化学案例 | 基于数据的初中化学校本教研实践与思考

2015年国家正式启动了“互联网 ”行动计划和大数据两大国家策略，发展教育大数据已成为当前推进我国教育领域深化改革与创新发展的战略举措。在“互联网 ”时代，如何应用大数据创新教研并实施精准化教学，已经成为每位教师需要思考的问题。近几年，笔者所在的学校进行了智慧校园环境建设，从学校层面及学科教研组层面，对每一位教师进行了以转变教学理念和使用现代教育工具为主的通识培训，教师们逐步能用K12智慧云平台、极课大数据系统、OKAYPAD等信息化工具进行教学、教研、评价和管理。笔者所在的化学教研组在这样的背景下，进行了基于数据的化学校本教研相关探索。

以人教版化学第六单元《碳和碳的氧化物》为例，本单元是元素及其化合物知识，教学重点是碳及碳的氧化物的性质、实验室制取二氧化碳的原理和装置，难点是探究实验室里制取二氧化碳的装置。教学内容结束后，为了及时了解学生学习情况，对全年级7个班进行了教学检测，并依据测试结果开展了基于数据的校本教研探索。

采集数据，发现问题

试卷卷面总分50分，共19小题，其中选择题14题，填空题2题，实验装置题1题，流程题1题，综合实验题1题。极课系统提供多维度学情数据报（学情报表、学科追踪、学生追踪），有年级均分、班均分、客观题主观题得分率、小题分、区分度难度、高频错题、知识点分析等。图1、2、3为其中部分列表。

图1 试题难度与区分度

图2 大小题对比

图3 年级得分率最低知识点

由以上数据分析可知，试卷难度适中，年级均分36.8分，最高分48分，年级优秀率26.9%，年级合格率82.8%。有些小题难度和预先设置的有较大差距；从年级得分率最低知识点来看，最难知识点各班呈现多样化分布，说明学生掌握情况与班级学情、教师教学方式等有关。依据数据分析，发现以下问题：

①各班级得分率最低的是哪一题？得分率最低的是哪两个知识点？进行原因分析。

②年级得分率最低的是选择题第14题，非选择题第19题，什么原因造成得分率偏低？

③对易错知识点的教学，采用何种教学方式？④利用学情分析，你如何实施个性化辅导？

分析数据，研究问题

依据数据分析，发现数据背后隐藏的问题并研究问题，是基于数据的化学校本教研的关键所在，数据仅仅是表象，问题才是内在核心。概括起来主要是以下几方面的问题：一是教学目标定位问题，教师可能高估了学生对某个知识点掌握的能力，未能做到循序渐进导致学生一知半解；二是教学方式选择问题，对于易错点教师可能重讲解轻训练，导致学生易遗忘而再三犯错，或者压根儿不清楚哪些知识点属于易错知识点；三是个性化辅导问题，教师可能对学困生缺乏情感投入，在他们感到迷茫时未能及时助其一臂之力，导致学习效果较差。

下面仍以第六单元测试为例，谈谈是如何依据数据分析来研究问题的。化学教研组由4位教师组成，其中成熟型教师2位（陈老师和笔者本人），年轻教师2位（黄老师和王老师）。

交流研讨（部分实录）：

笔者：5班得分率最低的选择题是第14题（如图4），知识点是反应类型的判定、二氧化碳的化学性质等。错误大的原因在于，学生对物质的性质没有很好掌握，造成对物质之间的转化不熟悉。具体知识点如：碳酸在常温下就能发生分解；碳具有可燃性，可以与氧气发生化合反应生成二氧化碳，碳还具有还原性，可以与氧化铜等物质发生置换反应生成二氧化碳；CO生成二氧化碳，同样可以利用其可燃性和还原性。

图4

王老师：1班得分率最低的是第10题（如图5），知识点是物质性质及除杂，班级得分率50%。认为选项②正确，问题在于对物质除杂净化掌握不够，二氧化碳中含有一氧化碳，认为利用CO的可燃性即可除去，其实杂质含量是比较少的，二氧化碳不支持燃烧，二氧化碳中含有少量的CO是点不燃的。对于本题这类多个选项的题型，我找不到非常好的办法让学生容易理解，想请各位出出主意。

图5

黄老师：本题我们2班做得也不理想，可能问题还在于多个知识点，学生容易混淆。

陈老师：此类题型，虽然考的知识点并不太难，但是通常有五六个选项，要求学生对每一个概念辨析都要清晰，的确难度不小。如认为选项①正确，问题在于对物质的宏观组成和微观构成辨析不清，碳元素组成的单质还是碳原子构成的单质，我们得思考，在以后的教学中，如何进行化学概念的教学。

笔者：大数据系统的学情研判，为我们实施个性化辅导提供了参考依据，如利用平台的学生追踪功能，可以查看每位学生每个知识点的掌握情况，以及个体学生的学习变化趋势。对于本次测试，系统的学生诊断功能提示：我们5班有5位学生成绩出现明显下滑，我查找了下滑学生的学业档案（如图6、图7），了解一段时间内学生的学习情况。准备找学生交流谈心，找下滑原因，帮助其改善学习状态。

图6 学生诊断

图7 学生学业档案（杨逸）

教学建议：①教研组在后续教学中，指导学生回归书本，熟练掌握CO2、CO、CaCO3等物质的性质及其物质之间的相互转化。②教师要强化对化学概念的教学，要让学生准确理解化学概念，掌握概念的内涵和外延。可采取多种形式进行概念教学，如讨论引入、情境引入、运用实验引入、联系生活引入等，使学生学习概念时兴趣盎然，获得概念时印象深刻。③各班根据错误率较高的试题，确立精准化教学目标……

依据数据，解决问题

1.精准化定位教学目标

依据数据分析，重新审视高频易错题及薄弱知识点的教学过程，并对这部分内容的教学目标进行精准化的定位，利用数据进行有效分解，并实现量化，使知识点得到巩固。以选择题第10题中涉及的除杂为例，学生掌握不好的原因可能在于，教师未讲精讲透该知识点，学生未掌握除杂的方法和原理，或相应的除杂方程式掌握不牢固等。针对这些可能的原因，教师要重新定位并细化分解教学目标，首先牢固掌握本单元出现的方程式，再讲清楚除杂的思路和方法，最后辅以适当的练习强化理解，从而帮助学生真正掌握。

2 . 精准化融入练习内容

根据数据分析确定了精准化教学目标并实施教学后，教师针对薄弱知识点，在课堂上有意识地强化训练，还可以通过平台组卷功能组卷（如图8），如我对班级得分率在50%～80%的试题，依据校本题库，重新生成练习，并进行在线测试，实时互动，或者布置回家作业，学生在家在线完成并提交作业。教师通过查看作业时间、提交时间、答题正确率、测试分析等，了解学生目标达成情况，以便及时调控教学过程。

图8 组卷

3.精准化实施个性化辅导

对于不同层次的学生，教师借助智慧云平台，推送微课、微视频、拓展练习等个性化学习资源，指导其自主学习，作为前期学习的补充，帮助学生学会巩固化学知识，发展化学学科思维，提升科学素养。用好错题本（如图9），也是个性化辅导的又一表现。通过大数据的一键导出功能，学生下载错题本，并订正。错题订正过程，也是学生经历“不知不觉、后知后觉、当知当觉、先 知先觉”的过程，实现“混沌、察觉、醒觉、超越”的华丽转身。把错题作为学习资源，把错误弄懂，能培养学生自主学习、自我反思等良好的非智力习惯。

图9 学生错题本（部分）

基于数据的化学校本教研的几点思考

从个体教研转向数据式教研，从“基于经验的教研”转向“基于事实和数据的教研”，避免了教研的随意化、经验化。基于数据的校本教研，能促使教师利用数据、运用数据，实现精准化教学。

1.以数据呈现为教研的抓手

通过日常的作业和测试的反馈，能收集到很多有效数据。利用平台强大的数据分析与论证功能，能有效确定教研主题，改变了传统教研模式，优化了教研的形式，也让教研更加充满创新与活力。数据，成为教研分析的重要抓手，为实现精准化教与学提供了可能。

2.以问题驱动为教研的核心

北京师范大学郭华教授说过，大家要有自觉发现问题的眼光、自觉研究的意识，上好自己的每一节课。在传统的校本教研中，存在教师“问题意识差，交流对话少”的情况，即不能发现问题和提出问题。通过数据的呈现，很容易发现教和学的问题，这些问题成为教研的驱动力，同时也成为教研活动的核心。

3.以个人反思为教研的内驱

教师个人根据教研重点问题，基于数据，对自身教学行为，先进行内省，如我的教学设计是否符合学生实际、教学行为是否符合学生认知、教学效果是否达到预期教学目标等。教师通过反思学会批判和审视，做出理性的判断、思考和选择，把自己的内隐知识激发出来，从而达到改进自己教学行为的目的。通过数据发现问题、解决问题，提升实践经验及教学智慧，实现专业化成长，同时也提升了教研的实效性。

4.以团队研析为教研的基础

教研组教师间是同伴合作关系，教研组教师分工合作、分享经验、共享资源，让每一位教师在教研过程中“互助合作共成长”。在个人反思的基础上进行团队研究，有利于解决个体难以解决的困惑，有利于汇集每位教师的实践经验和智慧。如在教研活动中，根据学业数据，在逐题分析时，我们请得分最高的教师分享某知识点教学策略，这样有助于得分较低的教师改进教学实施。

5.以教学改进为教研的目的

基于数据的分析，让教研组的每一位教师清楚地知道自己所任教班级的现状，学生对知识点的掌握情况，让教师清醒地认识自己，反思自己的教学行为。教研活动，有利于每位教师在思维碰撞中提升自我，在教学改进中提升自己的教学能力。

结束语

“互联网 ”时代，为我们的教学研究创设了全新的教学环境，大数据驱动精准教学时代已经到来，这对教师和学生都提出了新的要求：教师要大力开展基于数据的教学改革实践探索，更新教育理念，学习新媒体新科技，充分吸收各种教学资源，提升自己的知识储备，提高信息素养，加强数据分析能力，并用这种不断进取、敢于创新的大数据思维影响学生；学生要充分发挥自己已有的知识能力，利用各种数字化学习资源，不断增强自主学习的能力。以上是我们化学教研组的一点粗浅的探索和体会，在今后的教学过程中，我们将进一步优化操作策略，逐步形成基于数据的化学校本教研模式，实现教学的精准化。

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（作者单位：江苏省无锡市南长实验中学）