基于輔立碼課的高中化學(xué)習(xí)題信息化實(shí)踐研究

黃美云 李忠水 萬清黎

（1.福建師范大學(xué)，福建 福州 350007；2.福州第三中學(xué)，福建 福州 350001）

一、輔立碼課的研究背景

隨著《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》的頒布，許多學(xué)者對(duì)化學(xué)教材、教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂組織形式以及學(xué)生學(xué)習(xí)方式進(jìn)行了研究，例如項(xiàng)目式化學(xué)教學(xué)模式的構(gòu)建、基于核心素養(yǎng)的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)等，但是對(duì)于化學(xué)作業(yè)的研究卻相對(duì)滯后。作業(yè)作為教學(xué)活動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，不僅擴(kuò)充和豐富了教學(xué)內(nèi)容，也是教學(xué)信息反饋的重要途徑。不同類型化學(xué)作業(yè)具有的功能難度由低到高可分為以下三類：一是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)基礎(chǔ)化學(xué)知識(shí)、技能的記憶能力；二是考驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活實(shí)際問題的能力；三是對(duì)學(xué)生綜合思維、知識(shí)的遷移創(chuàng)新能力的考驗(yàn)。［1］由此可以看出，作業(yè)能有效促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的發(fā)展。如果化學(xué)作業(yè)改革不能與化學(xué)新課程改革同步進(jìn)行，將影響高中化學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。

（一）傳統(tǒng)化學(xué)習(xí)題存在的問題

傳統(tǒng)的高中化學(xué)習(xí)題多數(shù)由紙筆完成，基于紙質(zhì)檔習(xí)題的教學(xué)有效性反饋具有延遲和覆蓋性不全等問題。在當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，其無法充分發(fā)揮即時(shí)指導(dǎo)功能。首先，評(píng)價(jià)方式單一。學(xué)校的評(píng)價(jià)一般以終結(jié)性評(píng)價(jià)為主，即學(xué)生學(xué)習(xí)情況一般通過期中、期末的考試數(shù)據(jù)得出，而診斷性評(píng)價(jià)和形成性評(píng)價(jià)等比較缺乏，造成這一現(xiàn)象的主要原因在于學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況沒有得到及時(shí)收集和分析。其次，評(píng)價(jià)內(nèi)容重復(fù)。學(xué)生平時(shí)的紙質(zhì)檔習(xí)題數(shù)據(jù)沒有被及時(shí)收集，這使得教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)不夠精準(zhǔn)全面，而到復(fù)習(xí)時(shí)又對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，難以切實(shí)減輕學(xué)校、教師和學(xué)生的負(fù)擔(dān)。另外，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)僵化。比如說現(xiàn)在絕大部分學(xué)校中，每個(gè)班的所有學(xué)生甚至一位教師所教的所有班級(jí)的日常習(xí)題基本上是一致的，但是每個(gè)班的學(xué)生之間及不同班的學(xué)生之間的學(xué)習(xí)情況是復(fù)雜多樣的，每位學(xué)生的知識(shí)薄弱點(diǎn)、興趣愛好、學(xué)習(xí)態(tài)度都是千差萬別的。而這種僵化統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)難以全面評(píng)判每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不利于因材施教，而且無形中會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（二）信息化評(píng)價(jià)工具在化學(xué)課堂的獨(dú)特作用

2020 年10 月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《深化新時(shí)代教育評(píng)價(jià)改革總體方案》。其中強(qiáng)調(diào)要?jiǎng)?chuàng)新評(píng)價(jià)工具，即利用大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代化評(píng)價(jià)工具，開展學(xué)生學(xué)習(xí)情況全過程縱向評(píng)價(jià)、德智體美勞全要素橫向評(píng)價(jià)。［2］如果將這些信息化評(píng)價(jià)工具應(yīng)用在化學(xué)課堂中，有望充分發(fā)揮其獨(dú)特作用，顯著提升化學(xué)教學(xué)的有效性。例如教師可以利用信息化教學(xué)手段來開展必要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)或虛擬仿真教學(xué)；還可以在信息化平臺(tái)上發(fā)布相關(guān)3D 模型或Flase 動(dòng)畫等來幫助學(xué)生理解掌握抽象知識(shí)點(diǎn)；此外，可以發(fā)布與課本知識(shí)相關(guān)的現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的介紹視頻或作業(yè)，拓寬作業(yè)的形式和內(nèi)容等。

基于此，文章研究了輔立碼課在化學(xué)習(xí)題課中的運(yùn)用，通過深入挖掘化學(xué)習(xí)題課對(duì)學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)全過程的診斷性功能，探索教學(xué)評(píng)一體化的實(shí)施路徑。

二、輔立碼課的簡(jiǎn)介及功能

輔立碼課是河北習(xí)知軟件科技有限公司旗下的一款教育APP。它通過結(jié)合課堂、練習(xí)、作業(yè)、備考四大學(xué)習(xí)場(chǎng)景，為高中學(xué)校提供更好的課堂教學(xué)及課后精準(zhǔn)教學(xué)的服務(wù)，作為教學(xué)全場(chǎng)景的產(chǎn)品，能夠從日常的學(xué)生練習(xí)中獲取學(xué)情，并對(duì)學(xué)生的薄弱知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別和突破。

輔立碼課的主要功能如下：首先，在試題的選擇上，教師可以根據(jù)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)、化學(xué)學(xué)科能力、方法等方面進(jìn)行選題，具有較高的測(cè)試精準(zhǔn)度。且每道試題中都包含解題視頻，方便學(xué)生進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)。其次，在試題完成情況的分析上，當(dāng)學(xué)生上傳個(gè)人答案、系統(tǒng)和教師批改完成后，會(huì)自動(dòng)生成學(xué)生試題的完成情況和質(zhì)量分析表、學(xué)情分析知識(shí)圖譜等，加速了日常教學(xué)評(píng)價(jià)的顯性化，有利于教師進(jìn)行精準(zhǔn)教學(xué)。另外，教師可以根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)將測(cè)驗(yàn)中不同層次的學(xué)生進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的分層管理，為不同層次的學(xué)生設(shè)置不同的學(xué)習(xí)目標(biāo)并發(fā)布有針對(duì)性的試題，使每位學(xué)生都獲得最大程度的發(fā)展。［3］

三、高中化學(xué)習(xí)題信息化的實(shí)踐案例及分析

（一）基于輔立碼課的習(xí)題信息化模型

將日常練習(xí)冊(cè)轉(zhuǎn)化為電子版本，學(xué)生可以通過平板電腦等完成每日習(xí)題，客觀題由學(xué)生在平板上提交，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)批改；主觀題由學(xué)生拍照上傳，教師進(jìn)行批改。教師可以使用電子筆留下批改痕跡，還能通過錄音功能講解該學(xué)生此題的錯(cuò)誤點(diǎn)，從而實(shí)行個(gè)性化習(xí)題講解。且完成習(xí)題后都有視頻講解，學(xué)生可以根據(jù)自身做題情況選擇性觀看，進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。

基于此，教師可以在云平臺(tái)中發(fā)布課前和課中習(xí)題，通過及時(shí)反饋的學(xué)生完成情況數(shù)據(jù)表格，不斷調(diào)整教學(xué)策略，對(duì)學(xué)生知識(shí)薄弱點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的分析和講解，提高教學(xué)成效；課后教師發(fā)布有時(shí)效性的習(xí)題作業(yè)，并通過云平臺(tái)對(duì)學(xué)生學(xué)情進(jìn)行可視化分析，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，并針對(duì)每個(gè)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行不同靶向班的分類，推送適合其學(xué)習(xí)情況的習(xí)題。日積月累，整個(gè)班級(jí)及學(xué)生個(gè)體對(duì)知識(shí)的掌握情況也能夠以知識(shí)樹的形式展示出來，并形成個(gè)人錯(cuò)題本，為之后復(fù)習(xí)提供數(shù)據(jù)支撐。

（二）課前與課中習(xí)題信息化

在課前或課中發(fā)布信息化習(xí)題能方便教師及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，促使課時(shí)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。一般以3-5 個(gè)選擇題為主，且題目自帶視頻解析，既不加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，又能有效掌握全班及個(gè)人當(dāng)前的學(xué)習(xí)情況。例如在離子反應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的隨堂練習(xí)中（見圖1），學(xué)生前兩個(gè)基礎(chǔ)題的正確率都為92.5%，表明學(xué)生對(duì)于離子反應(yīng)的基本概念已經(jīng)掌握，但是第三、四題學(xué)生的得分率為73.6%和70.7%，表明學(xué)生對(duì)部分離子方程式的書寫和正誤判斷存在一些問題。教師可以審閱學(xué)生上交的答案，從而把握學(xué)生在解答時(shí)出現(xiàn)的共性問題，在課堂引領(lǐng)學(xué)生一同回顧離子方程式的書寫步驟，并且在習(xí)題講解完畢后，與學(xué)生一起歸納離子方程式正誤判斷需要注意的幾個(gè)方面，幫助學(xué)生掌握核心知識(shí)和關(guān)鍵能力。

圖1 離子反應(yīng)隨堂練習(xí)得分率柱狀圖

（三）課后習(xí)題信息化

以《化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)》新授課中“焓變、反應(yīng)熱”知識(shí)點(diǎn)的習(xí)題為例，通過精選多層次的習(xí)題，,及時(shí)、有效評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)于該知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。

1.習(xí)題選取和編排

高中化學(xué)題目從基礎(chǔ)知識(shí)鞏固到綜合能力應(yīng)用的難度跨度比較大，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的要求也越來越高，因此，選擇適合學(xué)生的隨堂練習(xí)題對(duì)于學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的持續(xù)性和有效性有著至關(guān)重要的影響。［4］教師利用輔立碼課，先以微課的形式引領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)，再以經(jīng)典例題讓學(xué)生初步了解利用該知識(shí)點(diǎn)解題的一般思路和方法，最后輔以基礎(chǔ)題、提升題、拔尖題和檢測(cè)題等不同能力要求的習(xí)題。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主選擇適合自身學(xué)習(xí)情況的習(xí)題進(jìn)行鞏固和提升，達(dá)到了分層教學(xué)的目的。

2.數(shù)據(jù)分析

通過學(xué)生習(xí)題完成情況和質(zhì)量圖表（見圖2），可以有效檢驗(yàn)高中化學(xué)課時(shí)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。例如，教師通過查看《化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)》第一課時(shí)“焓變、反應(yīng)熱”課后作業(yè)的學(xué)生得分率柱狀圖（見圖3）來針對(duì)性地進(jìn)行習(xí)題分析和講評(píng)。

圖2 課后習(xí)題完成情況和質(zhì)量圖表

圖3 課后習(xí)題得分率柱狀圖

【1.1】實(shí)驗(yàn)室制取下列氣體，其反應(yīng)放熱的是（ ）.

A.由碳與水蒸氣反應(yīng)制水煤氣

B.由乙醇制C2H4

C.由電石制C2H2

D.由氯酸鉀制O2

該題學(xué)生得分率為58.82%，表明學(xué)生對(duì)常見吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的鑒別的掌握情況不理想。在習(xí)題講解上，教師可以通過列舉一些吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)對(duì)應(yīng)的具體實(shí)例來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于該知識(shí)點(diǎn)的感性認(rèn)知，然后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行匯總，并對(duì)易錯(cuò)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)撥。

【3.2】白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+5O2=P4010。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P-P akJ.mol-1、P-O bkJ.mol-1、P=O ckJ.mol-1、O=O dkJ.mol-1

根據(jù)圖4 所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH，其中正確的是（ ）.

圖4 P4和P4O10的分子結(jié)構(gòu)圖

A.（6a+5d-4c-12d）kJ.mol-1

B.（4c+12b-6a-5d）kJ.mol-1

C.（4c+12b-4a-5d）kJ.mol-1

D.（4a+5d-4c-12b）kJ.mol-1

【4.6】科學(xué)家已獲得極具理論研究意義的N4分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體（如圖5 所示），與白磷分子相似。已知斷裂1mol N-N 鍵吸收193KJ 能量，斷裂1mol N≡N 鍵吸收941KJ 熱量，則（ ）

圖5 N4 的分子結(jié)構(gòu)圖

A.N4的熔點(diǎn)比P4高

B.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要吸收724KJ 能量

C.N4是N2的同系物

D.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要放出724KJ 能量

這兩題都是關(guān)于物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中鍵能的計(jì)算，主要發(fā)展學(xué)生的證據(jù)推理和模型認(rèn)知能力。這兩題班級(jí)的正確率都在70%以上，表明絕大多數(shù)學(xué)生已經(jīng)掌握該知識(shí)點(diǎn)。做錯(cuò)的同學(xué)，可以自行觀看解題視頻，然后教師單獨(dú)設(shè)立靶向班，推送相似題。從而達(dá)到不增加其他學(xué)生的作業(yè)負(fù)擔(dān)，也能促進(jìn)不同層次學(xué)生能力提升的教學(xué)效果。

四、結(jié)語

化學(xué)習(xí)題信息化相較于傳統(tǒng)紙筆練習(xí)具有以下優(yōu)點(diǎn)：在習(xí)題編制上，教師可以通過輔立碼課中題庫分類功能來選取日?；瘜W(xué)練習(xí)，從而控制作業(yè)的數(shù)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)作業(yè)的分層設(shè)置；在習(xí)題批改上，有效解放了教師作業(yè)批改空間的束縛，提升了作業(yè)的批改效率；在學(xué)情反饋上，能為教師的教學(xué)效果提供著及時(shí)、有效的反饋數(shù)據(jù)，從而促使教師不斷調(diào)整教學(xué)策略，提升教學(xué)的有效性；在習(xí)題講評(píng)上，教師可以依據(jù)具體的學(xué)生得分?jǐn)?shù)據(jù)圖表，對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的共性問題通過分析和講解來進(jìn)行針對(duì)性突破，對(duì)于學(xué)生的個(gè)性問題可以通過設(shè)立不同靶向班，滿足不同類別學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，實(shí)施因材施教。