魏强
乌鲁木齐市第一中学
摘要：在互联网技术不断发展的时代背景下，大数据应运而生，并在近几年得到了迅猛的发展。如果将大数据运用到教育方面，则会很大程度上提高教学质量。我们国家教育部门早在2019年就提出了：应建设“教育大数据”利用大数据进行教育发展的要求。但是就目前情况来看，大数据在教学方面的使用情况还有待深入研究。尤其是在高中生物教学当中，大数据的应用可以对整个实验教学过程产生非常大的影响，有着巨大的应用价值。为此我们要利用大数据优化我们的高中生物实验教学过程，采取科学的手段进行教学。
关键词：大数据；高中生物；实验教学
引言
随着这些年互联网科技的进步与发展，各种信息技术成果层出不穷，并涵盖了各个领域，促进了各个领域的迅速发展。同样，这些技术的应用，也为教育注入了活力，提高了我国的教育质量。大数据时代的到来，是我国教育发展的未来趋势，也是我国“公共服务大数据工程”所要达到的目标。目前，以信息技术手段管理实验教学数据模式已经开始普及，它的普及将对实验模式产生影响。生物作为以实验为基础的学科，实验教学占有很重要的地位。为此我们以高中生物实验教学为例，分析大数据在教学中的应用。
1大数据的概述
大数据是先进科学技术、数据对象以及数据应用方式三方面的统一。它是一种新型的数据处理技术，其处理过程无需借助数据库表格，结构更加的分散和复杂。它不单是一种技术手段，也是一种思维方式，从多层次和多维度来处理和分析数据。从大数据的技术层面进行分析，大数据作为一种数据处理技术，能够从大量的各种数据信息当中，快速捕捉抓取到人们所需要的有效信息，并将这些信息进行整理集合，使他们能够为人们的发展提供有利的数据支持；从大数据的数据对象层面对大数据进行分析，它之所以称之为大数据是因为它的大小已经远超过普通数据库所能涵盖的范围，它完全超出了各种普通数据库软件收集、存储、管理和分析的集合；从大数据的应用层面进行分析，它能够对人们需要了解的特定的数据进行有效的集合，并形成一定形式便于人们的应用。它可以在短时间内，在海量的信息中获取人们所需要的有价值的信息的一个技术环节。其特点是：海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型、较低的价值密度。
2高中实验教学的现状
2.1近年来教学的进展
实行新课改之后，对各个学科的教学都提出了新的教学要求及要达到的教学目标。对于高中生物教学方面，提出了要提高学生的全面素养，通过实验室教学引导学生更准确的掌握实验室科学知识以及科学的学习方法。引导学生在实验室教学中能够通过探究性的学习操作，主动的学习和探讨生物学知识。为此，教师也在这方面做了努力和改变，在教学中适当的添加了实验室教学环节，组织学生通过实验，将课堂所学知识和实际生活联系起来。通过这些实验，学生的科学探索精神得到了带动，并在实验过程中掌握了一些实验技能，为以后的进一步学习打下了坚实的基础。但是就目前我国的情况来看，取得的进展有限，还应进一步的研究和探索，促进生物实验教学的改革和发展。
2.2生物实验教学中存在的问题
随着教育改革的推进，按照新课改的要求，生物实验教学研究取得了不错的成果，但相对于发展的要求来说，还存在着很大的差距，教学中还存在着许多的问题需要改进。高中生物实验教学中存在的问题主要有以下几个方面：
2.2.1实验组织效果不明显
虽然很多学校都建有实验室，但因为资金有限，实验室设备和仪器配备数量有限，不能保证在学生人数较多的情况下，每个人都有一台设备或一组仪器进行实际操作，教学过程中同学之间轮流使用，使本就学习主动性积极性不强的同学，只是走形式，达不到教学要求。
同时，由于学生对知识的掌握和认知存在差异，导致实验实际操作过程中每个人表现情况也不一样，然而因为教师一个人的力量有限，不能全面考虑到每个学生，从而使实验教学完成的效果不理想。
2.2.2实验设计不合理
生物实验教学中存在操作复杂繁琐以及还有一部分实验存在安全问题等情况。如在观察DNA与RNA在细胞中的分布实验时，这是一个需长时间进行观察的实验，只有经过一段时间的培养之后，才能从细胞中观察到某种现象的存在。另外在对绿叶中的色素进行提取和分离中会用到“苯”，而这种原料是有毒的，如果操作保管不当，会引起安全事故。
2.2.3忽视实验结果分析
在实验教学完成后，大多数教师会让学生完成实验报告，或者做一些和实验相关的题目来测试学生。忽视了对学生学习过程态度和实验完成情况等进行评价和分析，从而影响了学生参与实验教学的主动性和积极性。
3大数据在生物实验教学中的创新应用
将大数据应用到高中生物实验教学中，可以针对教学中存在的问题，综合考虑教学目标与学生的个性特点等因素，通过大数据，了解学生对实验的看法，合理对实验进行设计，使学生能够积极的参加到生物实验教学中，在教师的引导下掌握一定的知识和技术，并利用所学解决生活中遇到的问题，激发学生学习生物的兴趣。
3.1优化实验组织
在实验教学之前，教师可以依靠大数据来了解学生的基本情况，如兴趣爱好、认知能力、知识掌握情况、学习习惯等。然后再将这些情况进行聚类分析，根据分析结果对学生进行分组学习。根据不同小组学生的层次下达相应的实验要求，合理优化实验组织，让学生根据自身的情况有效的掌握生物学知识。比如，在对“过氧化氢在不同条件下的分解”教学中，教师可以对不同小组按照知识掌握情况和认知能力分为基础、提升和优秀三个组别进行教学，并留有相应的教学问题，通过这种分层次教学可以达到优化教学的目的，带动所有学生的积极性，来达到精准教学的目的。
3.2优化实验设计
在教师进行实验设计阶段，应利用大数据技术，对实验数据进行深加工，以大数据整理的信息为依据，获取更加准确和真实的实验资源与需求报告，对需要特定环境才能进行的实验设计方案进行改进，设计出合理的实验设计方案。避免靠教师经验进行实验，优化实验设计。以大数据为依托的生物实验将会更客观更科学。比如在检测生物组织中糖类和蛋白质的含量实验中。依托大数据我们可以选择当地当时的成本较低的材料作为实验对象。用芸豆，豌豆和蛋清等来检测各种材料中蛋白质的含量。用应季瓜果和有甜味的蔬菜来检测其中糖的含量。大数据的应用可以快速选择实验对象和实验材料，优化实验设计，提高教学的质量。
3.3准确分析和评价
通过大数据的应用，利用人工智能等技术手段，可以对实验过程中学生的学习状况进行跟踪记录、分析及处理，全面掌握学生实验操作过程中存在的问题，便于教师进行及时的指导和评价，使学生在教师的关心下，增强学习的主动性和积极性，掌握能力和技术，提高实验教学的有效性。
结语
大数据技术为教育发展提供了重要的技术支持，在教学过程中挥了重要的作用。将大数据应用到高中生物实验教学中，为生物实验教学提供了科学、准确、合理的数据信息，弥补了传统生物实验教学中存在的各种不足，优化了实验组织与实验设计，对学生的实验过程和结果能够进行精准分析，使学生能够在积极主动学习的基础上掌握实验知识和技能，提高解决问题的能力，同时也促进了生物实验教学的发展。
参考文献
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作者简介：魏强（1981.11-）籍贯： 新疆乌鲁木齐，性别 ：男 最高学历：大学本科，研究方向：学科教学（高中生物）。