基于教育數(shù)據(jù)的高中化學(xué)學(xué)情診斷和教學(xué)優(yōu)化策略

陳冰　潘申潤(rùn)

摘 要：高中化學(xué)教學(xué)過(guò)程中電解質(zhì)溶液?jiǎn)栴}是學(xué)生學(xué)習(xí)的一大難點(diǎn)，同時(shí)也是對(duì)教師基本功的一大考驗(yàn)。基于教育大數(shù)據(jù)，筆者通過(guò)整合分析了解了近年來(lái)學(xué)生考試的情況，并對(duì)整合的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而對(duì)班級(jí)整體或?qū)W生個(gè)體的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行診斷。教師可從五個(gè)維度對(duì)學(xué)情做出科學(xué)的判斷，為教學(xué)優(yōu)化提供依據(jù)，將班級(jí)整體情況與學(xué)生個(gè)體差異結(jié)合在一起，做到精準(zhǔn)矯正。筆者以問(wèn)題教學(xué)為主線(xiàn)串聯(lián)起課堂教學(xué)中的新常態(tài)化教學(xué)方式，以教育數(shù)據(jù)輔助診斷學(xué)生的“通病”，更好地將信息化與教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)教育精準(zhǔn)化，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：教育數(shù)據(jù);學(xué)習(xí)診斷;化學(xué)認(rèn)知障礙;教學(xué)優(yōu)化;核心素養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 收稿日期：2020-10-27 文章編號(hào)：1674-120X（2020）34-0072-02

一、引言

教育的本質(zhì)是促進(jìn)人更好發(fā)展，培養(yǎng)社會(huì)所需的人才。在新時(shí)代的背景下，中學(xué)教育是學(xué)生成長(zhǎng)的重要一環(huán)，而中學(xué)教師作為教書(shū)育人的重要載體，其作用也越來(lái)越突出。基于此，教育大數(shù)據(jù)在教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值才得以突顯。對(duì)精準(zhǔn)教學(xué)，筆者的認(rèn)識(shí)也不再狹隘地停留在為個(gè)別學(xué)生制訂一對(duì)一的幫扶計(jì)劃上，而是從更加宏觀的層面分析群體性問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，筆者稱(chēng)之為“發(fā)現(xiàn)差異，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化”。

近年來(lái)，教育數(shù)據(jù)的普遍應(yīng)用使得教師可以更加全面地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，但關(guān)于數(shù)據(jù)的運(yùn)用以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行有效的學(xué)情診斷的研究方興未艾。學(xué)情診斷旨在解決學(xué)生“學(xué)習(xí)方向模糊”的問(wèn)題，是為了幫助學(xué)生了解自身的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)上的問(wèn)題。筆者結(jié)合智學(xué)網(wǎng)的有關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行量化分析與診斷，在此基礎(chǔ)上以五個(gè)維度為教學(xué)參考的依據(jù)，并對(duì)班級(jí)整體情況與學(xué)生個(gè)體情況進(jìn)行整合，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，在此基礎(chǔ)上制訂出更行之有效的適合該群體學(xué)習(xí)的最佳方案。

二、案例分析

福建省福州第三中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”）高三化學(xué)組使用智學(xué)網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)有較長(zhǎng)的一段時(shí)間，在長(zhǎng)期的實(shí)踐中，筆者逐步開(kāi)始將注意力轉(zhuǎn)向了對(duì)數(shù)據(jù)更深層的分析。筆者強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的真實(shí)性，綜合分析學(xué)生的認(rèn)知障礙，分層安排教學(xué)，在此基礎(chǔ)上，筆者進(jìn)行課程教學(xué)案例的探究，從而發(fā)揮教育大數(shù)據(jù)的強(qiáng)大優(yōu)越性。

（一）數(shù)據(jù)研判認(rèn)知障礙，維度助力精準(zhǔn)教學(xué)

筆者將教育數(shù)據(jù)與學(xué)生的認(rèn)知障礙進(jìn)行有效結(jié)合，展開(kāi)維度分析，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)方法與解題習(xí)慣進(jìn)行有效診斷與干預(yù)，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，將核心素養(yǎng)培養(yǎng)落到實(shí)處，力求精準(zhǔn)教學(xué)的落地開(kāi)花。同時(shí)對(duì)學(xué)生在化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的認(rèn)知障礙進(jìn)行了歸納，總結(jié)為以下五個(gè)維度（表1）。

（1）前概念的干擾障礙主要指：學(xué)生對(duì)新授化學(xué)知識(shí)的認(rèn)知有局限性，如對(duì)高中化學(xué)中 “電解質(zhì)”的理解，學(xué)生往往將其與“會(huì)導(dǎo)電的溶液”相混淆。

（2）化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)缺陷障礙主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：①認(rèn)識(shí)缺乏全面性，單一地思考問(wèn)題，沒(méi)有勾連起系統(tǒng)性的知識(shí)認(rèn)知。②缺乏對(duì)概念、定理的認(rèn)知，或停留在機(jī)械性的記憶與簡(jiǎn)單的應(yīng)用上。

（3）學(xué)生還不善于利用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行解題、不善于提煉出題干中說(shuō)明的基本事實(shí)材料，僅機(jī)械性地套用題目的模式進(jìn)行直觀上的解題，導(dǎo)致對(duì)題目的認(rèn)知停留在基礎(chǔ)層面。

（4）學(xué)生對(duì)化學(xué)表征的理解存在著較大的困難：①對(duì)抽象圖表的識(shí)圖識(shí)表能力不足，面對(duì)抽象問(wèn)題（如焓、熵）、數(shù)學(xué)表達(dá)式（如速率表示式、焓變表達(dá)式）、圖像（如化學(xué)平衡曲線(xiàn)或圖像）等，往往不能從圖中提煉出重點(diǎn)知識(shí);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(jué)表征能力較差（如復(fù)雜的結(jié)構(gòu)式、晶格、晶胞結(jié)構(gòu)等）。這些困難很容易使學(xué)生形成認(rèn)知障礙，需要著力解決。

（二）樣本診斷學(xué)情本質(zhì)，課例探究精準(zhǔn)矯正

筆者認(rèn)識(shí)到，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行診斷不是最終目的，最終目的是做到精準(zhǔn)矯正，進(jìn)而提升學(xué)生對(duì)學(xué)科的興趣。為此筆者將高三學(xué)生做“電解質(zhì)溶液”作業(yè)的情況作為一個(gè)樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（選取8班、9班、10班作為樣本空間，繪制表2），單選題的滿(mǎn)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(jí)得分率也不足40%，本題的得分率較低的原因是什么？學(xué)生的問(wèn)題在哪兒？這是筆者需要重點(diǎn)分析和探究的問(wèn)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(cuò)誤的是（? ? ）

A.MOH的堿性強(qiáng)于ROH的堿性

B.ROH的電離程度：b點(diǎn)大于a點(diǎn)

C.若兩溶液無(wú)限稀釋?zhuān)瑒t它們的c（OH-）相等

D.當(dāng)=2時(shí)，若兩溶液同時(shí)升高溫度，則增大

學(xué)生的普遍問(wèn)題是：①無(wú)法很好地理解用圖像的形式來(lái)表征溶液中的離子行為和變化過(guò)程，更別談靈活運(yùn)用了;②對(duì)整個(gè)稀釋過(guò)程的基礎(chǔ)知識(shí)的掌握存在缺陷。在以上兩個(gè)方面存在的認(rèn)知障礙，導(dǎo)致學(xué)生難以應(yīng)用化學(xué)知識(shí)分析解決問(wèn)題。鑒于以上的分析，教師講評(píng)這道習(xí)題時(shí)，需要重點(diǎn)解決上述提到的兩個(gè)問(wèn)題。

首先，厘清橫縱坐標(biāo)的含義，橫坐標(biāo)每增加1，表明溶液稀釋為原來(lái)的10倍。起點(diǎn)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(qiáng)堿，ROH為弱堿。其次，復(fù)習(xí)稀釋過(guò)程中電離程度和離子濃度之間的關(guān)系，平衡常數(shù)的概念及外延，鞏固相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。

題9：20℃時(shí)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(guò)程中離子濃度的關(guān)系錯(cuò)誤的是（? ? ）

A.a點(diǎn)：c（CH3COO-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-）

B.b點(diǎn)：c（Na+）=c（CH3COO-）>c（H+）=c（OH-）

C.c點(diǎn)：c（H+）=c（CH3COOH）+c（OH-）

D.d點(diǎn)：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(lèi)試題，用圖像形式表征酸堿中和滴定過(guò)程中的pH變化，考查滴定過(guò)程中四個(gè)特殊點(diǎn)離子濃度的比較。此內(nèi)容是關(guān)于電解質(zhì)溶液的復(fù)習(xí)重點(diǎn)，但是學(xué)生的得分情況依舊不佳。筆者從數(shù)據(jù)出發(fā)進(jìn)行教學(xué)反思，在后續(xù)的教學(xué)設(shè)計(jì)中安排了“電解質(zhì)溶液圖像類(lèi)試題”專(zhuān)題復(fù)習(xí)課，幫助學(xué)生建立思維模型，并讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用該思維模型突破電解質(zhì)溶液圖像類(lèi)試題。通過(guò)讓思維有序化，更精準(zhǔn)高效地提升高三復(fù)習(xí)效果。

（三）挖掘連續(xù)個(gè)體案例，實(shí)現(xiàn)分層精準(zhǔn)教學(xué)

筆者對(duì)學(xué)生歷次參加練習(xí)、測(cè)驗(yàn)、月考等情況進(jìn)行了有效的追蹤，進(jìn)一步挖掘出了班級(jí)中每個(gè)學(xué)生的連續(xù)考試情況。通過(guò)對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)分析，筆者準(zhǔn)確地了解到了每個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)的各個(gè)階段的具體學(xué)習(xí)情況。鑒于此，筆者通過(guò)大數(shù)據(jù)平臺(tái)為每名學(xué)生推送行之有效的學(xué)習(xí)輔助材料，幫助不同層次的學(xué)生進(jìn)行更具針對(duì)性的學(xué)習(xí)，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)分層精準(zhǔn)教學(xué)的本質(zhì)要求。

三、結(jié)語(yǔ)

筆者基于教育數(shù)據(jù)對(duì)各個(gè)班級(jí)的情況進(jìn)行了教學(xué)維度的診斷，而這個(gè)診斷的具體細(xì)節(jié)是翔實(shí)的，力求精準(zhǔn)教學(xué)。這正如德國(guó)著名哲學(xué)家雅斯貝爾斯所說(shuō)，“教育的本質(zhì)是一棵樹(shù)搖動(dòng)另一棵樹(shù)，一朵云推動(dòng)另一朵云，一個(gè)靈魂召喚另一個(gè)靈魂”。學(xué)生學(xué)情分析的本質(zhì)是將數(shù)據(jù)分析轉(zhuǎn)化為實(shí)際教學(xué)，這也就是筆者提出教育本質(zhì)的實(shí)踐要建立在數(shù)據(jù)維度分析的基礎(chǔ)上的原因。筆者更在意的是如何幫助學(xué)生走出現(xiàn)有思維的禁錮，跳出被動(dòng)式學(xué)習(xí)的“圍城”。而數(shù)據(jù)分析的實(shí)質(zhì)是幫助教師以一種新的姿態(tài)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的思想禁錮、探索題目中蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)實(shí)質(zhì)、發(fā)覺(jué)化學(xué)知識(shí)點(diǎn)之間廣泛的內(nèi)部聯(lián)系。化學(xué)是自然科學(xué)中重要的一部分，而中學(xué)化學(xué)教學(xué)的本質(zhì)就是以數(shù)據(jù)為載體實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化教學(xué)的過(guò)程，當(dāng)今教師若只停留在“化學(xué)考試”這一層面是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，長(zhǎng)此以往對(duì)學(xué)生和課堂精準(zhǔn)教學(xué)都會(huì)產(chǎn)生不利影響。

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