數(shù)據(jù)分析反饋教學(xué)方法探析
——以高考化學(xué)復(fù)習(xí)中模擬考試卷的數(shù)據(jù)分析為例

陳林江

一、化學(xué)模擬考試卷數(shù)據(jù)分析的意義

1.教學(xué)反饋 反饋是教學(xué)過(guò)程的必要環(huán)節(jié)、形成性評(píng)價(jià)的重要組成部分，也是有效學(xué)習(xí)發(fā)生的基本要素之一?！盎诜答亴W(xué)習(xí)”的觀點(diǎn)認(rèn)為“教學(xué)就意味著提供反饋”［1］。在高中教育中，班級(jí)授課制、大班教學(xué)和集中授課制是大多數(shù)學(xué)校的基本教學(xué)形式，將模擬考試后收集到的數(shù)據(jù)——分?jǐn)?shù)，使用簡(jiǎn)單的總結(jié)性分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)（如總分、平均分等）向?qū)W生進(jìn)行反饋仍是主要的試卷分析方式。

2.化學(xué)學(xué)科教學(xué)數(shù)據(jù)分析類型 化學(xué)學(xué)科作為高中的重要基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)科之—，學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)同樣圍繞著化學(xué)教師組織的模擬考試活動(dòng)中獲得，主要來(lái)自于試題與學(xué)生兩大類。試題類的數(shù)據(jù)以考查的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)為核心，延伸到知識(shí)點(diǎn)涉及的定義、分類、類型、難度和區(qū)分度等，這類數(shù)據(jù)的有效分析，可以讓教師和學(xué)生知道縱向挖掘化學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)水平的深度；學(xué)生類的數(shù)據(jù)又以學(xué)生的作答情況為主，包括選項(xiàng)選擇人數(shù)、小題得分、填空題各個(gè)空得分，總分和平均分等，這類數(shù)據(jù)的有效反饋，利于教學(xué)雙方在這一知識(shí)深度水平上，開(kāi)展橫向比較。

3.化學(xué)高考備考模擬卷數(shù)據(jù)分析對(duì)象 在化學(xué)的高考備考過(guò)程中，適量的模擬試卷訓(xùn)練，可幫助學(xué)生強(qiáng)化化學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)，整合所學(xué)到化學(xué)知識(shí)體系，形成自己獨(dú)有的化學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)掌握情況的查漏補(bǔ)缺?？梢哉f(shuō)，幫助學(xué)生找出自身化學(xué)知識(shí)體系的漏洞，是高三化學(xué)老師都希望解決的問(wèn)題。但是，不同教師在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，雖然大都采用了類似的模擬高考考試教學(xué)方式，但所達(dá)成的效果往往存在很大的差異性，這其實(shí)反映了不同教師在使用這種教學(xué)方式時(shí)的教學(xué)成效不同。同時(shí)，教師在面對(duì)一個(gè)班各有所長(zhǎng)的幾十個(gè)學(xué)生時(shí)，如何對(duì)各個(gè)類型學(xué)生甚至是學(xué)生個(gè)體進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)，這無(wú)疑就需要一定的方法技巧。本文以一所鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學(xué)的高三學(xué)生為研究對(duì)象，選取了一份高考化學(xué)模擬試題，圍繞考試情況，介紹了在實(shí)踐教學(xué)中總結(jié)出的試卷分析方法，然后進(jìn)行針對(duì)性的教學(xué)，以此探討如何在高三年級(jí)進(jìn)行有效的模擬考試數(shù)據(jù)分析反饋教學(xué)活動(dòng)。

二、基于數(shù)據(jù)分析的化學(xué)學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于數(shù)據(jù)分析的化學(xué)學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要以下環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)準(zhǔn)備→數(shù)據(jù)分析處理→數(shù)據(jù)處理結(jié)果→分析信息反饋→查缺補(bǔ)漏。

1.數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)采集主要包括試卷題號(hào)信息、學(xué)生信息和答題得分情況等數(shù)據(jù)相關(guān)信息，這些源信息是開(kāi)展數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

2.數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備主要有試卷考查的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)數(shù)目，以及根據(jù)這些知識(shí)點(diǎn)設(shè)置的答題數(shù)。

3.數(shù)據(jù)分析處理及處理結(jié)果

（1）單次考試的數(shù)據(jù)分析處理是對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，得到有意義的不同層次學(xué)生的分類結(jié)果。數(shù)據(jù)分析分成選擇題與非選擇題兩個(gè)部分，分別做縱向?qū)Ρ取?/p>

（2）對(duì)單個(gè)學(xué)生的數(shù)據(jù)，可以做配合度數(shù)據(jù)分析；也可以將該名學(xué)生幾次的考試成績(jī)做學(xué)情折線圖，做橫向?qū)Ρ取?/p>

根據(jù)數(shù)據(jù)分析處理的結(jié)果，讓學(xué)生畫(huà)出相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的概念圖，強(qiáng)化化學(xué)概念，理解好定義的內(nèi)涵和外延。

4.分析信息反饋 分析信息反饋包括試卷診斷報(bào)告和學(xué)生學(xué)情報(bào)告。試卷診斷報(bào)告從試題中找出學(xué)生在階段性復(fù)習(xí)的化學(xué)知識(shí)掌握程度，主要是為教師制定下一階段的復(fù)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)策略奠定基礎(chǔ)。學(xué)生學(xué)情報(bào)告通過(guò)學(xué)生做試題得出的分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)，得到學(xué)生個(gè)人的個(gè)性化學(xué)習(xí)規(guī)律，有利于學(xué)生查漏補(bǔ)缺。

三、以高考化學(xué)復(fù)習(xí)中模擬考試卷的數(shù)據(jù)分析為例說(shuō)明基于數(shù)據(jù)分析的化學(xué)學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.選擇題數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析方法

（1）縱向分析找出薄弱知識(shí)環(huán)節(jié)并制定針對(duì)全班復(fù)習(xí)計(jì)劃。

第一步，統(tǒng)計(jì)出選擇題各選項(xiàng)的選擇人數(shù)、難度和區(qū)分度。*粗體數(shù)字表示選擇正確答案的學(xué)生數(shù)；**各題的難度，以0.3-0.7為較好。***區(qū)分度的常用指標(biāo)為D，取值在-1～1之間，值越大區(qū)分度越好。測(cè)量學(xué)家伊貝爾認(rèn)為：試題的區(qū)分度.在0.4以上表明此題的區(qū)分度很好，0.3～0.39表明此題的區(qū)分度較好，0.2～0.29表明此題的區(qū)分度不太好需修改，0.19以下表明此題的區(qū)分度不好應(yīng)淘汰。［2］

第二步，根據(jù)統(tǒng)計(jì)得到的數(shù)據(jù)，給出試卷診斷報(bào)告。由選擇題難度折線圖可以看出，選擇題的難度總體上是由易到難，梯度合理。下面是具體的試卷診斷報(bào)告。

第7題.合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項(xiàng)重大突破，曾三次獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.合成氨技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“從空氣到面包” 11位學(xué)生選擇A選項(xiàng)

B.合成氨涉及氧化還原反應(yīng) 5位學(xué)生選擇B選項(xiàng)

C.高效催化劑是合成氨反應(yīng)的重要條件 7位學(xué)生選擇C選項(xiàng)

D.合成氨所需要的氫氣主要來(lái)自于電解水 25位學(xué)生選擇D選項(xiàng)

從選項(xiàng)的選擇人數(shù)來(lái)分析，沒(méi)有選擇D選項(xiàng)的人數(shù)較多，說(shuō)明47.92%的學(xué)生缺乏相關(guān)的實(shí)際生產(chǎn)條件對(duì)反應(yīng)物選擇方面的知識(shí)。選A選項(xiàng)的同學(xué)則沒(méi)能將空氣中氮?dú)夂兔姘械鞍踪|(zhì)的氮元素聯(lián)系起來(lái)。該題對(duì)我班的學(xué)生區(qū)分度較低，說(shuō)明學(xué)生普遍缺乏生活化學(xué)基礎(chǔ)常識(shí)，需要加強(qiáng)這方面的教育。

第8題和第9題對(duì)于本班來(lái)說(shuō)，難度較低，所做的工作就是鼓勵(lì)在這部分失分的學(xué)生，爭(zhēng)取他們能補(bǔ)充強(qiáng)化化學(xué)最基本的知識(shí)點(diǎn)。

第10、11、12三道題，難度適中，輔導(dǎo)中層生找出失分的原因。不管是相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)缺失，還是知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用不熟練，都要清楚整理出思路來(lái)，利于進(jìn)一步的復(fù)習(xí)。

第13題對(duì)于我班學(xué)生來(lái)說(shuō)，難度最大，指導(dǎo)中上層的學(xué)生努力攻關(guān)，深化自己的化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)，提高解決計(jì)算題的能力。

（2）橫向分析以針對(duì)學(xué)生個(gè)人的學(xué)情報(bào)告，提出具體復(fù)習(xí)要求。目前的實(shí)際情況是，七道化學(xué)單選題，做對(duì)幾道題才能認(rèn)為他是真會(huì)？利用概率分布中二項(xiàng)分布原理，計(jì)算的結(jié)果是四道題。因此，可以數(shù)出能真正理解化學(xué)選擇題的學(xué)生人數(shù)。本次參與測(cè)試的同學(xué)48人中，有31位同學(xué)做對(duì)了四道及以上的題目，占比是64.58%。

采用卡方配合度檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果表明，在0.05的顯著性水平上，接受H1，拒絕H0，認(rèn)為合格和不合格的學(xué)生數(shù)有顯著差異，說(shuō)明經(jīng)過(guò)近一年的復(fù)習(xí)，我班學(xué)生的化學(xué)選擇題取得顯著的進(jìn)步。

針對(duì)這種情況，結(jié)合縱向?qū)Ρ鹊慕Y(jié)果，將本班學(xué)生分成三個(gè)類型來(lái)深化化學(xué)選擇題的復(fù)習(xí)。

第一類，基礎(chǔ)知識(shí)差的同學(xué)，多加以鼓勵(lì)，提高他們的學(xué)習(xí)化學(xué)的信心，學(xué)習(xí)基本的化學(xué)知識(shí)點(diǎn)；

第二類，掌握化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)較多，但運(yùn)用還不夠純熟的學(xué)生，給予相應(yīng)的習(xí)題，多加以監(jiān)督，提高解題能力；

第三類，化學(xué)綜合素質(zhì)較高的學(xué)生，為防止他們產(chǎn)生自滿情緒，大意失荊州。平時(shí)在指導(dǎo)時(shí)，多提問(wèn)題，引發(fā)他們的思考，并加強(qiáng)這些學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力。

2.非選擇題數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析方法 化學(xué)科的非選擇題有三道必做題，一道選做題。這里采用第26題為例子，介紹非選擇題的分析方法。該題的原題如下：氯氣與堿溶液反應(yīng)，在低溫和稀堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO-和Cl-，在75℃以上和濃堿溶液中主要產(chǎn)物是ClO3-和Cl-。研究小組用如下實(shí)驗(yàn)裝置制取氯酸鉀（KClO3），并測(cè)定其純度。

回答下列問(wèn)題：

（1）檢查裝置氣密性后，添加藥品，待裝置Ⅲ水溫升至75℃開(kāi)始反應(yīng)。

①裝置Ⅰ的作用是制備________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。

②若取消裝置Ⅱ，對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響是________。

③實(shí)驗(yàn)結(jié)束，拆解裝置Ⅰ前為了防止大量氯氣逸出，可采取的措施是________。

④從裝置Ⅲ的試管中分離得到KClO3粗產(chǎn)品，其中混有的雜質(zhì)是KClO和________。

（2）已知堿性條件下，ClO-有強(qiáng)氧化性，而ClO3-氧化性很弱。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明：堿性條件下，H2O2 能被ClO-氧化，而不能被ClO3-氧化________。

（3）為測(cè)定產(chǎn)品KClO3的純度，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

步驟1：取2.45g樣品溶于水配成250mL溶液。

步驟2：取25.00mL溶液于錐形瓶中，調(diào)至pH＝10，滴加足量H2O2溶液充分振蕩，然后煮沸溶液1～2分鐘，冷卻。

步驟3：加入過(guò)量KI溶液，再逐滴加入足量稀硫酸。（ClO3-+6I-+6H+＝Cl-+3I2+3H2O）

步驟4：加入指示劑，用0.5000 mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00m L。（2S2O32-+I2＝S4O62-+2I-）

①步驟2的目的是________。寫(xiě)出煮沸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

②樣品中KClO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。（KClO3式量：122.5）

將九個(gè)空和整題的答對(duì)人數(shù)、難度以及區(qū)分度，各個(gè)空的難度也是由易到難。其中，占85.42%同學(xué)能認(rèn)出裝置Ⅰ的作用是制備Cl2，說(shuō)明學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)室制氣體的裝置掌握良好，對(duì)本班的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這第2空難度低。

對(duì)于第2空和第5空兩個(gè)空來(lái)說(shuō)，難度中等。答對(duì)第2空的學(xué)生數(shù)據(jù)反映出，需要強(qiáng)化化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，因?yàn)榻?jīng)過(guò)復(fù)查，共有25位學(xué)生完全做對(duì)這個(gè)空，掌握了這個(gè)重要化學(xué)知識(shí)點(diǎn)；但另有13位同學(xué)漏標(biāo)加熱符號(hào)、氣體符號(hào)和配平等，造成了失分。第5個(gè)空答對(duì)人數(shù)反映出，學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)各個(gè)流程的產(chǎn)物和雜質(zhì)掌握程度較高，具有一定的化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析能力。

第3空和第7空難度相同，仔細(xì)推敲，這兩個(gè)空考查的知識(shí)點(diǎn)類型都是“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?，說(shuō)明學(xué)生能隨著題目的引導(dǎo)，利用自身的化學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，做出一定判斷（如第2空和第5空）。但是，對(duì)于需要獨(dú)立思考才能給出答案的題目，做的并不好，提出“目的目標(biāo)”，對(duì)于我班的學(xué)生來(lái)說(shuō)，難度較大。如果要提高成績(jī)，那么就要訓(xùn)練中層學(xué)生獨(dú)立思考的能力，短期內(nèi)并非易事，需要強(qiáng)化訓(xùn)練加以改善。

3.教師根據(jù)學(xué)生具體情況做好二次測(cè)驗(yàn)的準(zhǔn)備 學(xué)生做好思維導(dǎo)圖或者概念圖后，還必須要求他們準(zhǔn)備好錯(cuò)題本，把模擬試卷中出現(xiàn)的錯(cuò)題整理成冊(cè)。這時(shí)，教師要注意學(xué)生的記憶理解曲線規(guī)律，及時(shí)做好二次測(cè)驗(yàn)的準(zhǔn)備，保障數(shù)據(jù)分析反饋的有效性，提高學(xué)生知識(shí)內(nèi)化的有效率。

四、基于數(shù)據(jù)分析的化學(xué)學(xué)習(xí)反饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總結(jié)

由于數(shù)據(jù)的客觀性，必將在高中化學(xué)教育中改變以往主觀評(píng)價(jià)為主的反饋系統(tǒng)。從數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)和化學(xué)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)出數(shù)據(jù)分析反饋在高中化學(xué)知識(shí)系統(tǒng)的系統(tǒng)，能清楚地解析學(xué)生當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)掌握的深度和解決化學(xué)問(wèn)題的策略，利于學(xué)生從繁復(fù)的題海中解脫出來(lái)，從而將精力放在化學(xué)思維的培養(yǎng)上。