基于大数据的课堂教学省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

基于大数据课堂教学前景山东省胶州市第一中学山东省胶州市第一中学 叶伟叶伟第1页1 1大数据时代大数据时代特点特点第2页第3页淘宝比基尼淘宝比基尼淘宝比基尼淘宝比基尼销售情况销售情况销售情况销售情况那个地域销售那个地域销售最好？最好？内蒙内蒙新疆新疆想象情况？想象情况？想象情况？想象情况？数据背后真实情况？数据背后真实情况？数据背后真实情况？数据背后真实情况？对美追求对美追求每个教师每个教师都有一个都有一个教书育人教书育人理想！理想！大数据时代第4页微信上经常晒美食人微信上经常晒美食人微信上经常晒美食人微信上经常晒美食人大数据时代结论：结论：结论：结论：1.1.1.1.这是一个什么朋友圈这是一个什么朋友圈这是一个什么朋友圈这是一个什么朋友圈？2.2.2.2.大数据与教育大数据与教育大数据与教育大数据与教育第5页3知识生产改变第6页现在3知识生产改变过去全民少数人web3.0web2.0Web1.0第7页图片图片4内容表现形式改变视频视频文字文字音频音频多媒体多媒体多媒体阅读时代第8页第9页第10页第11页第12页第13页第14页4为何需要教育大数据第15页是教育大数据主要产生地第16页 两片叶子，看上去形状、大小一模一样，可它们叶脉大相径庭。一样，两个都考85分学生，他们数学学习能力完全一致吗？一个班五十多个学生做同一份作业，进度快学生吃不饱，进度慢学生吃不了，还有学生吃重样。然而，借用大数据分析伎俩，经过对学生学习行为借用大数据分析伎俩，经过对学生学习行为数据采集、分析、处理，学生差异性就会清楚展现数据采集、分析、处理，学生差异性就会清楚展现。第17页12 在传统教学模式下，我们会认为，成绩相同学生，在传统教学模式下，我们会认为，成绩相同学生，能力大致相仿。但依据两个一样分数考生进行数据分析，能力大致相仿。但依据两个一样分数考生进行数据分析，我们会发觉，我们会发觉，A A同学更多是依靠出众逻辑思维，而同学更多是依靠出众逻辑思维，而B B同学同学逻辑推理能力相对微弱。一个学生在概率计算上需要加逻辑推理能力相对微弱。一个学生在概率计算上需要加强，另一个学生需要遗传方式判断愈加巩固。强，另一个学生需要遗传方式判断愈加巩固。第18页大数据大数据与教育评价与教育评价教育教育“大数据大数据”认识认识第19页第20页第21页大数据大数据与教育评价与教育评价第22页大数据大数据与教育评价与教育评价教育教育“大数据大数据”认识认识 “发觉你上个月餐饮消费较少，不知是否有经济困难？发觉你上个月餐饮消费较少，不知是否有经济困难？”很快前，华东师范大学某女生收到了学校勤助中心发来很快前，华东师范大学某女生收到了学校勤助中心发来这么一条短信。而实际上，该女生不过是因为减肥而这么一条短信。而实际上，该女生不过是因为减肥而降低了食堂就餐开销。降低了食堂就餐开销。此事让人们惊呼学校此事让人们惊呼学校“有爱有爱”同时，更让人关注，同时，更让人关注，是学校实现是学校实现“有爱有爱”方式，即华东师大利用预警系统方式，即华东师大利用预警系统跟踪学生餐饮消费数据，发觉低于警戒值就发出短信跟踪学生餐饮消费数据，发觉低于警戒值就发出短信慰问，以确定学生是否有经济困难、是否需要帮助。慰问，以确定学生是否有经济困难、是否需要帮助。第23页大数据大数据与教育评价与教育评价第24页12 “以前我们老师更像是中医，凭借多年教学经验，以前我们老师更像是中医，凭借多年教学经验，大致能知道学生知识体系微弱处。但每个老师带学生少大致能知道学生知识体系微弱处。但每个老师带学生少说也有两、三个班，一百多个学生，没方法详细了解每说也有两、三个班，一百多个学生，没方法详细了解每个学生学习进度。而有了大数据分析、反馈，老师个学生学习进度。而有了大数据分析、反馈，老师能愈能愈加精准了解每个学生知识点掌握情况，从而依据每个学加精准了解每个学生知识点掌握情况，从而依据每个学生不一样学习漏洞对症下药生不一样学习漏洞对症下药。我们将这称为中西医结合。我们将这称为中西医结合诊疗。诊疗。”第25页第26页12 从老师日常作业布置和考试教学场景切入，经过从老师日常作业布置和考试教学场景切入，经过平时作业、月考、周练搜集数据，数据主要分为两类：平时作业、月考、周练搜集数据，数据主要分为两类：一是老师教学内容数据，二是学生学习行为数据；再一是老师教学内容数据，二是学生学习行为数据；再经过智能学习系统数据挖掘与分析，最终输出两类产经过智能学习系统数据挖掘与分析，最终输出两类产品：一是线上产品，满足老师出题、作业分析需求，品：一是线上产品，满足老师出题、作业分析需求，经过大数据帮助，及时调整教学策略；二是线下产品，经过大数据帮助，及时调整教学策略；二是线下产品，即学生错题本、考试分析汇报。即学生错题本、考试分析汇报。第27页 试卷上传、扫描完成后，自动对每个学生成绩、试卷上传、扫描完成后，自动对每个学生成绩、知识点、难度进行一个多维度分析，了解每道题全知识点、难度进行一个多维度分析，了解每道题全班同学得分率，班同学得分率，能清楚地知道试卷讲评侧重点，使能清楚地知道试卷讲评侧重点，使教师对学生学习情况把握精准化。教师对学生学习情况把握精准化。像这次期末考试，其中知识点得分率最高是基像这次期末考试，其中知识点得分率最高是基础概念，础概念，8585%，最低是遗传与变异，最低是遗传与变异，6 67%7%，那么教师，那么教师会侧重讲解遗传部分，基础概念部分就会一带而过。会侧重讲解遗传部分，基础概念部分就会一带而过。第28页12 高中生物学科作为一个能力学习，知识点掌握只是表高中生物学科作为一个能力学习，知识点掌握只是表象，而更深层次是学生个人相关能力表达。针对某个学生，象，而更深层次是学生个人相关能力表达。针对某个学生，老师能够经过大数据看到该生详细统计，依据不一样题目老师能够经过大数据看到该生详细统计，依据不一样题目标考点和学生作答情况，有效诊疗学生学习问题。标考点和学生作答情况，有效诊疗学生学习问题。第29页第30页第31页第32页第33页第34页第35页第36页第37页第38页第39页第40页 5学习成绩1入学率2辍学率3识字准确率5升学率4作业正确率6考试时答题次序11师生互动时长与频率回答下列问题时长、正确率课堂举手次数回答问题次数平均每道题花费时间1278910学校教育中学校教育中“大数据大数据”大数据分析已经被应用到美国公共教育中，成为教学改革主要力量。大数据分析已经被应用到美国公共教育中，成为教学改革主要力量。第41页12 传统教育模式下老师布置作业方式是：传统教育模式下老师布置作业方式是：“请同学们完成请同学们完成XXXX页第一题到页第一题到第十题。第十题。”而有了大数据分析帮助，老师能够做到而有了大数据分析帮助，老师能够做到对对对每个学生个性和特对每个学生个性和特点都有了充分了解，为每一位同学有针性地布置个性化作业，点都有了充分了解，为每一位同学有针性地布置个性化作业，进而实现几进而实现几代教师代教师教学梦想教学梦想因材施教。因材施教。假如我们用特殊软件对每道题目进行知识点、载体、方法、能力等假如我们用特殊软件对每道题目进行知识点、载体、方法、能力等多个维度标注，帮助老师精准出题，再经过智能学习引擎大数据分析，老多个维度标注，帮助老师精准出题，再经过智能学习引擎大数据分析，老师能够依据不一样题目标考点和学生答题情况，快速准确了解每个学生知师能够依据不一样题目标考点和学生答题情况，快速准确了解每个学生知识漏洞，有效诊疗学生学习问题，继而进行针对性讲练。识漏洞，有效诊疗学生学习问题，继而进行针对性讲练。“让学习好学生让学习好学生攻克难题，让学习暂时跟不上进度学生做一些相对轻易题目，这对提升学攻克难题，让学习暂时跟不上进度学生做一些相对轻易题目，这对提升学生考试成绩和建立学生学好数学自信心有着主要作用。生考试成绩和建立学生学好数学自信心有着主要作用。”第42页 除了出卷、批改、反馈线上功效外，线下纸质错题本除了出卷、批改、反馈线上功效外，线下纸质错题本和考试分析汇报。错题本可将学生在测试中做错试和考试分析汇报。错题本可将学生在测试中做错试题智能归纳分类，并智能推荐同知识点同难度不一样习题作为题智能归纳分类，并智能推荐同知识点同难度不一样习题作为巩固练习；考试分析汇报会巩固练习；考试分析汇报会对学生在考试中失分点进行逐对学生在考试中失分点进行逐题分析，题分析，得出哪些题目需要仔细分析错因，哪些题目在个人能得出哪些题目需要仔细分析错因，哪些题目在个人能力范围内但没有得分；与相邻分数段相比，哪些题目考试知识力范围内但没有得分；与相邻分数段相比，哪些题目考试知识点需要认真复习；在所考查知识点中，哪些知识点掌握相对很点需要认真复习；在所考查知识点中，哪些知识点掌握相对很好、哪些知识点掌握相对欠佳，并给出对应复习提议。好、哪些知识点掌握相对欠佳，并给出对应复习提议。第43页 家长会上，假如我们给每位家长发放一份学生个人考家长会上，假如我们给每位家长发放一份学生个人考试分析汇报，在这份量化汇报中，学试分析汇报，在这份量化汇报中，学生知识点掌握情况、生知识点掌握情况、能力情况都一目了然。能力情况都一目了然。经过这份含有大数据灵魂纸质汇报，经过这份含有大数据灵魂纸质汇报，家长能够了解到自己孩子在学习过程中种种学习情况细节，家长能够了解到自己孩子在学习过程中种种学习情况细节，家长感觉尤其贴心和温暖，因为这是专属他们孩子家长感觉尤其贴心和温暖，因为这是专属他们孩子私人私人定制定制汇报。汇报。第44页 大数据不会也不可能取代传统课堂教学，但它是优大数据不会也不可能取代传统课堂教学，但它是优化传统教学模式一个伎俩。有了大数据分析，学生学习过程化传统教学模式一个伎俩。有了大数据分析，学生学习过程能够被全方位统计下来，能够被全方位统计下来，教师经过数据分析能够对学生知识教师经过数据分析能够对学生知识掌握和能力发展进行形成性评价，掌握和能力发展进行形成性评价，使教学反馈愈加及时准确，使教学反馈愈加及时准确，使教师尽可能少做重复性工作，而将精力集中在教学关键功使教师尽可能少做重复性工作，而将精力集中在教学关键功效效教学教研上。教学教研上。第45页课堂观察理论基础第46页教学行为分析-ST模型教教师T1.讲讲解解2.示范3.板书4.提醒5.提问/点名6.评价/反馈学生S7.讲话8.思索/计算9.笔记10.试验/作业11.缄默教学行为笼统分为教学行为笼统分为T和和STS左图对应ST序列为：T T S T S D(T&S)D(T&S)T S S S T T从而得到：教师行为拥有率：Rt=Nt/(Nt+Ns)=8/15=53.5%师生行为转化率：Ch=拐点/(Nt+Ns)=7/15=46.7%所以，该课堂为对话型T和S采样精度低会造成D，通常无法判别D属于T还是S，大数据计算能够提升ST分析精度，细分D，从而更精准计算Rt和ChD教学模式教学模式标准条件准条件练习型讲授型对话型混合型Rt 0.3Rt 0.7Ch 0.40.3 Rt 0.7,Ch 0.41234567T TTTT TSSSSS第47页教学行为分类-国内-华中师大模型第48页落地实践03第49页数据建立模型个体与模型分析对比诊断评测精准推送录播非结构化数据结构化数据数据分析挖掘AI基于大数据课堂教学分析评测系统基于大数据课堂教学分析评测系统基于大数据课堂教学分析评测第50页0202010103030404师生个体行为班级整体行为活动行为教师语音学生语音语音分析知识点OCR识别学生表情情感计算AI分析维度第51页2.1 行为分析u人脸识别模型训练第52页2.1 行为分析教师讲授、板书、提问u教师行为分析第53页教师行为识别目标识别2.1 行为分析u教师行为分析第54页2.1 行为分析u学生行为分析学生主动提问、应答、对话第55页学生行为识别多目标动态人脸识别课堂活跃热力图2.1 行为分析u学生行为分析第56页2.1 行为分析u班级行为分析班级整体行为统计分析第57页2.2 语言分析u师生语言语音采集，语义转换，知识点识别第58页2.3 表情分析u学生表情消极倾听学生心理主动疑惑了解抗拒不屑鬼脸高兴正常悲伤生气愤恨技术能够测量出情绪第59页2.3 表情分析u学生表情多目标情感计算第60页2.4 OCR识别u知识点识别OCR自动扫描教师讲课课件，识别知识点，关联知识库OCR第61页讲授讲授提问提问指示反馈评价主动提问应答应答举手举手对话对话讨论讨论观察笔记笔记练习练习实践试验思索思索板书板书演示演示展示展示观察观察巡视巡视个别个别指导指导教师教师学生学生言语言语活动活动16类行为分别采样评分依据分值绘制云图依据云图及基本属性相关值横向/纵向对比云图模型意义1.半径：教学行为中某一行为分值2.极差：教学行为极端分布情况；3.离散（标准差）：教学行为分布离散情况，值越大教学行为分布越广；4.周长/面积：教师教学行为掌控水平情况，越长/越大综合行为评分越高；5.重心：教学行为综合表现，教学行为分布集中趋势，比如：左图倾向于教师言语计算云图基本属性极差、标准差等、周长等-红色表示能够利用人工智能自动采集分类教学行为云图-教师课堂第62页教学行为图-学生第63页教学行为普通模型第64页精准推送服务学生、家长教师领导第65页家校通课堂记录或拍照课后编辑文字或照片逐个定向推送信息接收信息教师教师教师家长智课通课堂智能记录或拍照课后生成文字或照片逐个定向推送信息实时接收信息家长3.1 学生、家长第66页学生课堂数据精准推送第67页教学分析课程回放3.2 教师第68页教师个体对比分析3.3 教研人员第69页同课异构分析支持开展同课异构活动同校或者跨校多位教师上同一节课AI系统自动分析各位教师讲课过程，对比各个课堂教学行为第70页基于大数据课堂教学分析评测目标支持学生个性化学习教师专业化成长第71页痛点分析客观数据对教学过程分析缺失教学资源利用率低下客观数据对个性化学习支持不足第72页http:/