數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析為例

陳林江

一、化學模擬考試卷數(shù)據(jù)分析的意義

1.教學反饋 反饋是教學過程的必要環(huán)節(jié)、形成性評價的重要組成部分，也是有效學習發(fā)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(shù)學校的基本教學形式，將模擬考試后收集到的數(shù)據(jù)——分數(shù)，使用簡單的總結性分數(shù)數(shù)據(jù)（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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(qū)分度等，這類數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)又以學生的作答情況為主，包括選項選擇人數(shù)、小題得分、填空題各個空得分，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(shù)據(jù)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(wǎng)絡系統(tǒng)，并能實現(xiàn)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(xiāng)鎮(zhèn)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(shù)據(jù)分析反饋教學活動。

二、基于數(shù)據(jù)分析的化學學習反饋系統(tǒng)設計

基于數(shù)據(jù)分析的化學學習反饋系統(tǒng)設計，需要以下環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)準備→數(shù)據(jù)分析處理→數(shù)據(jù)處理結果→分析信息反饋→查缺補漏。

1.數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)相關信息，這些源信息是開展數(shù)據(jù)分析的基礎。

2.數(shù)據(jù)準備 數(shù)據(jù)準備主要有試卷考查的化學知識點數(shù)目，以及根據(jù)這些知識點設置的答題數(shù)。

3.數(shù)據(jù)分析處理及處理結果

（1）單次考試的數(shù)據(jù)分析處理是對數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，可以做配合度數(shù)據(jù)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(jù)數(shù)據(jù)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(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(nèi)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(shù)數(shù)據(jù)，得到學生個人的個性化學習規(guī)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(shù)據(jù)分析為例說明基于數(shù)據(jù)分析的化學學習反饋系統(tǒng)設計

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環(huán)節(jié)并制定針對全班復習計劃。

第一步，統(tǒng)計出選擇題各選項的選擇人數(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)分度的常用指標為D，取值在-1～1之間，值越大區(qū)分度越好。測量學家伊貝爾認為：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)分度不好應淘汰。［2］

第二步，根據(jù)統(tǒng)計得到的數(shù)據(jù)，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(xiàn)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(shù)來分析，沒有選擇D選項的人數(shù)較多，說明47.92%的學生缺乏相關的實際生產(chǎn)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(lián)系起來。該題對我班的學生區(qū)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(tǒng)，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(shù)出能真正理解化學選擇題的學生人數(shù)。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(shù)有顯著差異，說明經(jīng)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(jiān)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(chǎn)生自滿情緒，大意失荊州。平時在指導時，多提問題，引發(fā)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(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)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(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(chǎn)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(chǎn)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(shù)為________。（KClO3式量：122.5）

將九個空和整題的答對人數(shù)、難度以及區(qū)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(shù)據(jù)反映出，需要強化化學方程式的書寫，因為經(jīng)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(shù)反映出，學生對化學實驗各個流程的產(chǎn)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(nèi)并非易事，需要強化訓練加以改善。

3.教師根據(jù)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(xiàn)的錯題整理成冊。這時，教師要注意學生的記憶理解曲線規(guī)律，及時做好二次測驗的準備，保障數(shù)據(jù)分析反饋的有效性，提高學生知識內(nèi)化的有效率。

四、基于數(shù)據(jù)分析的化學學習反饋系統(tǒng)設計的總結

由于數(shù)據(jù)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(tǒng)。從數(shù)據(jù)優(yōu)勢和化學教學的有機結合，設計出數(shù)據(jù)分析反饋在高中化學知識系統(tǒng)的系統(tǒng)，能清楚地解析學生當前的學習狀態(tài)、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(yǎng)上。