由于“云網端”的聯通和學習終端的使用，師生的問答互動、課堂的示范與成果的交流展示等環節變得非常順暢高效，教學管理的高效一定程度提高了教學效率。
5.個性化的學習管理。由于所有的學習均在與平臺聯通的學習終端上完成，加上及時的教學評價與反饋，使學生很明確要學什么，哪里學會了，哪里還不會，增強了自我效能感，學習的方向更加明確，學習更加精準，有利于提高學習效率。
6.針對性的教學評價。基于教學數據的評價使評價更加精準，不僅實現了績效的準確評價，而且通過診斷學生學習問題，實現了精準作業和精準干預，減輕了學生負擔，提高了學習效率。
概言之，這堂課基本按照DDPC-PT模式的要求組織教學，模式的應用使課程的四大要素目標、內容、教學、評價更加精準，充分發揮教師的助學作用，激發了學生的學習積極性，教學管理更加高效，教學過程更加流暢，所以取得了較為滿意的教學效果。
構建簡便的普適的數據驅動精準教學模式，推動教師實踐應用，不僅有利于精準教學的落地，使因材施教、分層教學、精準作業等教育愿景成為可能，也助推了教育教學方式的創新，促進了教育教學質量的提高。同時，實踐探索也有利于增強師生數據意識和數據素養，促進教師由教學型向研究型轉變，提升教師隊伍的整體素質。借助廣東省中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0，我們在廣東省多地介紹推廣數據驅動精準教學的概念和應用模式，教師們受訓后積極探索使用這種模式，多人在2021年全省智慧教育典型案例的遴選中取得優異成績。他們表示模式簡單實用，通過應用該模式增強了數據意識，加深了對數據驅動精準教學的理解，更新了教育教學觀念，找到了教育創新的新思路。
因材施教、精準教學一直是教育的理想追求，大數據、人工智能等新技術的應用使我們看到了這個可能。雖然由于歷史和技術等方面的原因，在實踐應用中數據驅動精準教學的開展還有不少困難，比如學校的技術設備環境千差萬別，缺少統一的智慧教育平臺，數據不能互聯互通導致“數據孤島”現象，完整意義上的教學大數據難以形成，學生畫像、知識地圖、精準推送等技術還有待進一步完善等，但有了“云網端”的聯通，有了智慧教學平臺和學生終端，就能開展數據驅動精準教學的有效探索，實踐應用和技術創新兩端同時發力，有助于推動教育教學不斷邁向高質量發展。
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