Excel數據分析指導下的物理教學設計與實施

徐玉蘭

【摘要】本文首先提出學情分析工具應用的必要性，巧妙利用Excel電子表格作為學情分析工具，通過Excel電子表格錄入學情數據并進行學情分析.最后，基于分析結果，指導課堂教學設計與實施.

【關鍵詞】Excel表格工具；初中物理；課堂教學

1 問題的提出

1.1 學情分析工具的應用是歷史發展的必然趨勢

現階段我國初中物理教學設計越來越重視對學生的學情進行分析，這樣的教學設計基于學生真實的學習情況，不再僅憑設計者的主觀臆想，課堂教學效率得到了大大的提升.但是，由于不同學校、不同教師采用的學情分析工具不同，導致學情分析的效果差異很大.甚至有些教師特別是鄉村教師由于沒有好的學情分析工具，分析起學情來復雜繁瑣.久而久之，他們便放棄了對學生的學情進行分析，直接進行教學設計.可想而知，這樣的教學設計質量不高，課堂教學效率必然低下.所以，我們提倡在教學設計前，先針對教學對象進行學情分析，再根據學情分析的數據進行教學設計，以達到有的放矢、事半功倍的教學效果.

1.2 學情分析工具應用的現狀和存在的弊端

近年來，隨著計算機應用技術和網絡技術的發展.不少互聯網公司針對學校推出了一些實用的學情分析工具.比如“問卷星調查問卷”、愛云校的“好分數”等等.用“問卷星調查問卷”涉及到未成年人借機使用電子設備從而成癮的問題，而使用“好分數”，很多小型學校特別是鄉下中學由于資金短缺或由于掃描試卷需要增加更多的人力物力等原因，平時的調查問卷無法采用網上閱卷的形式，導致依賴于網上閱卷的“好分數”這些實用的學情分析工具無法實際應用到輔助教學設計中.

2 解決問題的方案

針對上述問題，筆者所在課題研究小組提出采用Excel電子表格作為學情分析的工具來進行學情分析.我們發放最原始的紙質試卷給學生作為問卷，在不影響到目前的教學方式和改卷方式的基礎上，將問卷收集上來的數據用Excel建立數據表格，進行學情統計和分析.在Excel表格中我們利用最簡單的數字1和0分別表示學生答題的對和錯，對學生的每一小題或每一個得分點的得分情況進行數據收集.最后再利用Excel表格工具統計出學生各小題的答題情況.最終根據答題情況進行有效的教學設計.

例如 以瀘科版九年級物理教材第十四章“了解電路”前面兩節的部分內容為例，設計具體的操作流程如下.

流程（1）：設計問卷

1.春季運動會上，某班同學穿著腈綸運動服參加檢閱，正步走后，不少同學發現褲子貼在了腿上，這是因為的緣故．

2.物理教師在講授“摩擦起電”一節時，請同學們用塑料尺在頭發上摩擦，取下后試試能否吸起碎紙片，結果塑料直尺能夠吸引碎紙片．這個現象說明（ ?）

（A）摩擦時，同時發生了正負電荷的轉移，頭發帶負電，塑料直尺帶正電.

（B）摩擦時，同時發生了正負電荷的轉移，頭發帶正電，塑料直尺帶負電.

（C）摩擦時，只發生了正電荷的轉移，使塑料直尺帶正電.

（D）摩擦時，頭發上的電子向塑料直尺轉移，使塑料直尺帶了負電.

3.如圖1中的甲圖所示，兩個輕質小球相互排斥，乙圖是兩個輕質小球相互吸引，則下列關于它們的說法正確的是（ ?）

（A）甲圖中的兩個小球一定帶同種電荷.

（B）甲圖中的兩個小球可能一個帶電，另一個不帶電.

（C）乙圖中的兩個小球一定帶異種電荷.

（D）乙圖中的兩個小球可能一個帶電，另一個不帶電.

4.關于電流的形成原因，下列說法中正確的是（ ?）

（Ａ）只有電子的定向移動才能形成電流.

（Ｂ）只有正、負電荷同時定向移動才能形成電流.

（Ｃ）只有正電荷的定向移動才能形成電流.

（Ｄ）金屬中的電流是自由電子定向移動形成的.

5.A驗電器帶正電荷，B驗電器不帶電，當用金屬棒將Ａ、Ｂ兩驗電器金屬球相連，如圖2所示，則下列說法正確的是（ ?）

（A）電荷從A向B移動.

（B）電流方向A從向B移動.

（C）電流方向B從向A移動.

（D）電流的方向與正電荷移動的方向相反.

流程（2）：發放紙質問卷，讓學生回答問卷.

流程（3）：收集紙質問卷，利用Excel作為數據分析工具，對收集上來的問卷進行數據錄入和統計，具體操作過程如下：

我們設計的Excel數據統計表格如圖3.

若學生1的答題情況是：第1-5題分別是對、錯、錯、對、錯，用0表示錯，用1表示對，則在對應的B4單元格輸入10010，以此類推，將所有學生的答題情況錄入到Excel表格中，在C4單元格利用函數=VALUE（MID（$B4，C$3，1）），得到學生1第1題答題正確與否的信息，最終顯示為1，表示學生1第一題答題正確.這樣錄入學生答題信息簡單高效，不用一題一題去錄入，用Excel強大的函數功能自動將每小題的答題情況統計到對應的單元格.我們用C14=COUNTIF（C$4：C$13，“=0”）+COUNTIF（C$4：C$13，“=1”）函數統計本次問卷每小題有效的答題總人數，用C15=COUNTIF（C$4：C$13，“=1”）統計答對人數，用C16=COUNTIF（C$4：C$13，“=0”）統計答錯人數，用C17=C16/C14統計答錯率，用C18=C15/C14統計答對率.其他各小題的答題情況由Excel相應的函數自動統計，從而對本次問卷每小題的答題情況進行數據收集和數據統計.這樣將數據錄入和統計工作整合在一起，既簡單又高效.

流程（4）：根據數據統計結果進行學情分析和教學設計.我們以上面統計的10個學生答題情況為例，進行學情分析.發現第1題填空題，學生對摩擦起電和帶電體能吸引輕小物體的性質了解和掌握的情況比較好，但仍存在個別同學沒有完全理解，因此針對這兩個知識點，我們在教學設計時應將其設計為非重難點，在講授此部分知識時可以一筆帶過，由學生自己通過動手實踐去完成這部分知識的理解.

而根據第2題的統計結果，有將近一半的同學對摩擦起電的根本原因不甚了解，因此在教學設計時，這部分知識應當定為重、難點，又因為這部分知識無法通過學生動手實驗來觀察，則可以采用視頻動畫展示摩擦起電過程中電子的轉移過程，化抽象為形象，突破重、難點.

而根據第3題的統計結果和分析發現，有超過一半的同學即使對帶電體間的相互作用已然清楚的情況下，也有可能因為邏輯思維能力的差異，導致答題出錯.因此，在教學設計時，穿插培養學生的理科邏輯思維能力，引導他們正確分析問題、解決問題成了教學的重、難點.以此題為契機，培養學生的邏輯思維能力成為重中之重.

根據第4題的統計結果分析發現，雖然學生對電流形成原因不甚了解，但一些學生通過死記硬背也能拿下本題，所以本題得分率并不低.因此，引導學生正確學習物理的方法顯得尤為重要.使學生形成正確科學的學習態度，引導學生養成良好的學習習慣成為教學設計中的重、難點.

根據第5題的統計結果分析發現，有一半學生對電流的方向和電荷運動方向的關系不甚了解，在教學設計中，我們應重視對同類題型的歸納，用專題訓練等形式來強化對這部分知識的理解.所以在設計中，我們應提前收集好相關的典型例題，發放給學生，進行強化訓練，并加以指導，以突破此重、難點.

3 結語

總之，巧妙地利用Excel電子表格當作學情分析工具進行學生的學情分析，既簡單方便，又實用又可行.大大提高學情分析的效率，為好的教學設計提供了良好的保障.

參考文獻：

[1]馬文杰，鮑建生.“學情分析”：功能、內容和方法[J].教育科學研究，2013（09）：52-57.

[2]宋運來.什么是最有效的教學[M].南京：江蘇人民出版社，2009.