“汲汲骎骎，月异日新，发煌我前途无垠。”是天津市南开中学校歌里的一句话。
“汲汲骎骎”指跨越飞奔之意;“月异日新”指南开人以只争朝夕的精神不断创新、不断前进，也比喻南开的教育事业像骏马奔腾般不断进取，与时代同行。
2015 年 3 月 5 日，“互联网+”行动计划被国家领导人首次提起，7月，南开中学，这所拥有百年历史底蕴，秉持着创新教育理念的中学，又一次迈出了敢为人先、锐意进取的步伐，开始探索“互联网+教育”的融合之道，尝试“一起中学”等信息化、大数据教学产品，以推动教学进步、效率提升，以及全局性的教育变革。
“中西医结合”，方向更明确
作为数学学科组主管，林秋莎是南开中学数学学科组里最早探索大数据教学的老师。最开始林老师在校内以班级为单位进行“试水”，从暑假作业方面开始尝试信息化教学方式的应用。
“以一起中学为代表的在线练习形式能发挥互联网跨时空的优势，在假期中我们也能通过平台中的智能题库命题，定期向学生推送作业，指导学生科学合理地安排假期时间，查漏补缺，强化训练，并一直保持着对知识的敏感度和记忆度，为学生在新学期奠定基础”，林秋莎老师说。
2016年，随着大数据时代的到来，南开中学在将信息化教学设备落地后，走入了数据驱动教学的探索阶段，而一起中学等信息化产品的应用范围也从班级扩散到了整个年级。
“两片叶子，看上去形状、大小一模一样，可它们的叶脉大相径庭。同样，两个考试成绩相同的学生，他们的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基础好的学生吃不饱，基础薄弱的学生吃不了，还有的学生吃重样。”林秋莎老师说。
“然而，借用大数据的分析手段，通过对学生学习行为数据的采集、分析、处理，学生的差异性就会清晰呈现，老师也能根据班级的学情调整课堂进度和内容，以兼顾不同学生的知识获取能力”。
图：正在指导学生的林秋莎老师
南开中学数学学科组主管林秋莎回忆，在当时数学学科组通过与学校教学处沟通协商，全年级每周二下午同一时间增设一节“信息化习题课”，运用一起中学智能题库出题组卷进行周测，经由系统的一键批改后，利用其中强大的统计功能对学生作答情况进行大数据分析，呈现直观的年级学情报告。
实际上，在引入一起中学之前，南开中学数学组就非常重视运用统计和测量的方式做数据分析和教学诊断，但是受到技术水平和大班额现状的制约，只能由教师组织学生完全靠人工去录入分数，再运用Excel或SPSS软件进行数据处理并制作成统计图表，以详细分析学生的考试情况。“但每次统计都会耗费大量时间精力，对老师来说是不小的负担”，南开中学数学学科组副主管张广民说道。
“张主管当时还带着我们组了一个数据分析的小组，利用中午的时间，大家去讨论使用哪些软件去处理数据，哪些指标去衡量学生情况比较好。但数据量的确是一个很大的问题，第一次考试，我算了算全年级输下来差不多得 2 万条数据，输完还需要用软件去处理，工作量很大。”南开中学数学学科教师谭毅说。
“而现在随着教育信息化的发展，我们老师在完成阅卷工作后，就可以将成绩分析统计的任务交给一起中学的后台服务器来完成。如此一来，老师不仅减少了在数据分析上耗费的时间、减轻了工作的压力，还可以留下更多精力放在后续的教学工作优化上”。
对此，林秋莎形象地将一起中学中的数据分析功能比作“中西医结合”，“以前我们就是老中医，靠经验、靠把脉，凭着自己的多年教学经验，大致了解学生知识体系的薄弱处去出题、备课。现在我们是中西医结合，通过数据结合经验调整教学，根据每个学生不同的学习漏洞对症下药，方向更明确，把握更大”。
因材施教，反向改变教学计划
近年来，国家大力提倡教育“减负”，以推动传统教育改革创新，学生的课业时间因此被大范围缩减。
但对于数学这门需要经过长期大量练习去搭建计算能力、思维能力和保持解题手感的学科来说，如何用科学合理的方式为学生减轻练习负担，又不让孩子完全地被“放养”丧失数学思维的连贯性，是南开中学数学组需要着重考虑的问题。
而引入大数据平台作为日常教学的辅助工具后，除了能使老师减负增效，从繁琐的组题批改和统计分析过程中解放出来外，平台也能在个性化、精准化的练习推送中帮助学生更好地识别自身薄弱点以挖掘个体能力，在减轻负担的同时带来高效高质的学习。
“信息化让教学的针对性更强，因为它可以通过对学生日常学习数据的记录分析，让他们得知自己在班级、年级中的实际位置和水平，并依据学生的实际知识掌握情况进行一个更好的内容推送”，张广民说。
令张广民印象深刻的是平台中的“错题本”功能，“以前我布置一些练习，学生自己做完后一对答案就完了，结果是考试出到课下练过多次的知识点学生还是会一而再再而三的犯错。但现在学生们可以通过一起中学客户端查看自己的错题，因为里面的错题本会把错题直接归类，再总结出单个学生的知识薄弱点，给他定向推送类似的习题，这样一来学生不仅能摆脱‘题海战术’进行高效率的复习，也能逐步培养出遇到问题时能够总结分析与多面思考的能力”，张老师说。
同在一个组的谭毅老师认为，平台上许多功能中的小细节，也让老师们更易了解学生情况，从而进行因材施教。
“在每次测验后我们一般都会做正误率统计，一道题如果得分率偏低，我们就知道这道题学生做的不好，课上就会针对性地讲解。但以前看一道题错的怎么样，学生做的怎么样，我们都要把卷子拿过来一个一个的翻，现在在一起中学上，鼠标停留在每道错题上，题目的得分率、学生的答题情况就都蹦出来了”，张老师说。
“现在大数据、信息化教学发展的很快，通过平台提供的对班级整体错误分布，学生能力结构分析，这些孩子们的特点都已经非常明确了，将他们的不同需求分类后，所谓的用户画像就出来了，甚至在积累到一定程度后，在未来学生的个体学习需求也会反向改变老师的教学计划，让教学由‘老师为主导’变为以‘学生为中心’，实现‘因材施教’”。
到现在，一起中学平台已经全面深入南开中学数学学科的教学活动中。期中、期末的阶段性大考，备课组自主命题，同时上传至一起中学网站转录成校本题库。平日的课后练习，知识巩固测验，也使用一起中学布置以收集学生数据。
“现在高一年级每周都会使用一起中学完成周测数据的收集和录入，这样积累三年之后，一个学生面对同一个知识点，三年掌握情况的变化可以看的很清楚。更重要的是，通过长期的数据记录和分析，老师便可以精确地诊断出每个学生在数学学习中的薄弱环节，在高考总复习时为他们提出更具针对性的复习建议”，谭毅老师说。
随着数据不断积累、丰富，南开中学数学组还为学生建立起动态成长档案，提供个性化学情分析和评价报告，为学生减轻学业负担，为教师调整教学提供依据，让重结果、纸笔测试的传统教学评价方式向面向全体、关注个体、注重过程的多元评价新模式转变。
信息化教学对老师提出更高要求
《中国学生发展核心素养》总体框架中指出，普通高中数学核心素养包括：数学抽象，逻辑推理，数学建模，直观想象，数学运算，数据分析。这六大核心素养是学生应具备的，能够适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力，成为数学教学改革的新方向。
“在这一背景下，由于我们已经和一起中学这样的大数据平台有了三年多的合作，积累了一些经验和数据，我们希望能够以科研的态度对待日常教学，将两年来积累的素材总结提升，综合传统教育和在线教育的优势，通过混合式教学引导学生自主思考、积极探索，帮助他们培养知识之外的综合素养”，林秋莎老师说。
图：林秋莎老师
张广民老师认为，数学学习具有很明显的个体差异，有的人适合更形象的教学方法，有的人却更喜欢理性的推导过程。而目前以一起中学为代表的一些信息化教学方式就能兼顾以上两种学习方式的差异性，分步骤拆解，将抽象的东西形象化，让学生理解起来更容易。
对此，张广民老师向一起教育科技举了一个例子，“在以前我们只能靠说和黑板上的板书来给学生讲解，但是效果却远远不及信息化的手段。比如平台上的错题解析功能，就能用图形、动画的方式清晰呈现解题步骤，实现逻辑性和趣味性的融合。这类形象的讲解方式，就能让孩子很好地摆脱理解困难，让他感到不害怕，甚至有意思。而当他觉得有意思，再深入的话，就更容易加深记忆，接受数学。”
虽然信息化教学成为目前教学改革的趋势，并被普遍应用到教学活动中，但张广民认为，老师在数学教学中的地位并不会被取代。
“当机器分析完数据，老百姓的确都可以看出来哪里有问题，但是解决这个问题需要做‘手术’，肯定还要找经验丰富的‘医生’。老师其实也是这个功能，学生在通过数据了解自己哪里薄弱后，除了去做针对性的巩固练习外，还需要老师运用自己的专业功底去帮助学生在理解的基础上构建数学思维，学会解题方法，以让他们在遇到新的题型时能够融汇贯通，将已经掌握的解题思路去分析新的问题，这实际上也对老师提出了更高要求”，张广民老师形象地说道。
而谈到信息化教育的未来，张广民老师也给予这种创新型的教学方式很高的期待。
“这样的信息化教学方式打破了老师传统的教学习惯，将老师从流程性的工作中解放，的确对教学效果、效率有很大的提升。在未来，信息化教学这个得力工具将作为老师教学中的一个很好补充，并与教学过程 融合。
例如，老师在以后讲题时，可以将平台里提供的涵盖学生知识薄弱点、能力结构缺陷的个性化学情报告作为辅助，让学生直观地看到自己的易错知识点在整个知识体系中的定位，再去告诉学生我们应该如何分析这个问题，我们怎么从特殊到一般，从简单到复杂，这样一步一步地通过一道题掌握解题思路和方法，在学习知识的同时获得终身受益的思维方式”，张老师说道。
后记：随着信息化的不断深入，各行各业都面临着变革、调整，在这样的趋势下，南开中学三位老师的信息化故事正展现了南开人建校百年来面对变革浪潮，迎流而上，敢为人先的创新精神。而教育的下一个十年又会走向何处，南开人又会做出怎样的探索和尝试?我们拭目以待。(孙宁)
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