基于輔立碼課的高中化學習題信息化實踐研究

黃美云 李忠水 萬清黎

（1.福建師范大學，福建 福州 350007；2.福州第三中學，福建 福州 350001）

一、輔立碼課的研究背景

隨著《普通高中化學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》的頒布，許多學者對化學教材、教學設計、課堂組織形式以及學生學習方式進行了研究，例如項目式化學教學模式的構建、基于核心素養的化學教學設計等，但是對于化學作業的研究卻相對滯后。作業作為教學活動的重要環節，不僅擴充和豐富了教學內容，也是教學信息反饋的重要途徑。不同類型化學作業具有的功能難度由低到高可分為以下三類：一是檢驗學生對所學基礎化學知識、技能的記憶能力；二是考驗學生運用所學知識解決生活實際問題的能力；三是對學生綜合思維、知識的遷移創新能力的考驗。［1］由此可以看出，作業能有效促進學生化學學科能力的發展。如果化學作業改革不能與化學新課程改革同步進行，將影響高中化學教學質量的提升。

（一）傳統化學習題存在的問題

傳統的高中化學習題多數由紙筆完成，基于紙質檔習題的教學有效性反饋具有延遲和覆蓋性不全等問題。在當今大數據時代背景下，其無法充分發揮即時指導功能。首先，評價方式單一。學校的評價一般以終結性評價為主，即學生學習情況一般通過期中、期末的考試數據得出，而診斷性評價和形成性評價等比較缺乏，造成這一現象的主要原因在于學生平時學習情況沒有得到及時收集和分析。其次，評價內容重復。學生平時的紙質檔習題數據沒有被及時收集，這使得教師對學生的評價不夠精準全面，而到復習時又對相關知識點進行重復測試，難以切實減輕學校、教師和學生的負擔。另外，評價標準僵化。比如說現在絕大部分學校中，每個班的所有學生甚至一位教師所教的所有班級的日常習題基本上是一致的，但是每個班的學生之間及不同班的學生之間的學習情況是復雜多樣的，每位學生的知識薄弱點、興趣愛好、學習態度都是千差萬別的。而這種僵化統一的評價標準難以全面評判每個學生的學習情況，不利于因材施教，而且無形中會影響學生的學習積極性。

（二）信息化評價工具在化學課堂的獨特作用

2020 年10 月，中共中央、國務院印發《深化新時代教育評價改革總體方案》。其中強調要創新評價工具，即利用大數據、人工智能等現代化評價工具，開展學生學習情況全過程縱向評價、德智體美勞全要素橫向評價。［2］如果將這些信息化評價工具應用在化學課堂中，有望充分發揮其獨特作用，顯著提升化學教學的有效性。例如教師可以利用信息化教學手段來開展必要的化學實驗或虛擬仿真教學；還可以在信息化平臺上發布相關3D 模型或Flase 動畫等來幫助學生理解掌握抽象知識點；此外，可以發布與課本知識相關的現代先進技術的介紹視頻或作業，拓寬作業的形式和內容等。

基于此，文章研究了輔立碼課在化學習題課中的運用，通過深入挖掘化學習題課對學生化學學習全過程的診斷性功能，探索教學評一體化的實施路徑。

二、輔立碼課的簡介及功能

輔立碼課是河北習知軟件科技有限公司旗下的一款教育APP。它通過結合課堂、練習、作業、備考四大學習場景，為高中學校提供更好的課堂教學及課后精準教學的服務，作為教學全場景的產品，能夠從日常的學生練習中獲取學情，并對學生的薄弱知識點進行精準識別和突破。

輔立碼課的主要功能如下：首先，在試題的選擇上，教師可以根據化學知識點、化學學科能力、方法等方面進行選題，具有較高的測試精準度。且每道試題中都包含解題視頻，方便學生進行個性化學習。其次，在試題完成情況的分析上，當學生上傳個人答案、系統和教師批改完成后，會自動生成學生試題的完成情況和質量分析表、學情分析知識圖譜等，加速了日常教學評價的顯性化，有利于教師進行精準教學。另外，教師可以根據學生學習情況統計數據將測驗中不同層次的學生進行動態化的分層管理，為不同層次的學生設置不同的學習目標并發布有針對性的試題，使每位學生都獲得最大程度的發展。［3］

三、高中化學習題信息化的實踐案例及分析

（一）基于輔立碼課的習題信息化模型

將日常練習冊轉化為電子版本，學生可以通過平板電腦等完成每日習題，客觀題由學生在平板上提交，系統進行自動批改；主觀題由學生拍照上傳，教師進行批改。教師可以使用電子筆留下批改痕跡，還能通過錄音功能講解該學生此題的錯誤點，從而實行個性化習題講解。且完成習題后都有視頻講解，學生可以根據自身做題情況選擇性觀看，進行查漏補缺。

基于此，教師可以在云平臺中發布課前和課中習題，通過及時反饋的學生完成情況數據表格，不斷調整教學策略，對學生知識薄弱點進行針對性的分析和講解，提高教學成效；課后教師發布有時效性的習題作業，并通過云平臺對學生學情進行可視化分析，及時了解學生的學習狀況，并針對每個學生的具體學習狀況進行不同靶向班的分類，推送適合其學習情況的習題。日積月累，整個班級及學生個體對知識的掌握情況也能夠以知識樹的形式展示出來，并形成個人錯題本，為之后復習提供數據支撐。

（二）課前與課中習題信息化

在課前或課中發布信息化習題能方便教師及時調整教學策略，促使課時教學目標的達成。一般以3-5 個選擇題為主，且題目自帶視頻解析，既不加重學習負擔，又能有效掌握全班及個人當前的學習情況。例如在離子反應知識點的隨堂練習中（見圖1），學生前兩個基礎題的正確率都為92.5%，表明學生對于離子反應的基本概念已經掌握，但是第三、四題學生的得分率為73.6%和70.7%，表明學生對部分離子方程式的書寫和正誤判斷存在一些問題。教師可以審閱學生上交的答案，從而把握學生在解答時出現的共性問題，在課堂引領學生一同回顧離子方程式的書寫步驟，并且在習題講解完畢后，與學生一起歸納離子方程式正誤判斷需要注意的幾個方面，幫助學生掌握核心知識和關鍵能力。

圖1 離子反應隨堂練習得分率柱狀圖

（三）課后習題信息化

以《化學反應中的熱效應》新授課中“焓變、反應熱”知識點的習題為例，通過精選多層次的習題，,及時、有效評價學生對于該知識點的掌握情況。

1.習題選取和編排

高中化學題目從基礎知識鞏固到綜合能力應用的難度跨度比較大，對于學生學習能力的要求也越來越高，因此，選擇適合學生的隨堂練習題對于學生課堂學習的持續性和有效性有著至關重要的影響。［4］教師利用輔立碼課，先以微課的形式引領學生回顧本節課的重點知識，再以經典例題讓學生初步了解利用該知識點解題的一般思路和方法，最后輔以基礎題、提升題、拔尖題和檢測題等不同能力要求的習題。學生在教師的指導下自主選擇適合自身學習情況的習題進行鞏固和提升，達到了分層教學的目的。

2.數據分析

通過學生習題完成情況和質量圖表（見圖2），可以有效檢驗高中化學課時教學目標的達成情況。例如，教師通過查看《化學反應中的熱效應》第一課時“焓變、反應熱”課后作業的學生得分率柱狀圖（見圖3）來針對性地進行習題分析和講評。

圖2 課后習題完成情況和質量圖表

圖3 課后習題得分率柱狀圖

【1.1】實驗室制取下列氣體，其反應放熱的是（ ）.

A.由碳與水蒸氣反應制水煤氣

B.由乙醇制C2H4

C.由電石制C2H2

D.由氯酸鉀制O2

該題學生得分率為58.82%，表明學生對常見吸熱反應和放熱反應的鑒別的掌握情況不理想。在習題講解上，教師可以通過列舉一些吸熱反應、放熱反應對應的具體實例來加強學生對于該知識點的感性認知，然后引導學生對其進行匯總，并對易錯點進行點撥。

【3.2】白磷與氧可發生如下反應：P4+5O2=P4010。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：P-P akJ.mol-1、P-O bkJ.mol-1、P=O ckJ.mol-1、O=O dkJ.mol-1

根據圖4 所示的分子結構和有關數據估算該反應的ΔH，其中正確的是（ ）.

圖4 P4和P4O10的分子結構圖

A.（6a+5d-4c-12d）kJ.mol-1

B.（4c+12b-6a-5d）kJ.mol-1

C.（4c+12b-4a-5d）kJ.mol-1

D.（4a+5d-4c-12b）kJ.mol-1

【4.6】科學家已獲得極具理論研究意義的N4分子，其結構為正四面體（如圖5 所示），與白磷分子相似。已知斷裂1mol N-N 鍵吸收193KJ 能量，斷裂1mol N≡N 鍵吸收941KJ 熱量，則（ ）

圖5 N4 的分子結構圖

A.N4的熔點比P4高

B.1molN4氣體轉化為N2時要吸收724KJ 能量

C.N4是N2的同系物

D.1molN4氣體轉化為N2時要放出724KJ 能量

這兩題都是關于物質分子結構中鍵能的計算，主要發展學生的證據推理和模型認知能力。這兩題班級的正確率都在70%以上，表明絕大多數學生已經掌握該知識點。做錯的同學，可以自行觀看解題視頻，然后教師單獨設立靶向班，推送相似題。從而達到不增加其他學生的作業負擔，也能促進不同層次學生能力提升的教學效果。

四、結語

化學習題信息化相較于傳統紙筆練習具有以下優點：在習題編制上，教師可以通過輔立碼課中題庫分類功能來選取日常化學練習，從而控制作業的數量，同時實現作業的分層設置；在習題批改上，有效解放了教師作業批改空間的束縛，提升了作業的批改效率；在學情反饋上，能為教師的教學效果提供著及時、有效的反饋數據，從而促使教師不斷調整教學策略，提升教學的有效性；在習題講評上，教師可以依據具體的學生得分數據圖表，對學生出現的共性問題通過分析和講解來進行針對性突破，對于學生的個性問題可以通過設立不同靶向班，滿足不同類別學生的學習需求，實施因材施教。