數據分析反饋教學方法探析
——以高考化學復習中模擬考試卷的數據分析為例

陳林江

一、化學模擬考試卷數據分析的意義

1.教學反饋 反饋是教學過程的必要環節、形成性評價的重要組成部分，也是有效學習發生的基本要素之一。“基于反饋學習”的觀點認為“教學就意味著提供反饋”［1］。在高中教育中，班級授課制、大班教學和集中授課制是大多數學校的基本教學形式，將模擬考試后收集到的數據——分數，使用簡單的總結性分數數據（如總分、平均分等）向學生進行反饋仍是主要的試卷分析方式。

2.化學學科教學數據分析類型 化學學科作為高中的重要基礎科學學科之—，學習的數據同樣圍繞著化學教師組織的模擬考試活動中獲得，主要來自于試題與學生兩大類。試題類的數據以考查的化學知識點為核心，延伸到知識點涉及的定義、分類、類型、難度和區分度等，這類數據的有效分析，可以讓教師和學生知道縱向挖掘化學知識結構水平的深度；學生類的數據又以學生的作答情況為主，包括選項選擇人數、小題得分、填空題各個空得分，總分和平均分等，這類數據的有效反饋，利于教學雙方在這一知識深度水平上，開展橫向比較。

3.化學高考備考模擬卷數據分析對象 在化學的高考備考過程中，適量的模擬試卷訓練，可幫助學生強化化學知識學習，整合所學到化學知識體系，形成自己獨有的化學知識網絡系統，并能實現對知識掌握情況的查漏補缺。可以說，幫助學生找出自身化學知識體系的漏洞，是高三化學老師都希望解決的問題。但是，不同教師在教學實踐過程中，雖然大都采用了類似的模擬高考考試教學方式，但所達成的效果往往存在很大的差異性，這其實反映了不同教師在使用這種教學方式時的教學成效不同。同時，教師在面對一個班各有所長的幾十個學生時，如何對各個類型學生甚至是學生個體進行有針對性的教學，這無疑就需要一定的方法技巧。本文以一所鄉鎮中學的高三學生為研究對象，選取了一份高考化學模擬試題，圍繞考試情況，介紹了在實踐教學中總結出的試卷分析方法，然后進行針對性的教學，以此探討如何在高三年級進行有效的模擬考試數據分析反饋教學活動。

二、基于數據分析的化學學習反饋系統設計

基于數據分析的化學學習反饋系統設計，需要以下環節：數據采集→數據準備→數據分析處理→數據處理結果→分析信息反饋→查缺補漏。

1.數據采集 數據采集主要包括試卷題號信息、學生信息和答題得分情況等數據相關信息，這些源信息是開展數據分析的基礎。

2.數據準備 數據準備主要有試卷考查的化學知識點數目，以及根據這些知識點設置的答題數。

3.數據分析處理及處理結果

（1）單次考試的數據分析處理是對數據信息進行科學計算，得到有意義的不同層次學生的分類結果。數據分析分成選擇題與非選擇題兩個部分，分別做縱向對比。

（2）對單個學生的數據，可以做配合度數據分析；也可以將該名學生幾次的考試成績做學情折線圖，做橫向對比。

根據數據分析處理的結果，讓學生畫出相關知識點的概念圖，強化化學概念，理解好定義的內涵和外延。

4.分析信息反饋 分析信息反饋包括試卷診斷報告和學生學情報告。試卷診斷報告從試題中找出學生在階段性復習的化學知識掌握程度，主要是為教師制定下一階段的復習內容和教學策略奠定基礎。學生學情報告通過學生做試題得出的分數數據，得到學生個人的個性化學習規律，有利于學生查漏補缺。

三、以高考化學復習中模擬考試卷的數據分析為例說明基于數據分析的化學學習反饋系統設計

1.選擇題數據采集和數據分析方法

（1）縱向分析找出薄弱知識環節并制定針對全班復習計劃。

第一步，統計出選擇題各選項的選擇人數、難度和區分度。*粗體數字表示選擇正確答案的學生數；**各題的難度，以0.3-0.7為較好。***區分度的常用指標為D，取值在-1～1之間，值越大區分度越好。測量學家伊貝爾認為：試題的區分度.在0.4以上表明此題的區分度很好，0.3～0.39表明此題的區分度較好，0.2～0.29表明此題的區分度不太好需修改，0.19以下表明此題的區分度不好應淘汰。［2］

第二步，根據統計得到的數據，給出試卷診斷報告。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告。

第7題.合成氨是人類科學技術上的一項重大突破，曾三次獲諾貝爾化學獎。下列說法錯誤的是

A.合成氨技術實現了“從空氣到面包” 11位學生選擇A選項

B.合成氨涉及氧化還原反應 5位學生選擇B選項

C.高效催化劑是合成氨反應的重要條件 7位學生選擇C選項

D.合成氨所需要的氫氣主要來自于電解水 25位學生選擇D選項

從選項的選擇人數來分析，沒有選擇D選項的人數較多，說明47.92%的學生缺乏相關的實際生產條件對反應物選擇方面的知識。選A選項的同學則沒能將空氣中氮氣和面包中蛋白質的氮元素聯系起來。該題對我班的學生區分度較低，說明學生普遍缺乏生活化學基礎常識，需要加強這方面的教育。

第8題和第9題對于本班來說，難度較低，所做的工作就是鼓勵在這部分失分的學生，爭取他們能補充強化化學最基本的知識點。

第10、11、12三道題，難度適中，輔導中層生找出失分的原因。不管是相應知識點缺失，還是知識點的應用不熟練，都要清楚整理出思路來，利于進一步的復習。

第13題對于我班學生來說，難度最大，指導中上層的學生努力攻關，深化自己的化學知識系統，提高解決計算題的能力。

（2）橫向分析以針對學生個人的學情報告，提出具體復習要求。目前的實際情況是，七道化學單選題，做對幾道題才能認為他是真會？利用概率分布中二項分布原理，計算的結果是四道題。因此，可以數出能真正理解化學選擇題的學生人數。本次參與測試的同學48人中，有31位同學做對了四道及以上的題目，占比是64.58%。

采用卡方配合度檢驗計算結果表明，在0.05的顯著性水平上，接受H1，拒絕H0，認為合格和不合格的學生數有顯著差異，說明經過近一年的復習，我班學生的化學選擇題取得顯著的進步。

針對這種情況，結合縱向對比的結果，將本班學生分成三個類型來深化化學選擇題的復習。

第一類，基礎知識差的同學，多加以鼓勵，提高他們的學習化學的信心，學習基本的化學知識點；

第二類，掌握化學基礎知識較多，但運用還不夠純熟的學生，給予相應的習題，多加以監督，提高解題能力；

第三類，化學綜合素質較高的學生，為防止他們產生自滿情緒，大意失荊州。平時在指導時，多提問題，引發他們的思考，并加強這些學生的化學計算能力。

2.非選擇題數據采集和數據分析方法 化學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，在低溫和稀堿溶液中主要產物是ClO-和Cl-，在75℃以上和濃堿溶液中主要產物是ClO3-和Cl-。研究小組用如下實驗裝置制取氯酸鉀（KClO3），并測定其純度。

回答下列問題：

（1）檢查裝置氣密性后，添加藥品，待裝置Ⅲ水溫升至75℃開始反應。

①裝置Ⅰ的作用是制備________，反應的化學方程式為________。

②若取消裝置Ⅱ，對本實驗的影響是________。

③實驗結束，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粗產品，其中混有的雜質是KClO和________。

（2）已知堿性條件下，ClO-有強氧化性，而ClO3-氧化性很弱。設計實驗證明：堿性條件下，H2O2 能被ClO-氧化，而不能被ClO3-氧化________。

（3）為測定產品KClO3的純度，進行如下實驗：

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標準溶液滴定至終點，消耗標準溶液20.00m L。（2S2O32-+I2＝S4O62-+2I-）

①步驟2的目的是________。寫出煮沸時反應的化學方程式________。

②樣品中KClO3的質量分數為________。（KClO3式量：122.5）

將九個空和整題的答對人數、難度以及區分度，各個空的難度也是由易到難。其中，占85.42%同學能認出裝置Ⅰ的作用是制備Cl2，說明學生對實驗室制氣體的裝置掌握良好，對本班的學生來說，這第2空難度低。

對于第2空和第5空兩個空來說，難度中等。答對第2空的學生數據反映出，需要強化化學方程式的書寫，因為經過復查，共有25位學生完全做對這個空，掌握了這個重要化學知識點；但另有13位同學漏標加熱符號、氣體符號和配平等，造成了失分。第5個空答對人數反映出，學生對化學實驗各個流程的產物和雜質掌握程度較高，具有一定的化學實驗分析能力。

第3空和第7空難度相同，仔細推敲，這兩個空考查的知識點類型都是“實驗目的”，說明學生能隨著題目的引導，利用自身的化學知識儲備，做出一定判斷（如第2空和第5空）。但是，對于需要獨立思考才能給出答案的題目，做的并不好，提出“目的目標”，對于我班的學生來說，難度較大。如果要提高成績，那么就要訓練中層學生獨立思考的能力，短期內并非易事，需要強化訓練加以改善。

3.教師根據學生具體情況做好二次測驗的準備 學生做好思維導圖或者概念圖后，還必須要求他們準備好錯題本，把模擬試卷中出現的錯題整理成冊。這時，教師要注意學生的記憶理解曲線規律，及時做好二次測驗的準備，保障數據分析反饋的有效性，提高學生知識內化的有效率。

四、基于數據分析的化學學習反饋系統設計的總結

由于數據的客觀性，必將在高中化學教育中改變以往主觀評價為主的反饋系統。從數據優勢和化學教學的有機結合，設計出數據分析反饋在高中化學知識系統的系統，能清楚地解析學生當前的學習狀態、學習進度、知識掌握的深度和解決化學問題的策略，利于學生從繁復的題海中解脫出來，從而將精力放在化學思維的培養上。