数据分析反馈教学方法探析<br/>——以高考化学复习中模拟考试卷的数据分析为例

数据分析反馈教学方法探析
——以高考化学复习中模拟考试卷的数据分析为例

2019-08-29陈林江

中学课程辅导·教学研究 2019年20期

陈林江

一、化学模拟考试卷数据分析的意义

1.教学反馈反馈是教学过程的必要环节、形成性评价的重要组成部分，也是有效学习发生的基本要素之一。“基于反馈学习”的观点认为“教学就意味着提供反馈”［1］。在高中教育中，班级授课制、大班教学和集中授课制是大多数学校的基本教学形式，将模拟考试后收集到的数据——分数，使用简单的总结性分数数据（如总分、平均分等）向学生进行反馈仍是主要的试卷分析方式。

2.化学学科教学数据分析类型化学学科作为高中的重要基础科学学科之—，学习的数据同样围绕着化学教师组织的模拟考试活动中获得，主要来自于试题与学生两大类。试题类的数据以考查的化学知识点为核心，延伸到知识点涉及的定义、分类、类型、难度和区分度等，这类数据的有效分析，可以让教师和学生知道纵向挖掘化学知识结构水平的深度；学生类的数据又以学生的作答情况为主，包括选项选择人数、小题得分、填空题各个空得分，总分和平均分等，这类数据的有效反馈，利于教学双方在这一知识深度水平上，开展横向比较。

3.化学高考备考模拟卷数据分析对象在化学的高考备考过程中，适量的模拟试卷训练，可帮助学生强化化学知识学习，整合所学到化学知识体系，形成自己独有的化学知识网络系统，并能实现对知识掌握情况的查漏补缺。可以说，帮助学生找出自身化学知识体系的漏洞，是高三化学老师都希望解决的问题。但是，不同教师在教学实践过程中，虽然大都采用了类似的模拟高考考试教学方式，但所达成的效果往往存在很大的差异性，这其实反映了不同教师在使用这种教学方式时的教学成效不同。同时，教师在面对一个班各有所长的几十个学生时，如何对各个类型学生甚至是学生个体进行有针对性的教学，这无疑就需要一定的方法技巧。本文以一所乡镇中学的高三学生为研究对象，选取了一份高考化学模拟试题，围绕考试情况，介绍了在实践教学中总结出的试卷分析方法，然后进行针对性的教学，以此探讨如何在高三年级进行有效的模拟考试数据分析反馈教学活动。

二、基于数据分析的化学学习反馈系统设计

基于数据分析的化学学习反馈系统设计，需要以下环节：数据采集→数据准备→数据分析处理→数据处理结果→分析信息反馈→查缺补漏。

1.数据采集数据采集主要包括试卷题号信息、学生信息和答题得分情况等数据相关信息，这些源信息是开展数据分析的基础。

2.数据准备数据准备主要有试卷考查的化学知识点数目，以及根据这些知识点设置的答题数。

3.数据分析处理及处理结果

（1）单次考试的数据分析处理是对数据信息进行科学计算，得到有意义的不同层次学生的分类结果。数据分析分成选择题与非选择题两个部分，分别做纵向对比。

（2）对单个学生的数据，可以做配合度数据分析；也可以将该名学生几次的考试成绩做学情折线图，做横向对比。

根据数据分析处理的结果，让学生画出相关知识点的概念图，强化化学概念，理解好定义的内涵和外延。

4.分析信息反馈分析信息反馈包括试卷诊断报告和学生学情报告。试卷诊断报告从试题中找出学生在阶段性复习的化学知识掌握程度，主要是为教师制定下一阶段的复习内容和教学策略奠定基础。学生学情报告通过学生做试题得出的分数数据，得到学生个人的个性化学习规律，有利于学生查漏补缺。

三、以高考化学复习中模拟考试卷的数据分析为例说明基于数据分析的化学学习反馈系统设计

1.选择题数据采集和数据分析方法

（1）纵向分析找出薄弱知识环节并制定针对全班复习计划。

第一步，统计出选择题各选项的选择人数、难度和区分度。*粗体数字表示选择正确答案的学生数；**各题的难度，以0.3-0.7为较好。***区分度的常用指标为D，取值在-1～1之间，值越大区分度越好。测量学家伊贝尔认为：试题的区分度.在0.4以上表明此题的区分度很好，0.3～0.39表明此题的区分度较好，0.2～0.29表明此题的区分度不太好需修改，0.19以下表明此题的区分度不好应淘汰。［2］

第二步，根据统计得到的数据，给出试卷诊断报告。由选择题难度折线图可以看出，选择题的难度总体上是由易到难，梯度合理。下面是具体的试卷诊断报告。

第7题.合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，曾三次获诺贝尔化学奖。下列说法错误的是

A.合成氨技术实现了“从空气到面包” 11位学生选择A选项

B.合成氨涉及氧化还原反应 5位学生选择B选项

C.高效催化剂是合成氨反应的重要条件 7位学生选择C选项

D.合成氨所需要的氢气主要来自于电解水 25位学生选择D选项

从选项的选择人数来分析，没有选择D选项的人数较多，说明47.92%的学生缺乏相关的实际生产条件对反应物选择方面的知识。选A选项的同学则没能将空气中氮气和面包中蛋白质的氮元素联系起来。该题对我班的学生区分度较低，说明学生普遍缺乏生活化学基础常识，需要加强这方面的教育。

第8题和第9题对于本班来说，难度较低，所做的工作就是鼓励在这部分失分的学生，争取他们能补充强化化学最基本的知识点。

第10、11、12三道题，难度适中，辅导中层生找出失分的原因。不管是相应知识点缺失，还是知识点的应用不熟练，都要清楚整理出思路来，利于进一步的复习。

第13题对于我班学生来说，难度最大，指导中上层的学生努力攻关，深化自己的化学知识系统，提高解决计算题的能力。

（2）横向分析以针对学生个人的学情报告，提出具体复习要求。目前的实际情况是，七道化学单选题，做对几道题才能认为他是真会？利用概率分布中二项分布原理，计算的结果是四道题。因此，可以数出能真正理解化学选择题的学生人数。本次参与测试的同学48人中，有31位同学做对了四道及以上的题目，占比是64.58%。

采用卡方配合度检验计算结果表明，在0.05的显著性水平上，接受H1，拒绝H0，认为合格和不合格的学生数有显著差异，说明经过近一年的复习，我班学生的化学选择题取得显著的进步。

针对这种情况，结合纵向对比的结果，将本班学生分成三个类型来深化化学选择题的复习。

第一类，基础知识差的同学，多加以鼓励，提高他们的学习化学的信心，学习基本的化学知识点；

第二类，掌握化学基础知识较多，但运用还不够纯熟的学生，给予相应的习题，多加以监督，提高解题能力；

第三类，化学综合素质较高的学生，为防止他们产生自满情绪，大意失荆州。平时在指导时，多提问题，引发他们的思考，并加强这些学生的化学计算能力。

2.非选择题数据采集和数据分析方法化学科的非选择题有三道必做题，一道选做题。这里采用第26题为例子，介绍非选择题的分析方法。该题的原题如下：氯气与碱溶液反应，在低温和稀碱溶液中主要产物是ClO-和Cl-，在75℃以上和浓碱溶液中主要产物是ClO3-和Cl-。研究小组用如下实验装置制取氯酸钾（KClO3），并测定其纯度。

回答下列问题：

（1）检查装置气密性后，添加药品，待装置Ⅲ水温升至75℃开始反应。

①装置Ⅰ的作用是制备________，反应的化学方程式为________。

②若取消装置Ⅱ，对本实验的影响是________。

③实验结束，拆解装置Ⅰ前为了防止大量氯气逸出，可采取的措施是________。

④从装置Ⅲ的试管中分离得到KClO3粗产品，其中混有的杂质是KClO和________。

（2）已知碱性条件下，ClO-有强氧化性，而ClO3-氧化性很弱。设计实验证明：碱性条件下，H2O2 能被ClO-氧化，而不能被ClO3-氧化________。

（3）为测定产品KClO3的纯度，进行如下实验：

步骤1：取2.45g样品溶于水配成250mL溶液。

步骤2：取25.00mL溶液于锥形瓶中，调至pH＝10，滴加足量H2O2溶液充分振荡，然后煮沸溶液1～2分钟，冷却。

步骤3：加入过量KI溶液，再逐滴加入足量稀硫酸。（ClO3-+6I-+6H+＝Cl-+3I2+3H2O）

步骤4：加入指示剂，用0.5000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00m L。（2S2O32-+I2＝S4O62-+2I-）

①步骤2的目的是________。写出煮沸时反应的化学方程式________。

②样品中KClO3的质量分数为________。（KClO3式量：122.5）

将九个空和整题的答对人数、难度以及区分度，各个空的难度也是由易到难。其中，占85.42%同学能认出装置Ⅰ的作用是制备Cl2，说明学生对实验室制气体的装置掌握良好，对本班的学生来说，这第2空难度低。

对于第2空和第5空两个空来说，难度中等。答对第2空的学生数据反映出，需要强化化学方程式的书写，因为经过复查，共有25位学生完全做对这个空，掌握了这个重要化学知识点；但另有13位同学漏标加热符号、气体符号和配平等，造成了失分。第5个空答对人数反映出，学生对化学实验各个流程的产物和杂质掌握程度较高，具有一定的化学实验分析能力。

第3空和第7空难度相同，仔细推敲，这两个空考查的知识点类型都是“实验目的”，说明学生能随着题目的引导，利用自身的化学知识储备，做出一定判断（如第2空和第5空）。但是，对于需要独立思考才能给出答案的题目，做的并不好，提出“目的目标”，对于我班的学生来说，难度较大。如果要提高成绩，那么就要训练中层学生独立思考的能力，短期内并非易事，需要强化训练加以改善。

3.教师根据学生具体情况做好二次测验的准备学生做好思维导图或者概念图后，还必须要求他们准备好错题本，把模拟试卷中出现的错题整理成册。这时，教师要注意学生的记忆理解曲线规律，及时做好二次测验的准备，保障数据分析反馈的有效性，提高学生知识内化的有效率。