化學案例 | 基于數(shù)據(jù)的初中化學校本教研實踐與思考
2015年國家正式啟動了“互聯(lián)網(wǎng) ”行動計劃和大數(shù)據(jù)兩大國家策略，發(fā)展教育大數(shù)據(jù)已成為當前推進我國教育領域深化改革與創(chuàng)新發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。在“互聯(lián)網(wǎng) ”時代，如何應用大數(shù)據(jù)創(chuàng)新教研并實施精準化教學，已經(jīng)成為每位教師需要思考的問題。近幾年，筆者所在的學校進行了智慧校園環(huán)境建設，從學校層面及學科教研組層面，對每一位教師進行了以轉變教學理念和使用現(xiàn)代教育工具為主的通識培訓，教師們逐步能用K12智慧云平臺、極課大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、OKAYPAD等信息化工具進行教學、教研、評價和管理。筆者所在的化學教研組在這樣的背景下，進行了基于數(shù)據(jù)的化學校本教研相關探索。以人教版化學第六單元《碳和碳的氧化物》為例，本單元是元素及其化合物知識，教學重點是碳及碳的氧化物的性質、實驗室制取二氧化碳的原理和裝置，難點是探究實驗室里制取二氧化碳的裝置。教學內容結束后，為了及時了解學生學習情況，對全年級7個班進行了教學檢測，并依據(jù)測試結果開展了基于數(shù)據(jù)的校本教研探索。采集數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題試卷卷面總分50分，共19小題，其中選擇題14題，填空題2題，實驗裝置題1題，流程題1題，綜合實驗題1題。極課系統(tǒng)提供多維度學情數(shù)據(jù)報（學情報表、學科追蹤、學生追蹤），有年級均分、班均分、客觀題主觀題得分率、小題分、區(qū)分度難度、高頻錯題、知識點分析等。圖1、2、3為其中部分列表。圖1 試題難度與區(qū)分度
圖2 大小題對比
由以上數(shù)據(jù)分析可知，試卷難度適中，年級均分36.8分，最高分48分，年級優(yōu)秀率26.9%，年級合格率82.8%。有些小題難度和預先設置的有較大差距；從年級得分率最低知識點來看，最難知識點各班呈現(xiàn)多樣化分布，說明學生掌握情況與班級學情、教師教學方式等有關。依據(jù)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)以下問題：①各班級得分率最低的是哪一題？得分率最低的是哪兩個知識點？進行原因分析。②年級得分率最低的是選擇題第14題，非選擇題第19題，什么原因造成得分率偏低？③對易錯知識點的教學，采用何種教學方式？④利用學情分析，你如何實施個性化輔導？依據(jù)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后隱藏的問題并研究問題，是基于數(shù)據(jù)的化學校本教研的關鍵所在，數(shù)據(jù)僅僅是表象，問題才是內在核心。概括起來主要是以下幾方面的問題：一是教學目標定位問題，教師可能高估了學生對某個知識點掌握的能力，未能做到循序漸進導致學生一知半解；二是教學方式選擇問題，對于易錯點教師可能重講解輕訓練，導致學生易遺忘而再三犯錯，或者壓根兒不清楚哪些知識點屬于易錯知識點；三是個性化輔導問題，教師可能對學困生缺乏情感投入，在他們感到迷茫時未能及時助其一臂之力，導致學習效果較差。下面仍以第六單元測試為例，談談是如何依據(jù)數(shù)據(jù)分析來研究問題的?；瘜W教研組由4位教師組成，其中成熟型教師2位（陳老師和筆者本人），年輕教師2位（黃老師和王老師）。筆者：5班得分率最低的選擇題是第14題（如圖4），知識點是反應類型的判定、二氧化碳的化學性質等。錯誤大的原因在于，學生對物質的性質沒有很好掌握，造成對物質之間的轉化不熟悉。具體知識點如：碳酸在常溫下就能發(fā)生分解；碳具有可燃性，可以與氧氣發(fā)生化合反應生成二氧化碳，碳還具有還原性，可以與氧化銅等物質發(fā)生置換反應生成二氧化碳；CO生成二氧化碳，同樣可以利用其可燃性和還原性。圖4
王老師：1班得分率最低的是第10題（如圖5），知識點是物質性質及除雜，班級得分率50%。認為選項②正確，問題在于對物質除雜凈化掌握不夠，二氧化碳中含有一氧化碳，認為利用CO的可燃性即可除去，其實雜質含量是比較少的，二氧化碳不支持燃燒，二氧化碳中含有少量的CO是點不燃的。對于本題這類多個選項的題型，我找不到非常好的辦法讓學生容易理解，想請各位出出主意。
圖5
黃老師：本題我們2班做得也不理想，可能問題還在于多個知識點，學生容易混淆。陳老師：此類題型，雖然考的知識點并不太難，但是通常有五六個選項，要求學生對每一個概念辨析都要清晰，的確難度不小。如認為選項①正確，問題在于對物質的宏觀組成和微觀構成辨析不清，碳元素組成的單質還是碳原子構成的單質，我們得思考，在以后的教學中，如何進行化學概念的教學。筆者：大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的學情研判，為我們實施個性化輔導提供了參考依據(jù)，如利用平臺的學生追蹤功能，可以查看每位學生每個知識點的掌握情況，以及個體學生的學習變化趨勢。對于本次測試，系統(tǒng)的學生診斷功能提示：我們5班有5位學生成績出現(xiàn)明顯下滑，我查找了下滑學生的學業(yè)檔案（如圖6、圖7），了解一段時間內學生的學習情況。準備找學生交流談心，找下滑原因，幫助其改善學習狀態(tài)。圖6 學生診斷
圖7 學生學業(yè)檔案（楊逸）
教學建議：①教研組在后續(xù)教學中，指導學生回歸書本，熟練掌握CO2、CO、CaCO3等物質的性質及其物質之間的相互轉化。②教師要強化對化學概念的教學，要讓學生準確理解化學概念，掌握概念的內涵和外延?？刹扇《喾N形式進行概念教學，如討論引入、情境引入、運用實驗引入、聯(lián)系生活引入等，使學生學習概念時興趣盎然，獲得概念時印象深刻。③各班根據(jù)錯誤率較高的試題，確立精準化教學目標……
依據(jù)數(shù)據(jù)分析，重新審視高頻易錯題及薄弱知識點的教學過程，并對這部分內容的教學目標進行精準化的定位，利用數(shù)據(jù)進行有效分解，并實現(xiàn)量化，使知識點得到鞏固。以選擇題第10題中涉及的除雜為例，學生掌握不好的原因可能在于，教師未講精講透該知識點，學生未掌握除雜的方法和原理，或相應的除雜方程式掌握不牢固等。針對這些可能的原因，教師要重新定位并細化分解教學目標，首先牢固掌握本單元出現(xiàn)的方程式，再講清楚除雜的思路和方法，最后輔以適當?shù)木毩晱娀斫?，從而幫助學生真正掌握。根據(jù)數(shù)據(jù)分析確定了精準化教學目標并實施教學后，教師針對薄弱知識點，在課堂上有意識地強化訓練，還可以通過平臺組卷功能組卷（如圖8），如我對班級得分率在50%～80%的試題，依據(jù)校本題庫，重新生成練習，并進行在線測試，實時互動，或者布置回家作業(yè)，學生在家在線完成并提交作業(yè)。教師通過查看作業(yè)時間、提交時間、答題正確率、測試分析等，了解學生目標達成情況，以便及時調控教學過程。圖8 組卷
對于不同層次的學生，教師借助智慧云平臺，推送微課、微視頻、拓展練習等個性化學習資源，指導其自主學習，作為前期學習的補充，幫助學生學會鞏固化學知識，發(fā)展化學學科思維，提升科學素養(yǎng)。用好錯題本（如圖9），也是個性化輔導的又一表現(xiàn)。通過大數(shù)據(jù)的一鍵導出功能，學生下載錯題本，并訂正。錯題訂正過程，也是學生經(jīng)歷“不知不覺、后知后覺、當知當覺、先 知先覺”的過程，實現(xiàn)“混沌、察覺、醒覺、超越”的華麗轉身。把錯題作為學習資源，把錯誤弄懂，能培養(yǎng)學生自主學習、自我反思等良好的非智力習慣。圖9 學生錯題本（部分）
基于數(shù)據(jù)的化學校本教研的幾點思考從個體教研轉向數(shù)據(jù)式教研，從“基于經(jīng)驗的教研”轉向“基于事實和數(shù)據(jù)的教研”，避免了教研的隨意化、經(jīng)驗化?；跀?shù)據(jù)的校本教研，能促使教師利用數(shù)據(jù)、運用數(shù)據(jù)，實現(xiàn)精準化教學。1.以數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為教研的抓手通過日常的作業(yè)和測試的反饋，能收集到很多有效數(shù)據(jù)。利用平臺強大的數(shù)據(jù)分析與論證功能，能有效確定教研主題，改變了傳統(tǒng)教研模式，優(yōu)化了教研的形式，也讓教研更加充滿創(chuàng)新與活力。數(shù)據(jù)，成為教研分析的重要抓手，為實現(xiàn)精準化教與學提供了可能。北京師范大學郭華教授說過，大家要有自覺發(fā)現(xiàn)問題的眼光、自覺研究的意識，上好自己的每一節(jié)課。在傳統(tǒng)的校本教研中，存在教師“問題意識差，交流對話少”的情況，即不能發(fā)現(xiàn)問題和提出問題。通過數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，很容易發(fā)現(xiàn)教和學的問題，這些問題成為教研的驅動力，同時也成為教研活動的核心。教師個人根據(jù)教研重點問題，基于數(shù)據(jù)，對自身教學行為，先進行內省，如我的教學設計是否符合學生實際、教學行為是否符合學生認知、教學效果是否達到預期教學目標等。教師通過反思學會批判和審視，做出理性的判斷、思考和選擇，把自己的內隱知識激發(fā)出來，從而達到改進自己教學行為的目的。通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提升實踐經(jīng)驗及教學智慧，實現(xiàn)專業(yè)化成長，同時也提升了教研的實效性。教研組教師間是同伴合作關系，教研組教師分工合作、分享經(jīng)驗、共享資源，讓每一位教師在教研過程中“互助合作共成長”。在個人反思的基礎上進行團隊研究，有利于解決個體難以解決的困惑，有利于匯集每位教師的實踐經(jīng)驗和智慧。如在教研活動中，根據(jù)學業(yè)數(shù)據(jù)，在逐題分析時，我們請得分最高的教師分享某知識點教學策略，這樣有助于得分較低的教師改進教學實施。基于數(shù)據(jù)的分析，讓教研組的每一位教師清楚地知道自己所任教班級的現(xiàn)狀，學生對知識點的掌握情況，讓教師清醒地認識自己，反思自己的教學行為。教研活動，有利于每位教師在思維碰撞中提升自我，在教學改進中提升自己的教學能力。“互聯(lián)網(wǎng) ”時代，為我們的教學研究創(chuàng)設了全新的教學環(huán)境，大數(shù)據(jù)驅動精準教學時代已經(jīng)到來，這對教師和學生都提出了新的要求：教師要大力開展基于數(shù)據(jù)的教學改革實踐探索，更新教育理念，學習新媒體新科技，充分吸收各種教學資源，提升自己的知識儲備，提高信息素養(yǎng)，加強數(shù)據(jù)分析能力，并用這種不斷進取、敢于創(chuàng)新的大數(shù)據(jù)思維影響學生；學生要充分發(fā)揮自己已有的知識能力，利用各種數(shù)字化學習資源，不斷增強自主學習的能力。以上是我們化學教研組的一點粗淺的探索和體會，在今后的教學過程中，我們將進一步優(yōu)化操作策略，逐步形成基于數(shù)據(jù)的化學校本教研模式，實現(xiàn)教學的精準化。
（作者單位：江蘇省無錫市南長實驗中學）
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