基于教育數(shù)據(jù)的高中化學學情診斷和教學優(yōu)化策略

陳冰　潘申潤

摘 要：高中化學教學過程中電解質(zhì)溶液問題是學生學習的一大難點，同時也是對教師基本功的一大考驗?；诮逃髷?shù)據(jù)，筆者通過整合分析了解了近年來學生考試的情況，并對整合的數(shù)據(jù)進行分析，從而對班級整體或?qū)W生個體的學習情況進行診斷。教師可從五個維度對學情做出科學的判斷，為教學優(yōu)化提供依據(jù)，將班級整體情況與學生個體差異結合在一起，做到精準矯正。筆者以問題教學為主線串聯(lián)起課堂教學中的新常態(tài)化教學方式，以教育數(shù)據(jù)輔助診斷學生的“通病”，更好地將信息化與教學進行結合，實現(xiàn)教育精準化，提升學生的學習能力，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

關鍵詞：教育數(shù)據(jù);學習診斷;化學認知障礙;教學優(yōu)化;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：A 收稿日期：2020-10-27 文章編號：1674-120X（2020）34-0072-02

一、引言

教育的本質(zhì)是促進人更好發(fā)展，培養(yǎng)社會所需的人才。在新時代的背景下，中學教育是學生成長的重要一環(huán)，而中學教師作為教書育人的重要載體，其作用也越來越突出?；诖耍逃髷?shù)據(jù)在教學中的應用價值才得以突顯。對精準教學，筆者的認識也不再狹隘地停留在為個別學生制訂一對一的幫扶計劃上，而是從更加宏觀的層面分析群體性問題的實質(zhì)，筆者稱之為“發(fā)現(xiàn)差異，實現(xiàn)轉(zhuǎn)化”。

近年來，教育數(shù)據(jù)的普遍應用使得教師可以更加全面地掌握學生的學習情況，但關于數(shù)據(jù)的運用以及在此基礎上進行有效的學情診斷的研究方興未艾。學情診斷旨在解決學生“學習方向模糊”的問題，是為了幫助學生了解自身的學習情況，發(fā)現(xiàn)自身學習上的問題。筆者結合智學網(wǎng)的有關數(shù)據(jù)對學生的學習情況進行量化分析與診斷，在此基礎上以五個維度為教學參考的依據(jù)，并對班級整體情況與學生個體情況進行整合，對教學內(nèi)容、教學結構進行優(yōu)化分析，在此基礎上制訂出更行之有效的適合該群體學習的最佳方案。

二、案例分析

福建省福州第三中學（以下簡稱“我?！保└呷瘜W組使用智學網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)有較長的一段時間，在長期的實踐中，筆者逐步開始將注意力轉(zhuǎn)向了對數(shù)據(jù)更深層的分析。筆者強調(diào)數(shù)據(jù)的真實性，綜合分析學生的認知障礙，分層安排教學，在此基礎上，筆者進行課程教學案例的探究，從而發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)的強大優(yōu)越性。

（一）數(shù)據(jù)研判認知障礙，維度助力精準教學

筆者將教育數(shù)據(jù)與學生的認知障礙進行有效結合，展開維度分析，對學生的學習方法與解題習慣進行有效診斷與干預，結合教學實際，將核心素養(yǎng)培養(yǎng)落到實處，力求精準教學的落地開花。同時對學生在化學學科學習過程中產(chǎn)生的認知障礙進行了歸納，總結為以下五個維度（表1）。

（1）前概念的干擾障礙主要指：學生對新授化學知識的認知有局限性，如對高中化學中 “電解質(zhì)”的理解，學生往往將其與“會導電的溶液”相混淆。

（2）化學基礎知識缺陷障礙主要體現(xiàn)在兩個方面：①認識缺乏全面性，單一地思考問題，沒有勾連起系統(tǒng)性的知識認知。②缺乏對概念、定理的認知，或停留在機械性的記憶與簡單的應用上。

（3）學生還不善于利用所學的化學知識進行解題、不善于提煉出題干中說明的基本事實材料，僅機械性地套用題目的模式進行直觀上的解題，導致對題目的認知停留在基礎層面。

（4）學生對化學表征的理解存在著較大的困難：①對抽象圖表的識圖識表能力不足，面對抽象問題（如焓、熵）、數(shù)學表達式（如速率表示式、焓變表達式）、圖像（如化學平衡曲線或圖像）等，往往不能從圖中提煉出重點知識;②轉(zhuǎn)換不同表征方式的能力不足（如具體現(xiàn)象的抽象表征、圖像表征轉(zhuǎn)換為文字表征）;③空間—視覺表征能力較差（如復雜的結構式、晶格、晶胞結構等）。這些困難很容易使學生形成認知障礙，需要著力解決。

（二）樣本診斷學情本質(zhì)，課例探究精準矯正

筆者認識到，通過數(shù)據(jù)對學生進行診斷不是最終目的，最終目的是做到精準矯正，進而提升學生對學科的興趣。為此筆者將高三學生做“電解質(zhì)溶液”作業(yè)的情況作為一個樣本進行統(tǒng)計（選取8班、9班、10班作為樣本空間，繪制表2），單選題的滿分是5分。由表2可以看出，第6題電解質(zhì)溶液圖像題的得分率最低，年級得分率也不足40%，本題的得分率較低的原因是什么？學生的問題在哪兒？這是筆者需要重點分析和探究的問題。

題6：濃度均為0.10mol/L、體積均為V0的MOH和ROH溶液，分別加水稀釋至體積V，pH變化如圖所示，下列敘述錯誤的是（? ? ）

A.MOH的堿性強于ROH的堿性

B.ROH的電離程度：b點大于a點

C.若兩溶液無限稀釋，則它們的c（OH-）相等

D.當=2時，若兩溶液同時升高溫度，則增大

學生的普遍問題是：①無法很好地理解用圖像的形式來表征溶液中的離子行為和變化過程，更別談靈活運用了;②對整個稀釋過程的基礎知識的掌握存在缺陷。在以上兩個方面存在的認知障礙，導致學生難以應用化學知識分析解決問題。鑒于以上的分析，教師講評這道習題時，需要重點解決上述提到的兩個問題。

首先，厘清橫縱坐標的含義，橫坐標每增加1，表明溶液稀釋為原來的10倍。起點處MOH和ROH溶液的濃度均為0.10mol·L-1，MOH的pH=13，ROH的pH≈11.3，表明MOH為強堿，ROH為弱堿。其次，復習稀釋過程中電離程度和離子濃度之間的關系，平衡常數(shù)的概念及外延，鞏固相關基礎知識。

題9：20℃時向20 mL 0.1 mol·L-1醋酸溶液中不斷滴入0.1 mol·L-1NaOH溶液，溶液pH變化如圖所示。此過程中離子濃度的關系錯誤的是（? ? ）

A.a點：c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-）

B.b點：c（Na+）=c（CH3COO-）>c（H+）=c（OH-）

C.c點：c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）

D.d點：c（Na+）>c（CH3COO-）>c（OH-）>c（H+）

題9的得分率也較低。此題同樣屬于電解質(zhì)溶液圖像類試題，用圖像形式表征酸堿中和滴定過程中的pH變化，考查滴定過程中四個特殊點離子濃度的比較。此內(nèi)容是關于電解質(zhì)溶液的復習重點，但是學生的得分情況依舊不佳。筆者從數(shù)據(jù)出發(fā)進行教學反思，在后續(xù)的教學設計中安排了“電解質(zhì)溶液圖像類試題”專題復習課，幫助學生建立思維模型，并讓學生學習運用該思維模型突破電解質(zhì)溶液圖像類試題。通過讓思維有序化，更精準高效地提升高三復習效果。

（三）挖掘連續(xù)個體案例，實現(xiàn)分層精準教學

筆者對學生歷次參加練習、測驗、月考等情況進行了有效的追蹤，進一步挖掘出了班級中每個學生的連續(xù)考試情況。通過對每個學生進行有效的數(shù)據(jù)分析，筆者準確地了解到了每個學生在學習的各個階段的具體學習情況。鑒于此，筆者通過大數(shù)據(jù)平臺為每名學生推送行之有效的學習輔助材料，幫助不同層次的學生進行更具針對性的學習，以進一步實現(xiàn)分層精準教學的本質(zhì)要求。

三、結語

筆者基于教育數(shù)據(jù)對各個班級的情況進行了教學維度的診斷，而這個診斷的具體細節(jié)是翔實的，力求精準教學。這正如德國著名哲學家雅斯貝爾斯所說，“教育的本質(zhì)是一棵樹搖動另一棵樹，一朵云推動另一朵云，一個靈魂召喚另一個靈魂”。學生學情分析的本質(zhì)是將數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)化為實際教學，這也就是筆者提出教育本質(zhì)的實踐要建立在數(shù)據(jù)維度分析的基礎上的原因。筆者更在意的是如何幫助學生走出現(xiàn)有思維的禁錮，跳出被動式學習的“圍城”。而數(shù)據(jù)分析的實質(zhì)是幫助教師以一種新的姿態(tài)主動發(fā)現(xiàn)學生學習中的思想禁錮、探索題目中蘊含的知識點實質(zhì)、發(fā)覺化學知識點之間廣泛的內(nèi)部聯(lián)系。化學是自然科學中重要的一部分，而中學化學教學的本質(zhì)就是以數(shù)據(jù)為載體實現(xiàn)精準化教學的過程，當今教師若只停留在“化學考試”這一層面是遠遠不夠的，長此以往對學生和課堂精準教學都會產(chǎn)生不利影響。

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