近年来教育大数据的迅猛发展,基础教育课程改革和核心素养的不断深化,课程从关注知识和技能变为关注学生的必备品行和关键能力,开始注重培养学生的能力素养,这也促使教育改革更加重视学业诊断。因此,更多的学者和研究者期望借助教育与信息技术的深度融合来解决现实教学中存在的种种问题。运算能力作为小学数学能力的重要组成部分,是形成21世纪数学核心素养的基础性能力,小学数学运算能力在学生的整个学习过程中起着非常重要的作用。笔者通过查阅相关文献发现,研究者对数学运算能力评价指标进行了讨论,但进行的实证研究较少,也没有形成系统的评价体系,而且有关的大部分评价多为终结性评价。因此本文从运算能力诊断存在的问题出发,对小学生数学运算能力开展测评研究,在信息技术的支持下对运算能力进行多维度的测评,既推动了基础教育课程评价改革的进步,也为我国一线教师的数学运算能力的精准教学提供了科学参考。本文首先是从运算能力的核心概念出发,界定了相关的概念。接着,结合国内外研究梳理了运算能力评价的已有的研究成果,为小学生数学运算能力评价测评体系的构建提供理论参考。其次,本文依据相关理论依据初步构建了小学生数学运算能力测评指标体系,运用专家访谈法对指标体系进行筛选,确定了测评指标并通过问卷调查法对评价的信效度进行检验,接着,采用层次分析法确定了一级指标和二级指标的权重,为后续的能力诊断实验提供科学量化的评价标准。本研究根据小学生的认知规律构建了小学数学运算能力指标体系,并以大数据平台为技术支撑,对小学生的运算能力进行诊断性评价以及过程性评价,实现小学数学运算能力水平的精准定位和趋势分析,进而对其薄弱点进行针对性补救。并且,选取武汉市某小学的五年级学生为研究对象,设置大数据实验班与传统教学班进行实证研究,对两个班级实施前测和后测,经过为期一年的追踪,我们发现基于数据驱动的运算能力指标体系实施教学能够显著提升小学生的运算能力;另一方面对两个班级的数学运算能力进行为期一年的追踪监测及过程性评价,发现大数据实验班的运算能力稳步提升。